植物生長發(fā)育不但需要水分、礦物質和有機物的供應.而且還受到一類生理活性物質——植物激素的調節(jié)和控制。隨著科技的進步,人工合成的具有植物激素功能的植物生長調節(jié)劑.已被廣泛應用于農業(yè)生產中,如促進種子及果實生長、發(fā)育、成熟、貯藏物質的積累.促進或者抑制種子萌發(fā)和幼苗生長等。植物生長調節(jié)劑主要種類有生長素類、赤霉素類、細胞分裂素類、乙烯發(fā)生劑和乙烯抑制、生長延緩劑和生長抑制劑以及其他種類如茉莉酸、多胺、油菜素內酯、水楊酸、西維因、敵百蟲等。種子生產過程中,使用植物生長調節(jié)劑可以控制花期和雌雄花發(fā)生比例、提高坐果率和結實率、促進果實的發(fā)育和子粒充實以及降低種子的落粒性等.達到輔助育種和增加種子產量的目的。而不同種類植物生長調節(jié)劑往往作用于不同的種子產量構成因素。本文主要介紹不同類型的植物生長調節(jié)劑在種子生產中的應用研究及其在使用過程中的一些注意事項。
1不同類型植物生長調節(jié)劑在種子生產中的應用
1.1生長素類生長素是較早發(fā)現(xiàn)的植物激素.因此人工合成的種類也較多,如萘乙酸(NAA)、吲哚乙酸(IAA)、2,4--二氯苯氧乙酸(2,4-D)及生根粉(ABT)等等。李培英等采用完全隨機試驗設計研究不同種類、不同濃度的植物生長調節(jié)劑對新疆狗牙根種子生產性能的影響,結果表明,噴施質量分數(shù)為50x10-6的2,4-D種子產量較高.可增產32.64%。NAA是一種廣譜性的植物生長調節(jié)劑.可促進植物的新陳代謝和光合作用。張璐萍等探討了7種濃度的NAA處理彩色馬蹄蓮小子球對種球生長的影響。結果表明.NAA處理能顯著提高種球的質量、直徑的大小以及種球芽眼數(shù)。并確定較理想的使用濃度為700mg/L。ABT是一種新型廣譜植物扦插生根促進劑.既能補充植物外源生長素,又能促進內源生長素的合成。張佃文等網(wǎng)用不同濃度的ABT6號溶液浸泡花生種子4h,均可顯著提高花生產量,并指出ABT浸種對花生生長發(fā)育的主要作用是促進根系發(fā)育.抑制主莖和分枝的徒長,促進分枝,提高地上部生物產量.增加結果數(shù).促進莢果的發(fā)育和子仁充實.從而提高了飽果率和出米率。ABT還能在一定程度上增加板栗雌花數(shù)和結蓬數(shù).減少雄花序數(shù)和新梢生長量。
1.2赤霉素類赤霉素多以GA系列命名,GA3和GM+GA,是目前研究和應用較多的兩種。赤霉素能有效地控制花期和雌雄花發(fā)生比例.在雜交育種和提高種子產量等方面有著重要意義。由于馬尾松種子園植株開花因雌球花多、雄球花少而影響了種子產量,黃眾等對6年生馬尾松進行外施植物生長調節(jié)劑處理.其中包括赤霉素GA3和GA4+GA7;試驗結果表明.馬尾松種子園植株的雄球花受到赤霉素GA4+GA7的處理而顯著增加。板栗在雌花分化期葉面噴施GA3能使雄花節(jié)位減少.而且噴施GA3還可以補充抑制脫落的內源激素含量.同時抑制脫落酸ABA的作用。防止幼果脫落,提高坐果率。
1.3細胞分裂素類細胞分裂素主要包括玉米素(zeatin)、6一芐氨基嘌呤(6-BA)及激動素(KT)等,其中在種子生產中以6-BA應用較廣泛。周玉香等『91采用裂區(qū)試驗設計.研究了不同時期噴施不同植物生長調節(jié)劑對草地早熟禾種子生產性能的影響。結果表明,不同植物生長調節(jié)劑處理間對種子生產性能的影響極大.以返青期噴施6-BA處理的種子產量較高。而水稻生態(tài)旱育秧始穗期噴施6-BA生長調節(jié)劑比噴施清水提前齊穗和灌漿3d.提高結實率3.7%和4.5%.增加千粒重0.7g,減少了秋風陰雨對水稻開花、授粉的影響,對提高水稻單產在一定程度上能起到關鍵性作用。
1.4生長延緩劑和生長抑制劑矮壯素fCCC)、多效入唑(PP333)、丁酰肼(B,)和脫落酸(ABA)等生長延緩劑或生長抑制劑,可以通過促進作物根系生長、提高細胞原生質粘滯性等途徑,增強植物抵抗干旱等逆境的能力;同時可以有效降低植株高度,防止倒伏,減少因為倒伏和大風落粒造成的產量損失。因此.生長延緩劑和生長抑制劑在種子生產中的應用研究較為豐富。
