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      幾種寡糖對花生生長發(fā)育及產(chǎn)量的影響

      2022-05-18 07:52:58汪洪鷹楊媛茹曾糧斌杜昱光
      湖南農(nóng)業(yè)科學 2022年3期
      關(guān)鍵詞:褐藻寡糖調(diào)節(jié)劑

      羅 晨,唐 超,王 倬,趙 勇,汪洪鷹,楊媛茹,曾糧斌,杜昱光

      [1.中國農(nóng)業(yè)科學院麻類研究所,湖南 長沙 410205;2.中南林業(yè)大學,湖南 長沙 410004;3.中國科學院過程工程研究所,北京 100190;4.中科榮耀(蘇州)生物科技有限公司,江蘇 蘇州 215152]

      花生是世界五大油料作物之一,也被稱之為“綠色牛奶”,富含蛋白質(zhì)、維生素E 等人體必需的營養(yǎng)成分[1]。在國際市場上,花生是不可缺少的重要原料,各個國家都加強了對進口花生的控制,不僅要求在花生的質(zhì)量上,比如果粒大小、色澤、花生仁型號等,還要求檢驗花生仁的斑點、酸價、游離脂肪酸、過氧化值、黃曲霉毒素等指標[2-3]。隨著花生市場的逐漸壯大,我國已成為世界花生生產(chǎn)和出口大國,年產(chǎn)花生1 000 萬t 以上,占全球花生產(chǎn)量的50%以上,年出口量約40 萬t,約占世界花生出口量的1/3,且出口的70%以上運往歐洲[4]。面對國際市場的嚴格要求,我國花生生產(chǎn)更應(yīng)該保質(zhì)量、促生產(chǎn),力爭上游[5-6]。

      研究表明,在花生上使用植物生長調(diào)節(jié)劑,對花生經(jīng)濟性狀具有明顯調(diào)控作用,增產(chǎn)效果顯著[6-8]。遲華山等[6]發(fā)現(xiàn)在花生結(jié)莢膨大初期噴施適量“壯飽安”(復(fù)合植物生長調(diào)節(jié)劑)較對照組增產(chǎn)15.2%,能夠有效抑制花生主莖和側(cè)枝生長,對抗倒伏和開花下針都有幫助。李啟輝[7]的研究表明,葉面噴施“花多金”(胺酰·甲哌鎓)和“易豐收”(植物源性微肥),花生的增產(chǎn)幅度分別達到了11.2%和10.4%。孟靜靜[9]研究發(fā)現(xiàn),葉面噴施殼寡糖可以顯著提高花生葉片葉綠素含量以及SOD、POD 和CAT 活性,顯著降低MDA 含量,同時能夠增加花生對病蟲害的抗性,并有效緩解花生生育后期植株早衰,提高花生單株結(jié)果數(shù)、飽果數(shù)、百果重等經(jīng)濟性狀。孫君艷等[10]研究發(fā)現(xiàn),干旱脅迫下對照處理的花生植株發(fā)生萎焉,而殼寡糖處理的植株正常,表明殼寡糖能夠提高花生防御酶活性,增強花生抗旱能力。基于前人的研究結(jié)果,筆者以四粒紅為供試花生品種,葉面噴施不同濃度的葡寡糖、幾丁寡糖、殼寡糖、酰胺寡糖素和褐藻寡糖,觀測花生葉片葉綠素含量、生長性狀和經(jīng)濟性狀等的變化情況,以期篩選出最適宜花生生長發(fā)育的寡糖,為進一步完善花生增產(chǎn)栽培技術(shù)提供參考。

