汪嬡嬡,楊 芳,何 念,劉 歆,陳 艷,陳 勇,鄧軍波
(荊門(mén)(中國(guó)農(nóng)谷)農(nóng)業(yè)科學(xué)研究院,湖北 荊門(mén) 448000)
大豆[Glycinemax(L.)Merr.]是中國(guó)重要的糧食作物、經(jīng)濟(jì)作物,也是油脂、蛋白質(zhì)等物質(zhì)的重要來(lái)源以及食品、飼料等多種加工業(yè)的原料[1],隨著中國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和人民生活水平的提高,大豆供求矛盾日益突出[1,2],欲解決自足,必須要提高大豆單產(chǎn)和擴(kuò)大種植面積[3]。目前擴(kuò)大大豆種植面積的潛力有限,而提高大豆單產(chǎn)還有很大空間和潛力[1]。在大豆生產(chǎn)中,適當(dāng)使用生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑可有效調(diào)控大豆生長(zhǎng)發(fā)育狀況,從而調(diào)整大豆產(chǎn)量構(gòu)成因素達(dá)到增產(chǎn)的目的[4]。烯效唑(Uniconazole),簡(jiǎn)稱S3307,是一種廣譜、高效、低毒、低殘留的生長(zhǎng)延緩劑[5,6],常被用來(lái)調(diào)控作物的生長(zhǎng)發(fā)育,有增加作物產(chǎn)量、提高抗逆性等作用[7,8]。亞硫酸氫鈉是一種植物光呼吸抑制劑,在一定濃度下噴施能提高植物的光合速率,提高產(chǎn)量和品質(zhì)[9,10]。這2種生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑單一處理施用的研究很多,但復(fù)合施用對(duì)大豆增產(chǎn)效應(yīng)的報(bào)道不多。本試驗(yàn)通過(guò)不同濃度的烯效唑和亞硫酸氫鈉處理,分析研究烯效唑和亞硫酸氫鈉對(duì)大豆農(nóng)藝性狀及產(chǎn)量的影響,篩選出最佳組合,為提高大豆產(chǎn)量提供新的思路。
選用早熟春大豆品種鄂豆8號(hào)作為試驗(yàn)材料。試驗(yàn)藥劑亞硫酸氫鈉為分析純?cè)噭?,天津市科密歐化學(xué)試劑有限公司生產(chǎn);烯效唑?yàn)?%可濕性粉劑,四川潤(rùn)爾科技有限公司產(chǎn)品。
試驗(yàn)于2021年在荊門(mén)(中國(guó)農(nóng)谷)農(nóng)業(yè)科學(xué)研究 院 團(tuán) 林 鎮(zhèn) 雙 碑 試 驗(yàn) 基 地(112°11′31″E,30°52′29″N)進(jìn)行。試驗(yàn)地的土壤類型為黏土,肥力中等,地勢(shì)平坦。
采用隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì),3次重復(fù)。烯效唑(A)和亞硫酸氫鈉(B)2種藥劑處理,每個(gè)處理設(shè)置3個(gè)濃度梯度,各處理編號(hào)和濃度如表1所示。AB組合共9個(gè)試驗(yàn)處理,即A1B1(CK)、A1B2、A1B3、A2B1、A2B2、A2B3、A3B1、A3B2、A3B3。
表1 試驗(yàn)處理編號(hào)和濃度
大豆初花期進(jìn)行噴施,用水量225 L/hm2。試驗(yàn)小區(qū)面積10.8 m2,9行區(qū),行長(zhǎng)3.0 m,行距0.4 m,株距0.1 m,收獲時(shí)割去邊行邊株,取中間7行計(jì)產(chǎn),計(jì)產(chǎn)行長(zhǎng)2.5 m,計(jì)產(chǎn)面積7 m2。試驗(yàn)地周邊設(shè)保護(hù)行。田間管理同常規(guī)生產(chǎn)田。收獲前對(duì)各小區(qū)中間取連續(xù)的10株進(jìn)行考種。
