解振興 張居念 林祁 劉鋒 張初長(zhǎng) 卓芳梅 姜照偉 卓傳營(yíng)

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植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑對(duì)再生稻頭季抗倒伏能力和兩季產(chǎn)量的影響

解振興1,#張居念1,#林祁2劉鋒2張初長(zhǎng)3卓芳梅3姜照偉1,*卓傳營(yíng)2

(1福建省農(nóng)業(yè)科學(xué)院 水稻研究所，福州 350018；2尤溪縣農(nóng)業(yè)局，福建 尤溪 365100；3尤溪縣梅仙鎮(zhèn)農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣站，福建 尤溪 365101；#共同第一作者；*通訊聯(lián)系人，E-mail:jiangzw1973@163.com)

【目的】為了探明植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑對(duì)再生稻頭季抗倒伏能力及兩季產(chǎn)量的影響，【方法】以佳輻占、天優(yōu)華占和甬優(yōu)2640為試驗(yàn)材料，于拔節(jié)初期葉面噴施多效唑、乙烯利和抗倒酯，研究不同植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑對(duì)水稻頭季莖稈特性、力學(xué)指標(biāo)及兩季產(chǎn)量形成的影響?！窘Y(jié)果】甬優(yōu)2640基部節(jié)間抗折力和植株抗推力最大，抗倒伏能力強(qiáng)；佳輻占基部節(jié)間最長(zhǎng)，株高最高，倒伏指數(shù)高，抗倒伏能力最差；天優(yōu)華占基部倒伏指數(shù)小，抗倒伏能力介于前二者中間。與噴施清水對(duì)照相比，多效唑處理植株節(jié)間長(zhǎng)、株高、莖壁厚與對(duì)照差異較小，增加了倒3節(jié)間(N3)莖粗和倒4節(jié)間(N4)和N3的抗折力，降低了N4和N3的倒伏指數(shù)；乙烯利處理則顯著增加了N4長(zhǎng)度，N3莖粗和株高，對(duì)莖壁厚沒(méi)有明顯影響, 增強(qiáng)了N3抗折力，降低了N3倒伏指數(shù)；抗倒酯處理縮短了N4、倒2節(jié)間(N2)長(zhǎng)，降低株高，增加N3莖粗和N3、N2的莖壁厚度，增強(qiáng)了N4、N3的抗折力，降低了各節(jié)間的倒伏指數(shù)。3種植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑處理均降低了頭季產(chǎn)量，多效唑和抗倒酯處理增加了再生季產(chǎn)量，乙烯利降低了再生季產(chǎn)量。分析產(chǎn)量構(gòu)成因素，植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑處理主要影響了總穗粒數(shù)，頭季總穗粒數(shù)減少，再生季總穗粒數(shù)增加。天優(yōu)華占和甬優(yōu)2640兩季總產(chǎn)量均較對(duì)照降低，佳輻占總產(chǎn)量多效唑和抗倒酯處理較對(duì)照增加，乙烯利處理較對(duì)照降低。【結(jié)論】抗倒酯處理增強(qiáng)了再生稻頭季莖稈的抗倒伏能力，而對(duì)兩季總產(chǎn)量無(wú)顯著影響，對(duì)再生稻頭季抗倒伏栽培具有現(xiàn)實(shí)意義。

植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑；倒伏；再生稻；莖稈特性；產(chǎn)量

水稻對(duì)于保障我國(guó)糧食安全起著重要作用，然而受種植大穗高生物量超級(jí)雜交稻、氮肥施用增多[1]，機(jī)械化移栽和直播等輕簡(jiǎn)化栽培技術(shù)的推廣[2]，灌漿成熟期臺(tái)風(fēng)多發(fā)[3]等因素的影響，水稻倒伏風(fēng)險(xiǎn)加大，制約了水稻高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)。水稻倒伏后群體結(jié)構(gòu)遭到破壞，光合作用和物質(zhì)生產(chǎn)能力降低，節(jié)間充實(shí)度變差，直接影響產(chǎn)量和品質(zhì)[4-6]。再生稻由頭季腋芽萌發(fā)而成，正常情況下再生穗主要由倒2－倒3節(jié)位腋芽的生長(zhǎng)成穗[7]，頭季倒伏后，阻礙了光合產(chǎn)物向倒2-倒4節(jié)位運(yùn)輸，造成再生穗以倒5和倒6節(jié)位腋芽萌發(fā)為主，再生季有效穗數(shù)大幅減少，產(chǎn)量降低1/3左右[8]，群體內(nèi)通風(fēng)透光下降，形成高溫高濕的環(huán)境，加劇水稻紋枯病、稻飛虱等病蟲(chóng)危害，極端情況下造成再生腋芽無(wú)法萌發(fā)，再生季嚴(yán)重減產(chǎn)甚至絕收。因此，提高水稻抗倒伏能力不僅對(duì)單季稻生產(chǎn)，對(duì)再生稻栽培亦具有重要意義。

植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑直接調(diào)節(jié)作物內(nèi)源激素系統(tǒng)的平衡，可以針對(duì)作物生長(zhǎng)發(fā)育過(guò)程進(jìn)行定向調(diào)控[9]，在促進(jìn)水稻種子萌發(fā)、抗逆性和灌漿等生育進(jìn)程上廣泛應(yīng)用[10]。“多效唑培育水稻壯秧技術(shù)”和“赤霉素調(diào)節(jié)雜交稻制種田花期技術(shù)”已作為常規(guī)栽培管理措施應(yīng)用到水稻生產(chǎn)上[11]。水稻內(nèi)在抗倒伏能力與莖稈形態(tài)特征和機(jī)械強(qiáng)度、根系發(fā)達(dá)程度有關(guān)[12]，多效唑抑制赤霉素的早期生物合成，抗倒酯抑制赤霉素后期生物合成[13]，乙烯通過(guò)與GA和ABA相互作用來(lái)調(diào)節(jié)水稻節(jié)間和不定根系的生長(zhǎng)[14]。關(guān)于多效唑的抗倒伏效應(yīng)報(bào)道較多，而對(duì)抗倒酯和乙烯利在水稻生產(chǎn)上抗倒伏應(yīng)用研究較少。本研究選用適宜作再生稻種植的3個(gè)類型水稻品種，葉面噴施多效唑、乙烯利和抗倒酯，研究植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑對(duì)水稻莖稈形態(tài)和力學(xué)指標(biāo)的影響，闡明生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑對(duì)再生稻頭季和再生季產(chǎn)量及產(chǎn)量形成的效應(yīng)，以期為水稻抗倒伏栽培提供技術(shù)支持。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