      1 材料與方法

      1.1 試驗地點及材料

      試驗在湖南省長沙市中國農(nóng)業(yè)科學院麻類研究所沅江試驗站進行。供試土壤為沙質(zhì)壤土,土壤肥力適中,有灌溉條件,無前茬作物。供試花生品種為四粒紅,由吉林經(jīng)濟植物研究所提供。供試寡糖名稱:5%葡寡糖水劑(Glycan Oligosaccharides,GOS)、5%幾丁寡糖水劑(Chitin oligosaccharide,NACOS)、5%殼寡糖水劑(Chitooligosaccharide, COS)、7.5%酰胺寡糖素水劑(Hetero-chitooligosaccharide,HTCOS)、5%褐藻寡糖水劑(Alginate oligosaccharide,AOS),均由中科榮耀(蘇州)生物科技有限公司提供。

      1.2 試驗方法

      1.2.1 試驗設(shè)計試驗設(shè)5%葡寡糖、5%幾丁寡糖、5%殼寡糖、7.5%酰胺寡糖素和5%褐藻寡糖5 個處理,每種寡糖設(shè)3 個濃度水平(表1),以噴施清水作為對照,共計16 個處理組合。每個小區(qū)長10 m、寬2 m,面積20 m2,每小區(qū)播種5 行,行距40 cm,穴距20 cm,折合12.5 萬穴/hm2,每穴2 粒。各處理隨機排列,每個處理重復(fù)3 次?;ㄉ?019 年5 月1 日播種,齊苗后待花生長至3~5 片葉(5 月25 日),各處理按照試驗設(shè)計和用水量30 kg/667m2噴施寡糖,隔10 d再噴1 次,連續(xù)噴施2 次,其他農(nóng)事操作按常規(guī)進行,8 月23 日收獲。

      表1 不同寡糖處理的濃度水平及有效成分含量 (mg/L)

      1.2.2 檢測指標及方法觀察記載各處理花生的生長狀況。于第2 次施藥后14 d 采用SPAD-502Plus 便攜式葉綠素測定儀(日本,柯尼卡美能達)測定葉片葉綠素含量,選取從上往下數(shù)第5~7 片葉,每個小區(qū)測定50 片葉。收獲期在小區(qū)選擇有代表性區(qū)域,選取連續(xù)5 穴調(diào)查不同處理的花生主莖高、第一側(cè)枝長、總分枝數(shù)、果枝數(shù)、單株秕果數(shù)、單株飽果數(shù)。將收獲的新鮮莢果去雜后及時曬干,去除雜質(zhì)和爛果芽果,稱取干果質(zhì)量,并計算產(chǎn)量。同時調(diào)查不同處理的百果質(zhì)量、百仁質(zhì)量和出仁率[11]。

      1.3 數(shù)據(jù)分析

      采用Microsoft Excel 2016 軟件處理數(shù)據(jù)和繪制圖表,采用DPS 13.5 軟件進行數(shù)據(jù)分析,用Duncan’s新復(fù)極差法進行差異顯著性分析[12-14]。

      2 結(jié)果與分析

      2.1 不同寡糖對花生葉片葉綠素含量的影響

      葉綠素是植物光合作用必不可少的色素,對植株壯根增綠、幼穗分化、增重增產(chǎn)等皆有重要影響[15]。由圖1 可知,不同寡糖處理后花生葉片中葉綠素含量的差異較大,其中5%殼寡糖1 500 倍液處理后葉綠素含量最高,其SPAD 值達到46.02,其次是7.5%酰胺寡糖素2 000 倍液處理,其SPAD 值為45.18,這2個處理花生葉片中葉綠素含量顯著高于清水對照,其他處理與清水對照均無顯著差異。從濃度水平來看,幾丁寡糖處理葉片的SPAD值隨著濃度的升高而升高,葡寡糖、殼寡糖和酰胺寡糖素處理葉片的SPAD 值隨著濃度的升高而降低,褐藻寡糖處理葉片的SPAD 值隨著濃度的升高呈先降低后升高的趨勢。

