叶面喷施多效唑对不同品种苎麻根系的影响
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苎麻是我国重要的纤维作物,具有悠久的种植历史[1],其整体适应性较高,对种植环境要求较低,主要集中在湖南、江西、四川一带[2]。
苎麻纤维具有吸水、防菌、除霉、除味等功效,其纺织用品在国内外备受青睐[3],另外,苎麻在饲用喂养、麻地膜、食用菌基质、重金属污染以及水土流失方面也表现出一定的应用价值[4]。
强大的地下部结构是苎麻实现高产的基础,根系发育状况对纤维品质和纤维产量有着重要影响[5]。
然而,由于苎麻多年生宿根的特性,随着种植年限的增加,苎麻地下部根茎逐渐衰老,麻蔸受损严重,易出现败蔸、缺蔸等现象,导致苎麻纤维产量和品质严重下降[6]。
因此,在种植过程中,必须确保苎麻的根系具备较好的形态特征和生理特性,才能获得高生物产量,达到高产、稳产的目的[7]。
多效唑是一种植物生长调节剂,可以增强植株地下部活力和抗逆性,在促进作物根系生长等方面具有积极作用[8]。
以往研究表明,适宜浓度的多效唑能够促进作物根系生长[9]。
李晓峰等[10]研究发现,多效唑有效抑制了紫穗槐主根的发育,根部鲜重显著增加,以20 mg/L处理的效果最佳,其根鲜重比对照增加了36.59%。
Kreuser等[11]研究发现,草坪草喷施多效唑后,根系发达,地下部生物产量显著增加,根冠比进一步提升。
多效唑在苎麻生产上的应用也有报道。
杨瑞芳等[12]发现,多倍体1号品种喷施了50~150 mg/L多效唑后,地下部根、茎质量显著增加,且根系表现较为发达。
肖红松[13]研究表明,喷施多效唑能显著提高苎麻根系生理特性,并对植株地下部生长有促进作用。
目前,多效唑对苎麻地下部生长的研究主要集中在单个品种之间,而不同品种苎麻喷施多效唑后其根系的生理变化和生长状况变化的研究鲜有报道。
为此,笔者通过盆栽试验探讨了叶面喷施不同浓度的多效唑对不同品种苎麻根系的影响,以期为利用多效唑合理调控苎麻地下部生长以及构建苎麻高产稳产栽培体系提供数据支持。
引用格式:廖 澳,刘皖慧,付虹雨,等. 叶面喷施多效唑对不同品种苎麻根系的影响[J]. 湖南农业科学,2023(3):27-30,35
DOI:
DOI:10.16498/ki.hnnykx.2023.003.006
叶面喷施多效唑对不同品种苎麻根系的影响 廖 澳,刘皖慧,付虹雨,焦鑫伟,龚喜红,杨瑞芳,佘 玮,崔国贤
(湖南农业大学农学院,湖南长沙 410128)
摘 要:多效唑能增强植株地下部活力和抗逆性,有效促进作物根系生长。
为探明多效唑对苎麻根系生长的影响,以中苎1号、川苎8号和遵义团蔸麻3个不同品种苎麻为材料,采用不同浓度(0、50、100、150和200 mg/L)的多效唑对其叶面进行喷施处理。
结果表明:多效唑能有效增加苎麻的根系鲜重和根冠比,提高根系抗氧化酶活性和根系活力,降低根系MDA含量。
综合考虑,中苎1号、川苎8号、遵义团蔸麻最适多效唑浓度分别为150、150和200 mg/L。
关键词:苎麻;根系;多效唑
中图分类号:S482.8 文献标识码:A 文章编号: 1006-060X(2023)03-0027-04
E ffect of Foliar Spraying Paclobutrazol on the Root Systems of Different Ramie Varieties
L IAO Ao, LIU Wan-hui, FU Hong-yu, JIAO Xin-wei, GONG Xi-hong, YANG Rui-fang, SHE Wei, CUI Guo-xian (College of Agronomy, Hunan Agricultural University, Changsha 410128, PRC)
Abstract:Paclobutrazol can enhance the vigor and stress resistance of underground parts of plants, and effectively promote crop root growth. To investigate the effect of paclobutrazol on the root growth of ramie, three ramie varieties, namely, Zhongzhu No.1, Chuanzhu No. 8 and Zunyituandouma, were treated with different concentrations of paclobutrazol (0, 50, 100, 150 and 200 mg/L) by foliar spraying. The results showed that paclobutrazol effectively increased the root fresh mass and root-crown ratio, enhanced the antioxidant enzyme activity and vigor of ramie root system, and reduced root MDA content. Comprehensively, the optimum concentrations of paclobutrazol for Zhongzhu No. 1, Chuanzhu No. 8 and Zunyituandouma were 150, 150 and 200 mg/L, respectively.