記錄大豆主要生育時(shí)期,調(diào)查株高、底莢高度、主莖節(jié)數(shù)、有效分枝數(shù)、單株有效莢數(shù)、單株粒數(shù)、單株粒重、百粒重、單株產(chǎn)量等農(nóng)藝性狀??挤N標(biāo)準(zhǔn)和田間記載參考《大豆種質(zhì)資源描述規(guī)范和數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)》[11]。
運(yùn)用Excel 2010以及DPS 7.05軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。
2.1.1 不同濃度烯效唑?qū)Υ蠖巩a(chǎn)量及產(chǎn)量構(gòu)成因素的影響 由表2可知,烯效唑在0~200 mg/L的噴施濃度下,隨著濃度的升高,大豆的產(chǎn)量呈先上升后下降的變化趨勢(shì),在100 mg/L濃度處理下平均產(chǎn)量最高,達(dá)2660.5kg/hm2。比A1處理的產(chǎn)量高66.3kg/hm2,增幅為2.6%,比A3處理的產(chǎn)量高44.0 kg/hm2,增幅1.7%,A3處理的產(chǎn)量比A1處理的產(chǎn)量高22.3 kg/hm2,A1處理的產(chǎn)量最低,為2 594.2 kg/hm2。在產(chǎn)量構(gòu)成因素上,單株有效莢數(shù)和單株粒數(shù)隨著烯效唑濃度的升高呈遞增趨勢(shì),在200 mg/L濃度處理下最高;單株粒重則表現(xiàn)為先上升后下降的變化趨勢(shì),在100 mg/L濃度處理下最高,而百粒重逐漸減小。在3種不同濃度烯效唑處理下大豆產(chǎn)量及產(chǎn)量構(gòu)成因素的差異均未達(dá)到顯著水平。
表2 不同濃度烯效唑?qū)Υ蠖巩a(chǎn)量及產(chǎn)量構(gòu)成因素的影響
2.1.2 不同濃度烯效唑?qū)Υ蠖罐r(nóng)藝性狀的影響 由表3可知,烯效唑的施用濃度從0 mg/L增加到100 mg/L時(shí),株高、底莢高度、主莖節(jié)數(shù)有不同程度的下降,而有效分枝數(shù)平均增加了0.5個(gè),增幅為25.0%。烯效唑的施用濃度從100 mg/L增加到200 mg/L時(shí),底莢高度、主莖節(jié)數(shù)又有不同程度的上升,生育期縮短1 d,有效分枝數(shù)沒(méi)有增加。
表3 不同濃度烯效唑?qū)Υ蠖怪饕r(nóng)藝性狀的影響
2.2.1 不同濃度亞硫酸氫鈉對(duì)大豆產(chǎn)量及產(chǎn)量構(gòu)成因素的影響 由表4可知,亞硫酸氫鈉在0~200 mg/L的噴施濃度下,大豆的產(chǎn)量隨著濃度的升高而升高。在200 mg/L處理下大豆產(chǎn)量最高,達(dá)2 901.1 kg/hm2,比B2處理的產(chǎn)量高100.8 kg/hm2,增幅為3.6%;相較于B1處理增產(chǎn)306.9 kg/hm2,增幅為11.8%。B2處理的產(chǎn)量比B1處理增產(chǎn)206.1 kg/hm2,增幅為7.9%。B2、B3處理與B1處理在產(chǎn)量上達(dá)到顯著差異。在產(chǎn)量構(gòu)成因素的分析上可以看出,隨著亞硫酸氫鈉的噴施濃度的增加,單株有效莢數(shù)、單株粒數(shù)及單株粒重都有不同程度的增加,均在B3處理下最高,在B1處理下最低,而這兩組處理的單株有效莢數(shù)和單株粒數(shù)的差異達(dá)到顯著水平;與對(duì)照(B1)相比,B3處理的單株有效莢數(shù)增加11.4個(gè),增加38.0%,單株粒數(shù)增加26.8粒,增加49.2%,單株粒重增加3.8 g,增加32.2%;對(duì)百粒重的影響較小。
表4 不同濃度亞硫酸氫鈉對(duì)大豆產(chǎn)量及產(chǎn)量構(gòu)成因素的影響
