植物生长调节剂对小麦灌浆期干热风的缓解效应

摘要:为筛选抗干热风的植物生长调节剂,缓解灌浆期高温低湿对小麦叶片功能的损害,2018~2020年以小麦品种山农28和师栾02-1为试材,采用温室增温除湿鼓风的方式,研究了3种植物生长调节剂(天达2116、旱地龙和艾富莱)对灌浆期小麦生理指标和产量的影响。结果表明:3种植物生长调节剂均可提高小麦旗叶的SPAD 值、净光合速率(Pn )、有效光量子产量(QY )、光化学量子效率(Fv/Fm )和相对含水量,增大冠气温差,提高千粒重和产量。其中,喷施天达2116效果最好,与磷酸二氢钾对照(CK 1)和清水对照(CK 2)相比,小麦旗叶SPAD 值分别提高9.7%~28.8%和6.5%~16.9%,Pn 提高23.9%~49.3%,QY 分别提高1.8%~8.9%和5.2%~5.6%,Fv/Fm 分别提高2.0%~5.2%和3.0%~5.8%,相对含水量分别提高4.1%~8.2%和3.7%~8.1%,冠气温差分别提高1.2~4.6℃和0.5~1.8℃,千粒重分别增加0.7~1.4g 和1.1~1.8g ,产量分别提高7.3%~9.6%和5.9%~13.4%。在小麦生育中后期喷施2次天达2116,可显著增强叶片生理活性、降低冠层温度,有效缓解灌浆后期干热风对小麦造成的伤害程度,明显提高千粒重和产量。
关键词:冬小麦;灌浆期;干热风;植物生长调节剂;产量;生理指标中图分类号:S512.1+1文献标识码:A 文章编号:1008-1631(2022)02-0058-07收稿日期:2021-06-22
基金项目:河北省重点研发计划项目(19226432D );河北省农林科学
院创新工程项目(C20C4896)
作者简介:吕丽华(1977-),女,河北景县人,副研究员,博士,主
要从事小麦应对气候变化栽培途径与机制研究。Tel :
;E-mail :。
通讯作者:贾秀领(1964-),女,河北正定人,研究员,博士,主要
从事作物高产与资源高效利用研究。Tel :0311-********;E-mail :。Mitigation Effect of Plant Growth Regulator on Dry Hot Wind during Wheat Filling Stage
LUY Li-hua ,LEI Ming-shuai ,YAO Yan-rong ,LI Qian ,JIA Xiu-ling *(Scientific Observing and Experimental Station of Crop Cultivation in North China ,Ministry of Agriculture /Hebei Key Laboratory of Crop Cultivation Physiology and Green Production /Institute of Grain and Oil Crops ,Hebei Academy of Agriculture and Forestry Sciences ,Shijiazhuang 050035,China )
Abstract :In order to screen plant growth regulators resistant to dry hot wind and alleviate the damage of high
破真空阀temperature and low humidity on the function of wheat leaves during grain filling ,the effects of thre
e plant growth regulators (Tianda 2116,Handilong and Aifulai )on the physiological indexes and yield of wheat during grain filling were studied by using wheat varieties Shannong 28and Shiluan 02-1as test materials and green-house warming and dehumidification blast from 2018to 2020.The results showed that the three plant growth
regulators could increase the SPAD value ,net photosynthetic rate (Pn ),effective light quantum yield (QY ),photochemical quantum efficiency (Fv/Fm )and relative water content of wheat flag leaves ,increase the temperature difference between crown and air ,and increase 1000grain weight and yield.Among them ,spraying Tianda 2116had the best effect.Compared with potassium dihydrogen phosphate control (CK 1)and
water control (CK 2),the SPAD value of wheat flag leaves increased by 9.7%-28.8%and    6.5%-16.9%,Pn
in creased by 23.9%-49.3%,QY
increased by
1.8%-8.9%and 5.2%-5.6%,Fv/Fm increased by
2.0%-5.2%and
3.0%-5.8%,relative water content increased by