閆敏等㈣進行了生長調節(jié)劑PP333。和CCC對白三葉種子產量和產量構成要素的影響研究。結果表明:2種生長調節(jié)劑處理均降低了白三葉的冠層高度.增加了花梗長度。使用PP333可增加單位面積花序數(shù)、每花序小花數(shù)和單粒種子重,使產量提高29.4%。而使用矮壯素CCC可增加每花序小花數(shù)、每花序莢果數(shù)及單粒種子重,產量提高了21.6%。王贊文等[11研究了PP333和烯效唑(S3307)對苜蓿種子產量的影響,與對照相比,噴施PP333和S3307后,種子呈增產趨勢,其中PP333f有效成分含量1.0kg/hm2)幅度較大,增產39.1%。同時。在高羊茅抽穗初期使用PP333,和調嘧啶(EL500)可顯著降低種子的落粒性。而于水稻初穗期施用濃度為10mg/L的PP333還可抑制單穗粒間頂端化優(yōu)勢.增加每穗實粒數(shù),提高結實率和千粒重,增加雜交稻和常規(guī)稻產量。
1.5乙烯發(fā)生劑和乙烯抑制乙烯利可使農作物增產增收,但用噴灑過乙烯利的農作物種子不適宜留種.尤其是用乙烯利直接噴灑于辣椒、西紅柿、西瓜、香瓜、甜瓜等作物果實上進行催熟處理后得到的種子。但在幼苗初期可以使用乙烯利控制雌雄花發(fā)生比例。McArdle試驗表明。在西瓜2片真葉期施用乙烯利增加雄花比例,而施用乙烯利的抑制劑硝酸銀增加西瓜雌花比例。
2應用植物生長調節(jié)劑的注意事項
2.1與栽培和管理措施相配合植物生長調節(jié)劑可以調節(jié)、控制植物的個體生長發(fā)育,克服遺傳和環(huán)境條件的約束,但是對滿足生產目的的貢獻是間接的.需要與先進的栽培措施和較高的管理水平相結合.并且有充足的水肥條件才能更好地發(fā)揮作用。許多應用植物生長調節(jié)劑研究都是結合營養(yǎng)管理和栽培措施同時進行的。如Uppa報道了氮素營養(yǎng)水平和生長調節(jié)劑提高向日葵CMS234A品系種子產量的復合效應。試驗采用4種供氮水平和3種不同種類的生長調節(jié)劑.即生長延緩劑CCC、三碘苯甲基friBAl和細胞分裂素類中KT。結果表明,于播種35d后每hm2施用250mg/LTIBA,并配合施用120kg氮有益于提高種子產量和品質性狀。種子產量增加一般是由于較好地利用了從源到庫的養(yǎng)分。因此在使用生長調節(jié)劑的同時配合使用肥料可以使種子產量和品質大幅度提高。在苜蓿種子田進行秋季行內疏枝.翌年分枝期葉面噴施PP333和$3307可以有效抑制苜蓿植株生長.使種子產量增加明顯,同時強調對于植株密度過大的種子田.行內疏枝是提高產量的關鍵,否則只用生長延緩劑控制株高.提高種子產量的幅度不大。
2.2注意濃度的選擇植物生長調節(jié)劑的使用濃度要求比較嚴格,濃度過大易造成作物葉片增厚變脆.出現(xiàn)畸形或葉片干枯脫落,甚至全株死亡:濃度過小達不到應有的效果。王熹等E1211).(雜交水稻為主要參試材料.輔之以常規(guī)稻品種進行了外源植物生長物質調節(jié)水稻“粒間頂端優(yōu)勢”的試驗,得出高濃度GA(GA≥30mg/L;PP333≥50mg/L)均可能引起水稻減產。因此.在使用前需要參考已有的文獻和生產經(jīng)驗,且不可盲目決定。同時,植物生長調節(jié)劑生理活性高,用量少.準確而均勻地施用十分重要,否則會造成局部藥量過多.產生藥害。
2.3選擇適宜的生育期使用植物生長調節(jié)劑要根據(jù)其種類、藥效持續(xù)時間和栽培需要.在適宜的生長和生育時期使用。如多效唑PP333等生長延緩劑在幼苗期施用效果較好,而在花芽分化期葉面噴施GA,等才能更好地控制雌雄花的比伊。而乙烯利在種子生產中則·必須在幼苗期使用㈣.而以早熟增產為目的使用了乙烯利、赤霉素等調節(jié)劑的作物,會產生不孕穗增多、種子發(fā)芽率嚴重降低等現(xiàn)象.不能留作種子用.
隨著植物生長調節(jié)劑的研究和開發(fā)的不斷深入.相信其有效性、安全性必將不斷提高.為其在農業(yè)生產中更廣泛的應用提供了保障。同時.在作物生理調控方面的深入研究和種子生產技術不斷改善的基礎上.配合各種良好的栽培條件,加強水肥管理。植物生長調節(jié)劑將在種子生產中發(fā)揮更巨大的作用。
徐榮陳君陳士林
(中國醫(yī)學科學院北京協(xié)和醫(yī)學院藥用植物研究所,北京100193)
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