2.2.2 不同濃度亞硫酸氫鈉對(duì)大豆農(nóng)藝性狀的影響 由表5可知,亞硫酸氫鈉的施用濃度從0 mg/L增加到100 mg/L時(shí),株高、主莖節(jié)數(shù)有不同程度的下降,有效分枝數(shù)和底莢高度則有不同程度的增加,其中有效分枝數(shù)平均增加了0.5個(gè),增幅為25.0%;噴施濃度從100 mg/L增加到200 mg/L時(shí),株高、底莢高度有所下降,主莖節(jié)數(shù)和有效分枝數(shù)卻呈上升趨勢(shì)。生育期隨著亞硫酸氫鈉濃度的增加而縮短,其中B3處理生育期最短,為81 d,比B1處理縮短3 d;有效分枝數(shù)隨著亞硫酸氫鈉濃度的增加而增加,B3處理有效分枝數(shù)最多,比B1處理平均增加了0.6個(gè),增加30%。
表5 不同濃度亞硫酸氫鈉對(duì)大豆主要農(nóng)藝性狀的影響
2.3.1 烯效唑和亞硫酸氫鈉互作對(duì)大豆產(chǎn)量的影響 將A、B 2個(gè)不同濃度處理的大豆產(chǎn)量進(jìn)行方差分析,由表6可知,亞硫酸氫鈉對(duì)大豆產(chǎn)量有極顯著影響,但烯效唑處理及烯效唑與亞硫酸氫鈉2種調(diào)節(jié)劑的互作對(duì)大豆產(chǎn)量的影響均未達(dá)到顯著水平。將各區(qū)組的小區(qū)產(chǎn)量進(jìn)行方差分析,由表7可知,A2B3處理產(chǎn)量最高,為2971.9 kg/hm2,與A1B2、A3B3、A3B2、A2B1、A3B1及A1B1處理的產(chǎn)量差異達(dá)到顯著水平,與A2B1、A3B1、A1B1處理的產(chǎn)量差異達(dá)到極顯著水平,A1B1(CK)處理的產(chǎn)量最低,為2 594.2 kg/hm2。
表6 不同濃度烯效唑和亞硫酸氫鈉對(duì)大豆產(chǎn)量影響的方差分析
表7 烯效唑和亞硫酸氫鈉處理組合對(duì)大豆產(chǎn)量的方差分析(LSD法)
2.3.2 烯效唑與亞硫酸氫鈉互作對(duì)大豆主要農(nóng)藝性狀的影響 由表8可知,不同濃度烯效唑和亞硫酸氫鈉處理對(duì)大豆均可起到增產(chǎn)作用,與對(duì)照相比,各處理每公頃增產(chǎn)22.3~377.7 kg,以100 mg/L的烯效唑+200 mg/L的亞硫酸氫鈉(A2B3)處理的平均產(chǎn)量最高,比對(duì)照增產(chǎn)14.6%,比單獨(dú)施用100 mg/L的烯效唑的處理(A2B1)增產(chǎn)311.4 kg/hm2,增加11.7%,比單獨(dú)施用200 mg/L的亞硫酸氫鈉(A1B3)處理增產(chǎn)70.8 kg/hm2,增加2.4%。在200 mg/L濃度烯效唑(A3B1)處理下大豆植株最矮,與對(duì)照相比降幅為8.4%;底莢高度在100 mg/L烯效唑+100 mg/L亞硫酸氫鈉(A2B2)處理下最高,相比對(duì)照提高了58.5%;主莖節(jié)數(shù)、有效分枝數(shù)和單株有效莢數(shù)在100 mg/L烯效唑+200 mg/L亞硫酸氫鈉(A2B3)處理下最高,單株粒數(shù)和單株粒重在200 mg/L亞硫酸氫鈉(A1B3)處理下最高。除了200 mg/L烯效唑+200 mg/L亞硫酸氫鈉(A3B3)處理外,其他各處理與對(duì)照相比,有效分枝數(shù)增加0~0.7個(gè),增幅為0~35.0%。通過(guò)產(chǎn)量構(gòu)成因素的分析可以看出,各處理相較于對(duì)照在單株有效莢數(shù)、單株粒數(shù)和單株粒重上都有不同程度的增加。其中,單株有效莢數(shù)增加1.1~11.9個(gè),增幅為3.7%~39.7%;單株粒數(shù)增加10.8~26.8粒,增幅為19.8%~49.2%;單 株 粒 重 增 加0.1~3.8 g,增 幅 為0.8%~32.2%;百粒重變化不大,受影響較小。
表8 烯效唑和亞硫酸氫鈉處理組合對(duì)大豆主要農(nóng)藝性狀的影響