      圖1 不同寡糖處理花生葉片葉綠素(SPAD 值)含量的變化

      2.2 不同寡糖對花生植株形態(tài)指標的影響

      從表2 可知,以5%殼寡糖1 000 倍液和1500 倍液處理后花生主莖高較高,分別為61.22 和59.70 cm,顯著高于清水對照的55.27 cm,7.5%酰胺寡糖素和5%褐藻寡糖3 個濃度處理后主莖高度均高于清水對照,但與清水對照差異不顯著;5%幾丁寡糖素500倍液處理的主莖高最矮,僅46.78 cm,顯著低于清水對照。葡寡糖和褐藻寡糖處理的主莖高隨著濃度的升高而升高,而幾丁寡糖和酰胺寡糖素處理的主莖高隨著濃度的升高而降低。第一側(cè)莖長以5%殼寡糖1 500倍液和5%褐藻寡糖500 倍液處理較高,分別為72.40和71.86 cm,顯著高于清水對照的64.50 cm;而以5%殼寡糖500 倍液和5%幾丁寡糖1 000 倍液處理最低,分別為54.94 和55.50 cm。總分枝數(shù)以5%幾丁寡糖1 500 倍液和5%褐藻寡糖500 倍液處理為較多,為12.10 和12.14 個,5%殼寡糖1 000 倍液處理的最少,僅8.50 個,但與清水對照差異不顯著。果枝數(shù)以5%褐藻寡糖1 500 倍液處理最多,為11.60 個,其次是5%幾丁寡糖1 000 倍液處理,為11.00 個,5%殼寡糖500 倍液處理最少,僅7.88 個。

      表2 不同寡糖處理花生的形態(tài)指標

      2.3 不同寡糖對花生產(chǎn)量構(gòu)成因素的影響

      由表3 可知,單株飽果數(shù)除5%殼寡糖500 倍液處理(21.35 個)低于清水對照(26.32 個)外,其余各處理均高于清水對照;其中以5%褐藻寡糖1 500倍液和5%幾丁寡糖1 000 倍液處理較多,分別為34.10 和33.86 個。單株秕果數(shù)以5%葡寡糖1 000 倍液處理最少,僅1.83 個;其次是5%殼寡糖1 500 倍液處理,為2.21 個;清水對照為3.78 個;5%幾丁寡糖1 500 倍液處理最多,為5.26 個。百果質(zhì)量以5%殼寡糖500 倍液處理最輕,為135.02 g;其次是5%褐藻寡糖500 倍液處理和清水對照,分別為136.77 和137.39 g;以5%幾丁寡糖1 500 倍液處理最重,為157.13 g。百仁質(zhì)量以5%殼寡糖1 000 倍液處理最重,為118.55 g;其次是7.5%酰胺寡糖素1 500 倍液和5%殼寡糖1 500 倍液處理,分別為118.15 和117.43 g;以清水對照最低,為101.43 g。出仁率除7.5%酰胺寡糖素1 000 倍液處理(72.91%)低于清水對照(73.77%)外,其余各處理均高于清水對照,其中以7.5%酰胺寡糖素1 500 倍液處理最高,為78.09%。

      表3 不同寡糖處理花生的產(chǎn)量構(gòu)成因素

      2.4 不同寡糖對花生產(chǎn)量的影響

      由表4 可知,除5%殼寡糖500 倍液處理后,花生產(chǎn)量(4.978 kg)低于清水對照(6.447 kg)外,其余各處理對花生均有一定的增產(chǎn)作用。其中增產(chǎn)效果最明顯的為7.5%酰胺寡糖素2 000 倍液處理,小區(qū)實際產(chǎn)量為7.540 kg,折合產(chǎn)量達到3 769.83 kg/hm2,增產(chǎn)率達到17.02%。其次為5%幾丁寡糖1 500 倍液、5%褐藻寡糖1 500 倍液和5%葡寡糖500 倍液的處理,增產(chǎn)率分別達到15.95%、15.57%和15.16%。

