苗期喷施外源物质对迟播油菜越冬期抗寒性及产量的调控效应
杨书婷, 何盛浩, 赵碧云, 贺嘉, 刘晶, 杨梦瑶, 陈爱武, 王晶, 赵杰, 蒯婕, 汪波, 徐正华, 周广生
作物学报
2025, 51 ( 10):
2788-2804.
DOI: 10.3724/SP.J.1006.2025.55002
稻-稻-油是长江流域主要种植模式之一, 但晚稻、再生稻与油菜茬口矛盾突出, 导致油菜播种期推迟。迟播条件下, 油菜常因冬前有效积温下降、叶片数少、干物质积累量不足、抗倒伏能力下降, 导致籽粒产量低而不稳。喷施外源物质是一种快速高效、省工节本的调控技术, 可以提高油菜的抗倒伏性及产量。本研究以华油杂137为试验材料, 于苗期分别喷施5种不同浓度的外源物质: 0.5、1.0、1.5 mg L-1的三十烷醇(A1、A2、A3), 10、20、40 mg L-1的赤霉素(B1、B2、B3), 10、20、30 mg L-1的复硝酚钠(C1、C2、C3), 10、20、30 mg L-1的6-苄基腺嘌呤(D1、D2、D3)及12.5、25、50 mg L-1的烯效唑(E1、E2、E3), 以清水处理(CK)作为对照, 研究苗期喷施外源物质对迟播油菜抗寒性及产量的影响。结果表明: (1) 综合2年的产量、农艺性状及抗寒相关指标等得出, 对迟播油菜抗寒性、抗倒伏能力及产量具有显著促进作用的外源物质及浓度为: 30 mg L-1的复硝酚钠、30 mg L-1的6-苄基腺嘌呤、40 mg L-1的赤霉素和1.0 mg L-1的三十烷醇。与对照相比, 30 mg L-1的复硝酚钠处理的2年产量均最高, 分别比CK增产14.4%、12.9%。30 mg L-1的复硝酚钠、30 mg L-1的6-苄基腺嘌呤和40 mg L-1的赤霉素处理均可显著提高迟播油菜苗期、蕾薹期、花期的单株叶面积, 增加各生育期的干物质积累量。(2) 1.0 mg L-1的三十烷醇和30 mg L-1的6-苄基腺嘌呤处理显著增加了茎秆抗折力, 降低了倒伏角度, 提高了迟播油菜的抗倒伏能力。(3) 1.0 mg L-1的三十烷醇、40 mg L-1的赤霉素、30 mg L-1的复硝酚钠处理可显著增加越冬期油菜叶片中可溶性糖含量, 提高抗氧化酶活性, 减少活性氧积累和丙二醛含量, 提高越冬期的抗寒性。本研究可为长江流域迟播油菜抗逆稳产提供技术支撑。
年份
Year | 外源物质
Exogenous substance | 处理
Treatment | 株高
Height (cm) | 根颈粗
Root crown
diameter (mm) | 相对分枝高度
Relative
branch height | 有效分枝数
Number of
branch | 角果层厚度
Height of podding (cm) | | 2022-2023 | | CK | 145.93 cde | 9.29 def | 0.64 ab | 3.60 e | 35.40 de | | TA | A1 | 146.33 bcde | 9.68 bcdef | 0.61 abc | 4.20 bcde | 39.73 bcde | | A2 | 153.60 ab | 9.85 abcde | 0.57 bc | 4.87 abc | 42.00 abcd | | A3 | 144.40 de | 9.14 f | 0.66 a | 3.60 e | 34.47 e | | GA3 | B1 | 143.53 e | 9.19 ef | 0.62 ab | 3.40 e | 35.20 de | | B2 | 150.13 abcde | 9.70 bcdef | 0.60 abc | 4.40 abcde | 39.67 bcde | | B3 | 152.33 abc | 10.00 abc | 0.54 c | 4.97 ab | 44.40 ab | | CSN | C1 | 144.14 e | 9.18 ef | 0.65 ab | 3.60 e | 34.53 e | | C2 | 150.87 abcde | 9.60 bcdef | 0.60 abc | 4.00 bcde | 38.67 bcde | | C3 | 154.40 a | 10.43 a | 0.59 abc | 5.27 a | 47.20 a | | 6-BA | D1 | 145.07 cde | 9.33 cdef | 0.67 a | 3.60 e | 35.87 cde | | D2 | 149.43 abcde | 9.45 bcdef | 0.62 ab | 3.70 de | 36.13 cde | | D3 | 153.93 ab | 9.94 abcd | 0.61 abc | 4.73 abcd | 41.57 abcd | | S3307 | E1 | 151.80 abcd | 9.67 bcdef | 0.62 ab | 4.27 abcde | 36.93 cde | | E2 | 152.20 abc | 10.02 ab | 0.60 abc | 4.87 abc | 42.67 abc | | E3 | 148.20 abcde | 9.49 bcdef | 0.57 bc | 3.87 cde | 36.00 cde | | 2023-2024 | | CK | 103.47 cde | 7.86 cde | 0.53 a | 2.80 ab | 32.20 abc | | TA | A1 | 100.04 e | 7.78 de | 0.49 a | 2.80 ab | 32.93 abc | | A2 | 109.47 abc | 