现代植物生长调节剂技术手册
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第三节 在小麦上的应用

小麦是全世界种植面积最大的谷类作物,占谷类作物总面积的30%左右。在我国,小麦是主要的粮食作物,生产形势的好坏直接影响到我国(特别是北方地区)农业生产。目前小麦生产中存在倒伏威胁、冬前旺长和越冬不安全、逆境(倒春寒、干热风等)危害、分蘖成穗率低、杂种优势利用难、穗发芽和贮存损失严重等问题。

一、壮苗促蘖和安全越冬

冬小麦种植后越冬前若气温较高,或暖冬年份,易造成小麦冬前或早春旺长,分蘖节离开地面一遇到寒流极易造成冻害,特别是近年来全球性气候变化,暖冬等异常气候给小麦安全越冬带来威胁。北方二熟冬麦区,晚播小麦弱苗促壮问题更为突出,如何使幼苗在冬前达到一定的生长量,使总茎数达到高产要求,并保证安全越冬,是种植制度改革后出现的又一新问题。应用甲哌·多效唑混剂、矮壮素、烯效唑、萘乙酸、吲哚乙酸等处理种子(拌种或浸种)或苗后处理(叶面喷施或土壤处理)等化控技术,对冬小麦有控旺促壮的作用。

小麦分蘖多少与成穗率高低是小麦高产的重要因子,栽培上不少措施是以促蘖及成穗为目标的。小麦的分蘖成穗率一般只有30%~50%,常规栽培措施很难有效发挥作用。采用化学调控对小麦分蘖成穗进行合理的促控,可为小麦生育中后期的穗、粒、重协调发展创造出良好的群体结构条件。

(一)20%甲哌·多效唑微乳剂

20%甲哌·多效唑微乳剂可以用于小麦壮苗促蘖和控制徒长,使产量增加。

1.技术效果

冬小麦播种前用有效成分含量为150mg/L的20%甲哌·多效唑微乳剂浸种4~6h,或用3mL 20%甲哌·多效唑微乳剂拌10kg种子,明显改善冬前幼苗根系和叶片的发育及功能,促进分蘖发生并提高麦苗的抗寒能力,但对种子萌发和出苗有一定影响。

(1)促进根系生长 20%甲哌·多效唑微乳剂处理全方位提高了麦苗根系的生长发育和活力,对培育冬前壮苗、提高麦苗适应不良环境能力有益。

(2)影响种子萌发和出苗 20%甲哌·多效唑微乳剂浸种浓度增加到200mg/L,拌种用量提高到6mL/10kg种子,出苗率的下降幅度达13%~18%,出苗期推迟3d。

(3)加快叶龄进程和促进分蘖发生 20%甲哌·多效唑微乳剂种子处理显著加快小麦叶片的分化和出叶速度,至越冬期主茎展开叶比对照增加1.5~2.0片。虽然处理的单叶面积下降22%~45%,但单株主茎叶面积比对照提高8%~10%。处理和对照叶片分化数量的差异开始于3叶期,即当对照的主茎叶片数为3时,20%甲哌·多效唑微乳剂处理的麦苗已有4片叶,越冬前的平均单株分蘖数增加1.2~1.6个,3叶以上的大蘖增加0.5~0.9个。

20%甲哌·多效唑微乳剂处理后麦苗叶片长度缩短、单叶面积下降、叶色加深,符合壮苗标准。在暖冬年份预计麦苗会发生旺长时,用适宜浓度的20%甲哌·多效唑微乳剂及时处理,可以有效克服这一问题。另外,处理后叶片分化,出生速度加快,单株主茎叶面积和分蘖数增加,这对晚播麦的意义十分重大,可提高培育晚播麦冬前壮苗的可操作性。

(4)增强抗低温的能力 虽然小麦是冷季作物,但过低的温度以及异常的气温变化对小麦生产不利。在小麦生育前期,低温冻害的发生常常造成叶片和分蘖的死亡,严重时甚至死苗。20%甲哌·多效唑微乳剂拌种处理(3mL/10kg种子)可以显著降低低温胁迫后的死苗率、死叶率和死蘖率,提高麦苗的根系活力。

2.技术规程

(1)拌种 一般品种和气候条件下适宜的20%甲哌·多效唑微乳剂拌种用量为3mL/10kg种子。具体操作如下:量取3mL 20%甲哌·多效唑微乳剂,加入0.5kg清水中,混匀后倒在称好的10kg种子上,快速反复搅拌,使药液与种子混合均匀,在阴凉处堆闷2~3h,然后摊开晾晒至种子互相之间不粘连,即可播种。实际生产中,若拌种后不能马上播种,可将种子晾干保存,20d之内不影响出苗和药效。拌种操作宜在塑料布上或塑料袋中进行。

(2)注意事项

① 严格掌握用量 20%甲哌·多效唑微乳剂用量加大,出苗率下降幅度越大,出苗期推迟时间越长,因此需要严格掌握20%甲哌·多效唑微乳剂用量。拌种时10kg种子的用药量一般不宜超过3mL,若遇播种出苗后持续阴雨,20%甲哌·多效唑微乳剂种子处理的有效作用期缩短,可酌情再进行叶面喷雾控制麦苗生长。

② 品种的敏感性 作物不同品种对同一种调节剂的反应强度不同。不同类型的小麦品种对20%甲哌·多效唑微乳剂的反应不尽相同,冬性较弱的品种或春性较强的品种对20%甲哌·多效唑微乳剂的反应相对比较迟钝,在应用上应适当加大剂量。

③ 温度和湿度 20%甲哌·多效唑微乳剂的有效作用期与温度和湿度呈负相关,即温度越高,湿度越大,有效作用期越短,而温度和湿度越低,有效作用期越长,且作用效果越强烈。因此,20%甲哌·多效唑微乳剂的用量应根据当时的具体情况进行确定。若播种较早,气温较高,土壤湿度大,则宜加大用量(4~5mL/10kg种子);若播种较晚,气温下降,土壤比较干旱,20%甲哌·多效唑微乳剂用量宜减轻(1~2mL/10kg种子),或者不做种子处理,待出苗后根据苗情再进行叶面喷施。

