促进型植物生长调节剂对北方寒地花生干物质积累与产量形成的调控

谷翠菊，宋李霞，冯 璐，叶罗茜，丁帆帆，梁喜龙*

(1黑龙江八一农垦大学，大庆 163319；2和平牧场，大庆 163851)

花生作为我国主要的油料作物，在解决国内植物油供需矛盾问题中具有重要作用，因此，提高花生单位面积产量是农业生产实践中的关键。近年来，化控技术在作物生产上的应用日趋广泛，通过植物生长调节剂改变植株体内激素系统来调控花生的生长发育及相关生理过程，进而影响产量和营养品质，将对花生产业发展具有重要意义[1]。有研究表明，植物生长调节剂能显著提升和改善花生等作物的产量、品质以及抗逆性[2-3]。迟华山等[4]研究认为，植物生长调节剂能够增加花生叶片中叶绿素含量，提高叶片光合效率，增强光合作用。张明才等[5]研究表明，叶面喷施植物生长调节剂DTA-6可显著增加花生荚果和籽仁产量，提高花生根系活力、根系伤流量以及根系的吸收与合成能力，改善花生结瘤固氮水平。

北方作物的种植特点为一年一季，提高作物单产是目前提质增效的必要条件。近年来，我国花生产量虽然一直持续增加，但是生产总量仍然满足不了日趋增长的消费需求，尤其是北方花生产业仍具有很大的发展空间。合理施用适宜种类与浓度的植物生长调节剂能够促进花生生长发育，提高产量，改善品质，缓解花生产量供需不平衡的问题。目前，可以用于花生化学调控效应的植物生长调节剂有多种[6-8]，但针对不同种类和浓度的植物生长调节剂对北方寒地花生干物质积累特性、光合生理及产量影响的研究还较少。本试验以“四粒红”品种为材料，选用3种不同种类的促进型植物生长调节剂，在设置不同浓度梯度的基础上，研究促进型植物生长调节剂对花生干物质积累、光合指标以及产量形成的影响，以明确有利于北方寒地花生增产增效的适宜生长调节剂及浓度，进而为开发有利于花生形态建成与增产的化控剂复配产品提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料

供试品种：‘四粒红’为本地主栽品种，小粒，早熟，生育期约为110d，由吉林农业科技有限公司提供。

供试药剂：赤霉素(GA3)、胺鲜酯(DTA-6)及激动素(KT)，以上3种植物生长调节剂均由黑龙江八一农垦大学化控室提供。

1.2 试验设计

试验于黑龙江省和平牧场第八作业区7号地进行，前茬作物为玉米。试验采用完全随机区组设计，于5月24日播种，每个小区5垄，垄长5 m，垄宽0.65 m，过道0.5 m，4次重复。于开花初期叶面喷施植物生长调节剂与清水。GA3的质量浓度设10 mgL(G10)、20 mgL(G20)、30 mgL(G30)3个处理；DTA-6的质量浓度设10 mgL(D10)、20 mgL(D20)、40 mgL(D40)3个处理；KT的质量浓度设7.5 mgL(K7.5)、15 mgL(K15)、30 mgL(K30)3个处理；对照(CK)喷施清水。

1.3 测定指标及方法

1.3.1 形态指标的取样和测定

植物生长调节剂喷施7 d开始取样，以后每周取样一次，连续取样5次。每个重复随机选取长势均匀的5株花生带回室内，将花生植株叶片、茎部、根部及荚果分开装袋，先在105 ℃烘箱中杀青30 min，然后在80 ℃下烘干至恒重后进行称重。

1.3.2 叶片光合指标的测定

在喷施植物生长调节剂处理14 d时，采用Li-6400便携式光合仪(美国，Li-Cor公司)分别测定各处理功能叶片的净光合速率、气孔导度和细胞间隙CO2浓度。

1.3.3 产量指标的测定

小区按照面积和实收株数进行收获。收获时将荚果摘下装入网袋，晒干，对小区花生饱果数、秕果数、无仁果数、总果数、结实支数、百仁重及产量进行考察。

1.4 数据分析

利用SPSS 21.0软件和Excel 2016软件进行数据的统计分析与作图，采用新复极差法进行差异显著性分析。

2 结果与分析

2.1 植物生长调节剂对花生叶部干物质积累的影响

由表1可知，不同类型不同浓度的植物生长调节剂对花生叶部干物质积累的影响存在显著差异，喷施适宜浓度的植物生长调节剂有利于叶部干物质的积累。GA3、DTA-6和KT处理叶部干物质重大部分均随着施用浓度的增加而增加。其中植物生长调节剂喷施后28d、35d，D40、K30处理叶部干物质积累量明显增加，尤其在喷施后35d，与CK相比，叶部干物质重分别高出23.36%和42.65%，且差异达到极显著水平。

