多效唑对甜高粱农艺性状及抗倒伏性状的影响

摘要：为明确多效唑溶液喷施时期以及浓度对甜高粱生长发育的影响，本研究以甜高粱“吉甜2号”为试验材料，采用随机区组设计，在株高达到30、 80、130 cm时喷施浓度为300、600、900 mg·L-1的多效唑溶液，用清水作对照（CK）。结果表明，叶面喷施多效唑溶液可改变甜高粱植株茎秆的形态特征，使植株株高、重心高度降低，茎粗增加，从而增强植株的抗倒伏能力。在本试验条件下，“吉甜2号”在株高80 cm时喷施900 mg·L-1的多效唑溶液可有效增强甜高粱的抗倒伏能力，有利于稳产，是较适宜的防倒伏增产栽培措施。

关键词：甜高粱；多效唑；倒伏；农艺性状

中图分类号：S514

文献标识码：A

甜高粱又称甜秆、芦粟等，是普通粒用高粱的一个变种，具有抗逆性强、生物产量高、适应性广等优良特性，有“高能作物”之称[1]。近年来，甜高粱作为能源作物的利用价值逐步被发掘，越来越受到国家及科研机构的关注。倒伏现象一直是影响甜高粱高产稳产的重要因素，是甜高粱育种及种植户长期关注的问题之一[2]。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水平，从而调节植物生长发育过程。化控技术具有成本低、见效快、用量小等優点。

多效唑作为一种新型植物生长延缓剂于20世纪70年代问世，其作用原理是可以抑制赤霉素的生物合成，延缓植物的营养生长[3]，调节效应显著而高效，已被广泛应用于水稻[4]、小麦[5]、玉米[6]等多种农作物生产中。研究表明，对甜高粱施用延缓性植物生长调节剂，可有效降低植物株高，提高植物抗倒伏能力。甜高粱以茎秆为主要收获对象，不当施用植物生长调节剂可能会严重抑制甜高粱生长，进而影响茎秆产量。为此，本研究探讨不同生长时期叶面喷施不同浓度多效唑溶液对甜高粱茎秆特征特性、抗倒伏能力及茎秆产量的影响，从形态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，为甜高粱高产稳产栽培提供依据。

1  材料和方法

1.1   供试材料

甜高粱：品种“吉甜2号”。

多效唑：由四川润尔科技有限公司生产，为可湿性粉剂，有效成分含量为15%。

1.2   试验设计

试验采用裂区设计，喷施时期为主处理，施药剂量为副处理。设3个喷施时期：S1，株高30 cm；S2，株高80 cm；S3，株高130 cm。多效唑溶液设300、600、900 mg·L-1 3个浓度水平，对照（CK）为喷施清水。采用水溶液叶面喷施方法，每小区每次喷施1 L多效唑溶液。每小区4行，行长4 m，重复3次。

1.3   试验概况

试验在黑龙江省农业科学院齐齐哈尔分院试验基地进行，平均海拔141 m，年降水量415 mm，年均温度3.2 ℃，活动积温2 900 ℃。土壤为碳酸盐黑钙土，有机质含量2.001 mg·kg-1，全氮含量0.141%，水解氮含量250 mg·kg-1，速效磷含量0.149 mg·kg-1，pH 7.82。试验地灌排条件良好，前茬作物为玉米。

试验用甜高粱于2021年5月9日播种。底肥用量：尿素180～200 kg·hm-2、磷酸二铵75～85 kg·hm-2、硫酸钾40～45 kg·hm-2，种植密度40万株·hm-2。按设计喷施多效唑溶液，其他管理同一般大田。

1.4   测定内容及方法

1.4.1 农艺性状测定 在甜高粱灌浆期，每处理随机选取中间2行的10株样品，测定其茎粗（基部第2节间）、株高、节数、重心高度、倒伏率，成熟期测定茎秆产量。

1.4.2 茎秆机械强度测定 茎秆弯折力测定：灌浆期采用浙江托普公司生产的YYD-1茎秆强度测定仪测定基部第2节间的弯折力（N）。

茎秆抗倒伏指数：用茎秆弯折力÷重心高度表示。

1.5   数据统计

采用Excel 2010 进行数据处理，用 DPS7.05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