4.1%-8.2%and 3.7%-8.1%,and crown air temperature difference increased by 1.2-4.6and 0-1.8℃respectively.The 1000-grain weight increased by 0.7-1.4g and 1.1-1.8g respectively ,and the yield increased by 7.3%-9.6%and
5.9%-
吕丽华,雷明帅,姚艳荣,李谦,贾秀领*
(农业部华北地区作物栽培科学观测实验站/河北省作物栽培生理与绿生产重点实验室/河北省农林科学院粮油作物研究所,河北
石家庄
050035)
植物生长调节剂对小麦灌浆期干热风的缓解效应
DOI :10.12148/hbnykx.20220019河北农业科学,2022,26(2):58-64Journal of Hebei Agricultural Sciences
第2期河北省中南地区是干热风多发区[1,2]
。子粒灌浆期
是小麦产量形成的关键时期,干热风不仅会影响旗叶的正常功能,造成叶片早衰,还会显著降低灌浆速率,高温逼熟,造成明显子粒减产[3~6]。因此,喷施抗逆生长调节剂来削减干热气候对小麦灌浆的不利影响,是解决河北省小麦高产稳产的重要措施之一。前人在灌浆后期调节剂对小麦的调控效应方面已经开展了很多研究,内容主要集中在对产量及品质[7~9]、
叶片生理特征[10,11]
、灌浆特征[12~13]的影响等方面。调节物质多采用化控剂[14~20]和微量元素[12,21]。但关于天达-2116、旱地龙等植物生长调节剂对小麦后期干热风的
缓解效应研究鲜有报道。研究不同植物生长调节剂对干
热风胁迫的缓解作用以及小麦在干热胁迫下叶片的生理变化特征,以期筛选出适宜的植物抗逆生长调节剂,建立维护植株叶片功能御热的小麦干热风应对技术。
1材料与方法
1.1
试验地概况
试验于2018年10月至2020年6月在河北省农林科学院粮油作物研究所藁城堤上试验站进行。试验地0~20cm 耕层土壤基础养分含量为有机质1.60%、全氮0.094%、全磷0.22%、有效磷19.7mg/kg 、有效钾87.1mg/kg 。1.2
试验材料
参试小麦品种为山农28(SN28)和师栾02-1(SL02-1)。植物生长调节剂有3种,其中,天达2116为山东天达生物股份有限公司产品,游离氨基酸含量100g/L ;
旱地龙为新疆汇通旱地龙腐殖酸有限责任公司产品,腐殖酸含量30%、有机质含量50g/L ;艾富莱为西班牙迈娜制药有限公司产品,氨基酸含量>100g/L ,B 和Zn 含量>20g/L 。
1.3试验方法1.3.1
试验设计
采取完全随机设计,3次重复。
2018~2019年度试验设天达2116(T 1)、旱地龙(T 2)和磷酸二氢钾(T 3,CK 1
)3个处理,2019年4月27日和5月22日各喷施1次;2019~2020年度试验设天达2116(T 1)、艾富莱(T 4)和清水(T 5,CK 2)3个处理,2020年4月25日和5月18日各喷施1次。其中,天达2116稀释40倍,喷施量90mL/m 2;旱地龙
稀释600倍,喷施量90mL/m 2;磷酸二氢钾溶液质量分数为1.6%,喷施量45mL/m 2;艾富莱稀释800倍,喷施量48mL/m 2;清水喷施量90mL/m 2。
10月8~9日播种小麦,每品种均播种8行,行长6m ,行距15cm ,基本苗数量345万株/hm 2。小麦灌
浆中期在田间搭设大棚(50m×8m ),内置增温设备,2019年5月20日、2020年5月23日开始每天9:00~
16:00增温,通过智能控温控湿系统控制大棚内部的温度和湿度,温度<38℃时系统自动加温,温度>40℃时系统自动开启排风扇散热,高温处理连续进行10~15d ;其他时段打开大棚,保证棚内外温湿度一致。
田间管理措施同常规。6月9~10日收获。1.3.2测定项目与方法1.3.2.1
大棚内外温度和湿度。利用精创GSP-6温湿
度记录仪,自动记录大棚内外的温度和湿度(图1)。
13.4%respectively.Spraying Tianda 2116twice at the middle and late growth stage of wheat can significantly enhance the physiological activity of leaves ,reduce the canopy temperature ,effectively alleviate the damage caused by dry hot wind at the late filling stage ,and significantly improve 1000-grain weight and yield.
Key words :Winter wheat ;Filling stage ;Dry hot wind ;Plant growth regulator ;Yield ;Physiological indexs
454137332925
日期(月-日
3530252015105日期(月-日)
图1大棚内外的温度(A )和湿度(B )
Fig.1
Temperature (A )and humidity (B )inside and outside the shed
(A )
(B )
吕丽华等:植物生长调节剂对小麦灌浆期干热风的缓解效应
59··
河北农业科学2022年
1.3.
2.2旗叶净光合速率和SPAD 值。2019年5月23日,利用LI-6400型便携式光合测定系统(美国LI-COR 公司)测定旗叶的净光合速率(Pn ),每个重复测定3片叶。2019年5月23日、2020年5月28日利用手持式SPAD-502型叶绿素计测定旗叶的SPAD 值,每重复选择5片叶,每叶测定3个点。取平均值。1.