供試品種為常規(guī)秈稻佳輻占、三系雜交秈稻天優(yōu)華占和三系秈粳雜交稻甬優(yōu)2640，均為適宜福建省作再生稻種植的品種[15-17]。供試植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑為抗倒酯(有效成分130 g/L，江蘇輝豐農(nóng)化股份有限公司生產(chǎn))，用量為900 mL/hm2；40%乙烯利(安陽(yáng)全豐生物科技有限公司生產(chǎn))，用量為300 mL/hm2；15%多效唑可濕性粉劑(四川國(guó)光農(nóng)化股份有限公司生產(chǎn))，用量為1350 g/hm2，各處理用水量均為675 kg/hm2。于拔節(jié)初期葉面噴施，以噴施清水作為對(duì)照。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)在福建省尤溪縣梅仙鎮(zhèn)下保村進(jìn)行，試驗(yàn)田肥力中等，其中堿解氮192 mg/kg、速效磷15.3 mg/kg、速效鉀79 mg/kg、有機(jī)質(zhì)70 g/kg，土壤pH值為4.9。采用隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，種植規(guī)格為20 cm×20 cm，小區(qū)面積20 m2，3次重復(fù)。 2017年3月14日播種，4月18日移栽，佳輻占于6月18日齊穗，7月26日收獲；天優(yōu)華占于6月26日齊穗，7月30收獲；甬優(yōu)2640于6月21日齊穗，7月30日收獲。頭季收獲時(shí)留樁高度5 cm，再生季三個(gè)品種統(tǒng)一于10月5日收獲。頭季總氮肥用量為150 kg/hm2，基肥∶分蘗肥∶促花肥∶保粒肥=4∶3∶2∶1，氮磷鉀比例為1∶0.63∶0.77，基肥和分蘗肥分別于移栽前2 d和移栽后7 d施入，肥料種類為氯化鉀復(fù)合肥(N-P2O5-K2O含量12∶5∶8)，促花肥和保粒肥分別于移栽后38 d和48 d施入，肥料種類為復(fù)合肥(N-P2O5-K2O含量16∶16∶16)；再生季總純氮172.5 kg/hm2，頭季齊穗后15 d施純氮34.5 kg/hm2作促芽肥，頭季收割后5 d和10 d各施純氮69 kg/hm2作壯苗肥，肥料種類為尿素。水分和病蟲(chóng)草害防治等栽培管理技術(shù)措施與當(dāng)?shù)馗弋a(chǎn)田管理一致。

1.3 測(cè)定項(xiàng)目和方法

頭季齊穗后25 d，于每小區(qū)選取長(zhǎng)勢(shì)一致的10根單莖，測(cè)量莖稈基部第2節(jié)間(N2)、第3節(jié)間(N3)和第4節(jié)間(N4)的抗折力，然后將各個(gè)節(jié)間(包括穗部和穗下節(jié))在節(jié)位連接處剪斷，保留相應(yīng)部位的莖鞘和葉片，稱量鮮質(zhì)量，測(cè)量各個(gè)節(jié)間的長(zhǎng)度，之后去除葉片和莖鞘，用卡鉗表(DKG-5010Ⅱ)測(cè)量橢圓形莖稈的長(zhǎng)、短軸處的外徑粗和莖壁厚，取平均值代表莖粗和莖壁厚[18]。

表1 植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑對(duì)再生稻頭季抗倒伏能力的影響

N4、N3和N2分別代表倒4、倒3和倒2節(jié)間。同列后跟相同字母表示差異未達(dá)0.05顯著水平(=3，最小顯著差法);*和**分別表示差異達(dá)0.05和0.01顯著水平，ns表示差異不顯著。下同。

PGR, Plant growth regulator; PP333, Paclobutrazol; ETH, Ethephon; TE, Trinexapac-ethyl. N4, N3and N2represent the 4th, 3rd and 2nd internodes from the top, respectively. Values followed by different letters are significantly different at 5% level(=3, LSD).*and**mean significance at 5% and 1% levels, respectively; ns represents no significant differences. The same as in tables below.

1.3.1 抗折力測(cè)定

將待測(cè)節(jié)間置于支點(diǎn)距離為5 cm的支架上，使用YYD-1型植物莖稈強(qiáng)度測(cè)定儀給待測(cè)節(jié)間施加壓力，直到莖稈折斷，此時(shí)儀器的讀數(shù)即為該節(jié)間的抗折力。

1.3.2 植株抗推力

為了直觀反映水稻群體在自然狀態(tài)下抵抗外力(大風(fēng)暴雨)的能力[19]，于田間連續(xù)選擇10株稻株，將稻株距離地面20 cm處用繩子扎緊，使用YYD-1型植物莖稈強(qiáng)度測(cè)定儀于捆扎處施加外力直至稻株傾斜45°(自制一個(gè)邊長(zhǎng)為20 cm的正方形木板，測(cè)定時(shí)將稻株推壓至與木板的對(duì)角線重合即可)，此時(shí)儀器的讀數(shù)即為植株抗推力，同時(shí)測(cè)量株高。

1.3.3 抗倒伏指標(biāo)的計(jì)算

彎曲力矩(g·cm)=節(jié)間基部到穗頂?shù)孽r質(zhì)量(g)×節(jié)間基部到穗頂?shù)拈L(zhǎng)度(cm)；

倒伏指數(shù)(g·cm g?1)=彎曲力矩(g·cm)/抗折力(g)

