多效唑对甜高粱生长发育的调控效应研究

董 扬

（黑龙江省农业科学院齐齐哈尔分院 黑龙江齐齐哈尔 161006）

甜高粱又叫甜秆、芦粟等，是普通粒用高粱的一个变种[1]，具有抗逆性强、生物产量高及适应性广等优良特性，具有“高能作物”之称[2-3]。 近些年来，甜高粱作为能源作物的利用价值被逐步发掘出来， 越来越受到国家及科研机构的关注[4]。 由于甜高粱普遍株高偏高，生长中后期极易发生倒伏，在一定程度上限制了甜高粱产业的发展。 化学调控是指通过应用植物生长调节剂来影响植物内源激素系统， 从而调节其生长发育过程，具有成本低、见效快、用量小等优点[5]。 多效唑属于一种生长延缓剂，其作用原理是通过抑制植物体内赤霉素的形成延缓植株营养生长[6-7]，目前已被广泛应用于水稻[8]、小麦[9]、玉米[10]等多种农作物大田生产。 相关研究表明[11-12]，对甜高粱施用延缓性植物生长调节剂，可有效降低株高，提高抗倒伏能力。 甜高粱对喷施多效唑后的生理响应方面的报道较少。 为此，本研究探讨了不同生长时期叶面喷施不同浓度多效唑对甜高粱茎秆特征特性及理化指标的影响， 从形态和生理两方面阐述甜高粱对多效唑的响应机制，从而确定最佳喷施时期及喷施剂量，以期为甜高粱的高产稳产栽培提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 参试材料与试验设计

试验于2021 年在黑龙江省农业科学院齐齐哈分院科研试验基地进行，以“吉甜2 号”为材料。 多效唑购自四川润尔科技有限公司，为可湿性粉剂，有效成分含量为15%。 试验采用裂区设计，喷施时期为主处理，施药剂量为副处理，喷施分别设定在3 个时期:S1（拔节初期）、S2（拔节中期）和 S3（拔节后期）。 多效唑设 300 mg/L、600 mg/L、900 mg/L 3 个浓度梯度，以清水为对照。 采用水溶液叶面喷施的方法，每个小区每次喷施1 L 多效唑溶液。 每个小区为4 行区，行长4 m，3 次重复。

1.2 测定内容及方法

1.2.1 农艺性状的测定 在甜高粱开花期每处理中间2 行中随机选取10 株，测定茎粗（基部第2 节间的粗度）、株高、节数。

1.2.3 光合指标的测定 在甜高粱抽穗期每处理中间2 行随机选取10 株， 使用CI-340 型光合作用测定仪测定顶部倒二叶中间部位的净光合速率、 气孔导度及蒸腾速率。

1.2.4 生理指标的测定 在甜高粱抽穗期每处理中间2 行随机选取10 株，测定顶部倒二叶的生理指标。可溶性糖含量采用蒽酮比色法测定， 可溶性蛋白质含量采用考马斯亮蓝法测定。 各项生理指标的测定均是参考《植物生理实验技术》中相关的方法进行[13]。

1.3 数据统计

采用Excel 2010 进行基本数据处理， 使用 DPS 7.05 软件对数据进行方差分析。

2 结果与分析

2.1 不同处理对甜高粱茎秆特征的影响

由附表可知，S1 处理时期3 个多效唑浓度的株高与CK 差异不显著，而在S2 和S3 处理时期时，3 个多效唑浓度处理甜高粱株高均比CK 显著降低，S2时期3 个多效唑浓度处理株高分别较CK 下降13.8%、19.6%、20.5%，S3 时期 3 个多效唑浓度处理株高分别较CK 下降10.2%、13.9%、15.5%。 综合来看，具体喷施效果表现为随着施药时期的推移，株高的降低幅度呈先升高后降低的变化趋势，在S2 时期施药整体效果最好； 在相同的喷施时期内随着施药浓度的增加，株高的降低幅度越大。

附表 不同处理对甜高粱茎秆特征的影响

在不同时期喷施多效唑对甜高粱茎粗有一定的调控作用。 3 个时期叶面喷施多效唑后，所有处理中除了 S1 时期喷施300 mg/L、600 mg/L 的茎粗与 CK差异不显著， 其余处理均显著高于CK， 在S2 和S3时期处理时，3 个多效唑浓度处理甜高粱茎粗均比CK 显著增加。 综合来看，具体喷施效果表现为随着施药时期的推移， 茎粗的增加幅度呈先升高后降低的变化趋势，在S2 时期喷施900 mg/L 的多效唑效果最好，比CK 增加了36.4%；在相同的喷施时期内随着施药浓度的增加，茎粗的增大幅度越大。

由附表可知， 不同的喷施时期及不同浓度多效唑处理下， 各处理节数与CK 之间并没有显著差异，说明喷施时期及多效唑浓度多甜高粱节数没有显著影响。 通过不同处理对株高的影响可以看出，降低甜高粱株高主要是通过缩短节间长度完成的。