3.2.3
旗叶荧光参数。2019年5月22日、2020年
5月29日利用SN-FP-931型手持式叶绿素荧光仪
(捷克FluorPen 公司)测定旗叶的荧光参数,光适应
下测定有效光量子产量(QY ),暗适应下测定光化学量子效率(Fv/Fm )。每个重复测定4片叶。1.
3.2.4
旗叶相对含水量。2019年5月27日、2020年
5月29日每个重复均选取8片旗叶混合,称量鲜重;然后,将叶片放入玻璃管中加满水,浸泡24h 后取出并擦干,称量饱和重;随后,放入烘箱105℃杀青1h 后80℃烘至恒重,称量干重。根据公式,计算相对含水量:
相对含水量=(鲜重-干重)/(饱和重-干重
)×100%1.3.2.5冠气温差。2019年5月22日、2020年5月29日利用6110L 型冠层温度仪(美国光谱科技公司)测定冠气温差。1.3.2.6
产量和千粒重。每个重复人工收获4行4m
长,风干后脱粒、称重。按照含水量13%,折算为标
准产量。统计千粒重,重复5次,折算为含水量13%的标准千粒重。
1.3.3数据处理与分析采用Microsoft Excel 2007软件进行数据处理,在SAS v8e 软件包中运行GLM (General Linear Model )程序进行统计分析。
2结果与分析
2.1植物生长调节剂对小麦千粒重和产量的影响2.1.1对千粒重的影响
2018~2019年度,T 1处理下,
SN28、SL02-1的千粒重分别较其CK 1增加0.7和1.4g ,
漂浮箱其中SL02-1差异达到了显著水平;T 2处理下,SN28、SL02-1的千粒重分别较其CK 1增加0.7和0.9g ,其中SL02-1差异达到了显著水平(图2)。2019~2020年度,T 1处理下,SN28、SL02-1的千粒重分别较其CK 2增加1.1和1.8g ,差异均达到了显著水平;T 4处理下,
SN28、SL02-1的千粒重分别较其CK 2增加0.6和0.8g ,其中SL02-1差异达到了显著水平。表明3种植物生长调节剂处理均可提高小麦千粒重,其中T 1处理效果最好。T 1处理下,小麦千粒重较磷酸二氢钾对照提
高0.7~1.4g ,较清水对照提高1.1~1.8g 。
*数据柱上小写英文字母不同,表示同一品种不同处理间显著差异(p <0.05)。下图同。
图2增温条件下植物生长调节剂对小麦千粒重的影响
Fig.2
Effects of plant growth regulators on yield and 1000grain weight of wheat under warming condition
50454035302520
处理
50454035302520
处理
(2018~2019年度)(2019~2020年度
)2.1.2对产量的影响2018~2019年度,T 1处理下,SN28、SL02-1的产量分别较其CK 1提高9.6%和7.3%,差异均达到了显著水平;T 2处理下,SN28、SL02-1的产量分别较其CK 1提高8.3%和2.0%,其中
亚克力纸巾盒
SN28差异达到了显著水平(图3)。2019~2020年度,T 1处理下,SN28、SL02-1的产量分别较其CK 2提高5.9%和13.4%,差异均达到了显著水平;T 4处理下,2个品种的产量均高于其CK 2,其中SL02-1产量提高
8.0%且差异达到了显著水平。综上分析可以看出,3种
植物生长调节剂处理均可提高小麦产量,其中T 1处理效果最好。T 1处理下,小麦产量较磷酸二氢钾对照提高7.3%~9.6%,较清水对照提高5.9%~13.4%。2.2植物生长调节剂对小麦旗叶生理功能的影响2.2.1对旗叶光合功能的影响
2.2.1.1SPAD 值。2018~2019年度,T 1处理下,SN28、SL02-1的旗叶SPAD 值分别较其CK 1提高9.7%和28.8%,差异均达到了显著水平;T 2处理下,SN28的旗叶SPAD 值较其CK 1提高8.6%且差异达到
60··
第2期
了显著水平,而SL02-1的旗叶SPAD 值较其CK 1略
有降低但差异不显著(图4)。2019~2020年度,T 1处理下,SN28、SL02-1的旗叶SPAD 值分别较其CK 2提
高16.9%和6.5%,差异均达到了显著水平;T 4处理
下,2个品种的旗叶SPAD 值均高于其CK 2,其中
SL02-1提高6.9%且差异达到了显著水平。表明3种植物生长调节剂处理均可提高小麦旗叶的叶绿素含量,其中T 1处理最好且效果显著。
图3增温条件下植物生长调节剂对小麦产量的影响
Fig.3
Effects of plant growth regulators on wheat yield under warming condition
(2018~2019年度)(2019~2020年度)
15105处理
12000
900060003000
处理
图4增温条件下植物生长调节剂对旗叶SPAD 值的影响
Fig.4
