孕穗期叶面喷素对小麦穗粒数和粒重的影响

田艳云，张国钊，郑春风，段建钊，秦一凡，朱云集,赵 丽，杨家蘅

(1.河南农业大学/国家小麦工程技术研究中心，河南郑州 450002； 2.河南农业大学资源与环境学院，河南郑州 450002)



孕穗期叶面喷素对小麦穗粒数和粒重的影响

田艳云1，张国钊2，郑春风1，段建钊1，秦一凡1，朱云集1,赵 丽1，杨家蘅1

(1.河南农业大学/国家小麦工程技术研究中心，河南郑州 450002； 2.河南农业大学资源与环境学院，河南郑州 450002)

为探讨孕穗期叶面喷素对小麦穗粒数和粒重的调控效应，于2014-2015年在河南农业大学科教示范园区进行试验，以半冬性品种豫麦49-198 为供试材料，在小麦拔节后25 d(4月6号)，以清水为对照，叶面分别喷施硼砂(B)、6苄基腺嘌呤(6-BA)、6-BA+B、奇善宝(QSB)、双增1号(CPD)，对不同喷素条件下小花败育速率和籽粒灌浆进程及其成熟后小麦穗部性状进行观察和分析。结果表明，与对照相比，不同喷素处理均能降低小花的败育速率，显著增加小麦不同部位的小穗粒数和粒重。对小麦各部位小穗粒数的促进效果，以CPD处理对小麦下、中部小穗粒数提高幅度最大，分别较对照增加了1.95个和4.85个；对不同部位小穗粒重的促进效果，也以CPD处理效果最佳，使小麦下、中和上部小穗粒重分别较对照提高了11.97%、5.87% 和9.32%。

冬小麦；叶面喷素；粒数；粒重；产量

穗粒数和粒重是小麦产量构成的两个重要因素，直接决定小麦产量的形成。影响穗粒数的因素有很多，主要包括气候、土壤、生产条件和栽培措施等。不同小穗因营养物质供应水平、遗传因素和外界环境因素的影响而呈现发育不均衡性，导致其结实率与粒重有很大差异[1-6]。小麦穗分化影响小麦的产量形成主要通过影响穗粒数来实现[7]。有研究指出，降低可孕小花的败育速率，是提高穗粒数的关键[8]。籽粒灌浆动态是影响粒重的重要因素之一[9]。文廷刚等[10]研究认为，喷施植物生长调节剂能提高小麦灌浆速率，改善籽粒灌浆参数，达到增加粒重的目的。喷施叶面肥和植物生长调节剂已经成为促进小麦植株生长，增强抗逆性，延长叶片功能，保穗、增粒、提高粒重，进而提高产量的轻简化栽培技术之一。最常见的植物生长调节剂有植物激素、硼[11]、6-BA[12]、寡糖(Oligosaccharides,OS)[13]，他们作为重要的微量活性调剂物质，对作物生长发育及产量形成具有重要的调控作用[14]。

目前，有关小麦叶面喷素的报道多是对产量单一构成因素的影响，能否一次喷施实现穗粒数和粒重双增的效果是众多农学家所关注的问题[15]。本试验在大田条件下，探讨不同的营养元素与植物生长剂处理条件下小麦小花败育速率对穗粒数、籽粒的灌浆规律、粒重及产量的影响，以期为进一步提高小麦产量提供技术参考。

1 材料与方法

1.1 试验材料与设计

本试验于2014-2015年在河南农业大学科教示范园区(34°86′N,113°59′E)进行，土壤质地为壤土，0～20 cm土层有机质10.6 g·kg-1，全氮0.9 g·kg-1，碱解氮为82.1 mg·kg-1，速效磷25.6 mg·kg-1，速效钾124.5 mg·kg-1，有效硼0.41 mg·kg-1。总施氮量146 kg·hm-2(尿素，含N 46%)，50%于播前基施，其余50%于拔节期追施。播前每公顷施磷肥(P2O5)150 kg，钾肥(K2O)120 kg。以当前国审半冬性小麦品种豫麦49-198为供试材料。2014年10月8号播种，基本苗为2.25×106株·hm-2，行距为20 cm，栽培管理同一般高产田。硼肥采用含量为99.5%的硼砂(含硼11.3%)；6苄基腺嘌呤(6-BA)纯度为99%(美国进口)；奇善宝(QSB，海洋寡糖复合制剂)由中国科学院大连化学物理研究所研发；双增1号(CPD)是由河南农业大学研发的提高小麦穗粒重的复合营养制剂。在拔节后25 d(2015年4月6日)叶面喷清水、B(2.5 g·L-1)、6-BA(10 mg·L-1)、QSB(0.30 mL·L-1)、6-BA+B和CPD，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3.3 m2，重复3次。