Key words:ramie; root system; paclobutrazol
收稿日期:2022-11-16
基金项目:国家现代农业产业技术体系资助(CARS-16-E11)。
作者简介:廖 澳(1999—),男,湖南长沙市人,硕士研究生,
研究方向为作物栽培。
通信作者:崔国贤
湖南农业科学(HUNAN AGRICULTURAL SCIENCES)2023年3月
1 材料与方法
1.1 试验材料
试验品种为深根型的中苎1号、中根型的川苎8号、浅根型的遵义团蔸麻,均来自于湖南农业大学耘园苎麻资源圃。
试验试剂为15%多效唑可湿性粉剂,由江苏七洲绿色化工股份有限公司提供。
1.2 试验设计
试验在湖南农业大学麻类智能温室进行,采用土壤盆栽的方式,所用土壤来源于麻类长期定位试验点,养分丰富,土壤理化性质如下:土壤有机质18.92 g/kg,全氮1.36 g/kg,碱解氮113 mg/kg,全磷0.73 g/kg,有效磷127.6 mg/kg,全钾19.4 g/kg,速效钾126.4 mg/kg,能满足苎麻基本生长条件。
于2020年7月对供试的3个材料进行扦插育苗,同年8月移栽,选择长势较好、大小相当的幼苗移至聚乙烯盆(内口径30 cm×30 cm、高36 cm)中,每盆移栽2株。
幼苗生长至70 cm左右时,进入旺长初期,开始喷施多效唑溶液,以叶面有水珠往下落为标准停止喷施。
多效唑浓度共5个梯度,分别为0(对照)、50、100、150和200 mg/L,各品种每个处理重复3盆,共45盆。
1.3 测定项目及方法
(1)根系鲜重:挖出苎麻地下部根系,洗净后擦干水分,测量其鲜重。
(2)根冠比:即苎麻地下部质量与地上部质量的比值。
(3)根系抗氧化活性:根系超氧化物歧化酶活性(SOD)和根系过氧化氢酶活性(CAT)采用上海优选科技有限公司提供的试剂盒检测,根系过氧化物酶活性(POD)采用愈创木酚法检测,根系丙二醛(MDA)含量采用硫代巴比妥酸法检测,苎麻根系活力采用TTC法检测[14]。
1.4 数据处理
利用Microsoft Excel 2019软件进行数据统计与制图,采用IBM SPSS Statistics 26软件进行差异显著性分析。
2 结果与分析
2.1 叶面喷施多效唑对不同品种苎麻根系鲜重的影响
由表1可知,喷施不同浓度的多效唑后,中苎1号和川苎8号的根系鲜重均有所降低,而遵义团蔸麻的根系鲜重有所增加;就中苎1号而言,以150 mg/L的处理根系鲜重最轻,比对照轻48.57%,其次是50 mg/L的处理,比对照轻37.58%,这2个处理与对照的差异达显著水平;就川苎8号而言,喷施不同浓度的多效唑对其根系鲜重的影响不显著,但与对照相比,喷施50~200 mg/L多效唑后川苎8号的根系鲜重下降了5.40%~23.13%;就遵义团蔸麻而言,以200 mg/L的处理根系鲜重最重,比对照重55.90%,且差异显著,而其他浓度处理与对照的差异未达显著水平。
表1 叶面喷施不同浓度多效唑后各品种
苎麻根系鲜重的比较(g)多效唑浓度
(mg/L)
根系鲜重
中苎1号川苎8号遵义团蔸麻0(CK )69.80±5.29 a78.22±8.66 a66.10±6.58 b 5043.57±10.03 bc60.13±11.46 a79.10±9.95 b
10064.13±13.61 ab68.52±13.58 a82.57±9.45 b
15035.90±14.95 c74.00±10.59 a81.60±11.11 b
20054.05±10.65 abc67.12±4.79 a103.05±12.14 a 注:表中同列不同小写字母表示处理间差异显著(P<0.05),下同。
2.2 叶面喷施多效唑对不同品种苎麻根冠比的影响
根冠比反映了植株地下部与地上部的相关性。
