不同外源激素对甜荞开花结实及光合性能的影响

金晓蕾，罗中旺，谢 锐，2，辛万和，房永雨

（1.内蒙古自治区农牧业科学院，内蒙古 呼和浩特 010031；2.河北农业大学 农学院，河北 保定 071001）

外源激素具有调控花期、保花保果等作用，其研究成为作物高产、优质、高效生产的重要保障技术[1-3]。赤霉素、生长素、细胞分裂素和多效唑是目前研究较多的外源激素。多效唑（PP333）主要可以延缓植株生长，抑制茎秆伸长，矮化植株，在甜荞表现为减少开花数，抑制主茎分枝顶端伸长[4-6]。6-BA 用于调节植株生长发育，是第1个人工合成的细胞分裂素[7]。

关于喷施外源激素、微量元素对荞麦生长影响的研究较多。胡丽雪等[8]研究指出，苦荞在喷施硼后影响植株生长、产量及黄酮类化合物合成。邢凤丽[9]研究发现，甜荞施用0.2%钼酸胺可显著提高结实数。刘星贝等[10]研究发现，甜荞喷施烯效唑可以降低株高、增强抗倒伏能力和增加产量。目前，甜荞存在严重倒伏，对结实率和产量影响较大。赵钢等[11]研究发现，苦荞在多效唑处理后单株粒数、粒重和产量增加。钱旭等[12]研究表明，外源激素影响甜荞产量和品质。前人只是研究外源激素对甜荞株高、单株粒数等农艺性状对产量的影响[13-15]。甜荞结实率和单产低受异型花柱及其授粉特性等因素影响，研究外源激素对甜荞开花结实影响，是提高甜荞结实率和产量的关键，本研究探究外源激素对甜荞花粉可育率、柱头可授性的影响，旨在为解析外源激素如何调控甜荞开花结实过程提供理论依据。

1 材料和方法

1.1 供试材料

甜荞品种赤甜荞1号来源于赤峰市农业科学院，株型适中，英文缩写CT1。甜荞品种北早生来源于内蒙古自治区农牧业科学院，株型适中，英文缩写BZS。

1.2 试验设计

2017—2018年，在内蒙古自治区农牧业科学院试验田进行试验。采用随机区组试验设计，3次重复，小区面积15 m2。喷施外源激素是6-BA 和PP333，处理浓度为100、150、200 mg/L，对照为清水，在幼苗期、现蕾期和盛花期喷施。幼苗期又设置不同处理时间分为未出真叶期（Y0）、第1片真叶期（Y1）、第2片真叶期（Y2）、第3片真叶期（Y3）、第4片真叶期（Y4）。每个品种每种激素包括16种处理，两年田间管理一致。

1.3 试验方法

1.3.1 观察甜荞外部形态 喷施外源激素6-BA和PP333在幼苗期5个时间点，分别为Y0、Y1、Y2、Y3 和Y4。观察甜荞小花发育外部形态，随机选取5株植株，挂牌标记。处理后在盛花期调查这5株的单株开花数，成熟期调查这5株的单株结实粒数。

1.3.2 测定花粉育性与柱头可授性 利用碘-碘化钾（I-KI）染色法、联苯胺-过氧化氢法测定花粉育性和柱头可授性，测定花粉育性时将花粉置于载玻片上，加1～2 滴I-KI 溶液，观察其颜色变化，若变蓝即为可育，变黄即为不育，随机观察5个视野并计算花粉可育率。测定柱头可授性时将柱头浸入含有联苯胺-过氧化氢反应液的凹面载玻片中央，根据反应液颜色变化及气泡有无判断柱头可授性强弱，分为无活性、弱活性、活性和强活性4个等级，用数字0～3标记。

1.3.3 测定光合参数 利用TARGAS-1 便携式光合测定仪在第2片真叶期、现蕾期和盛花期测定净光合速率（Pn）、气孔导度（Gs）、蒸腾速率（Tr）和胞间CO2浓度（Ci），选择长势一致的完全展开叶测定，每个处理测定10株，测定时间为晴天9：00—11：00。

1.4 数据处理

试验数据处理与分析采用Microsoft Excel 2013、SPSS 19.0 软件，作图采用Sigma Plot 12.5 软件。

2 结果与分析

2.1 不同激素对甜荞开花数和结实粒数的影响

不同激素处理对开花数的影响不同，由图1可知，喷施PP333后较对照开花数减少，除品种北早生在第1片真叶期200 mg/L PP333处理下较对照开花数增加。喷施6-BA后不同浓度处理均较对照开花数增加，除在未出真叶期喷施6-BA较对照开花数减少。两种激素处理对结实粒数的影响表现为品种北早生、赤甜荞1号在第2片真叶期喷施PP333和6-BA 结实粒数均较对照显著增加，与对照差异达到极显著水平（P＜0.01）。PP333和6-BA较对照结实粒数增加最多的处理时期均为第2片真叶期，PP333处理浓度为100 mg/L较对照结实粒数增加最多，两个品种平均较对照增加20.3%。6-BA处理浓度为150 mg/L较对照结实粒数增加最多，两个品种平均较对照增加47.9%。