1.3.4 產(chǎn)量和產(chǎn)量構(gòu)成

頭季和再生季成熟期每小區(qū)連續(xù)調(diào)查20株，選擇穗數(shù)接近平均數(shù)的5株考查有效穗數(shù)、每穗粒數(shù)、結(jié)實(shí)率和千粒重，小區(qū)收割計(jì)產(chǎn)。

1.4 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)與分析

利用Microsoft excel 2003 進(jìn)行數(shù)據(jù)整理分析，使用SPSS軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑對(duì)再生稻頭季抗倒伏能力的影響

由表1可以看出，不同節(jié)間抗折力和植株抗推力大小在品種間表現(xiàn)一致，均表現(xiàn)為甬優(yōu)2640顯著高于佳輻占和天優(yōu)華占。倒伏指數(shù)在品種間表現(xiàn)不一致，倒4和倒3節(jié)間表現(xiàn)為佳輻占顯著高于天優(yōu)華占和甬優(yōu)2640。倒2節(jié)間倒伏指數(shù)佳輻占與天優(yōu)華占差異不顯著，均顯著高于甬優(yōu)2640。植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑處理抗折力增強(qiáng)，倒4節(jié)間抗倒酯和多效唑處理較對(duì)照差異顯著；倒3節(jié)間各處理均較對(duì)照顯著增加；倒2節(jié)間各處理與對(duì)照差異均不顯著。不同植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑處理對(duì)倒伏指數(shù)的影響在不同節(jié)間表現(xiàn)不一致。其中，倒4節(jié)間多效唑和抗倒酯處理較對(duì)照顯著降低，乙烯利處理較對(duì)照增加但差異不顯著；倒3節(jié)間各處理均較對(duì)照顯著降低，以抗倒酯處理降幅最大；倒2節(jié)間乙烯利和抗倒酯處理較對(duì)照降低，其中抗倒酯處理與對(duì)照差異顯著，多效唑處理與對(duì)照幾乎沒(méi)有差異。植物調(diào)節(jié)劑處理增加了植株抗推力，多效唑和抗倒酯處理與對(duì)照差異顯著，乙烯利處理與對(duì)照差異不顯著。品種和植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑處理間倒4節(jié)間和倒3節(jié)間抗折力、倒伏指數(shù)、植株抗推力存在顯著的交互作用。

表2 植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑對(duì)再生稻頭季莖稈形態(tài)的影響

2.2 植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑對(duì)再生稻頭季莖稈形態(tài)的影響

由表2可知，不同品種間基部節(jié)間長(zhǎng)、莖粗、莖壁厚和株高差異顯著?；抗?jié)間長(zhǎng)表現(xiàn)為佳輻占>甬優(yōu)2640>天優(yōu)華占；莖粗和莖壁厚表現(xiàn)為甬優(yōu)2640>佳輻占>天優(yōu)華占；株高表現(xiàn)為佳輻占>天優(yōu)華占>甬優(yōu)2640。植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑處理各莖稈形態(tài)指標(biāo)在不同節(jié)位間表現(xiàn)不一致，倒4節(jié)間長(zhǎng)抗倒酯處理較對(duì)照顯著縮短，乙烯利處理較對(duì)照顯著增加，多效唑處理節(jié)間縮短，但與對(duì)照差異不顯著；倒3節(jié)間長(zhǎng)各處理較對(duì)照縮短，差異均不顯著；倒2節(jié)間抗倒酯處理顯著縮短，而多效唑和乙烯利處理節(jié)間長(zhǎng)增加，與對(duì)照差異不顯著。植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑處理增加了倒4、倒3和倒2節(jié)間的莖粗，且倒3節(jié)間與對(duì)照差異顯著?？沟辊ヌ幚盹@著增加了倒3 和倒2節(jié)間的莖壁厚度，多效唑和乙烯利處理與對(duì)照差異不顯著。各處理對(duì)株高的影響不一致，抗倒酯處理顯著降低了株高，乙烯利處理顯著增加了株高，多效唑處理與對(duì)照相當(dāng)。莖稈形態(tài)指標(biāo)品種和處理間存在顯著的交互作用，表明植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑對(duì)莖稈形態(tài)的調(diào)控受品種類型的影響，在生產(chǎn)上要依據(jù)品種特征特性有選擇應(yīng)用植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑來(lái)達(dá)到調(diào)控水稻生長(zhǎng)發(fā)育的目的。

2.3 倒伏指數(shù)與莖稈性狀的關(guān)系

抗倒伏性能與莖稈性狀相關(guān)分析表明(表3)，倒伏指數(shù)與植株抗推力和莖壁厚度呈極顯著負(fù)相關(guān)，與節(jié)間長(zhǎng)和株高呈顯著或極顯著正相關(guān)，與節(jié)間粗相關(guān)性較弱(=0.051)。抗折力與莖粗、莖壁厚均達(dá)到極顯著正相關(guān)，而與節(jié)間長(zhǎng)、株高呈負(fù)相關(guān)，且與節(jié)間長(zhǎng)相關(guān)性達(dá)到極顯著水平。植株抗推力與株高呈顯著負(fù)相關(guān)(=?0.495)，與莖粗和莖壁厚度呈正相關(guān)，與節(jié)間長(zhǎng)度呈負(fù)相關(guān)，但相關(guān)性未達(dá)顯著。

2.4 植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑對(duì)產(chǎn)量及其構(gòu)成的影響

植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑對(duì)再生稻頭產(chǎn)量及產(chǎn)量結(jié)構(gòu)的影響見(jiàn)表4。從不同品種來(lái)看，天優(yōu)華占顯著高于佳輻占，甬優(yōu)2640與其他兩個(gè)品種差異不顯著。從產(chǎn)量構(gòu)成來(lái)看，佳輻占產(chǎn)量低是由于總穗粒數(shù)顯著低于其他兩個(gè)品種；甬優(yōu)2640有效穗數(shù)和千粒重顯著低于佳輻占和天優(yōu)華占；天優(yōu)華占產(chǎn)量高則是由于各構(gòu)成因素比較均衡，均處于其他兩個(gè)品種中間。從植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑處理來(lái)看，產(chǎn)量較對(duì)照降低，乙烯利處理降低幅度最大，抗倒酯處理降幅最小，統(tǒng)計(jì)分析表明與對(duì)照差異不顯著。產(chǎn)量構(gòu)成方面，植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑處理有效穗數(shù)和千粒重較對(duì)照增加，總穗粒數(shù)較對(duì)照減少，以多效唑處理減幅最大，抗倒酯處理減幅最小。