根冠比比值越大表明植物地下部机能活力越强,越小则表明植物地下部机能活力越弱[15]。
由表2可知,随着多效唑浓度的增加,中苎1号和遵义团蔸麻根冠比均有一定幅度的增加,但川苎8号的根冠比总体呈下降趋势。
其中,遵义团蔸麻根冠比的增幅最为明显,100、150和200 mg/L处理的根冠比显著高于对照和50 mg/L的处理,以200 mg/L处理的根冠比达到最大值,比对照增加了83.58%;中苎1号除200 mg/L处理的根冠比与对照相当外,其他浓度处理的根冠比均显著高于对照,50、100和150 mg/L处理的根冠比分别比对照增加30.43%、73.91%、45.65%;而川苎8号喷施50~200 mg/L多效唑后,根冠比分别比对照降低了10.16%~18.78%,但各处理间差异未达显著水平。
表2 叶面喷施不同浓度多效唑后各品种苎麻根冠比的比较多效唑浓度
(mg/L)
根冠比
中苎1号川苎8号遵义团蔸麻0(CK )0.46±0.04 c 1.28±0.12 a0.67±0.10 b 500.60±0.18 b 1.08±0.24 a0.79±0.11 b
1000.80±0.18 a 1.15±0.21 a 1.12±0.15 a
1500.67±0.35 a 1.07±0.19 a 1.11±0.16 a
2000.46±0.09 c 1.04±0.05 a 1.23±0.18 a 2.3 叶面喷施多效唑对不同品种苎麻根系SOD活性的影响
由图1可知,叶面喷施多效唑能有效提高苎麻根系SOD活性,喷施浓度为50 mg/L时,3种苎麻的根系SOD活性均达到峰值,且与其他浓度处理差
廖澳等:叶面喷施多效唑对不同品种苎麻根系的影响
异显著;其中,中苎1号和遵义团蔸麻的增幅最高,分别比对照高21.99%和10.88%;随着多效唑浓度的进一步增加(超过50 mg/L),苎麻根系SOD活性保持稳定,且与对照没有显著性差异。
图1 叶面喷施不同浓度多效唑后各品种
苎麻根系SOD活性的比较
[图中不同小写字母表示不同处理间差异显著(P<0.05),下同] 2.4 叶面喷施多效唑对不同品种苎麻根系POD活性的影响
从图2可以看出,多效唑对不同品种苎麻根系POD活性的影响具有一定差异。
50、100和150 mg/L 浓度处理下,中苎1号根系POD活性呈下降趋势,而200 mg/L浓度处理下根系POD活性比对照高7.81%,且差异达显著水平,说明高浓度的多效唑处理对中苎1号根系POD活性具有一定促进作用。
随着多效唑浓度的提高,川苎8号根系POD活性呈先升高后降低再升高的趋势,以50 mg/L多效唑处理的根系POD活性最强,比对照高12.68%。
喷施多效唑后,遵义团蔸麻各处理根系POD活性都有所提高,其中100 mg/L浓度处理的根系POD活性增幅最大,比对照高38.88%,且各处理之间差异显著。
2.5 叶面喷施多效唑对不同品种苎麻根系CAT活性的影响
从图3可以看出,3种苎麻经多效唑处理后根
图2 叶面喷施不同浓度多效唑后各品种
苎麻根系POD活性的比较系CAT活性都有所提高。
随多效唑浓度的增加,中苎1号根系CAT活性呈先降低后升高再降低的趋势,以100 mg/L浓度处理的根系CAT活性最强,比对照高9.15%,但未达到显著水平。
川苎8号的根系CAT活性在100、150、200 mg/L多效唑处理下持续升高,分别比对照高16.7%、32.81%、38.06%。
各浓度处理下遵义团蔸麻根系CAT活性均有提高,其中200 mg/L浓度下增幅最大,比对照高57.40%。
图3 叶面喷施不同浓度多效唑后各品种
苎麻根系CAT活性的比较
2.6 叶面喷施多效唑对不同品种苎麻根系MDA含量的影响