S1时期喷施3种浓度的多效唑溶液，甜高粱株高与对照（CK）差异不显著；而在S2和S3时期喷施3种浓度的多效唑溶液，甜高粱株高均比对照（CK）显著降低；S2时期喷施3种浓度的多效唑溶液使甜高粱株高分别较对照（CK）下降13.8%、19.6%、20.5%；S3时期喷施3种浓

度的多效唑溶液，甜高粱株高分别较对照（CK）下降10.2%、13.9%、15.5%。试验表明，随着喷施时间的推移，甜高粱株高的降低幅度呈先升高后降低的趋势，以S2时期喷施效果最好（表1）。试验显示，同一时期喷施多效唑溶液，随着喷施浓度的增加，甜高粱株高降低的幅度增大。

不同时期喷施不同浓度的多效唑溶液对甜高粱茎粗有一定的调控作用。除S1时期喷施300和600 mg·L-1多效唑溶液使甜高粱茎粗与对照（CK）差异不显著外，其他处理的甜高粱茎粗与对照（CK）相比均差异显著，并随着喷施时间的推移，茎粗的增加幅度呈先升高后降低的趋势，以S2时期喷施900 mg·L-1的多效唑溶液效果最好，甜高粱茎粗比对照（CK）增加36.4%。同一时期喷施多效唑溶液，随喷施浓度的增加，甜高粱茎粗增加的幅度增大（表1）。

由表1可见，不同时期喷施不同浓度的多效唑溶液，甜高粱节数与对照（CK）之间差异不显著，这说明不同时期喷施不同浓度的多效唑溶液对甜高粱节数无显著影响，甜高粱株高主要是通过喷施多效唑溶液缩短高粱节间长度来降低。

2.2   不同处理对甜高粱抗倒伏性能的影响

S1时期喷施3种浓度的多效唑溶液，甜高粱植株的重心高度与对照（CK）相比差异不显

著；而在S2和S3时期喷施3种浓度的多效唑溶液，甜高粱植株重心高度均比对照（CK）显著降低。甜高粱植株重心高度随着多效唑溶液喷施时期的推移呈先降低后升高的趋势；相同时期随着多效唑溶液喷施浓度的增加，甜高粱植株重心高度逐渐降低。3种浓度的多效唑溶液喷施时期下，所有浓度处理的甜高粱茎秆弯折力均显著高于对照（CK）；同一喷施时期，随着多效唑溶液喷施浓度的增加，甜高粱茎秆弯折力呈逐渐升高的变化趋势。综合分析，S2时期喷施多效唑溶液对提高甜高粱茎秆弯折力效果最好（表2）。

不同时期喷施不同浓度的多效唑溶液对甜高粱茎秆抗倒伏指数产生不同影响，其变化趋势与甜高粱茎秆弯折力相同，所有喷施处理的甜高粱茎秆抗倒伏指数均显著高于对照（CK），以S2时期喷施900 mg·L-1多效唑溶液的甜高粱抗倒伏指数最高（6.0 N·cm-1），显著高于其他处理。田间甜高粱倒伏情况（倒伏率）与抗倒伏指数表现基本一致，随着甜高粱抗倒伏指数升高，倒伏率逐渐降低（表2）。

2.3   不同处理对甜高粱茎秆产量的影响

S1时期喷施3种浓度的多效唑溶液，甜高粱茎秆产量与对照（CK）相比差异不显著；而在S2和S3時期喷施3种浓度的多效唑溶液，甜高粱茎秆产量均显著低于对照（CK）。试验显示，不同时期喷施不同浓度的多效唑溶液，甜高粱茎秆产量不同（图1），其中S1时期喷施300 mg·L-1多效唑溶液的甜高粱茎秆产量最高（109.2 t·hm-2），但与对照（CK）相比差异不显著；S2时期喷施600 mg·L-1多效唑溶液的甜高粱茎秆产量最高（101.7 t·hm-2），S3时期喷施300 mg·L-1多效唑溶液的甜高粱茎秆产量最高（102.3 t·hm-2）。考虑田间实际倒伏率造成的机械收获损失等情况，认为S2时期喷施600 mg·L-1多效唑溶液较适宜在生产上应用。