表1 不同类型不同浓度的植物生长调节剂对花生叶部干物质积累的影响

注：表中数值代表平均数±标准误，*与**分别代表各处理与CK间差异达显著及极显著水平，下同

2.2 植物生长调节剂对花生茎部干物质积累的影响

如表2所示，多数处理的茎干重均随着处理时间的延长，呈增加趋势。喷施35 d时，G30、D20、D40、K30处理的茎部干重均高于CK，其中，D40及K30处理与CK相比分别高出35.30%和41.86%，差异极显著。

表2 不同类型不同浓度的植物生长调节剂对花生茎部干物质积累的影响

2.3 植物生长调节剂对花生根部干物质积累的影响

由表3可知，喷施7 d时，K30处理根部干重最高，除G10处理根干重略低于CK，其他处理均高于CK。喷施14 d时，G30处理根干重最高，其次为D40处理，喷施生长调节剂处理的根干重均高于CK。喷施35 d时，D40处理根部干物质积累量较大，且与CK之间差异达到显著水平，除K7.5、K15处理根干重略低于CK外，其他处理根干重均高于CK。

表3 不同类型不同浓度的植物生长调节剂对花生根部干物质积累的影响

2.4 植物生长调节剂对花生荚果干物质积累的影响

由表4可知，各处理的荚果干重均随着处理时间的延长，呈现增加趋势。喷施14 d时，D40处理荚果干重最大，其次是G30处理，二者均显著高于CK。喷施21 d，K30处理荚果干重最大，其次为D40，二者与CK差异达到显著水平。喷施35 d时，除G10、G20、K7.5、K15处理荚果干重显著低于CK外，其他处理均高于CK，其中K30处理荚果干物质重最大，其次为D40和G30，与对照CK相比，分别高出32.70%、12.62%及10.14%，且差异均达到显著水平。

表4 不同类型不同浓度的植物生长调节剂对花生荚果干物质积累的影响

2.5 植物生长调节剂对花生光合特性的影响

光合作用是作物生长发育和产量形成的物质基础，其水平高低受净光合速率、气孔导度和细胞间隙CO2浓度等影响。由图1可知，净光合速率和气孔导度整体均随着调节剂施用浓度的增加而增加，其中G30、D40和K30均显著高于CK，D40净光合速率和气孔导度分别比CK高出75.37%和64.08%。GA3处理的细胞间隙CO2浓度均随施用浓度的增加呈“V”型变化趋势，DTA-6呈单峰变化趋势，KT则随施用浓度的增加而增加。G30、D20和K30处理的细胞间隙CO2浓度均高于其他处理和CK，其中G30最高，其次为D20，其分别比CK高出14.08%和9.38%。

表5 不同类型不同浓度的植物生长调节剂对花生产量性状的影响

2.6 植物生长调节剂对花生产量性状的影响

由表5可知，不同浓度的3种植物生长调节剂对花生产量性状的影响不同。D10处理饱果数最多，且显著高于CK，其次为D40处理。D10处理秕果数最少，其次为G10和K30处理。K30处理无仁果数最少，且显著低于CK。D40处理总荚果数值最大，显著高于CK，其次为K15和D10，他们分别比CK高38.71%、26.21%和20.52%。D40、G30和K30处理结实支数最多，显著高于CK，G10处理最少，且明显低于CK。D40处理百仁重最大，其他各处理均高于CK，其中D40、G30、K15、K30与CK均达到差异显著水平。不同类型的植物生长调节剂均表现出增产趋势，GA3、DTA-6和KT处理产量均随着施用浓度的增加而增加，各处理产量大小排序为D40>G30>K30>G20>K15>K7.5>G10>D20>D10>CK。综上，运用适宜浓度的调节剂可减少秕果数，增加饱果数和百果重，增加产量。