④ 播量 应用20%甲哌·多效唑微乳剂做种子处理后,发芽率和出苗率有所下降,因此生产上应适当增加播量(10%~15%),以保证适宜的基本苗数。

⑤ 播深 种子处理后由于麦苗的胚芽鞘缩短、地中茎不伸长,使幼苗顶土力减弱、出苗期推迟,因此在生产中应严格控制播种深度,绝不能超过3~4cm,否则造成烂种、烂苗和黄芽苗,严重影响田间出苗率和出苗期。

⑥ 土壤质地和整地质量 土壤质地和整地质量与20%甲哌·多效唑微乳剂种子处理后的出苗有关。黏性土壤中幼苗出土阻力大,并且20%甲哌·多效唑微乳剂的降解速度较慢,因而宜减少药剂用量;由于种子处理后小麦幼苗顶土力减弱,因而更应注重整地质量,力求做到上虚下实,无坷垃,无缝隙。

(二)烯效唑

利用小麦籽粒冠毛对药粉有较好的黏附作用,直接将烯效唑药剂干粉与小麦种子按照相应浓度在塑料袋中混合拌匀而成。干拌种符合农民播种小麦的习惯,减少操作环节,降低用药量,减轻污染,土壤和籽粒中无烯效唑残留,节水效果显著,操作简便,农民易于接受。

1.技术效果

① 植株矮键,叶片宽、短、厚 烯效唑干拌种处理降低小麦苗期的株高55%左右,处理后叶片变宽、短、厚,叶色浓绿,叶中全氮含量增加,叶片代谢旺盛。

② 分蘖早而多 20mg/kg烯效唑干拌种处理后有利于麦苗分蘖的早生快发,在2叶期便开始在芽鞘节进行分蘖,4叶期的平均单株分蘖数增加1.5倍,亩最高苗增加2.72万个,为分蘖成穗和形成大穗奠定了基础。

③ 根多活力 高烯效唑干拌种后有利于根系的形成,根数增多,根干重增加,根系活力增强。以3叶期为例,处理能使小麦单株根数增加1.3条,单株根干重增加39.6%,根系活力66.5%,协调了地上部和地下部的关系,长度根冠比和重量根冠比均增加,分别较对照增长68.4%和68.8%。烯效唑干拌种通过控上促下和控纵促横,形成了健壮的苗期长相。

④ 增产明显 从多年多点多品种的试验结果看,小麦应用烯效唑干拌种技术表现出了一致的增产效果。平均每亩增产28.7kg,增幅为7.8%。烯效唑干拌种增产原因主要在于有效穗和穗粒数增加。从田间表现来看,处理后麦苗明显矮健、分蘖增多,从而增加了有效穗;中、后期表现为茎秆较粗壮,绿叶面积大,叶片落黄推迟,为穗大粒多打下了物质基础。

2.技术的稳定性和安全性

与水稻、玉米、油菜等作物不同,小麦种子尾部有冠毛,对粉剂表现出较好的黏附作用,对烯效唑干拌种处理的小麦种子镜检后发现烯效唑干粉主要吸附在冠毛上,洗脱法测定烯效唑含量证明小麦种子上烯效唑的吸附量是均匀的。发芽实验和田间出苗情况也表明,烯效唑干拌种后发芽一致,田间出苗整齐,无过高过低苗,表明了烯效唑干拌种技术是稳定可靠的。

使用20~60mg/kg烯效唑对小麦干拌种处理后,收获时小麦籽粒及土壤样品的检测均未检出烯效唑(最低检出浓度为0.05mg/kg),可见烯效唑干拌种小麦是安全的。

3.技术体系

干拌种即是利用小麦籽粒冠毛对药粉有较好的黏附作用,直接将药剂干粉与小麦种子按照相应浓度在塑料袋中混合拌匀而成。干拌种是烯效唑在小麦上的最佳使用方法,具有安全、经济、高效等优点,但在使用中必须注意其浓度和配套栽培技术。

烯效唑浓度与小麦产量呈二次曲线关系,最适浓度是20mg/kg。烯效唑对不同小麦品种均表现出增产的效果,由于其促进分蘖的效果非常显著,因而在品种的选择上,对较早熟的、分蘖力较弱的品种更有效。烯效唑干拌种后可有效控制小麦生产中的弱、旺苗问题,因而烯效唑干拌种后播期可适当提前(四川11月2日之前),利用早期的温、光条件促进麦苗生长。烯效唑干拌种能提高四川盆地小麦的有效饱和穗数,缓解因密度过大带来的对穗粒数、千粒重的负效应,表现出烯效唑与高密度群体的协调配合,在较高密度时其增产作用更大(12万~18万/亩)。在不同施氮量时,烯效唑也均有增产效果,但以较高施氮量下的效果更好,较高氮素水平(12~18kg纯氮/亩)下以20mg/kg为佳,低氮时以10mg/kg的增产效果最好。究其原因是烯效唑具有促蘖作用,分蘖增多,需要较多的营养物质和同化产物,而较高的施氮量能够满足烯效唑处理后的这些需求,使其有效穗和穗粒数得到了较大幅度的提高。

烯效唑干拌种对小麦具有稳定的增产作用,增产幅度在5.2%~11.5%之间,其拌种浓度应控制在5~20mg/kg,浓度过高抑制效应过强,对田间种子萌发、出苗整齐度有一定影响。

(三)其他植物生长调节剂

(1)萘乙酸 对小麦可以使用160mg/L萘乙酸溶液浸种24h,播种前用清水洗1遍,可促使促早发2~3d,苗全苗壮,根深根多,抗性增强,可以促进小麦生长,并引起增产和早熟。