不同品種間再生季產(chǎn)量差異較大(表4)，佳輻占產(chǎn)量顯著高于天優(yōu)華占和甬優(yōu)2640，天優(yōu)華占和甬優(yōu)2640產(chǎn)量相當(dāng)。從產(chǎn)量構(gòu)成來(lái)看，佳輻占產(chǎn)量高是由于有效穗數(shù)、千粒重和結(jié)實(shí)率顯著高于天優(yōu)華占和甬優(yōu)2640；天優(yōu)華占有效穗數(shù)和總穗粒數(shù)介于中間，結(jié)實(shí)率較低；甬優(yōu)2640總穗粒數(shù)多，有效穗數(shù)和千粒重較低。從植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑處理來(lái)看，與對(duì)照相比，多效唑和抗倒酯處理增加了再生季產(chǎn)量，而乙烯利處理降低了再生季產(chǎn)量，統(tǒng)計(jì)分析表明不同處理間差異不顯著。從產(chǎn)量構(gòu)成來(lái)看，乙烯利和抗倒酯處理有效穗數(shù)較對(duì)照增加，多效唑處理較對(duì)照降低；3個(gè)植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑處理總穗粒數(shù)均較對(duì)照增加，結(jié)實(shí)率和千粒重較對(duì)照減小，各處理間產(chǎn)量構(gòu)成差異均不顯著，說(shuō)明植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑增加再生季產(chǎn)量是通過(guò)增加總穗粒數(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)的。

表3 抗倒伏能力與莖稈性狀的相關(guān)系數(shù)

*和**分別表示相關(guān)性達(dá)到0.05和0.01顯著水平。

*and**mean significant correlation at the 0.05 and 0.01 levels, respectively.

表4 植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑對(duì)再生稻產(chǎn)量及產(chǎn)量構(gòu)成的影響

2.5 植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑對(duì)兩季總產(chǎn)量的影響

植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑對(duì)再生稻總產(chǎn)量的影響見(jiàn)圖1。植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑處理后天優(yōu)華占和甬優(yōu)2640總產(chǎn)量均較對(duì)照降低，天優(yōu)華占降低了4.84%~9.35%，甬優(yōu)2640降低了3.01%~7.40%，降幅最大的為乙烯利處理，降幅為4.84%~9.35%；佳輻占總產(chǎn)量多效唑和抗倒酯處理較對(duì)照增加，增幅為1.09%~ 1.15%，乙烯利處理較對(duì)照減少了2.77%，統(tǒng)計(jì)分析表明乙烯利處理與對(duì)照間差異顯著，多效唑和抗倒酯處理與對(duì)照差異均不顯著。

3 討論

3.1 水稻抗倒伏能力評(píng)價(jià)及不同品種間差異

評(píng)價(jià)水稻莖稈抗倒伏性能的指標(biāo)一般有倒伏指數(shù)、抗折力和植株抗推力。倒伏指數(shù)為莖稈的負(fù)重、株高的乘積與莖稈機(jī)械強(qiáng)度的比值，通常來(lái)說(shuō)倒伏指數(shù)越大，水稻植株倒伏的風(fēng)險(xiǎn)越高[12]，降低倒伏指數(shù)可以提高水稻的抗倒伏能力[20]，姜照偉[18]、楊世民[21]等研究表明水稻倒3和倒4節(jié)間是最容易倒伏的部位，倒伏指數(shù)200為倒伏發(fā)生的臨界值，當(dāng)?shù)狗笖?shù)高于200時(shí)田間植株易發(fā)生倒伏，本研究條件下倒數(shù)指數(shù)低于200，小區(qū)沒(méi)有出現(xiàn)水稻植株倒伏的情況。株高、節(jié)間長(zhǎng)度、莖粗、莖壁厚度是水稻莖稈的主要形態(tài)特征，多數(shù)研究表明[2,22-23]倒伏指數(shù)與節(jié)間長(zhǎng)呈正相關(guān)關(guān)系，與莖粗和莖壁厚呈負(fù)相關(guān)關(guān)系，而與株高的關(guān)系存在不確定性[24]。本研究表明倒伏指數(shù)與節(jié)間長(zhǎng)和株高呈顯著或極顯著正相關(guān)，與莖壁厚度呈極顯著負(fù)相關(guān)，與莖粗相關(guān)性不顯著，說(shuō)明莖稈外徑粗、內(nèi)徑細(xì)是抗倒伏能力強(qiáng)的表現(xiàn)，可作為評(píng)價(jià)水稻材料是否抗倒伏的一項(xiàng)參考性狀指標(biāo)?？拐哿κ窃u(píng)價(jià)莖稈機(jī)械強(qiáng)度的重要指標(biāo)，本研究表明抗折力與倒伏指數(shù)顯著負(fù)相關(guān)，與莖粗和莖壁厚呈顯著正相關(guān)，與已有研究結(jié)果[2,12,24-25]較一致。植株抗推力在水稻自然生長(zhǎng)的情況下測(cè)得，能較好反映植株整體抵御外力的能力。本研究表明，植株抗推力與倒伏指數(shù)呈顯著負(fù)相關(guān)，與株高呈極顯著負(fù)相關(guān)，而與單莖節(jié)間相關(guān)性狀如抗折力、基部節(jié)間長(zhǎng)、莖粗和莖壁厚相關(guān)性均不顯著。這一方面啟示人們抗倒伏研究中僅僅以取單莖做樣本來(lái)測(cè)量評(píng)估試驗(yàn)材料存在局限性；另一方面，對(duì)高稈不抗倒品種栽培管理中適當(dāng)降低株高有利于增強(qiáng)對(duì)外力(如臺(tái)風(fēng))帶來(lái)倒伏風(fēng)險(xiǎn)的抵御能力。

柱上不同小寫字母表示0.05水平上差異顯著(n=3，最小顯著差法)。

Fig. 1. Effects of PGRs on total yield of ratoon rice.