2.2 不同处理对甜高粱光合作用的影响

由图1 可知，S1 处理时期3 个多效唑浓度的净光合速率、蒸腾速率、气孔导度与CK 差异不显著，而在S2 和S3 处理时期，除了低浓度（300 mg/L）处理下的净光合速率与对照差异不显著外， 其余处理下各光合指标均显著高于CK。 在S2 时期喷施900 mg/L多效唑时甜高粱叶片的净光合速率、 蒸腾速率达到最高，喷施600 mg/L 多效唑时气孔导度达到最高。同一处理时期内随着多效唑浓度的增加， 甜高粱叶片净光合速率、蒸腾速率、气孔导度呈逐渐升高的变化趋势。 在同一喷施浓度下，S2 和S3 处理时期对光合指标提升效果优于S1 处理时期，但是S2 和S3 处理时期之间差异并不明显。

图1 不同喷施处理对甜高粱光合指标的影响

2.3 不同处理对甜高粱生理特性的影响

由图2 可知，S1 处理时期下3 个多效唑浓度的可溶性糖含量、可溶性蛋白含量与CK 差异不显著，而在S2 和S3 时期处理时，3 个多效唑浓度处理下可溶性糖含量、可溶性蛋白含量均显著高于CK。 随着施药时期的推移，可溶性糖含量、可溶性蛋白含量呈先升高后降低的变化趋势，整体来看，在S2 时期施药整体效果最好。 在S2 处理时期下，可溶性糖含量呈随着多效唑浓度增加呈先升高后降低的变化趋势，可溶性蛋白呈逐渐升高的变化趋势。 在S3 处理时期下，可溶性糖含量、可溶性蛋白随着多效唑浓度增加均呈逐渐升高的变化趋势。 在S2 时期喷施600 mg/L多效唑时可溶性糖含量达到最高（21.6 mg/g），比CK升高37.6%，在S2 时期喷施900 mg/L 多效唑时可溶性蛋白含量达到最高（0.19 μg/g），比 CK 升高 46.2%。

图2 不同喷施处理对甜高粱叶片中渗透性调节物质含量的影响

3 讨论与结论

3.1 讨论

目前，多效唑作为一种常用的低毒、高效生长调节剂已被广泛应用于作物生产中， 起到抗倒伏、增产、稳产的作用。 相关研究结果表明，多效唑能够抑制植物生长、增加茎粗，降低株高，提高植物抗倒伏能性和抗逆性[14]。 本研究结果表明，在3 个时期喷施不同浓度的多效唑均可以不同程度降低甜高粱株高、增加茎粗，提高植株抗倒伏能力，但是S1 时期喷施效果与CK 相比差异不显著，这可能是由甜高粱在不同生育时期内对外源激素的敏感性不同造成的。综合来看，S2 时期进行多效唑处理效果最好。在相同的处理时期内，随着多效唑浓度增加，甜高粱植株矮化、茎粗增粗、抗倒伏效果越明显，这与魏世林等[15]的研究结果一致。 本研究还发现，不同多效唑处理下，甜高粱植株节数与CK 相比没有显著差异，说明多效唑降低甜高粱株高主要是通过缩短节间长度完成的，这与禤维言等[16]的研究结果一致。

相关研究表明[17-18]，作物经多效唑喷施处理后克显著提高叶绿素含量并且叶片光合作用得到增强，曾佳师[19]认为，这可能是由于多效唑能增加单位叶面积的保卫细胞数及其叶绿素粒子造成的。 本研究结果表明，除S1 时期外，在S2、S3 时期进行多效唑处理均可以显著提高甜高粱叶片净光合速率、 蒸腾速率、气孔导度，这可能是由于喷施多效唑后甜高粱株高降低，群体通风得到改善，从而使叶片叶绿素含量增加，提高了植株的光合作用。 就生理指标而言，在适宜的生育时期内（S2、S3）喷施多效唑，可显著提高甜高粱叶片可溶性糖、可溶性蛋白质含量，从而促进甜高粱的生理代谢，这与禤维言等[20]的研究结果具有一定的相似性。 本研究只针对甜高粱茎秆特征中的一些农艺性状进行了分析研究， 今后可以进一步分析甜高粱抗倒伏能力与其茎秆各有关成分的关系，从而更科学、 全面地为解析多效唑提高甜高粱抗倒伏机理提供理论依据。

3.2 结论

在甜高粱拔节中后期叶面喷施多效唑后， 甜高粱植株的生长受到明显的抑制。 在同一喷施时期内随着喷施浓度的增加，甜高粱株高逐渐降低，茎粗逐渐增加； 甜高粱叶片光合指标及渗透调节物质随喷施浓度增大呈逐渐升高的变化趋势。 试验结果表明，在甜高粱拔节中期喷施900 mg/L 的多效唑可以显著提高甜高粱植株抗倒伏性，增强叶片光合作用，提高细胞内渗透调节物质含量，有利于稳产高产，是较适宜的化控防倒栽培措施。