目前,在小麦浸种应用上进行农药登记的萘乙酸产品有80%萘乙酸原药。由于萘乙酸水溶性强,因此可以选择80%萘乙酸原药进行小麦浸种处理,使用时将80%萘乙酸稀释为5000倍液,即得160mg/L萘乙酸溶液,用配好的萘乙酸溶液浸泡种子24h,再用清水洗1遍即可播种。

(2)矮壮素 选用纯度高、发芽率高、发芽势强、整齐、饱满的小麦种子优良品种。用0.3%~0.5%矮壮素药剂浸泡小麦种子6~8h,捞出晾干,即可播种。经过矮壮素浸种处理后,能提高小麦叶片的叶绿素含量和光合作用速率,促进小麦根系生长及干物质的累积;也能增强小麦抗旱能力,提高产量。生产应用时取50%矮壮素水剂稀释成0.3%~0.5%药液,浸种6~8h,捞出晾干,即可播种。

(3)芸薹素内酯 播种前用0.01mg/L的芸薹素内酯浸种24h,或者在幼苗期每亩喷洒50kg药液,可使幼苗代谢活动加强,叶片生长加快,根系吸收养分增多,分蘖提早且生长快,成穗率高。使用芸薹素内酯处理小麦种子时,可以使用0.0016%芸薹素内酯水剂稀释1600倍液进行浸种处理。

(4)三十烷醇 三十烷醇具有促进生根、发芽、开花、茎叶生长和早熟作用,并具有提高叶绿素含量、增强光合作用等多种生理功能。在小麦分蘖初期至越冬期喷洒0.1~1.0mg/L三十烷醇,可提高单株分蘖数和分蘖成穗率,株高和次生根数也相应增加。

在小麦分蘖初期至越冬期喷施处理时,可使用商品化的0.1%三十烷醇用清水稀释1000~10000倍液,即得0.1~1.0mg/L三十烷醇药液。

(5)多效唑 在小麦拔节期叶面喷施100~150mg/L多效唑溶液,穗数增加5%~7%。另有研究表明,在麦苗1叶1心期,每亩使用100~150mg/L多效唑溶液,使用药液量75kg左右进行叶面喷洒,喷后灌水一次,也同样可以提高小麦的分蘖成穗数。应用时可以使用15%多效唑可湿性粉剂稀释1000~1500倍,即得100~150mg/L多效唑溶液,可进行苗期和拔节期的叶面喷施处理。

(6)吲哚乙酸·萘乙酸混剂 小麦在播种前,将50%吲哚乙酸·萘乙酸可溶性粉剂稀释16700~25000倍后,配制成含有效成分吲哚乙酸和萘乙酸总量为20~30mg/L的药液进行拌种,可提高小麦出苗率,培育壮苗。已登记开发的吲哚乙酸和萘乙酸的混用产品是50%吲哚乙酸·萘乙酸可溶性粉剂,其中有效成分吲哚乙酸和萘乙酸的含量分别为30%和20%。

(7)赤霉素·吲哚乙酸·芸薹素内酯混剂 赤霉素、吲哚乙酸、芸薹素内酯混用后,既能促进小麦种子的萌发,也能促进根系的生长和地上部的生长。已登记开发的赤霉素、吲哚乙酸和芸薹素内酯的混用产品是0.136%赤霉素·吲哚乙酸·芸薹素内酯可湿性粉剂,其中有效成分赤霉素、吲哚乙酸和芸薹素内酯的含量分别为0.135%、0.00052%和0.00031%。小麦在播种前,取7~14 g 0.136%赤霉素·吲哚乙酸·芸薹素内酯可湿性粉剂溶解稀释到一定量的水中,对小麦种子进行浸种处理。浸种6~8h,捞出晾干,即可播种。此措施可提高小麦出苗率,培育壮苗。

(8)吲哚乙酸·玉米素混剂 0.11%吲哚乙酸·玉米素混剂能促进小麦种子的发芽,加快幼苗的生长发育进程。使用时每1000kg种子使用含有0.11%吲哚乙酸和玉米素的溶液10~15mL稀释后进行种子拌种处理。将事先按药剂处理浓度配制好的药液喷洒在种子上,边喷边搅拌,搅拌均匀后,将种子闷1~2h,待种子完全吸收药液后晒干播种。据报道,用吲哚乙酸·玉米素混剂拌种处理后,能使小麦根系发达,次生根增多,有效分蘖数也相应增加,并能有效减轻赤霉病、白粉病和蚜虫的发生为害。

(9)萎锈宁·福美双混剂 萎锈宁和福美双为杀菌活性的物质,具有内吸和触杀双重作用,对土传、种传和苗期病害等防治对象均有较好的防治效果,可防止烂种。同时,这两种杀菌剂能促进作物生长,提高出苗率,使苗齐苗壮、根系发达、分蘖增多,增加产量。

选种后,以1∶333(药种比)进行拌种,可防止烂种,促进作物生长,提高出苗率。初次使用该药剂时,由于作物品种之间存在差异,建议对包衣的种子先做室内发芽试验,以保证种子在田间播种的正常出苗。如果包衣时使用的设备良好,该药剂可以不稀释直接包衣。如需稀释时,1份药剂可对1~4份水,原则上是水愈少愈好。稀释后的药液要当天用完。每天包衣机使用后要用清水清洗,以免药剂干涸,造成管道堵塞。使用该药剂处理种子时,使用剂量可依当地病害发生轻重加以选择。病害发生重的地区,宜使用推荐剂量范围内的高剂量。

已登记开发的萎锈宁和福美双的混用产品是400g/L萎锈宁·福美双悬浮剂,其中有效成分萎锈宁和福美双的含量均为200g/L,登记用于小麦拌种。用120g/100kg种子的量进行拌种,有利于提高出苗率,可以调节小麦生长。