水稻抗倒伏能力與品種類型相關(guān)。Islam等[20]分析了雜交稻和常規(guī)稻倒伏相關(guān)性狀，提出育種上選擇單位節(jié)間干重大和基部節(jié)間抗折力強(qiáng)的材料是改善雜交稻抗倒伏能力的方法。龔金龍[25]通過(guò)比較秈、粳超級(jí)稻莖稈形態(tài)特征、充實(shí)性狀和力學(xué)特性等指標(biāo)，認(rèn)為粳稻較秈稻有較強(qiáng)的抗倒伏能力。段傳人等[26]比較了高、中、矮稈水稻品種的莖稈結(jié)構(gòu)及性能，發(fā)現(xiàn)中稈類型品種莖稈力學(xué)性能好，抗倒伏能力強(qiáng)。吳曉然等[27]研究了不同抗倒性超級(jí)雜交秈稻的差異后，指出縮短基部節(jié)間長(zhǎng)度，增加葉鞘充實(shí)程度是培育抗倒伏能力強(qiáng)的雜交秈稻品種的途徑。本研究通過(guò)分析不同類型品種形態(tài)特征和力學(xué)指標(biāo)后發(fā)現(xiàn)，甬優(yōu)2640抗折力、植株抗推力、倒伏指數(shù)、莖粗和莖壁厚度等指標(biāo)均顯著優(yōu)于佳輻占和天優(yōu)華占。佳輻占較天優(yōu)華占抗折力和莖稈抗推力等莖稈力學(xué)指標(biāo)幾乎沒(méi)有差異，莖粗和莖壁厚度等形態(tài)指標(biāo)優(yōu)于天優(yōu)華占，但基部節(jié)間長(zhǎng)度和株高顯著高于天優(yōu)華占，倒伏指數(shù)也顯著高于天優(yōu)華占。綜合來(lái)看，甬優(yōu)2640抗倒伏能力最強(qiáng)，佳輻占倒伏風(fēng)險(xiǎn)最高，天優(yōu)華占介于二者中間，這與已有研究研究結(jié)果相一致[15,28]。

3.2 植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑對(duì)再生稻頭季莖稈抗倒性能的影響及應(yīng)用前景

多效唑在調(diào)節(jié)水稻生長(zhǎng)和抗倒伏方面研究較為深入。苗期施用多效唑減緩秧苗生長(zhǎng)，促進(jìn)秧苗分蘗，有效控制晚稻秧苗徒長(zhǎng)[29]，孕穗期和抽穗期噴施多效唑抑制上部節(jié)間伸長(zhǎng)，降低株高，增強(qiáng)抗倒伏能力[30]。本研究表明多效唑增強(qiáng)了基部節(jié)間力學(xué)性能，降低了基部節(jié)間倒伏指數(shù)，從而提高水稻抗倒伏能力，而對(duì)節(jié)間長(zhǎng)度和株高影響較小，與前人研究不完全一致，可能是施用時(shí)期和使用濃度不同所導(dǎo)致。乙烯利調(diào)控節(jié)間伸長(zhǎng)，且其效應(yīng)受光照影響，弱光條件下乙烯利促進(jìn)節(jié)間伸長(zhǎng)，自然光照情況下沒(méi)有伸長(zhǎng)作用[31]。本研究表明乙烯利處理促進(jìn)了節(jié)間伸長(zhǎng)和株高顯著增加，對(duì)莖壁厚沒(méi)有影響。從倒伏指數(shù)來(lái)看，倒4節(jié)間有所增加，這與倒4節(jié)間彎曲力矩變大有關(guān)；倒3節(jié)間倒伏指數(shù)顯著降低，與節(jié)間抗折力顯著增強(qiáng)有關(guān)，表明拔節(jié)期施用乙烯利對(duì)水稻抗倒伏能力的提高沒(méi)有明顯正面效應(yīng)?？沟辊V泛應(yīng)用于草坪和牧草上，以延緩植株生長(zhǎng)，從而減少修剪次數(shù)，提高草坪質(zhì)量[32]，Han等[33]于水稻齊穗前2 d施用抗倒酯，降低了倒伏指數(shù)，增強(qiáng)了抗折力和抗倒伏能力。本研究表明拔節(jié)初期施用抗倒酯同樣可以改善莖稈形態(tài)特征和力學(xué)性能，降低倒伏指數(shù)，增強(qiáng)水稻的抗倒伏能力。

本研究拔節(jié)期葉面噴施多效唑、乙烯利和抗倒酯，在小區(qū)水稻材料沒(méi)有出現(xiàn)倒伏的情況下，頭季產(chǎn)量都較對(duì)照有所降低，通過(guò)分析產(chǎn)量構(gòu)成后發(fā)現(xiàn)，總穗粒數(shù)減少是產(chǎn)量降低的重要原因，表明在拔節(jié)初期莖蘗數(shù)變動(dòng)較小的情況下，施用生長(zhǎng)延緩型植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑不利于穎花分化，從而降低穗粒數(shù)。本研究還發(fā)現(xiàn)，多效唑和抗倒酯處理再生季產(chǎn)量較對(duì)照有所增加，一定程度上彌補(bǔ)了頭季產(chǎn)量降低對(duì)兩季總產(chǎn)量的損失。因此，植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑要達(dá)到高產(chǎn)抗倒伏的雙重效應(yīng)需配套相應(yīng)栽培技術(shù)，結(jié)合種植密度和肥水運(yùn)籌，適當(dāng)調(diào)整施用時(shí)期，避開(kāi)穗分化的關(guān)鍵階段。