8.69 ab | 0.49 a | 3.53 ab | 36.80 ab | | A3 | 101.10 de | 7.71 de | 0.48 a | 3.00 ab | 31.23 abc | | GA3 | B1 | 101.46 de | 7.75 de | 0.53 a | 2.50 b | 30.40 bc | | B2 | 105.34 cde | 7.97 cde | 0.48 a | 2.93 ab | 33.00 abc | | B3 | 106.47 bcde | 8.14 abcd | 0.50 a | 3.20 ab | 36.17 abc | | CSN | C1 | 105.94 cde | 7.82 cde | 0.51 a | 2.93 ab | 33.43 abc | | C2 | 109.37 abc | 8.34 abcd | 0.49 a | 3.33 ab | 36.53 ab | | C3 | 113.67 ab | 8.76 a | 0.48 a | 3.67 a | 37.60 a | | 6-BA | D1 | 100.13 e | 7.35 e | 0.54 a | 2.73 ab | 29.40 c | | D2 | 108.58 abcd | 8.04 bcd | 0.52 a | 2.87 ab | 35.73 abc | | D3 | 114.80 a | 8.47 abc | 0.51 a | 3.53 ab | 37.17 ab | | S3307 | E1 | 102.27 cde | 7.80 cde | 0.53 a | 2.73 ab | 32.77 abc | | E2 | 103.79 cde | 8.09 bcd | 0.47 a | 3.00 ab | 34.27 abc | | E3 | 105.45 cde | 8.29 abcd | 0.49 a | 3.27 ab | 35.57 abc | | 方差分析ANOVA | 年份Year | ** | ** | ** | ** | ** | 外源物质
Exogenous substance | ** | ** | ** | ** | ** | 年份×外源物质
Year×exogenous substance | NS | NS | * | ** | ** |
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表3
苗期喷施外源物质对迟播油菜成熟期农艺性状的影响
正文中引用本图/表的段落
不同外源物质处理显著影响油菜成熟期农艺性状(表3)。2年C3处理的根颈粗、有效分枝数和角果层厚度均最大, 根颈粗分别比CK提高12.2%、12.9%, 有效分枝数分别比CK提高46.3%、31.0%, 角果层厚度分别比CK提高33.3%、16.8%。与CK相比, 外源物质处理后相对分枝高度有降低趋势。
油菜各生育期地上部和地下部干物质积累如图2所示。苗期、花期、成熟期的地上部干重在A2、B3、C3、D3处理中均显著增加, 2022—2023年成熟期(图2-d)地上部干重较CK分别增加11.2%、15.0%、19.1%、10.1%, 2023—2024年(图2-h)则分别增加13.7%、12.3%、18.8%、18.9%。与CK相比, A2、C3处理中苗期的地下部干重显著增加, 2年表现一致。B3、C3、D3处理中蕾薹期、花期和成熟期的地下部干重均显著增加。C3处理2年成熟期总干重增加均极显著, 较CK分别增加19.1%和19.5%。
由图8可知, 迟播油菜叶片抗氧化酶活性和内源激素含量主要分布在第4象限, MDA和IAA分布在第3象限, 活性氧和倒伏相关指标主要分布在第2象限, 产量和农艺性状主要分布在第1象限。主成分分析(PCA)表明, 绿叶数、叶面积指数、单株叶面积和干物质积累量与产量均呈正相关, 可溶性糖、GA3、CTK、APX、POD与SOD均呈正相关。
植物内源激素能够调节植物体生长发育并参与逆境的响应[35]。对玉米和小麦的研究发现, 喷施外源物质可通过上调体内GA3、IAA水平提高其耐寒性[34,36]。本研究表明, 苗期分别喷施1.0 mg L-1的三十烷醇、50 mg L-1的烯效唑, 显著增加了越冬期油菜叶片中内源GA3和IAA含量。因此, 苗期喷施适宜浓度的三十烷醇和烯效唑可能通过增加体内GA3及IAA含量提高了迟播油菜的抗寒性, 同时冬季植株田间冻害表现情况与此研究结果一致。前人研究发现, 细胞分裂素水平的增加会诱导作物对低温胁迫的耐受性[37-38]。番茄叶面喷施胺鲜脂可以调节CTK合成和分解基因的表达, 促进CTK积累以稳定叶绿体结构, 减轻氧化损伤, 提高番茄对低温的抵抗力[39]。本研究表明, 苗期分别喷施1.0 mg L-1的三十烷醇、30 mg L-1的复硝酚钠、30 mg L-1的6-苄基腺嘌呤、12.5 mg L-1的烯效唑、50 mg L-1的烯效唑可显著增加油菜叶片中CTK含量。主成分分析结果表明, CTK、GA3含量与H2O2、O2?、MDA含量均呈负相关, 与抗氧化酶活性呈正相关, 表明内源CTK、GA3含量在减轻迟播油菜越冬期氧化损伤中起正向调控作用。因此, 苗期喷施适宜浓度的外源物质可能通过调节内源激素水平, 减轻膜脂过氧化作用, 提高迟播油菜的抗寒性。本研究中, 相同浓度的外源物质处理后油菜体内GA3、CTK、IAA的含量变化并不一致, 原因可能是外源物质处理后油菜体内的激素响应是动态变化的, 并且不同激素之间存在复杂的互作关系[40-41]。
本文的其它图/表
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