需要注意的是,该药品药液和经包衣的种子不要长时间在阳光下曝晒,以免降低药效。经该品包衣后的种子一般可直接包装,在配制药液用水量大和北方低温季节包衣等情况下,包衣后的种子需要吹干或晾干。虽然未经稀释的药液不会发生沉淀,但在使用该品前,仍需先将药液摇匀。品质差、生活力低、破损率高或含水量高于国家标准的种子不宜进行包衣处理。经该品处理过的种子,不能用作食物或饲料。

(10)赤霉素 在小麦返青早期,喷施10~20mg/L赤霉素溶液,有促进前期分蘖生长和提前起身、抑制后期分蘖的双重作用,其效果可维持一个多月,直到拔节后才消失。另有研究表明,低浓度的赤霉素(5~15mg/L)能使小麦增加分蘖成穗。2月下旬到3月初喷洒赤霉素,能有效地促进小麦直立生长。

选择10%赤霉酸可溶性片剂,取少量水进行溶解,根据片剂的净重稀释成10~20mg/L进行处理,如片剂的净重为1 g时,取一片10%赤霉酸可溶性片剂溶解,稀释到5~10L的水中,即得10~20mg/L赤霉酸药液。

二、防止倒伏

小麦倒伏一直是世界性难题,世界各小麦主产国每年都不同程度地发生小麦倒伏现象,造成大幅度减产(20%~50%)。20世纪50~60年代以来,由于使用优良品种、增施氮肥和适当密植,小麦的产量不断提高,但继之而来的小麦倒伏的危险也越来越大。倒伏不仅影响产量,而且降低品质,同时还增加收获难度。随栽培技术和产量水平的不断提高,倒伏威胁有上升趋势。一是为追求高产,加大麦田水肥投入,尤其在不合理偏施氮肥的情况下,遇到风雨极易发生倒伏;二是中国北方一年两熟条件下的茬口限制(玉米、棉花),常造成小麦晚播和播量加大,造成的弱个体大群体,对水肥措施极为敏感,易发生倒伏。南方随施肥水平和密植程度的提高,加上在小麦抽穗灌浆期常有暴风雨影响,历来小麦倒伏比较严重,已成为小麦高产的严重障碍。另外,自1999年国家提出农业产业结构调整以来,小麦生产上着重推广优质品种,而当前优质品种的茎秆普遍较高,倒伏的危险也自然加大。

解决小麦倒伏问题,通过育种手段,需要花费多年精力;栽培措施除采取蹲苗、镇压等原始措施外,尚没有切实有效的解决办法。采用化学调控的技术措施能弥补传统栽培措施上的不足,起到明显的控制旺长、防止倒伏的效果。

与冬小麦相同,随着春小麦产量水平的提高,倒伏也成为生产中的主要问题。20世纪90年代初,应用多效唑进行种子处理,对防止春小麦倒伏起到了较好的作用。随着20世纪90年代中期20%甲哌·多效唑微乳剂推出,以及中国农业大学农作物化控研究中心研制出20.8%甲哌·烯效唑微乳剂,在春小麦上拌种防倒伏的技术成熟。由于该项技术的作用效果不仅明显而且稳定,并具有较高的产投比,因此在我国东北春麦区迅速推广,目前年应用面积约为100万公顷左右。

从发生倒伏的部位可将小麦倒伏分为根倒和茎倒两类,根倒是由于根系发育不良(根量小、根系分布浅)造成的,茎倒则主要与植株高度和基部节间的长度、茎壁厚度、柔韧性等有关。生产中的倒伏大部分属于茎倒。

(一)矮壮素

20世纪60年代以来,矮壮素广泛应用于欧洲各国、澳大利亚、美国等防止小麦、黑麦倒伏,取得了良好效果,目前在很多地区仍在应用。统计表明,欧洲小麦20世纪60~90年代矮壮素的应用面积、施氮肥水平与小麦产量水平平行上升,说明小麦高产已离不开化控技术的保驾护航。

1.技术效果

小麦不同生育期应用矮壮素均可降低株高,但抑制节间伸长的部位不同。其中分蘖末拔节初期处理,能有效抑制基部1~3节间伸长,有利于防止倒伏。同时处理的小麦节间短、茎秆粗、叶色深、叶片宽厚、矮壮,但不影响穗的正常发育,可增产17%。在拔节期以后处理,虽可抑制节间伸长,但影响穗的发育,易造成减产。

2.技术要点

喷施矮壮素最适宜的时期,是在分蘖末至拔节初期,第1节间长约0.1cm时。如果两次喷用,最好是在基部第2节间伸长0.1cm时再喷施一次,两次相隔时间约10d左右,施用浓度以有效成分1250~2500mg/L为宜,植株过旺时取高限,偏旺时取下限。每亩每次用50%矮壮素水剂0.5L,每亩每次喷药液量50~75L,要求喷雾均匀,否则会使植株高矮不齐,成熟早晚不一致,并要避免烈日中午喷药,以防烧叶。对总茎数不足、苗情较弱的麦田,不宜喷洒矮壮素,而对点片旺苗,可局部喷洒。

3.技术评价

矮壮素应用是一项成熟的防止小麦倒伏技术。应用矮壮素有推迟幼穗发育和降低小麦出粉率等副作用。生产应用时取50%矮壮素水剂进行200~400倍稀释,每亩每次喷药液量50~75L即可。

(二)多效唑

20世纪90年代初中期小麦产区春季连续降雨,使得多效唑在生产上迅速推广。但此后的研究和生产实践表明,多效唑在防止小麦倒伏的方面存在一些不易克服的缺陷,如晚熟、残留、田间群体不整齐等。近年来这项技术应用面积已大幅度减少。

1.技术效果

小麦起身至拔节期叶面喷施多效唑,可有效降低株高7.6%~11.9%,增强抗倒伏能力,使倒伏面积减少30%~50%,并且可以增加穗数和穗粒数。但推迟籽粒灌浆,一般晚熟1~2d,正常时间收获,则粒重可能会降低。多效唑宜用在群体过大、有倒伏危险的麦田,或者植株过高、容易倒伏的品种上。

