3種不同結(jié)構(gòu)的蕓苔素內(nèi)酯在小麥上的應(yīng)用研究

孫 曉 ，姜興印 ，姚晨濤 ，喬治華 ，姚向峰 ，于灝泳 ，張建業(yè)

（1.山東農(nóng)業(yè)大學(xué)植物保護(hù)學(xué)院，山東泰安 271018；2.山東省農(nóng)藥毒理與應(yīng)用技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，山東泰安 271018）

蕓苔素內(nèi)酯是一種活性極強(qiáng)的新型甾醇類(lèi)物質(zhì)，是國(guó)際公認(rèn)的高效、低毒的植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑[1]，也是當(dāng)前中國(guó)發(fā)展高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、高效農(nóng)業(yè)和生態(tài)農(nóng)業(yè)最有生機(jī)和活力的一種新型物質(zhì)[2]。小麥作為我國(guó)的三大谷物之一，其品質(zhì)、產(chǎn)量和投入產(chǎn)出比關(guān)系到我國(guó)糧食的穩(wěn)定。我國(guó)是世界最大的小麥生產(chǎn)國(guó)和消費(fèi)國(guó)，保持小麥的高產(chǎn)和穩(wěn)產(chǎn)尤為重要[3-4]。據(jù)統(tǒng)計(jì)，我國(guó)小麥產(chǎn)量逐年上升，但是在糧食總產(chǎn)量所占的比重基本無(wú)變化。在此形勢(shì)下，我國(guó)更加注重植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑的使用，以此來(lái)提高小麥的產(chǎn)量和品質(zhì)，提升我國(guó)小麥的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)[5]，近年來(lái)蕓苔素內(nèi)酯在小麥上登記的數(shù)量顯著增加即是一佐證。自1970年從油菜花粉中提取出蕓苔素內(nèi)酯

到目前為止，人類(lèi)已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了70余種蕓苔素內(nèi)酯，其中結(jié)構(gòu)相似、活性較高的有28-表高蕓苔素內(nèi)酯、24-表蕓苔素內(nèi)酯、28-高蕓苔素內(nèi)酯。研究比較這3種結(jié)構(gòu)的蕓苔素內(nèi)酯在小麥上的作用效果具有重要意義。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)地地勢(shì)平坦，土壤為沙壤土。土壤養(yǎng)分質(zhì)量比：全氮1.2 g/kg，堿解氮85.2 g/kg，速效磷52.6 g/kg，速效鉀128.4 g/kg，有機(jī)磷8.9 g/kg。土壤pH值為7.18。小麥的生長(zhǎng)條件（土壤類(lèi)型、土壤肥力、品種、播栽期、行距等）均一致。試驗(yàn)期間殺蟲(chóng)劑、殺菌劑正常使用，且不使用其他植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑。

1.2 試驗(yàn)方法

試驗(yàn)藥劑：85.8%24-表蕓苔素內(nèi)酯原藥、92.1%28-高蕓苔素內(nèi)酯原藥、92%28-表高蕓苔素內(nèi)酯原藥均由張掖市大弓農(nóng)化有限公司提供。

試驗(yàn)處理：小麥田間試驗(yàn)使用的品種是“泰農(nóng)18”，在泰安市寧陽(yáng)縣小麥田中進(jìn)行，土壤為沙壤土。田間試驗(yàn)采用莖葉噴霧處理進(jìn)行施藥，根據(jù)預(yù)實(shí)驗(yàn)，每種結(jié)構(gòu)的蕓苔素內(nèi)酯分別設(shè)5個(gè)質(zhì)量比，分別為0.01、0.02、0.04、0.06、0.08 mg/kg，加空白對(duì)照（CK），共6個(gè)處理，每個(gè)處理3次重復(fù)，每個(gè)小區(qū)面積為30 m2（10 m×3 m），小區(qū)采用隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，田間管理?xiàng)l件一致。施藥方式為莖葉噴霧法（MATABI Super Green16手動(dòng)儲(chǔ)壓式噴霧器），在小麥苗期、揚(yáng)花期和灌漿期共施藥3次。