3 结论与讨论

干物质量是衡量植株生长状况与生理状况的重要指标之一[9]。已有研究表明，花生干物质的积累和荚果产量的形成关系密切[10]。在一定范围内，荚果产量会随着干物质量的增加而增加，即干物质积累越多，荚果产量也就越高[11]。使用植物生长调节剂是增加花生产量的有效措施之一[12]。李娘辉等[13]认为促进型植物生长调节剂可以促进花生幼苗的生长、光合作用及呼吸作用；王晓光等[14]研究发现，外源拌种加喷施植物生长调节剂能够明显增加花生单株总荚数、单株果仁重和单株荚果重；张明才等[5]研究表明，DTA-6可使单株干物质增加，饱荚数、饱荚重和籽仁重显著提高，秕荚数显著减少；潘瑞炽等[15]认为外源喷施赤霉素，能够明显增加花生较高节位的荚果数和荚果重量。侯风坤等[16]研究表明，用适宜浓度的外源赤霉素处理可以调控花生幼果或者籽仁中内源激素水平，从而提高花生荚果和籽仁产量。Mitchem 等[7]结果显示，在花生花针期和封垄期施用植物生长调节剂调环酸钙能够抑制花生主茎和侧枝长，提高行间可见度，在花生封垄期施用调环酸钙虽然对产量影响不大，但是却能增加花生超大粒百分比，并且提高花生成熟度。陈雄伟[8]研究认为，1 mgL和5 mgL烯效唑溶液处理花生种子，可使花生幼苗分枝增多，根系发达，增加干物质积累，且5 mgL烯效唑处理效果好于1 mgL处理。本试验针对北方寒地花生的研究表明，适宜浓度的DTA-6、GA3和KT能够显著促进植株叶、茎、根及荚果干物质积累，在一定程度上促进产量形成，这与张明才等[5]、陈雄伟[8]、侯风坤等[16]研究结果相似。本研究对不同种植物生长调节剂之间的产量效果进行分析，发现G30、D40及K30处理效果较优且与对照相比差异显著。这种促进效果的产生与花生植株地上部和地下部干物质积累的增加有关。有研究表明，外源供给花生植物生长调节剂2,4-D、α-萘乙酸、吲哚乙酸、2,4,5-三氯苯氧基乙酸均能够有效诱导花生未成熟子叶的体细胞胚胎发生，增加体细胞数量，促进植株再生能力，而花生植株各器官干物质积累的增加也可能与植物生长调节剂诱导体细胞增加有关[6]。

光合作用是植物生长发育的基础，植物生长调节剂在调控植物光合作用、碳水化合物的运输与分配等方面都有一定的重要作用[17]。禤维言等[18]指出，花针期喷施促进型植物生长调节剂能够显著提高花生植株内硝酸还原酶活性以及叶片可溶性糖含量，促进光合产物的形成和积累。宫香伟等[19]研究表明，喷施DTA-6能够增加豆科作物叶片叶绿素含量、净光合速率、蒸腾速率和气孔导度。而郭人铭等[20]则认为，100 mgL的外源赤霉素处理矮秆大豆突变体可降低叶片的蒸腾速率、气孔导度、胞间CO2浓度、叶绿素含量以及光合速率。本试验表明，适宜浓度的DTA-6、GA3和KT均提高了花生叶片净光合速率、气孔导度及叶片胞间CO2浓度，进而增强花生叶片的光合作用，这与宫香伟等[19]研究结果相一致。李娘辉等[21]研究得出，外源植物生长调节剂能增加花生叶片的厚度，提高叶绿素含量和光合速率，促使叶片中的同化物向荚果运输和积累增多，从而促进了荚果的生长和发育，这可能也是促进本研究中花生各器官干物质积累及产量增加的原因之一。

综上所述，本试验中适宜浓度的3种促进型植物生长调节剂均能显著增强北方寒地花生的叶片光合作用，促进植株各部位干物质积累，最终提高花生产量。为了充分利用各自优势，减少用量，提升效果，后续将开展以上各类型药剂的复配研究。