2.技术要点

在小麦单棱期(返青期)至雌雄蕊分化期(拔节期),叶面喷洒,施用浓度200mg/L左右,每亩药液量30~50L。在此期间,喷洒越早,抑制基部节间的效果越好,但考虑到用药效果,一般以二棱期(起身期)施用最好。如浓度低于100mg/L,效果不显著;如浓度大于250mg/L,则会抑制过甚。二棱期叶面喷药,可兼治白粉病。喷雾一定要均匀,并严格掌握用药量,浓度过高或重喷会造成药害,如导致生长缓慢或停止、麦穗畸形等。

3.技术评价

小麦起身至拔节期叶面喷施多效唑,防倒伏效果显著。但是深入的研究和大量生产实践表明,该技术存在很多问题,目前在小麦上特别是旱地小麦上不提倡使用。主要问题如下:

(1)残留和残效 研究表明,北京小麦区在小麦起身期(距收获的间隔天数为76d)每亩施用30~60g的15%可湿性粉剂多效唑,籽粒中多效唑的最终残留量在0.018~0.012mg/L之间,采用多效唑防止小麦倒伏的产品器官(籽粒)是安全的。但是小麦籽粒中残留的多效唑可以明显影响萌发时幼苗的胚芽鞘长度,同时多效唑在土壤中的残留对下茬作物影响明显。种植不同作物种类、不同气候条件下的不同质地土壤应用不同剂量多效唑,其半衰期约为10~100d,属中等残留品。土壤中残留的多效唑对后茬作物的前期生长一般都有延缓作用,对产量的影响因作物种类和残留量而异,若下茬种植蔬菜(叶菜类、茄子等)会明显地引起产量下降。从长期角度考虑,多效唑使用可能会造成环境累积。

(2)延迟抽穗和成熟,降低千粒重 多效唑能减缓幼穗分化进程,在拔节期前后进行多效唑处理能使抽穗期延迟0~6d,并且多效唑的剂量越高、喷施的时间越晚,抽穗期延迟的时间越长。穗下节伸长速率较低、长度缩短是影响抽穗的另外一个主要原因,如生产中曾发现,多效唑用量偏大时,麦穗抽出后立即开花,充分说明了穗下节缩短在延迟抽穗方面的副作用。更为严重的情况是,植株着药量如果过大,小麦甚至不能抽穗。据各地历年大田应用的情况,多效唑推迟小麦成熟的副作用也比较普遍,一般晚熟2~3d。农谚说“春争日,夏争时”,小麦晚熟2~3d对下茬作物的播种和/或管理都造成了不小的影响。起身至拔节期应用多效唑处理后,大部分小麦品种落黄欠佳,千粒重降低(降低的幅度为3~7d)。多效唑的剂量越大,喷施时间越晚,千粒重下降的幅度越大。多效唑处理后籽粒的灌浆速度减慢,叶片和茎秆中的储藏物质向籽粒中的转移滞后,而后期气候条件的变化往往不允许这样的麦田正常成熟,经常发生高温逼熟,因而实际上多效唑处理还使籽粒的灌浆期缩短。这就是多效唑造成小麦晚熟和千粒重下降的主要原因。

(3)技术安全性 小麦应用多效唑,必须严格掌握处理时间和剂量,过晚或剂量过大,甚至地头或人为疏忽造成重喷,副作用明显,影响抽穗。即使是正常施用量,对敏感品种也很容易发生药害。生产应用时可以使用15%多效唑可湿性粉剂稀释750倍,即200mg/L多效唑溶液,每亩使用药液量30~50L进行叶面喷施处理即可。

(三)20%甲哌·多效唑微乳剂

对冬小麦的应用效果

1.技术效果

小麦应用20%甲哌鎓·多效唑微乳剂后,主要农艺表现为:降低茎基部1~3节间长度,增加单位长度干物重,提高了茎秆的质量。植株重心降低,茎秆质量提高,增强了抗倒、抗弯的能力。第4、5节间的“反跳”,有利于旗叶光合作用和利用茎秆干物质再分配。单位面积穗数、穗粒数、千粒重协调增加,增产8%~13%。

(1)抑制茎秆和基部节间伸长 小麦抗倒能力与植株高度(特别是基部节间的长度)直接相关,起身期应用20%甲哌·多效唑微乳剂防止小麦倒伏的根本原因是由于茎秆的发育得到改善。小麦倒伏,与基部1、2、3节间长度密切相关。20%甲哌·多效唑微乳剂对不同品种和在不同栽培或生态条件下小麦株高的控制有一个共同的特点,即孕穗期前处理的株高明显低于对照,而孕穗期以后处理的株高逐渐赶上对照,至收获时与对照差异不大。这种对株高和节间调控特征的优点在于,它不仅可以提高植株的抗倒能力,而且第5节间的加长改善了群体冠层上部的通风透光状况,有利于群体光合能力的提高和产量的形成。

(2)增加节间壁厚和单位长度干重 节间壁厚和单位长度干重是两个反映节间物质积累的指标,节间壁越厚,单位长度干重越高,说明节间结构致密,比较健壮,抗倒伏能力较强。

20%甲哌·多效唑微乳剂处理明显增加小麦植株各节间的壁厚和单位长度干重,每亩25mL的20%甲哌·多效唑微乳剂处理后,植株基部1~5节节间壁厚增加6%~18%左右,单位长度干重也显著增加。

(3)改善叶片功能 20%甲哌·多效唑微乳剂处理后,小麦春生第4~6叶(即倒3叶、倒2叶和旗叶)叶片长度缩短1.5~3.2cm,宽度略有下降。拔节前喷施20%甲哌·多效唑微乳剂对小麦植株上部叶片的缩短和对穗下(第5节间)及倒2节间(第4节间)伸长的促进,有利于改善植株株型和群体的受光态势。