图1 不同外源激素处理对甜荞开花数和结实粒数的影响

2.2 不同时期激素处理对甜荞花粉可育率及柱头可授性的影响

喷施两种外源激素处理对不同时期花粉可育率表现为在10：00最高，14：00最低。而对柱头可授性的影响表现为在10：00最高，12：00最低。由图2、图3可知，在10：00时第2片真叶时期喷施100 mg/L PP333使花粉可育率和柱头可授性达到最高，分别较对照提高5.0%和36.9%。在8：00时第2片真叶时期喷施150 mg/L 6-BA 使花粉可育率和柱头可授性达到最高，较对照提高4.4%和50.0%。

研究两种外源激素对甜荞开花数、结实粒数、花粉可育率和柱头可授性的影响，发现均在第2片真叶时期喷施100 mg/L PP333和150 mg/L 6-BA下对甜荞结实粒数、花粉育性及柱头可授性影响显著。

2.3 不同外源激素对甜荞光合性能的影响

2.3.1 不同激素处理对净光合速率的影响 由图4a可知，喷施两种激素对甜荞结实粒数、花粉育性及柱头可授性在第2片真叶时期影响最大，因此，研究外源激素对光合参数的影响在第2片真叶期、现蕾期和盛花期进行。净光合速率在喷施PP333和6-BA与对照变化趋势一样，随生育期增加而增加，3个时期喷施PP333和6-BA 净光合速率较对照增加。3个时期净光合速率在喷施PP333后较对照增加11.0%、10.5%和5.0%，喷施6-BA后较对照增加6.0%、4.0%和2.0%。

2.3.2 不同激素处理对蒸腾速率的影响 由图4b可知，3个时期品种北早生和赤甜荞1号处理对蒸腾速率的影响不同。品种北早生的蒸腾速率呈下降趋势，品种赤甜荞1号的蒸腾速率随生育期先升高后降低。蒸腾速率在喷施6-BA后较对照降低，而喷施PP333后蒸腾速率较对照提高。

图2 不同外源激素处理对柱头可授性的影响变化

图3 不同外源激素处理对花粉可育率的影响

2.3.3 不同外源激素处理对胞间CO2浓度的影响 由图4c可知，不同时期两种外源激素处理对胞间CO2浓度影响变化趋势相同，均为随生育期先降低后升高，在盛花期达到最高。盛花期喷施PP333和6-BA后胞间CO2浓度较对照增加12.0%和5.0%。

图4 不同外源激素处理对甜荞光合性能的影响

2.3.4 不同外源激素处理对气孔导度的影响 由图4d可知，品种北早生和赤甜荞1号在不同时期对气孔导度的影响均表现为随生育期先降低后升高，在盛花期达到最高。喷施两种激素对气孔导度的影响是相反的，3个时期气孔导度在喷施6-BA后分别较对照提高0.5%、2.2%、5.5%，而在喷施PP333后较对照降低3.6%、2.4%、1.8%。

3 结论与讨论

本研究结果表明，PP333处理较对照开花数减少，6-BA处理较对照开花数增加。确定了幼苗期的最佳处理时期为第2片真叶期。本研究得出在第2片真叶期喷施PP333和6-BA后单株结实数，柱头可授性和花粉可育率较对照显著提高。学者张佳蕾等[16]发现PP333处理减少花生后期开花数即减少养分消耗。冬季芍药鳞芽发育期喷施PP333可以促进开花，提高可溶性糖和可溶性蛋白含量[17]。6-BA 与适量氮肥配合施用提高小麦光合性能和品种产量[18]。6-BA处理提高水稻每穗枝梗和颖花数[19]。研究结果与本研究相似。两种激素处理对光合性能的影响不同。吴雪霞[20]研究表明，喷施6-BA 对低温胁迫下茄子光合参数的影响是显著增加净光合速率、气孔导度、蒸腾速率及胞间CO2浓度。杨东清等[21]研究表明，小麦在高氮条件下喷施6-BA可以显著提高净光合速率、气孔导度、蒸腾速率及胞间CO2浓度。本研究得出喷施6-BA 在不同时期使净光合速率、盛花期胞间CO2浓度和气孔导度增加，但蒸腾速率降低。研究喷施6-BA 对蒸腾速率的影响与本研究结果有所不同。前人研究发现叶面喷施PP333可促进叶片净光合速率、气孔导度、蒸腾速率及胞间CO2浓度[22-23]，与本研究喷施PP333对气孔导度影响不同。外源激素作用机制复杂，喷施浓度和处理不同，造成研究结果可能不同。

综上所述，本研究得出在第2片真叶期进行100 mg/L PP333或150 mg/L 6-BA处理可以提高花粉可育率、柱头可授性和单株结实数，改善光合性能。本研究结果可以为提高甜荞结实率的有效途径提供参考，具有较大的生产应用价值。