1.3 調(diào)查內(nèi)容

在小麥返青期，測(cè)量小麥株高、根長(zhǎng)和分蘗數(shù)；在小麥?zhǔn)斋@時(shí)，根據(jù)五點(diǎn)取樣法，每小區(qū)共取5 m2（1 m×5 m），調(diào)查小麥的穗粒數(shù)，晾干后測(cè)量千粒重，根據(jù)小區(qū)產(chǎn)量換算出小麥的畝產(chǎn)量；以此來(lái)評(píng)價(jià)3種結(jié)構(gòu)蕓苔素內(nèi)酯在小麥上進(jìn)行莖葉噴霧處理的最佳應(yīng)用結(jié)構(gòu)和使用劑量。試驗(yàn)根據(jù)《農(nóng)藥田間藥效試驗(yàn)準(zhǔn)則第26部分：棉花催枯劑試驗(yàn)》（NY/T 1464.26—2007）進(jìn)行，從每個(gè)小區(qū)中間3行未定點(diǎn)小麥上共摘取50個(gè)麥穗，晾干進(jìn)行品質(zhì)檢測(cè)，測(cè)定小麥的蛋白質(zhì)、淀粉和水分含量。蛋白質(zhì)含量的測(cè)定采用凱氏自動(dòng)定氮儀法[6]，使用的儀器是K9840自動(dòng)凱氏定氮儀和SH220F石墨消解儀。淀粉含量的測(cè)定參照蒽酮比色法[6]。

采用Microsoft Execl 2010和IBM SPSS Statistics 20軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，采用鄧肯新復(fù)極差法（P＜0.05）進(jìn)行差異顯著性分析，使用Origin 2019進(jìn)行圖表的繪制。試驗(yàn)結(jié)果為兩年試驗(yàn)的平均值。

2 結(jié)果分析

2.1 對(duì)小麥生長(zhǎng)量的影響

由表1可見(jiàn)，小麥經(jīng)24-表蕓苔素內(nèi)酯、28-高蕓苔素內(nèi)酯和28-表高蕓苔素內(nèi)酯莖葉噴霧處理后，各處理間的株高和千粒重差異顯著，根長(zhǎng)、穗粒數(shù)、根數(shù)和分蘗數(shù)差異不顯著。各處理小麥生長(zhǎng)量均優(yōu)于空白對(duì)照。在苗期株高方面，處理質(zhì)量比為0.04 mg/kg和0.06 mg/kg的28-高蕓苔素內(nèi)酯的株高較高，分別為18.42 cm和18.48 cm，較空白對(duì)照的株高分別增高了1.10 cm和1.16 cm，增加效果顯著。0.06～0.08 mg/kg 24-表蕓苔素內(nèi)酯和0.04～0.06 mg/kg 28-表高蕓苔素內(nèi)酯處理的小麥生長(zhǎng)量較好。在苗期根長(zhǎng)方面，3種結(jié)構(gòu)蕓苔素內(nèi)酯的各處理均使根長(zhǎng)增加，其中，0.04 mg/kg 28-高蕓苔素內(nèi)酯處理的小麥根長(zhǎng)增加顯著，平均根長(zhǎng)為13.26 cm；比空白對(duì)照的根長(zhǎng)增加0.68 cm，其根數(shù)每株增加了0.37根。在分蘗數(shù)和穗粒數(shù)方面，0.04 mg/kg 28-高蕓苔素內(nèi)酯和0.04 mg/kg 28-表高蕓苔素內(nèi)酯均表現(xiàn)出較為突出的效果，分別為2.64個(gè)/株、45.93個(gè)/穗和2.57個(gè)/株、45.76個(gè)/穗。在千粒重方面，0.04、0.06 mg/kg 28-高蕓苔素內(nèi)酯處理表現(xiàn)較好，較空白對(duì)照的44.87 g分別增加2.57 g和2.48 g。

表1 3種不同結(jié)構(gòu)的蕓苔素內(nèi)酯噴霧處理對(duì)小麥生長(zhǎng)量的影響

2.2 對(duì)小麥產(chǎn)量和增產(chǎn)率的影響

3種不同結(jié)構(gòu)的蕓苔素內(nèi)酯噴霧處理對(duì)小麥產(chǎn)量和增產(chǎn)率的影響見(jiàn)圖1。在0.02 mg/kg、0.04 mg/kg質(zhì)量比下，28-高蕓苔素內(nèi)酯的產(chǎn)量均高于其他兩種蕓苔素內(nèi)酯的產(chǎn)量，且28-表高蕓苔素內(nèi)酯的產(chǎn)量高于24-表蕓苔素內(nèi)酯的產(chǎn)量。隨質(zhì)量比的增加，各處理小麥的產(chǎn)量增加率有所回落；但與對(duì)照相比均有一定的增產(chǎn)作用。