(4)对产量构成因素的影响

① 增加单位面积穗数 除极个别品种,经20%甲哌·多效唑微乳剂处理后,处理区绝大部分品种穗数高于对照。

② 增加穗粒数 20%甲哌·多效唑微乳剂增加小麦穗粒数也是一个普遍现象,不同地区不同品种的增幅在0.5~7.2粒/穗之间。20%甲哌·多效唑微乳剂处理后,在抑制营养器官(茎秆、叶片)伸长生长的同时,促进了幼穗的发育,具体表现为穗部干物质积累较多,小穗数稍有增加,不孕小穗数减少,因而穗粒数得到提高。小麦品种特性不同,穗数和穗粒数经20%甲哌·多效唑微乳剂处理后的变化特征也有很明显的区别。分蘖力强的品种处理后穗数增加较多,而大穗型品种处理后穗粒数增加较多。

③ 粒重 20%甲哌·多效唑微乳剂一般减缓麦穗灌浆前期的灌浆速度,但显著提高中后期灌浆速度。

在不发生倒伏的情况下,应用20%甲哌·多效唑微乳剂处理照样能提高小麦产量,增产幅度为8%~13%。当对照发生倒伏时,植株的粒重严重下降,粒数也受到影响,产量损失较大,而20%甲哌·多效唑微乳剂由于改善了茎秆的发育,提高了植株的抗倒伏能力,在同样恶劣的气候条件下可以不倒伏或大大减轻倒伏程度,因而增产幅度明显上升。这就是应用20%甲哌·多效唑微乳剂防止小麦倒伏能达到“(对照)大倒伏(处理)大增产,小倒伏小增产,不倒伏也增产”的原因。

2.技术要点

(1)施用时期 20%甲哌·多效唑微乳剂的最佳应用时期为起身期,该时期应用不仅可以控制茎秆和节间的生长,而且能影响单位面积穗数和穗粒数的形成。北京地区二棱期处于3月下旬至4月上旬,越往南,这一时期越早,如河南麦区的二棱期为3月上中旬。

(2)施用浓度 20%甲哌·多效唑微乳剂用于防倒增产的用量为每亩25~35mL,如果群体过大、长势过旺,可适当增加至40~45mL,但一般不宜超过60mL。对水可按常规量每亩25~30L。

(3)施用方法 20%甲哌·多效唑微乳剂可进行叶面喷施,对水量一般为每亩30kg,以保证喷洒均匀。

3.技术评价

应用20%甲哌·多效唑微乳剂可有效防止冬小麦倒伏,促进灌浆,正常成熟,改善产量构成因素,不倒伏情况下也可增产8%~13%。技术安全性较高,一般不易发生药害。

对春小麦的效果

由于春小麦和冬小麦生长发育的差异,20%甲哌·多效唑微乳剂的使用技术有所不同。

1.技术效果

(1)对节间和株高的影响 20%甲哌·多效唑微乳剂播种前每10kg种子用3~5mL拌种,基部节间长度明显缩短,缩短率可达25%~45%,对第3节间的抑制作用减弱,至第4节间开始出现“反跳”,总体株高与对照没有明显差。

(2)对叶片的影响 20%甲哌·多效唑微乳剂拌种处理后,春小麦下部叶片长度缩短,宽度增加,而上部叶片像节间一样出现“反跳”,长度大于对照,宽度与对照差异不大。这样的调控效果一方面有利于群体冠层下部通风透光,另一方面上部的叶面积增大对穗发育具有良好作用。

(3)对根系的影响 20%甲哌·多效唑微乳剂拌种处理后春小麦根系总量变化不大,但深层土壤根量增加10%以上,能明显促进根系下扎作用,充分利用土壤深层水分,增强春小麦的抗旱能力。

(4)对产量及产量构成因素的影响 20%甲哌·多效唑微乳剂拌种促进春小麦分蘖成穗,单位面积穗数分别较对照增加6%~8%;小穗数变化不大,但不孕小穗数减少了20%以上,穗粒数增加8%~15%。处理降低了开花后第1~3周的穗粒灌浆强度,提高了第4~5周的灌浆强度;由于穗数和穗粒数增加,而千粒重基本不变,产量增加9%左右。

2.应用时期

春小麦生育期短,出苗后1个月左右即开始拔节,基部节间的伸长正处于20%甲哌·多效唑微乳剂的作用期内,所以采用种子处理对基部节间影响明显。春小麦播种后气温逐渐升高,降低了20%甲哌·多效唑微乳剂种子处理影响出苗的风险性。如果植株长势过旺,也可在3~4叶期用与冬小麦相同剂量(每亩25~30mL)的药液进行叶面喷施,可达到较好的调控效果。

3.应用剂量

由于春小麦对20%甲哌·多效唑微乳剂的反应较冬性品种较为迟钝,加之播种后气温逐渐升高,幼苗生长量不断增加、生长势不断增强,因而原则上拌种用量较冬小麦高。生产上推荐的20%甲哌·多效唑微乳剂用量为4~6mL/10kg种子进行拌种处理。

4.注意事项

提高整地质量,控制播种深度为3~4cm,保证出苗不受影响。20%甲哌·多效唑微乳剂同样抑制春小麦胚芽鞘和地中茎的伸长,减弱幼苗的顶土能力。

(四)20.8%甲哌·烯效唑微乳剂

中国农业大学作物化学控制研究中心研制了新型的小麦专用植物生长调节剂20.8%甲哌·烯效唑微乳剂,由福建浩伦生物工程技术有限公司进行登记开发,用于冬小麦防止倒伏,增加产量。

1.技术效果

田间试验结果表明,20.8%甲哌·烯效唑微乳剂能有效调节生长,防止倒伏,增产效果显著,品质略有改善。在小麦生长的拔节初期,使用20.8%甲哌·烯效唑微乳剂30~40mL,对水30L进行叶面喷雾一次,能调节小麦生长,降低基部节间长度;改善产量因子,提高穗粒数和粒重,提高产量。