1.2 测定项目与方法

自小麦拔节后25 d开始取样，每隔 5 d 取样 1 次。每小区选择生长均匀一致的小麦植株 4 株(每处理共计12 株)，在 EMZ-TR 解剖镜下观察并记录主茎和第 1 分蘖幼穗分化进程。以基部第1朵小穗、中部第9朵小穗、顶部小穗为观察对象。观察分化小穗数、小花数及幼穗分化各阶段特征。自喷素处理后，每隔 5 d 取样一次，至开花后 6 d 结束。有完整绿色花药的小花，即为可孕小花。

小花败育速率：从喷素处理后第5天(4月11日)至开花期(4月30日)，每5 d观察一次小花数，根据5次小花数作线性回归，方程为Y=-kx+b，-k即为小花败育速率。

灌浆速率:每小区选择开花一致的穗进行挂牌标记，自开花(4月30日)后每隔5 d取一次样，至收获。每次每小区选取穗子10穗，105 ℃杀青30 min，80 ℃烘干至恒重；脱粒后称量籽粒干重，统计穗粒数并计算粒干重。

不同部位粒重：在风干、完整、无霉变的麦穗中，每处理随机取样20穗，分三个部位：下部穗(1～5小穗)、中部穗(除顶部和下部小穗以外的小穗)、上部穗(顶部5个小穗)分别考察小麦的穗粒数、粒重。

产量及其构成因素:成熟期每小区随机取20株，观察记载不同小穗位(基部、中部和顶部)结实粒数、每小穗结实粒数和每小穗不同花位结实粒数和粒重，重复3次。实收1 m2计产。

1.3 数据分析

采用Microsoft Excel 2003和SPSS 17.0软件对数据进行分析及绘图。

2 结果与分析

2.1 喷素对冬小麦不同穗位小花退化败育的影响

由表1可知，喷素5 d后各处理间不同穗位的小花数差异较小。喷素10 d后，喷素处理与CK相比，不同穗位的小花数均整体增加；基部小花喷素处理与CK间差异均不显著(B处理除外)；6-BA+B、QSB、CPD处理中部小花数显著高于CK；对顶部小花数而言，6-BA处理与CK差异不显著，其他4个喷素处理显著高于CK。喷素15 d后，除B处理外， 其他4个喷素处理各穗位小花数均显著高于CK。喷素19 d后，5个喷素处理的基部小花数均显著高于CK；除6-BA外， 4个喷素处理的中部小花数均显著高于CK；6-BA+B、QSB、CPD处理的顶部小花数显著高于CK。喷素24 d后，基部、中部5个喷素处理的小花数均显著高于CK；在顶部小花中，除6-BA+B处理与对照差异显著外，其他4个喷素处理与CK没有显著差异。说明喷素提高了小花发育后期各穗位小花发育数量，且对中部小穗位和基部小穗位的提高作用明显。

表1 小花发育不同阶段基部、中部、顶部小花数

同列同穗位数据后不同小写字母表示不同处理间差异在0.05水平显著。GDD：生长度日。下同。

Different letters following data in same column and spikelet position indicate significant difference among different treatments (P<0.05).GDD:Growing degree days.The same as in table 2-5.

2.2 喷素对冬小麦不同穗位小花败育速率的影响

由表2可知，小麦穗基部、中部小穗的小花败育速率中，5个喷素处理均显著低于CK，以CPD处理最低，分别为0.036 5、0.086 9。5个喷素处理顶部小花的败育速率与CK差异均不显著。由此表明，喷素主要降低了小麦穗基部、中部小穗的败育速率。

2.3 喷素对不同穗位小穗籽粒数的影响

由表3可知，5种喷素处理使小麦不同穗位的小穗籽粒数有不同程度的增加。与CK相比，5个喷素处理的下部小穗籽粒数均显著增加，增幅为0.70～1.95个，以CPD处理增粒最多。中部小穗除B处理外，其他4个喷素处理均显著增加，增幅为2.60～4.85个，以CPD喷素处理增粒最多；上部小穗除B和6-BA处理，其他3个喷素处理均显著增加，增幅为0.80～1.25个，以QSB处理增粒最多。

结果表明，5种喷素处理均可增加小麦的粒数，以CPD对小麦下部和中部小穗的增粒效果最好。

表2 喷素对冬小麦不同穗位小花败育速率的影响

表3 叶面喷素对不同穗位小麦粒数的影响

2.4 喷素对不同穗位小麦粒重的影响

由表4可知，喷素处理下小麦不同穗位的籽粒重均有所提高。对下、中部籽粒， 6-BA、B处理与CK差异不显著，其他3个处理与CK相比，下部籽粒的增重达极显著水平，CPD处理籽粒重提高了11.97%；中部籽粒的增重达显著水平，其中CPD处理粒重增加最大，为5.87%。对上部小穗籽粒重，CPD处理与CK相比差异达极显著水平，粒重增加9.32%，6-BA+B和QSB处理与CK差异达显著水平。结果表明，5个喷素处理以CPD对小麦粒重的增重效果最好。