4 結(jié)論

從不同品種來(lái)看，甬優(yōu)2640抗倒伏能力強(qiáng)，天優(yōu)華占次之，佳輻占抗倒伏能力較弱。從植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑處理來(lái)看，多效唑處理增強(qiáng)了再生稻頭季莖稈力學(xué)性能，提高了水稻抗倒伏能力，而對(duì)節(jié)間長(zhǎng)度、株高、莖粗等形態(tài)指標(biāo)影響較?。灰蚁├幚碓鰪?qiáng)了抗折力和植株抗推力，同時(shí)增加了節(jié)間長(zhǎng)度和株高，倒伏指數(shù)并沒(méi)有顯著降低；抗倒酯處理縮短基部節(jié)間長(zhǎng)度，降低株高，顯著增強(qiáng)抗折力和植株抗推力，顯著降低各節(jié)間倒伏指數(shù)。3個(gè)處理均降低了頭季產(chǎn)量，多效唑和抗倒酯處理增加了再生季產(chǎn)量，一定程度上彌補(bǔ)了頭季產(chǎn)量降低對(duì)總產(chǎn)量的損失。生產(chǎn)中配合適當(dāng)栽培管理技術(shù)，植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑處理可以在不影響產(chǎn)量的情況下增強(qiáng)水稻植株的抗倒伏能力。

[1] Zhang W J, Li G H, Yang Y M, Li Q, Zhang J, Liu J Y, Wang S H, Tang S, Ding Y F.Effects of nitrogen application rate and ratio on lodging resistance of super rice with different genotypes., 2014, 13(1): 63-72.

[2] 李杰, 張洪程, 龔金龍, 常勇, 戴其根, 霍中洋, 許軻, 魏海燕. 不同種植方式對(duì)超級(jí)稻植株抗倒伏能力的影響. 中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué), 2011, 44(11): 2234-2243.

Li J, Zhang H C, Gong J L, Chang Y, Dai Q G, Huo Z Y, Xu K, Wei H Y. Effects of different planting methods on the culm lodging resistance of super rice., 2011, 44(11): 2234-2243. (in Chinese with English abstract)

[3] 何賢彪, 吳曉華, 馬義虎. 臺(tái)州沿海臺(tái)風(fēng)所致水稻倒伏對(duì)產(chǎn)量的影響. 中國(guó)稻米, 2015, 21(2): 28-29.

He X B，Wu X H, Ma Y H.Effect of lodging caused by typhoon on grain yield of rice in Taizhou.. 2015, 21(2): 28-29. (in Chinese with English abstract)

[4] Setter T L, Laureles E V, Mazaredo A M. Lodging reduces yield of rice by self-shading and reduction in canopy photosynthesis., 1997, 49: 95-106.

[5] 劉立軍, 袁莉民, 王志琴, 徐國(guó)偉, 陳云. 旱種水稻倒伏生理原因分析與對(duì)策的初步研究. 中國(guó)水稻科學(xué), 2002, 16(3): 225-230.

Liu L J, Yuan L M, Wang Z Q, XuG W, Chen Y. Preliminary studies on physiological reason and countermeasure of lodging in dry-cultivated rice., 2002, 16(3): 225-230. (in Chinese with English abstract)

[6] Lang Y Z, Yang X D, Wang M E, Zhu Q S,Effects of lodging at different filling stages on rice yield and grain quality., 2012, 19(4): 315-319.

[7] 張桂蓮, 屠乃美, 張順堂.雜交水稻腋芽再生特性.中國(guó)水稻科學(xué), 2005, 19(4): 323-327.

Zhang G L, Tu N M, Zhang S T. ratooning properties of axillary buds in hybrid rice., 2005, 19(4): 323-327. (in Chinese with English abstract)

[8] 陳愛(ài)珠, 林玉婷, 李小萍. 再生稻頭季倒伏對(duì)再生季生育的影響. 福建稻麥科技, 2010(3): 16-18.

Chen A Z, Lin Y T, Li X P. Effects of lodging in the first crop of ratoon rice on development of the second crop., 2010(3): 16-18. (in Chinese with English abstract)

[9] 田曉莉, 李召虎, 段留生, 王保民,何鐘佩. 作物化學(xué)控制的研究進(jìn)展及前景.中國(guó)農(nóng)業(yè)科技報(bào), 2004, 6(5): 11-15.

Tian X L, Li Z H, Duan L S, Wang B M, He Z P. Progress and prospect of crop chemical control technology., 2004, 6(5): 11-15. (in Chinese with English abstract)

[10] 解振興, 張居念, 姜照偉.化學(xué)調(diào)控技術(shù)在水稻栽培中的研究進(jìn)展. 福建稻麥科技, 2016(4): 68-73.

Xie Z X, Zhang J N, Jiang Z W，Advances in chemical control practice of rice cultivation.2016, (4): 68-73. (in Chinese with English abstract)

[11] 陶龍興, 王熹, 黃效林, 俞美玉. 植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑在農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用及發(fā)展趨勢(shì). 浙江農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào), 2001, 13(5): 322-326.

Tao L X ,Wang X, Huang X L, Yu M Y. Application and prospects of plant growth regulators in agriculture., 2001, 13(5): 322-326. (in Chinese with English abstract)

[12] 孫旭初. 水稻莖稈抗倒性的研究. 中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué), 1987, 20(4): 32-37.

Sun X C. Studies on the resistance of the culm of rice to lodging., 1987, 20(4): 32-37. (in Chinese with English abstract)

[13] 孫旭春, 顧洪如, 沈益新, 王顯國(guó), 丁成龍. 抗倒酯對(duì)多花黑麥草生長(zhǎng)與倒伏的影響. 江蘇農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào), 2012, 28(1): 140-144.

Sun X C, Gu H R, Shen Y X, Wang X G, Ding C L. Effects of growth regulator trinexapac-ethyl application on growth and lodging of Italian ryegrass ()., 2012, 28(1): 140-144. (in Chinese with English abstract)

[14] 王佳, 方俊, 易文凱, 田云, 盧向陽(yáng). 水稻體內(nèi)的乙烯信號(hào)傳導(dǎo)途徑(綜述). 亞熱帶植物科學(xué), 2011, 40(2): 72-78.