Effects of plant growth regulators on SPAD value of wheat flag leaves under warming condition
(2018~2019年度)(2019~2020年度
处理
处理
1614121086420
处理
图5增温条件下植物生长调节剂对旗叶净光合速率的影响Fig.5Effects of plant growth regulators on Pn of wheat
flag leaves under warming condition
2.2.1.2净光合速率。2019年测定结果(图5)显示,T 1处理下SN28、SL02-1的旗叶Pn 分别较其CK 1提高2
3.9%和49.3%,T 2处理下SN28、SL02-1的旗叶Pn 分别较其CK 1提高27.3%和31.4%,差异均达到
了显著水平;但从同一品种不同处理的旗叶Pn 看,SN28的T 1与T 2处理差异不显著,而SL02-1的T 1处理显著高于T 2处理。表明T 1和T 2处理均可显著提高小麦旗叶的净光合速率,其中T 1处理效果最好。
综上分析可以看出,T 1处理可显著提高小麦旗叶的光合活性,保持叶片的持绿性,有效延缓叶片衰
老。该处理下,小麦旗叶SPAD 值较磷酸二氢钾对照提高9.7%~28.8%,较清水对照提高6.5%~16.9%;Pn 较磷酸二氢钾对照提高23.9%~49.3%。
分离式导电滑环吕丽华等:植物生长调节剂对小麦灌浆期干热风的缓解效应
61··
河北农业科学2022年
图6增温条件下植物生长调节剂对小麦旗叶荧光参数QY 的影响
Fig.6Effect of plant growth regulators on QY for fluorescence parameters of wheat flag leaves under warming condition
0.700.650.600.550.50
处理
0.800.750.700.650.600.550.50
处理
(2018~2019年度)(2019~2020年度)
图7增温条件下植物生长调节剂对小麦旗叶Fv/Fm 的影响
Fig.7Effects of plant growth regulators on Fv/Fm of wheat flag leaves under warming condition
0.850.80
0.750.700.65
处理电线固定座
(2018~2019年度)(2019~2020年度)
0.800.750.700.65
处理
2.2.2对旗叶荧光参数的影响
2.2.2.1有效光量子产量。2018~2019年度,T 1处理
下,SN28、SL02-1的旗叶QY 分别较其CK 1提高
1.8%和8.9%,其中SL02-1差异达到了显著水平;T 2处理下,SN28、SL02-1的旗叶QY 分别较其CK 1提高
1.8%和9.3%,其中SL02-1差异达到了显著水平(图6)。2019~2020年度,T 1处理下,SN28、SL02-1的旗
叶QY 分别较其CK 2提高5.6%和5.2%,差异均达到了显著水平;T 4处理下,2个小麦品种的旗叶QY 均低于其CK 2,但差异并不显著。表明T 1和T 2处理可提高小麦旗叶的QY ,二者效果基本相当。其中T 1处理下,小麦旗叶QY 较磷酸二氢钾对照提高1.8%~8.9%,
较清水对照提高5.2%~5.6%。2.2.2.2
光化学量子效率。2018~2019年度,T 1处理
下,SN28、SL02-1的旗叶Fv/Fm 分别较其CK 1提高5.2%和2.0%,其中SN28差异均达到了显著水平;T 2处理下,SN28、SL02-1的旗叶Fv/Fm 分别较其CK 1提
高5.2%和2.9%,其中SN28差异达到了显著水平(图7)。2019~2020年度,T 1处理下,SN28、SL02-1的旗
手动皂液器叶Fv/Fm 分别较其CK 2提高5.8%和3.0%,差异均达到
了显著水平;T 4处理下,2个小麦品种的旗叶Fv/Fm
均高于其CK 2,其中SN28提高8.5%且差异达到了显著水平,而SL02-1增加不显著。表明3种植物生长调节剂处理均可提高旗叶的Fv/Fm ,三者效果基本相当。其中T 1处理下,小麦旗叶Fv/Fm 较磷酸二氢钾对照提高2.0%~5.2%,较清水对照提高3.0%~5.8%。
2.2.3
对旗叶相对含水量的影响2018~2019年度,
T 1处理下SN28、SL02-1的旗叶相对含水量分别较其
CK 1提高8.2%和4.1%,T 2处理下SN28、SL02-1的旗叶相对含水量分别较其CK 1提高4.4%和4.1%,差异
均达到了显著水平(图8)。2019~2020年度,T 1处理下SN28、SL02-1的旗叶相对含水量分别较其CK 2提
高8.1%和3.7%,T 4处理下SN28、SL02-1的旗叶相对含水量分别较其CK 2提高2.8%和2.4%,差异均达
62··

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