表4 喷素处理对不同穗位小麦粒重的影响

2.5 喷素对小麦产量及其构成因素的影响

从表5可知，与CK相比，喷素处理小麦的穗粒数均显著增加；6-BA、6-BA+B、CPD、QSB处理的千粒重均显著增加。5个喷素处理小麦的产量均显著高于CK，增产幅度为3.4%～9.5%。其中以CPD的产量最高，其次是QSB、6-BA+B、6-BA、B。表明在拔节后25 d叶面喷施适宜调控制剂可以通过增加小麦的穗粒数和粒重提高小麦产量。

表5 不同喷素处理对冬小麦产量及其产量构成的影响

3 讨 论

小麦的穗粒数是决定产量的关键因素，也是变异性最大的产量因子[16-17]。可孕小花数的发育直接影响穗粒数的多少[2]。在小麦小花发育阶段喷施营养元素，可以提高穗粒数。微量元素硼(B)作为植物生长发育的必需元素，对根系生长、碳水化合物的合成与转运有重要作用，而且与小麦雄蕊发育的关系极为密切，缺硼可导致小麦雄性不育，籽粒发育受碍[18-19]。我国华北地区土壤pH较高，虽然土壤中全硼含量较高，但有效硼含量较低[11]。因此，在小麦栽培中喷施适量的微量元素硼，有利于小花发育成粒。研究表明在小麦孕穗期至始穗期喷施硼肥可以增加穗粒数[2]。而在拔节后25 d喷6-BA可以抑制小花的败育速率，获得较高的穗粒数[20]。本试验发现，不同的喷素处理均可显著降低小花的败育速率，提高可孕小花数进而提高小麦穗粒数。6-BA、B、QSB处理与对照相比显著增加了小麦穗粒数，但6-BA+B、CPD与3个单一喷素处理比较，由于是多种营养元素和植物生长调节剂配施，能更好的改善小花发育，显著降低小花的败育速率，获得更高的穗粒数。

小麦籽粒灌浆期粒重增长动态影响最终的粒重[21]。李秀枝等[22]研究发现，生长调节剂“玉黄金”能提高玉米灌浆速率，达到增加粒重的目的。本试验发现，叶面喷素能够显著提高小麦粒重。6-BA与B均属于单一营养元素，与6-BA+B、CPD、QSB等复合营养元素相比，多种营养元素与植物生长调节剂配施，可以显著提高灌浆速率，增重效果比单一因素更明显。QSB作为一种海洋寡糖的复合剂，不仅能激活植物免疫因子，还能增强植物抗性[23]，对小麦増粒、增重的效果与复配剂相同。在本试验条件下，以CPD增粒、增重的效果最好。

本试验着眼于一喷双增的效果，在拔节后25 d 叶面喷施植物营养和激素复配剂，可有效抑制可孕小花败育速率，对增加小麦灌浆前期的粒重[8]，提高最终粒重打下物质基础，有关复配剂CPD喷施对小麦增粒增重的内在机制有待进一步研究。

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Effect of Foliar Spray on Spike Kernels and Grain Weight at Booting Stage in Winter Wheat

TIAN Yanyun1,ZHANG Guozhao2,ZHENG Chunfeng1,DUAN Jianzhao1,QIN Yifan1,ZHU Yunji1,ZHAO Li1,YANG Jiaheng1

(1.Henan Agricultural University/National Engineering Research Center for Wheat,Zhengzhou,Henan 450002,China;2.College of Resources and Environment,Henan Agricultural University,Zhengzhou,Henan 450002,China)

In order to study the regulation effect of foliar spray on wheat grain numbers and grain weight at the booting stage,field experiments were conducted at the science and technology demonstration park of Henan agricultural university during the growing season in 2014-2015. Wheat cultivar Yumai 49-198 was chosen as material. Foliar spraying boron(B),6-benzylaminopurine(6-BA),6-benzylaminopurine and boron(6-BA+B),oligosaccharides(QSB) and compound(CPD) were performed 25 days after wheat jointing stage,with spraying water as control. Floret abortion rate and grain filling process as well as mature spike characteristics were investigated. The results show that：compared with the blank control,different spray treatments decreased the floret abortion rate,and increased wheat grain number and grain weight. For different parts of wheat spikelet,the increase rate of the promoting effect under CPD treatment on lower and central grain number per spike is the biggest,with the increase of 1.95 and 4.85,respectively,compared to blank control. For the improvement of grain weight,CPD treatment gave the greatest increase on spikelet grain weight in the lower,central and upper spike 11.97%，5.87% and 9.32%,compared to the control.

Winter wheat; Foliar sprays; Spike grain number; Grain weight; Yield

时间：2016-07-07

2016-01-16

2016-02-28

国家自然科学基金项目(31571607,31471935); 农业部公益性行业科研专项(201203096,201203031)

E-mail：tyy02197580@126.com

朱云集(E-mail：hnndzyj@126.com)

S512.1；S330

A

1009-1041(2016)07-0919-06

网络出版地址：http://www.cnki.net/kcms/detail/61.1359.S.20160707.1531.026.html