Wang J, Fang J, Yi W K, Tian Y, Lu X Y.A review of ethylene signal transduction pathway in rice.2011, 40(2): 72-78. (in Chinese with English abstract)

[15] 趙雅靜, 李小萍, 廖海林, 姜照偉. 再生稻佳輻占頭季高產(chǎn)抗倒性的調(diào)控.福建農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào), 2015, 30(10): 927-932.

Zhao Y J, Li X P, Liao H L, Jiang Z W. Regulating yield and lodging-resistance of ratoon rice jiafuzhan., 2015, 30(10): 927-932. (in Chinese with English abstract)

[16] 李先民, 鄭永富, 肖步金. 清流縣適宜機(jī)收再生稻品種篩選試驗(yàn). 福建稻麥科技, 2016(1): 16-20.

Li X M, Zheng Y F，Xiao B J. Screening experiments of mechanical hybrid rice in qingliu county., 2016(1): 16-20. (in Chinese with English abstract)

[17] 姜照偉, 張數(shù)標(biāo), 鄭家團(tuán), 徐倩華, 張琳. 低樁再生稻品種的篩選及主要機(jī)械化生產(chǎn)技術(shù). 福建稻麥科技, 2015, 33(4): 15-16.

Jiang Z W, Zhang S B, Zheng J T,Xu Q H, Zhang L. Screening and mechanized production technology of ratoon rice combination., 2015, 33(4): 15-16. (in Chinese with English abstract)

[18] 姜照偉, 李小萍, 趙雅靜, 李義珍, 陳雙龍. 立豐靈對(duì)水稻抗倒性和產(chǎn)量性狀的影響. 福建農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào), 2011, 26(3): 355-359.

Jiang Z W, Li X P, Zhao Y J, Li Y Z, Chen S L. Effects of lifengling on lodging resistance and yield of rice., 2011, 26(3): 355-359. (in Chinese with English abstract)

[19] 陳桂華, 鄧化冰, 張桂蓮, 唐文幫, 黃璜. 水稻莖稈性狀與抗倒性的關(guān)系及配合力分析.中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué), 2016, 49(3): 407-41.

Chen G H, Deng H B, Zhang G L, Tang W B, Huang H. The correlation of stem characters and lodging resistance and combining ability analysis in rice., 2016, 49(3): 407-417. (in Chinese with English abstract)

[20] Islam M S, Peng S B, Visperas R M. Lodging-related morphological traits of hybrid rice in a tropical irrigated ecosystem., 2007, 101: 240-248.

[21] 楊世民, 謝力, 鄭順林, 李靜, 袁繼超. 氮肥水平和栽插密度對(duì)雜交稻莖稈理化特性與抗倒伏性的影響. 作物學(xué)報(bào), 2009, 35(1): 93-103.

Yang S M, Xie L, Zheng S L, Li J, Yuan J C. Effects of nitrogen rate and transplanting density on physical and chemical characteristics and lodging resistance of culms in hybrid rice., 2009, 35(1): 93-103. (in Chinese with English abstract)

[22] 楊惠杰, 楊仁崔, 李義珍, 姜照偉, 鄭景生. 水稻莖稈性狀與抗倒性的關(guān)系. 福建農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào), 2000, 15(2): 1-7.

Yang H J, Yang R C, Li Y Z, Jiang Z W, Zheng J S. Relationship between culm traits and lodging resistance of rice Cultivars., 2000, 15(2): 1-7. (in Chinese with English abstract)

[23] 范永義, 楊國(guó)濤, 陳敬, 蔣芬, Muslim Q, 陳永軍, 胡運(yùn)高. 硅鉀肥配施對(duì)水稻莖稈理化性狀及抗倒伏能力的影響. 西北植物學(xué)報(bào), 2017, 37(4): 751-757.

Fan Y Y, Yang G T, Chen J, Jiang F, Muslim Q, Chen Y J, Hu Y G. The physical chemical characters and lodging resistance of rice stem with silicon potassium collocation application., 2017, 37(4): 751-757. (in Chinese with English abstract)

[24] 張明聰, 劉元英, 羅盛國(guó), 彭顯龍, 陳麗楠, 李宗云, 李佳. 養(yǎng)分綜合管理對(duì)寒地水稻抗倒伏性能的影響. 中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué), 2010, 43(21): 4536-4542.

Zhang M C, Liu Y Y, Luo S G, Peng X L, Chen L N, Li Z Y, Li J. Effects of integrated nutrient management on lodging resistance of rice in cold area., 2010, 43(21): 4536-4542. (in Chinese with English abstract)

[25] 龔金龍, 邢志鵬, 胡雅杰, 張洪程, 戴其根, 霍中洋, 許軻, 魏海燕, 高輝. 秈/粳超級(jí)稻莖稈抗倒支撐特征的差異研究. 中國(guó)水稻科學(xué), 2015, 29(3): 273-281.

Gong J L, Xing Z P, Hu Y J, Zhang H C, Dai Q G, Huo Z Y, Xu K, Wei H Y, Gao H. Difference in lodging resistance of culm between india andupper rice.,2015, 29(3): 273-281. (in Chinese with English abstract)

[26] 段傳人, 王伯初, 王憑青. 水稻莖稈的結(jié)構(gòu)及其性能的相關(guān)性. 重慶大學(xué)學(xué)報(bào), 2003, 26(11): 38-40.

Duan C R, Wang B C, Wang P Q. The relationship between the structure and the property of rice stem., 2003, 26(11): 38-40. (in Chinese with English abstract)

[27] 吳曉然, 張巫軍, 伍龍梅, 翁飛, 李剛?cè)A, 劉正輝, 唐設(shè), 丁承強(qiáng), 王紹華, 丁艷鋒. 超級(jí)雜交秈稻抗倒能力比較及其對(duì)氮素的響應(yīng). 中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué), 2015, 48(14): 2705-2717.

