芸苔素内酯对紫云英籽粒数和粒质量的影响

刘春增，郑春风，任 伟，聂良鹏，张济世，张 琳，吕玉虎，李本银，丁 丽，李 杰，曹卫东

（1.河南省农业科学院植物营养与资源环境研究所，河南 郑州 450002；2.河南省农业科学院作物分子育种研究院，河南 郑州 450002；3.信阳市农业科学院，河南 信阳 464000；4.中国农业科学院农业资源与农业区划研究所，北京 100081）

“绿水青山就是金山银山”的发展理念将主导今后农业生产。今后较长时期内，种植业结构调整、耕地用养结合、农田生态改善、农业面源污染削减、农产品提质增效等是我国农业的主要战略性任务，绿肥在这些任务里具有独特、有效的作用。绿肥是支撑我国主要农区化肥减施战略的重要手段[1]。通过绿肥培肥地力，实现耕地休养生息，进而实现“藏粮于地、藏粮于技”[2-7]。随着我国农业绿色发展、耕地质量提升与保护工作的推进，绿肥种植利用作为这一工作的重要技术措施，越来越多地被生产者所接受，绿肥种植利用面积逐渐增加，对绿肥种子需求量不断增多[8-10]。目前，紫云英种植面积占我国绿肥总种植面积的60%，随着绿肥作物在农业生产中的大量应用，紫云英的种子生产已成为发展绿肥生产的重要环节。

喷施植物生长调节剂已经成为促进作物生长发育、延长叶片功能、保花增粒、提高粒质量，进而提高产量的轻简化栽培技术之一[11]。芸苔素是第一种被发现具有植物生长调节作用的甾醇类化合物，被称作第6 代环保型植物生长调节剂，具有促进植物生长、保花保果、提高座果率等作用，可广泛应用于小麦、果树、蔬菜及各类农作物[12]。张跃进等[13]研究指出，喷施芸苔素内酯对小麦增产效果显著。李国树等[14]研究发现，芸苔素内酯能促进夏黑葡萄植株生长、花芽分化，提高果实品质。杨少燕等[15]研究发现，喷施一定浓度的芸苔素内酯可以提高油茶的产量和出油率。至今，有关芸苔素内酯在紫云英上的应用未见报道。因此，本研究拟在大田条件下，通过在紫云英生长发育关键期现蕾期，采用叶面喷施芸苔素内酯，初步探讨芸苔素内酯对紫云英籽粒数、粒质量及产量的影响，旨在为进一步提高紫云英种子产量提供技术支撑。

1 材料和方法

1.1 试验材料

以信阳当地紫云英纯化品种信紫1 号为供试材料。芸苔素内酯（BR）为0.01%粉剂，由山东绿贝特生物肥料有限公司提供。

1.2 试验地概况

本研究于2018—2019年和2019—2020年在信阳市洋河试验基地（N32°14′，E114°10′）进行田间试验。该地区属亚热带向暖温带过渡区，年均日照时数1 900～2 100 h，年均气温15.1～15.3 ℃，年均降雨量900～1 400 mm，年均相对湿度77%。供试土壤为黄棕壤性潜育型水稻土，0～20 cm土层有机质含量为17.1 g/kg，全氮为1.3 g/kg，碱解氮为55.4 mg/kg，有效磷为12.5 mg/kg，速效钾为75.2 mg/kg，pH值6.5。

1.3 试验设计

播前每公顷底施尿素（N 46.4%）103.45 kg、过磷酸钙（P2O512%）562.5 kg、氯化钾（K2O 60%）112.5 kg。2 a试验材料均于9月28号播种，播种量为22.5 kg/hm2，播种时将种子与细沙混匀后撒播。试验田栽培管理同一般高产田。现蕾期（3月17日）分别进行叶面喷清水、BR（0.04 mg/L）处理1 次，各喷量均为750 kg/hm2，均以叶面表层形成一层水雾但不下滴为准，每处理小区面积为20 m2，每个处理重复3次。

1.4 测定项目及方法

花序位划分：第1～2层花序为基部花序，第3～4 层花序为中部花序，第5 层及其以上花序层统计为顶部花序。

1.4.1 花数、荚数、籽粒数和粒质量的测定 盛花期每小区随机选取植株5～10株，调查记载其主茎上不同花序位的花数。成熟期每小区随机选取植株20 株，考察记载其主茎上不同花序位的结荚数（结实荚数、不孕荚数（瘪荚））。摘荚风干脱粒后统计各花序位的籽粒数、粒干质量、结荚率和荚果结实率。

1.4.2 产量及其构成因素的测定 成熟期，每小区随机取1 m（2每处理重复3 次），常规法考种其结荚数、籽粒数及千粒质量。实收2 m2计产。

1.5 数据分析

采用Microsoft Excel 2003 对2 a 数据进行处理分析，采用2 a 数据平均值进行制表绘图。采用PASW 18.0 软件进行方差分析和统计检验，采用LSD法进行差异显著性检验（P＜0.05）。