圖1 3種不同結(jié)構(gòu)的蕓苔素內(nèi)酯噴霧處理對(duì)小麥產(chǎn)量和增產(chǎn)率的影響

在28-高蕓苔素內(nèi)酯和28-表高蕓苔素內(nèi)酯的不同處理中，其0.04 mg/kg的質(zhì)量比處理對(duì)小麥的增產(chǎn)率均最高；當(dāng)質(zhì)量比大于0.04 mg/kg時(shí)，上述2種蕓苔素內(nèi)酯處理的小麥增產(chǎn)率均隨質(zhì)量比升高而下降。

在24-表蕓苔素內(nèi)酯的不同處理中，0.06 mg/kg的質(zhì)量比處理對(duì)小麥的增產(chǎn)率最高；當(dāng)質(zhì)量比大于0.06 mg/kg時(shí)，小麥的增產(chǎn)率隨質(zhì)量比的升高而下降。

2.3 對(duì)小麥中營(yíng)養(yǎng)成分質(zhì)量分?jǐn)?shù)的影響

由表2可見(jiàn)，3種結(jié)構(gòu)的蕓苔素內(nèi)酯對(duì)小麥中淀粉的含量有明顯的提升作用，各處理之間差異顯著。其中0.04mg/kg28-高蕓苔素內(nèi)酯提升作用最顯著，淀粉含量達(dá)67.59%，比空白對(duì)照的淀粉含量增加2.31%；其次是0.06 mg/kg 28-表高蕓苔素內(nèi)酯。3種結(jié)構(gòu)的蕓苔素內(nèi)酯對(duì)小麥蛋白質(zhì)含量的提升作用不大，各處理間無(wú)明顯差異，但是均略高于空白對(duì)照。3種結(jié)構(gòu)的蕓苔素內(nèi)酯對(duì)小麥水分含量無(wú)明顯影響。

表2 3種結(jié)構(gòu)的蕓苔素內(nèi)酯噴霧不同處理對(duì)小麥營(yíng)養(yǎng)成分含量的影響

3 結(jié)論與討論

研究表明，一定濃度的28-高蕓苔素內(nèi)酯可以提高小麥產(chǎn)量[7-8]。戴愛(ài)梅等[9]通過(guò)比較穗粒數(shù)、穗數(shù)和千粒重等數(shù)據(jù)證明蕓苔素內(nèi)酯對(duì)小麥的增產(chǎn)作用，且在小麥上使用蕓苔素內(nèi)酯可明顯降低生產(chǎn)成本。本試驗(yàn)根據(jù)以上指標(biāo)對(duì)比3種結(jié)構(gòu)的蕓苔素內(nèi)酯對(duì)小麥產(chǎn)量的影響，發(fā)現(xiàn)3種結(jié)構(gòu)的蕓苔素內(nèi)酯對(duì)小麥穗粒數(shù)和千粒重提升明顯，也能提高苗期的根數(shù)、株高、根長(zhǎng)和分蘗數(shù)，與戴愛(ài)梅等的研究結(jié)果相似，其中具有顯著增產(chǎn)作用的是28-高蕓苔素內(nèi)酯。吳明榮等[9]從淀粉含量和蛋白質(zhì)含量方面分析了蕓苔素內(nèi)酯對(duì)小麥品質(zhì)的影響，并發(fā)現(xiàn)蕓苔素內(nèi)酯處理對(duì)小麥的淀粉含量和蛋白質(zhì)含量無(wú)明顯影響。但本試驗(yàn)研究結(jié)果顯示，蕓苔素內(nèi)酯能較好地提升小麥淀粉的含量，與吳明榮等[10]的研究結(jié)果不同，可能是由于試驗(yàn)田內(nèi)氮元素含量不同，或是使用的小麥品種不同。另，本試驗(yàn)在淀粉含量方面的研究結(jié)果與解備濤[11]的研究結(jié)果有相似性，蕓苔素內(nèi)酯在一定濃度范圍內(nèi)有助于提高小麥淀粉的含量。但是對(duì)蛋白質(zhì)和水分含量無(wú)顯著影響。因此，在提高小麥產(chǎn)量和品質(zhì)方面，建議使用0.04 mg/kg 28-高蕓苔素內(nèi)酯、0.04 mg/kg 28-表高蕓苔素內(nèi)酯和0.06 mg/kg 24-表蕓苔素內(nèi)酯，以上3個(gè)處理的作用效果依次遞減。其中0.04 mg/kg 28-高蕓苔素內(nèi)酯在提高產(chǎn)量的同時(shí)能夠較大程度地提高小麥淀粉的含量，因此較為推薦使用。