从图4可以看出,就中苎1号而言,50~150 mg/L多效唑处理后,根系MDA含量显著降低,以50 mg/L多效唑处理的根系MDA含量最低,比对照低41.13%;但200 mg/L多效唑处理后,根系MDA 含量显著提升,比对照高14.85%。
随着多效唑浓度的增加,川苎8号的根系MDA含量呈先升后降再升高的趋势,但各处理差异未达显著水平。
叶面喷施多效唑后遵义团蔸麻的根系MDA含量均低于对照,其中以50 mg/L处理的根系MDA含量最低,比对照低26.93%。
综上可知,外施多效唑会导致苎麻根系MDA
含量下降,但不同品种之间表现出一
图4 叶面喷施不同浓度多效唑后各品种
苎麻根系MDA含量的比较
湖南农业科学(HUNAN AGRICULTURAL SCIENCES)2023年3月
定的差异。
2.7 叶面喷施多效唑对不同品种苎麻根系活力的影响
从图5可以看出,中苎1号的根系活力随着多效唑浓度的增加呈现出先降低后升高再降低的趋势,以150 mg/L浓度处理的根系活力最强,比对照组增加37.31%,且中苎1号各处理根系活力均高于遵义团蔸麻和川苎8号的。
就遵义团蔸麻而言,50、150和200 mg/L多效唑处理的根系活力较对照高,而100 mg/L多效唑处理的根系活力与对照相当。
施用多效唑后,川苎8号的根系活力均有不同程度地提高,其中150和200 mg/L处理表现更为突出,与对照相比,根系活力分别增加86.02%和80.13%。
图5 叶面喷施不同浓度多效唑后各品种
苎麻根系活力的比较
3 讨论与结论
试验结果表明,叶面喷施多效唑可以提高苎麻根系鲜重,使根冠比保持在适当的范围,确保了苎麻地下部质量。
郝艳玲等[16]研究认为,多效唑处理后小麦幼苗根系数目增多,植株根的总长度增加,根冠比进一步提高;覃芳等[17]在金槐上也有同样的发现,多效唑可增加金槐的根鲜重,使根冠比增大。
抗氧化酶系统主要通过消除细胞内的自由基来保护细胞质膜及植物体大分子物质免受活性氧伤害[18]。
SOD、POD、CAT活性的变化规律,不仅能客观反映植株的抗逆性,也能体现植株衰老程度[19]。
MDA 作为植物细胞膜过氧化的重要产物之一,其含量可以直接反映植物膜组织结构受损程度[20]。
高俊杰[21]的研究表明,喷施300 mg/L多效唑溶液后,龙眼幼苗的抗氧化酶活性得到一定程度提高,增强了植株抗性。
周日秀等[22]对菜用甘薯的研究发现,喷施100和150 mg/L多效唑后,植物体内抗氧化酶活性显著提高,同时植株MDA含量有所降低。
试验结果显示,50和100 mg/L多效唑处理下遵义团蔸麻和川苎8号的根系SOD及POD活性均有显著提高,而当多效唑浓度达200 mg/L时,中苎1号的根系POD活性最高;总体上来看,遵义团蔸麻和川苎8号这2个品种的根系CAT活性随多效唑浓度的增加而不断上升,而根系MDA含量整体呈现出下降的趋势。
由此可见,喷施多效唑可以增强苎麻抗氧化酶活性,减轻膜损伤,有利于植株地下部生长。
根系活力可以反映植物根系生命活动的强弱,影响植株光合作用与干物质的积累[23]。
刘皖慧等[24]的研究表明,湘苎3号喷施多效唑后,根系活力有所提高,笔者的研究结论与其相同。
在多效唑处理下3个苎麻品种的根系活力均有所提高,但根系活力的变化规律因多效唑浓度不同而有差异。
造成这种差异的原因可能是苎麻品种的根型差异所致,深根型品种由于根系扎土深,地下部组织庞大,根系活力强,而浅、中根型品种根系入土较浅,其根系活力相对较弱。
综上所述,多效唑能有效增加苎麻的根系鲜重和根冠比,提高根系抗氧化酶活性和根系活力,降低根系MDA含量。
综合考虑根系形态与生理指标,中苎1号、川苎8号、遵义团蔸麻的最适多效唑浓度分别为150、150和200 mg/L。
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