2 结果与分析

2.1 芸苔素内酯对紫云英不同花序位花数的影响

由图1可知，喷BR处理可使紫云英不同花序位的花数较对照有不同程度的增加。与CK 相比，喷BR处理的基部、中部、顶部花序位的花数较对照分别增加4.14、2.41、3.68个，较对照分别提高19.61%、11.86%、20.99%，且与对照均达到显著水平。

2.2 芸苔素内酯对紫云英不同花序位结荚数的影响

由图2 可知，与CK 相比，BR 处理的基部、中部、顶部花序位的结荚数较对照分别增加3.66、2.83、1.83 个，较对照分别提高30.22%、34.43%、60%，且与对照差异均达到显著水平。

2.3 芸苔素内酯对紫云英不同花序位花荚结实的影响

从图3可以看出，BR处理的基部、中部、顶部花序位的结荚率均显著高于对照，其基部、中部、顶部花序位结荚率较对照分别提高9.85、8.63、4.56百分点，基部、中部花序位的结荚率较对照提高的幅度较大。BR处理基部、中部、顶部花序位荚果结实率较对照分别提高1.58、1.08、0.53 百分点，但均与对照差异不显著。

2.4 芸苔素内酯对紫云英不同花序位籽粒数的影响

从图4 可以看出，与CK 相比，喷BR 处理的基部、中部、顶部花序位的籽粒数较对照分别增加4.84、2.33、1.98 个，较对照分别提高7.72%、5.71%、13.11%，但与对照差异均不显著。

2.5 芸苔素内酯对紫云英不同花序位粒质量的影响

由图5可知，BR处理下紫云英不同花序位的粒质量均有所提高。与CK相比，BR处理的基部、中部、顶部花序位的粒质量较对照分别增加0.077、0.03、0.024 g，较对照分别提高24.92%、17.54%、63.16%，且与对照差异均达到显著水平。

2.6 芸苔素内酯对紫云英产量及其构成因素的影响

从产量构成因素（表1）分析，喷BR处理与对照在荚数、千粒质量和产量上均表现为BR＞CK，且2 个处理间差异达到显著水平，在单荚籽粒数上也表现出BR＞CK，但差异不明显。由此表明，在花荚发育中后期，叶面喷施BR 主要是通过提高其荚数和粒质量来提高产量，对籽粒数的影响不明显。以2019—2020年为例，在产量上，BR处理较对照提高19.02%，与对照差异达到显著水平；在千粒质量上，BR处理较对照提高20.97%，与对照差异达到显著水平；在籽粒数上，BR处理较对照提高3.68%，但与对照差异不显著；在荚数上，BR处理较对照提高3.19%，与对照差异达到显著水平。

表1 叶面喷施芸苔素内酯对紫云英产量及其构成因素的影响Tab.1 The effect of foliar spray BR on seed yields and yield components of Chinese milk vetch

3 结论与讨论

当前，应用化控技术调控作物生长发育已成为实现高产的有效措施之一。芸苔素内酯可促进植物生长、提高座果率[16]。褚世海等[17]研究指出，芸苔素内酯水剂对水稻株高、穗粒数影响不显著，但可显著提高水稻千粒质量和结实率，从而显著提高水稻产量。张运红等[18]研究指出，喷施芸苔素内酯可通过增加结果数和提高百果质量来实现花生增产。张艳荣[19]研究发现，芸苔素内酯能有效提高小麦穗粒数、千粒质量，可促进小麦增产4.93%～7.69%。然而，丁熙柠等[20]研究指出，在牡丹生育期内喷施芸苔素内酯对油用牡丹籽粒产量没有影响。本研究发现，芸苔素内酯可显著促进紫云英荚数、千粒质量和种子产量的增加，而对籽粒数影响不显著。芸苔素内酯对紫云英具有增产效应，这一结果与前人[17-19]在水稻、花生和小麦上等农作物上结论相一致。芸苔素内酯对紫云英千粒质量的影响效果显著而对籽粒数的影响不显著，这与褚世海等[17]的研究结论相一致，与张艳荣[19]的研究结论不尽一致，可能是作物不同其影响效应不尽相同的原因所致。

分析紫云英种子产量增加的可能原因：芸苔素具有促进植物生长、促进光合作用、保花保果和提高座果率等作用。如果紫云英生育中后期营养供给不足，导致花荚脱落率高，种子产量不高。现蕾期正值其营养生长向生殖生长过渡的关键期，该时期叶面喷施芸苔素内酯进行调控，可促进植株更多的营养向生殖生长进行分配，使更多的营养物质供给花荚发育，促进花荚结实，进而促进其种子产量增加。现蕾期至结荚成熟期，正是紫云英花荚发育结实的关键期，芸苔素内酯可能调控了花荚发育过程中不同花序位的叶片和花荚内源激素水平的变化，从而有利于不同花序位荚果发育与结实，进而促进种子产量提高。

本试验着眼于“一喷双增”（喷施1次芸苔素内酯增加最终荚果数和粒质量）的效果，现蕾期正值紫云英花荚发育关键期，此时叶面喷施芸苔素内酯，可有效促进花数、荚数和结荚率等花荚结实性指标的提高，为荚数、粒质量和最终种子产量的增加打下物质基础，而有关喷施芸苔素内酯对紫云英增荚增质量的内在机制有待进一步研究。