      表4 不同寡糖處理的花生產(chǎn)量

      3 結(jié)論與討論

      試驗結(jié)果表明,在花生幼苗期葉面噴施適宜濃度的5 種寡糖類植物生長調(diào)節(jié)劑均能起到顯著的增產(chǎn)提質(zhì)效果;從各考察指標來看,以5%殼寡糖1 500 倍液處理后葉綠素含量最高,其SPAD 值達到46.02;以5%殼寡糖1 000 倍液處理后花生主莖高最高,為61.22 cm;第一側(cè)莖長以5%殼寡糖1 500 倍液處理最高,為72.40 cm;總分枝數(shù)以5%褐藻寡糖500 倍液處理為最多,為12.14 個;果枝數(shù)以5%褐藻寡糖1 500 倍液處理最多,為11.60 個;單株飽果數(shù)以5%褐藻寡糖1 500 倍液處理最多(34.10 個);單株秕果數(shù)以5%葡寡糖1 000 倍液處理最少(1.83 個);百果質(zhì)量以5%幾丁寡糖1 500 倍液處理最重(157.13 g);百仁質(zhì)量以5%殼寡糖1 000 倍液處理最重(118.55 g);出仁率以7.5%酰胺寡糖素1 500 倍液處理最高,為78.09%;除5%殼寡糖500 倍液處理外,其余寡糖處理對花生均有一定的增產(chǎn)作用,其中增產(chǎn)效果最顯著的是7.5%酰胺寡糖素2 000 倍液處理,小區(qū)實際產(chǎn)量為7.54 kg,增產(chǎn)率達到17.02%。在實際生產(chǎn)中,可以根據(jù)生產(chǎn)目的選擇適宜的寡糖類植物生長調(diào)節(jié)劑進行葉面噴施。

      研究結(jié)果還顯示,與對照相比,任意濃度的寡糖處理均能顯著提高花生的單株飽果數(shù)。這是寡糖類植物生長調(diào)節(jié)劑提高花生單株產(chǎn)量的主要原因。其中,7.5%酰胺寡糖素2 000 倍液、5%幾丁寡糖1 500 倍液、5%褐藻寡糖1 500 倍液和5%葡寡糖500 倍液的處理增產(chǎn)效果較好;葉片葉綠素含量以5%殼寡糖1 500倍液處理最高,其次是7.5%酰胺寡糖素2 000 倍液處理,5%殼寡糖1 000 倍液處理和5%幾丁寡糖500 倍液處理緊隨其后,最低的是5%褐藻寡糖1 000 倍液處理;雖然褐藻寡糖提升葉片葉綠素含量的效果最差,但對花生生長性狀和經(jīng)濟性狀綜合增幅效果最好;5%殼寡糖水劑1 500 倍液處理對葉綠素增幅最好,但對產(chǎn)量增幅較差。這表明植物調(diào)節(jié)劑對花生葉片葉綠素的增幅程度與花生產(chǎn)量增幅程度并不對應(yīng),與田紅[16]的研究結(jié)果一致。

      寡糖類植物調(diào)節(jié)劑能夠增加花生的防御酶活性[17]。劉俊杰等[18]研究發(fā)現(xiàn),殼寡糖能夠改變植物內(nèi)源激素的水平,從而提高花生的抗旱、抗病蟲性能。同時,寡糖類植物生長調(diào)節(jié)劑對植物的生長調(diào)控作用有類似于生長素的“雙重性”,即:低濃度促進植物生長、高濃度抑制植物生長。該研究中5 種寡糖類植物生長調(diào)節(jié)劑的濃度梯度稍大,可參照結(jié)果進行更密集梯度的研究,以找到幾種寡糖類植物生長調(diào)節(jié)劑的最佳施用濃度。除了研究寡糖類植物生長調(diào)節(jié)劑對花生經(jīng)濟性狀的影響之外,還可研究其對花生品質(zhì)如子仁蛋白質(zhì)含量、粗脂肪含量等的影響。另外,在葉面噴施寡糖類植物生長調(diào)節(jié)劑的同時可以復(fù)配一些微量元素,以獲得更好的增產(chǎn)提質(zhì)效果。

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