通過(guò)不同濃度烯效唑和亞硫酸氫鈉噴施處理試驗(yàn),結(jié)果表明,在0~200 mg/L烯效唑處理下,大豆產(chǎn)量在100 mg/L處理下最高,不同濃度烯效唑處理間的產(chǎn)量差異未達(dá)到顯著水平;而在0~200 mg/L亞硫酸氫鈉處理下,以200 mg/L處理下大豆產(chǎn)量最高,不同濃度亞硫酸氫鈉處理間的產(chǎn)量差異達(dá)到顯著水平。不同濃度的烯效唑處理增產(chǎn)效果不同,不是濃度越高增產(chǎn)效果越好[12]。經(jīng)過(guò)烯效唑處理的大豆植株形態(tài)表現(xiàn)基本一致,都表現(xiàn)為植株株高降低、莖粗增加[12-15],但在產(chǎn)量增加效應(yīng)上有差異[13],有的表現(xiàn)在增加單株粒數(shù)和百粒重[15],有的表現(xiàn)在增加單株莢數(shù)[12]。在本試驗(yàn)中施用烯效唑,大豆植株株高降低,有效分枝數(shù)增加,增幅為25.0%,產(chǎn)量相關(guān)性狀表現(xiàn)為單株有效莢數(shù)、單株粒數(shù)、單株粒重都有不同程度的增加,與前人的研究結(jié)論基本一致[15,16];而施用亞硫酸氫鈉,大豆生育期縮短,有效分枝數(shù)比對(duì)照最高增加了30.0%,200 mg/L亞硫酸氫鈉處理單株粒數(shù)和單株粒重最高。在產(chǎn)量分析上,可以看出烯效唑和亞硫酸氫鈉對(duì)大豆都有增產(chǎn)效果,這與張春初等[12]、滕康開(kāi)等[15]、閆艷紅等[17]、汪洋等[18]的研究結(jié)果一致。通過(guò)產(chǎn)量構(gòu)成因素的分析可以看出,各處理相較于對(duì)照在單株有效莢數(shù)、單株粒數(shù)和單株粒重上都有不同程度的增加,與產(chǎn)量表現(xiàn)一致。
亞硫酸氫鈉提高作物產(chǎn)量的研究很多,有人認(rèn)為是通過(guò)抑制作物光呼吸而提高光合速率[19],而陳功楷等[9]、譚實(shí)等[20]的研究表明,亞硫酸氫鈉在提高作物光合速率的同時(shí)光呼吸速率也在提高,對(duì)C3作物的光合促進(jìn)影響與電子傳遞過(guò)程有關(guān)[9],而這些研究都離不開(kāi)對(duì)亞硫酸氫鈉濃度試驗(yàn)的研究,即低濃度的亞硫酸氫鈉促進(jìn)光合作用[21,22],高濃度的亞硫酸氫鈉抑制光合作用[23]。本試驗(yàn)設(shè)置3個(gè)濃度梯度,結(jié)果表明,200 mg/L的亞硫酸氫鈉處理通過(guò)影響大豆產(chǎn)量的構(gòu)成因素,提高產(chǎn)量,效果比較明顯,但增產(chǎn)的一系列生理生化機(jī)制有待進(jìn)一步研究。
光合性能的改善和光合速率的提高有利于光合產(chǎn)物的積累,可能是大豆應(yīng)用植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑增產(chǎn)的主要生理基礎(chǔ)[24,25]。所以烯效唑和亞硫酸氫鈉混合,可達(dá)到調(diào)整株型、改善光合性能等功效[16]。肖琳[16]、閆艷紅等[17]的研究結(jié)果表明,對(duì)大豆進(jìn)行的復(fù)合化控增產(chǎn)主要是通過(guò)增加單株分枝數(shù)進(jìn)而增加單株莢數(shù)和單株粒數(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)。在本研究中,以100 mg/L烯效唑+200 mg/L亞硫酸氫鈉(A2B3)處理的平均產(chǎn)量最高,比對(duì)照增產(chǎn)14.6%,比單獨(dú)施用100 mg/L烯效唑處理(A2B1)增產(chǎn)11.7%,比單獨(dú)施用200 mg/L亞硫酸氫鈉(A1B3)處理增產(chǎn)2.4%,A2B3處理下的主莖節(jié)數(shù)、有效分枝數(shù)和單株有效莢數(shù)在所有處理中最高,單株有效分枝數(shù)相比對(duì)照提高了35.0%,單株有效莢數(shù)比對(duì)照提高了39.7%,通過(guò)協(xié)調(diào)大豆產(chǎn)量構(gòu)成因素使得產(chǎn)量獲得提升,與前人研究結(jié)果一致[12-16]。在此處理下,大豆產(chǎn)量提高的同時(shí)也可縮短大豆生育期,緩解了與下茬作物的生長(zhǎng)矛盾,提高了土地利用效率,為大豆生產(chǎn)提供參考依據(jù)。