2.应用技术

小麦新型植物生长调节剂20.8%甲哌·烯效唑微乳剂使用方法简单,操作方便。在小麦拔节初期时,每亩取20.8%甲哌·烯效唑微乳剂(麦巨金)产品30~40mL对水30L,进行叶面喷雾一次即可。施药时注意选择晴朗无风的天气进行田间操作,在4h内下雨需要减半补喷。

(五)其他植物生长调节剂

1.抗倒酯

抗倒酯,由3,5-二氧代环己烷基羧酸乙酯与环丙基甲酰氯反应生成,可被作物茎、叶迅速吸收传导,对禾谷类作物、蓖麻、向日葵等显示生长抑制作用,可降低株高,增加茎秆粗度和茎壁厚度,促进根系发达、长度增加、次生根增多,防止作物倒伏。

抗倒酯为植物生长调节剂,为赤霉素生物合成抑制剂,通过降低赤霉素的含量控制植物旺长。在小麦分蘖末期,用400~700mg/L有效成分的药液进行叶面喷雾处理,可以降低小麦株高,促进根系发达,防止小麦倒伏。经田间药效试验,结果表明250g/L抗倒酯乳油对小麦可有效降低株高,防止倒伏。每公顷使用有效成分75~125g(折成250g/L乳油制剂量为20~30mL/亩,加水稀释),于小麦分蘖末期进行叶面喷雾处理1次,可防止小麦倒伏。对小麦安全无药害,且对小麦抽穗和成熟无影响,并可通过增加有效穗数来增加产量。注意勿将抗倒酯乳油用于受不良气候(干旱、冰雹等)影响和严重病虫害危害的作物。

在小麦抗倒伏上进行农药登记的抗倒酯产品是瑞士先正达作物保护有限公司生产的250g/L抗倒酯乳油。

2.烯效唑

在拔节初期叶面喷施40~50mg/L烯效唑溶液,抗倒伏效果较好,有一定的增产作用。但要注意严格掌握用药时期和剂量。

烯效唑的商品化制剂主要为5%烯效唑可湿性粉剂,生产应用时,5%烯效唑可湿性粉剂对水稀释为1000倍液,拔节初期叶面喷雾即可。

三、提高抗逆性

冬小麦抗性包括对环境逆境(如干旱、干热风等)和生物逆境(如病害等)的抵抗能力。20%甲哌·多效唑微乳剂处理后,植株根系发达、茎秆粗壮、叶片素质全面改善,对不良环境逆境和生物逆境的免疫能力大大提高。

1.干热风

干热风是小麦生育后期的主要灾害,尤其是在北方冬麦区,每年为害面积达74%,一般年份减产10%左右,严重时减产30%以上。大于30℃的高温条件是诱发干热风的主要因素,因此干热风实质上主要是高温胁迫。小麦成熟前发生雨后青枯猝死的主要原因也与高温胁迫有关。受干热风危害的小麦,植株体内水分散失加快,正常的生理代谢进程被破坏,过多的含氮化合物不能正常代谢,产生大量的游离氨,致使植株因氨中毒而死亡,或导致叶片、籽粒含水量下降,蒸腾强度加剧,叶绿素含量和净光合强度显著降低,“逼死”植株,同时,根系吸收能力减弱,因灌浆时间缩短,干物质积累提早结束,千粒重下降,致使产量锐减。因此,积极采取有效措施防御小麦干热风,是保证小麦高产稳产的重要保障。

(1)20%甲哌·多效唑微乳剂 20%甲哌·多效唑微乳剂提高小麦的抗性,是因为处理后植株根系发达、茎秆粗壮、叶片素质全面改善,对不良环境逆境和生物逆境的免疫能力大大提高。用20%甲哌·多效唑微乳剂处理能增加植株的根量,促进根系下扎,因而可以显著提高小麦植株抵抗拔节后干旱的能力,有效减缓穗粒数和粒重的下降,增产效果明显。20%甲哌·多效唑微乳剂在提高小麦植株抵抗高温胁迫能力方面有一定的潜力,是目前生产上解决高温胁迫问题、实现小麦安全高产的一项有效措施。

(2)黄腐酸 黄腐酸是从风化煤中提取出来的一种能防治小麦干热风的生长调节剂。黄腐酸能降低小麦叶蒸腾速率,增大气孔阻力,提高脯氨酸含量。在小麦孕穗期及灌浆初期叶面喷洒黄腐酸均有明显的增产效果,尤以孕穗期喷洒后的增产效果最为显著,在孕穗期喷洒以旗叶伸出叶鞘1/3~1/2时为宜,在孕穗期和灌浆初期各喷一次,效果更好。用药量一般为50~150g/亩,对水40kg进行喷洒,一般可增产10%左右。

(3)其他 脱落酸可有效提高小麦抗干热风能力。茉莉酸甲酯有类似效果,但目前尚未形成成熟的生产应用技术。

2.干旱

四川小麦主要分布在土层瘠薄、保水力差、蓄引水困难的丘陵区坡台旱地,抗旱设施差、抗旱成本高,当旱情发生时,可供选择的抗旱措施少,因而干旱对小麦生产的影响大。在规模化生产、机械化播种的形势下,播种时间高度集中,在雨养农业地区,播后无适宜降水,常导致大面积缺苗断垄,极大地影响小麦生产。除选择耐旱品种外,施用外源植物生长调节剂是一种有效提高作物抗旱性的技术措施。

四川农业大学利用PEG模拟干旱胁迫,发现采用适宜的植物生长调节剂浸种后,可在一定程度上增强小麦种子萌发期的抗旱能力,表现为发芽率、发芽势、发芽指数提高,苗高、胚芽鞘长度、根长伸长,根数增多,根冠比、储藏物质转运率增大,表现较好的调节剂有:乙烯利、黄腐酸、氯化胆碱、赤霉素、吲哚丁酸·萘乙酸。浸种浓度为:乙烯利200mg/L,或黄腐酸3000mg/L,或氯化胆碱200mg/L,或赤霉素10mg/L,或吲哚丁酸·萘乙酸20mg/L,浸泡24h后播种(表6-3、表6-4)。