Wu X R, Zhang W J Wu L M, Weng F, Li G H, Liu Z H, Tang S, Ding C Q, Wang S H, Ding Y F. Characteristics of lodging resistance of super-hybridrice and its response to nitrogen., 2015, 48(14): 2705-2717. (in Chinese with English abstract)

[28] 孟天瑤, 李曉蕓, 李超, 韋還和, 史天宇,馬榮榮, 王曉燕, 楊筠文, 戴其根, 張洪程.甬優(yōu)系列秈粳雜交稻中熟高產(chǎn)品系的株型特征.中國(guó)水稻科學(xué), 2016, 30(2): 170-180.

Meng T Y, Li X Y, Li C, Wei H H, Shi T Y, Ma R R, Wang X Y, Yang J W, Dai Q G, Zhang H C. Plant-type characteristics of high-yielding lines of yongyou japonica/indica hybrid rice with medium maturity., 2016, 30(2): 170-180. (in Chinese with English abstract)

[29] 王熹, 姚福德, 高成偉, 陶龍興. 多效唑?qū)λ镜纳飳W(xué)效應(yīng)及其應(yīng)用. 中國(guó)水稻科學(xué), 1988, 2(1): 29-35.

Wang X, Yao F D, Gao C W, Tao L X. Biological responses of MET on rice and field applications., 1988, 2(1): 29-35. (in Chinese with English abstract)

[30] 吳同斌, 龐愛(ài)軍, 吳睿, 龐伯良, 楊震. 多效唑?qū)λ究沟狗芰τ绊懙难芯? 湖南農(nóng)業(yè)科學(xué), 2010, (11): 64-65.

Wu T B, Pang A J, Wu R, Pang B L, Yang Z. Studies on effects of paclobutrazol on rice lodging resistance., 2010, (11): 64-65. (in Chinese with English abstract)

[31] 吳光南, 湯日圣, 張金渝. 乙烯利和光強(qiáng)對(duì)水稻節(jié)間生長(zhǎng)的協(xié)和效應(yīng). 中國(guó)水稻科學(xué), 1986, 1(1): 53-57.

Wu G N, Tang R S, Zhang J Y. The interaction of ethrel and light intensity on the growth of rice culm., 1986, 1(1): 53-57. (in Chinese with English abstract)

[32] 王曉英, 呼天明, 王佺珍, 田立民, 張曉玲, 田凱. 氮肥和Trinexapac-ethyl配合施用對(duì)草地早熟禾草坪生長(zhǎng)的影響. 中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué), 2008, 41(11): 3679-3684.

Wang X Y, Hu T M, Wang Q Z, Tian L M, Zhang X L, Tian K. Growth of kentucky bluegrass as influenced by nitrogen and trinexapac-ethyl., 2008, 41(11): 3679-3684. (in Chinese with English abstract)

[33] Han S W, Park J S, Cho Y C, Lim G J, Ju Y C. Effects of Trinexapac-ethyl on lodging-related traits in transplanted rice., 1999, 44(3): 186-190.

Effect of Plant Growth Regulators on Rice Lodging Resistance and Grain Production of Main-crop and Ratooning Rice

XIE Zhenxing1,#, ZHANG Junian1,#, LIN Qi2, LIU Feng2, ZHANG Chuzhang3, ZHUO Fangmei3, JIANG Zhaowei1,*, ZHUO Chuanying2

(Rice Research Institute,,,;Agricultural Bureau of Youxi County,,;Meixian Agricultural Technical Extension Station,,;#;,:)

【Objective】The present study aims to evaluate the effect of plant growth regulators (PGRs) on rice lodging resistance and yield performance of ratoon rice.【Method】Jiafuzhan, Tianyouhuazhan, Yongyou 2640 were sampled with foliar application of paclobutrazol (PP333), ethephon (ETH), trinexapac-ethyl (TE) at the initial jointing stage. The culm traits, mechanical index, grain yield and yield components of main-crop and ratooning rice were investigated.【Result】Yongyou 2640 had the strongest breaking resistance, plant thrust resistance and lodging resistance; Jiafuzhan had the longest internodes, the highest plant height, the maximum lodging index and the weakest lodging resistance among the three varieties while the lodging resistance of Tianyouhuazhan was between them. Compared with foliar application of water (control), application of PP333had no marked effect on internode length, plant height, culm wall thickness, but increased culm diameter of the 3rd internode (from the top), enhanced breaking resistance of the 4th (from the top) and the 3rd internodes, drove down lodging index of the 4th and 3rd internodes; application of ETH increased length of the 4th internode, culm diameter of the 3rd internode and plant height, but had no obvious effect on culm wall thickness, reduced lodging index of the 3rd internode; application of TE shortened length of the 4th and the 2nd (from the top) internodes and plant height, increased culm diameter of the 3rd internode and culm wall thickness of the 3rd and the 2nd internodes, strengthened breaking resistance of the 4th and the 3rd internodes, reduced lodging index. PP333, TE decreased the grain production of main-crop but increased ratooning rice, while ETH decreased both main-crop and ratooning rice. Total grain production of Tianyouhuazhan and Yongyou 2640 was reduced by PGRs treatments,total yield of Jiafuzhan was increased by PP333and TE application while decreased by ETH.【Conclusion】Comprehensively, application of TE enhanced the plant lodging resistance without negative effect on total yield of ratooning rice, and thus it could be used as a practice to prevent lodging in rice production.

plant growth regulators; lodging; ratoon-season rice; culm traits; production

10.16819/j.1001-7216.2019.8075

Q945.7; S482.6; S511.01

A

1001-7216(2019)02-0158-09

2018-06-13；

2018-11-28。

福建省屬公益類科研院所基本科研專項(xiàng)（2016R1020-6）；國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目課題（2017YFD0100105）；福建省農(nóng)業(yè)科學(xué)院青年創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)（STIT2017-3-3）；再生稻安全生產(chǎn)技術(shù)研發(fā)與推廣服務(wù)創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)。