3  结论与讨论

引起作物倒伏现象的原因较为复杂，不仅受天气、栽培措施等外界因素影响，也受作物自身生物学特性的影响，前人研究认为作物倒伏与植株的茎秆强度、重心高度、生物质量等指标密切相关。由于甜高粱株高多在2～4 m之间，生产中倒伏现象发生较为普遍，严重影响茎秆产量，增加收获难度。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，起到抗倒伏、增产、稳产的作用。前人研究表明，多效唑能够抑制植物生长、增加茎粗，降低株高，提高植物抗倒伏性能和抗逆性。其作用机理主要是通过抑制植物体内赤霉素的合成，降低体内GAs和IAA水平，从而抑制植物顶端分生组织的细胞分裂，缩短植物节间，降低植株高度，增粗茎秆，进而提高植株抗倒伏能力。本研究结果表明，在3个时期喷施不同浓度的多效唑溶液均可不同程度地降低甜高粱株高、增加茎粗，提高植株抗倒伏能力，但S1时期喷施效果与对照（CK）相比差异不显著，这可能是由于甜高粱在不同生育时期对外源激素的敏感性不同所致，总体分析以S2时期喷施多效唑溶液效果最好。相同时期喷施多效唑溶液，随着喷施浓度的增加，甜高粱植株矮化、茎粗增加，抗倒伏效果提高明显，这与魏世林等[7]的研究结果一致。本研究还发现喷施不同浓度多效唑溶液，甜高粱植株节数与对照（CK）相比没有显著差异，这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[8]的研究结果一致。

禤维言等[8]研究在甜高粱苗期及抽穗期分3次喷施不同浓度的多效唑溶液可显著提高甜高粱茎秆产量，而本研究结果显示除S1时期喷施300 mg·L-1多效唑溶液可使甜高粱茎秆产量高于对照（CK）外（差异不显著），其他处理茎秆产量均低于对照（CK），尤其是S2和S3时期喷施3种浓度的多效唑溶液使甜高粱茎秆产量显著低于对照（CK），这可能是由于甜高粱茎秆产量与株高及茎粗成正相关性，多效唑处理降低了株高，增加了茎粗，但株高的降低幅度高于茎粗的增加幅度，因而造成茎秆减产。

甜高粱拔节中后期叶面喷施多效唑溶液后，生长受到明显抑制，相同时期内随着多效唑溶液喷施浓度的增加，甜高粱重心高度逐渐降低，茎粗、茎秆弯折力逐渐增加，抗倒伏能力增强，以拔节中期喷施多效唑溶液的化控防倒伏效果优于拔节后期。本试验表明，在甜高粱拔节中期喷施900 mg·L-1的多效唑溶液可显著提高甜高粱植株抗倒伏性，有利于稳产高产，适宜大面积推广应用。

参考文献

[1]闫锋．我国甜高粱产业发展前景探究[J]．中国糖料，2010（2）：75-76

[2]赵威军，张福耀，常玉卉，等．去除分蘖对甜高粱倒伏的影响[J]．中国农学通报，2012，28（33）：84-87.

[3]蔡国红，杨泉，李洪波，等．蔗糖、多效唑、ABA、KT对淮山薯试管珠芽诱导的影响[J]．热带作物学报，2010，31（9）：1458-1463.

[4]闫凯莉，韩云，谭廷钢，等．15%多效唑可湿性粉剂对水稻生长、产量及品质的影响[J]．热带农业科学，2016，36（2）：73-76.

[5]陈晓光，王振林，彭佃亮，等．种植密度与喷施多效唑对冬小麦抗倒伏能力和产量的影响[J]．应用生态学报，2011，22（6）：1465-1470.

[6]郝玉波，于洋，钱春荣，等．化控剂对东北春玉米抗倒伏性能及产量形成的影响[J]．黑龙江农业科学，2017（10）：1-3，8.

[7]魏世林，杨溥原，梁红凯，等．多效唑对高粱生长发育及生理的影响[J]．热带亚热带植物学报2021，29（2）：201-208.

[8]禤维言，张涛，黄永禄，等．喷施多效唑对甜高粱生长及生理特性的影响[J]．作物杂志，2011（5）：73-76.

收稿日期：2021-09-19

基金项目：国家谷子高粱产业技术体系建设项目（CARS-06-14.5-B21）；黑龙江省杂粮产业技术协同创新推广体系谷糜病虫害绿色防控岗位专家项目；黑龙江省农业科学院院级课题（2020YYF035）

作者简介：董扬（1982—），女，助理研究员，主要从事杂粮作物遗传育种研究工作。E-mail：dongyang0717@126.com