表6-3 PEG胁迫下植物生长物质浸种对小麦种子萌发特性的影响

表6-4 PEG胁迫下植物生长物质浸种对小麦幼苗形态指标的影响

大田试验表明,采用黄腐酸(3000mg/L)、吲哚丁酸(5mg/L)、胺鲜酯(3mg/L)、赤霉素(20mg/L)浸种后,在相同播量情况下,可显著提高基本苗,对于抵制苗期干旱导致的出苗难有一定的缓解作用。最终因有效穗增加而增产。

也有报道认为,20%甲哌·多效唑微乳剂处理,可增加植株的根量,促进根系下扎,因而可以显著提高小麦植株抵抗拔节后干旱的能力,有效减缓穗粒数和粒重的下降,增产效果明显。

四、化学杀雄与杂优利用

化学杀雄指在作物生育的一定时期,选用化学杂交剂(chemical hybridizing agent,CHA)喷施于母本上,直接杀死或抑制雄性器官,造成生理不育,达到杀雄目的。小麦杂交优势利用一直未能普遍推广,主要原因是没有好的不育系,三系难以配套。用化学杀雄方法可以突破技术限制,不受三系限制,亲本来源丰富,选配自由;二系杂交的某些组合,杂种二代仍有利用价值;可以在推广良种的基础上争取更高的产量;制种程序简便。目前生产上应用的植物生长调节剂主要是乙烯利,但存在难抽穗的副作用。

1.青鲜素

青鲜素是最早研究的杀雄剂之一。在小麦旗叶抽出前,用青鲜素100~1000mg/L进行叶面喷洒3次,或者青鲜素250mg/L喷洒1~3次,可诱导花粉完全败育。但青鲜素有引起部分雌性不育的副作用,对其安全性有争议,也没有青鲜素在粮食作物上的登记应用。

2.乙烯利

乙烯利在小麦杀雄剂中最具实际应用价值。小麦使用乙烯利,能使大部分花粉败育,花粉皱缩、畸形,花粉粒没有或很少,无生活力,花丝变短,花药瘦小,不开裂,相对不育率达85%~100%。雌蕊抗性比雄蕊强,适当浓度的乙烯利可达到抑杀雄蕊和保存雌蕊的效果。乙烯利被小麦吸收后,通过输导组织逐渐向穗部运转,使穗部乙烯利量不断增加。乙烯利对小麦杀雄是由其释放乙烯而起作用的。乙烯利处理对小麦植株各部分正常磷代谢有一定影响,雄蕊的核酸和蛋白质合成受到严重抑制,从而导致败育,但乙烯利对雌蕊的影响较小。

于小麦孕穗期(花粉母细胞形成到减数分裂期),每亩叶面喷洒50L浓度为4000~8000mg/L的乙烯利稀释液。浓度越高作用越大,但产生植株变矮及抽穗不良等副作用也大。由于乙烯利抑制了茎的伸长,特别是穗颈明显缩短,造成旗叶叶鞘“包穗”,影响制种产量。为此,可用20~40mg/L赤霉素与乙烯利混喷,或喷乙烯利后再喷赤霉素,能有效地克服小麦“包穗”现象。

乙烯利在不同小麦品种间存在着很大差异。不同品种对药剂的反应,大致分成三类:

① 敏感型 在3000mg/L乙烯利作用下,已达较好的杀雄效果,不育率95%~99%,穗颈长度缩短11~16cm。

② 中间型 在3000mg/L乙烯利作用下,杀雄效果较差;而在6000mg/L乙烯利作用下,杀雄效果显著增加,不育率92%~99%,穗颈缩短9~16cm。

③ 迟钝型 在3000mg/L乙烯利作用下,不育率仅56%~63%。

因此,选择一些受药后去雄效果好、副作用小的小麦品种,作为化学去雄制杂交种的母本是十分重要的。

由于使用乙烯利进行杀雄可能引起叶片发黄、株高降低、抽穗困难、小穗退化及青穗增多等问题,因而在使用时应认真做好预试验。

3.均三嗪二酮(KMS-1)

均三嗪二酮(KMS-1)是中国科学院广州化学研究所合成的小麦化学杀雄剂。从小麦花粉母细胞形成到花粉成熟喷洒,均有一定的杀雄效果,有效时间长达12~15d。而乙烯利杀雄最适时期仅仅局限在花粉母细胞减数分裂前后的5~7d时间。

应用均三嗪二酮在小麦花粉母细胞形成期、减数分裂期、二分体、四分体、穗已破口4个时期喷洒,均有良好的杀雄效果。不同小麦品种对药剂浓度的反应不一,早白和908小麦品种,均三嗪二酮杀雄的适宜浓度为4000~6000mg/L。

均三嗪二酮对小麦DNA代谢有一定影响。不同时期用药对雄蕊抑制作用大致相同,比乙烯利的药效略强。均三嗪二酮处理后的小麦花药瘦小,花丝缩短,花药常常不能吐出或残留在颖壳内,花药不开裂或仅部分开裂,花粉不能正常散出,出现大量畸形或圆形的败育花粉,而且生殖核和营养核表现异常。另外,均三嗪二酮对小麦雄蕊的呼吸强度亦有影响。

应用均三嗪二酮杀雄,同时会发生药害,使植株变矮、穗颈缩短,但药害程度一般比乙烯利轻,对穗长和小穗数均无影响。为克服因均三嗪二酮喷洒造成抽穗不良的缺点,亦可喷洒20~30mg/L赤霉素,达到良好的杀雄效果和使抽穗正常。

4.氨基磺酸、甲基胂酸钠

于花粉母细胞形成期和单核期喷用氨基磺酸,在0.6%~1%浓度范围内,杀雄效果均达100%;甲基胂酸钠也达95%~100%。同一药剂的杀雄效果因喷药时期不同而有较大差别,0.8%氨基磺酸处理小麦,以花粉母细胞形成期处理效果最高,减数分裂期处理其次,单核期效果最差。