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新型植物免疫激活蛋白维大利在小麦不同生育期的应用效果

2023-05-05 17:40:09

刘 梅, 杨秀梅, 周 航

(江苏省新沂市农业农村局,江苏 新沂 221400)

小麦是新沂市种植面积最大的粮食作物,种植面积稳定在5.33万hm2。当地小麦的产量随着一些种植新技术、新产品的应用而呈增加趋势,小麦的平均产量从2011年的369 kg/667m2增加到2021年的394.5 kg/667m2。随着生活水平的提高,人们对农产品的质量要求也日益提高,急需一种新型种植业投入品,在进一步提高农作物产量的同时提高其品质,达到绿色增产增效的目的。2021年,新沂市承担的江苏现代农业科技综合示范基地(稻麦)在江苏省小麦产业技术体系小麦抗逆栽培创新团队陈之政研究员指导下,从中国农业大学引进一种新型植物免疫激活蛋白——大丽轮枝孢激活蛋白(维大利VDAL),在新沂市小麦生产上进行试验示范。维大利VDAL通过调控植物体内多种激素信号通路,激活病原物相关分子模式触发的免疫反应(PTI)和效应子触发的免疫反应(ETI),从而探测和抵抗病原体,诱导植物产生抵抗生物(病害、虫害)和非生物胁迫(高温、干旱、寒冷)的能力,促进植物生长发育,从而提高作物产量、改善品质。为进一步验证维大利对小麦抗逆性和产量的影响,找出维大利最佳施用时期,设置拌种、分蘖期喷施、拔节期喷施、拌种+分蘖期喷施、拌种+拔节期喷施、拌种+分蘖期喷施+拔节期喷施6个处理,以不施维大利为对照(CK),观察不同时期维大利处理的小麦生长情况,为维大利在小麦上的推广应用提供科学依据。

1.1 供试材料

小麦品种:淮麦33,为新沂市大面积种植的半冬性中熟小麦品种。

供试产品:1.5%维大利蛋白干粉,由北京中捷四方生物科技股份有限公司提供。

1.2 试验方法

试验共设7个处理,不设重复。处理1,拌种(小麦播种前1 d用维大利2 g/667m2,对水稀释后拌种);
处理2,小麦分蘖期喷施(小麦4叶期维大利10 g/667m2对水15 kg 喷施);
处理3,小麦拔节期喷施(小麦第一节间定长时维大利10 g/667m2对水15 kg喷施);
处理4,拌种+分蘖期喷施;
处理5,拌种+拔节期喷施;
处理6,拌种+分蘖期+拔节期喷施;
空白对照(CK),不施维大利。其中,处理1~6 均为680 m2,CK 为300 m2。11月2日处理1、处理4、处理5、处理6 用维大利2 g/667m2对水稀释后拌种。1月19日小麦进入4 叶期,对处理2、处理4、处理6用维大利10 g/667m2对水15 kg 均匀叶面喷雾。3月22日小麦第一节间定长时对处理3、处理5、处理6 用维大利10 g/667m2对水15 kg均匀叶面喷雾。

1.3 试验地点小麦种植情况

试验地点位于新沂市新店镇马庄村,粘土,土壤肥力中等偏上。前茬水稻于2021年10月25日收获。11月3日机条播小麦,行距25 cm,用种量18 kg/667m2。11月15日出苗,基本苗20 万苗/667m2左右,12月22日进入分蘖期,2022年3月28—29日拔 节,4月22—23日抽穗,5月29日—6月2日成熟,6月5日收获。施肥情况:基肥为45%(15-15-15)三元复合肥30 kg/667m2+尿素10 kg/667m2;
2022年2月25日结合浇 返青水施尿素5 kg/667m2;
3月25日趁雨撒施拔节孕穗肥45%(15-15-15)三元复合肥10 kg/667m2+尿素10 kg/667m2。病虫害防治同一般大田。

1.4 调查项目与统计方法

小麦返青期、灌浆期、成熟期到田间观察小麦叶色的变化。返青期每个处理对角线五点取样法,挖取麦苗50 株,洗净后选取20 株调查株高、次生根数、分蘖数、叶片数并称取百苗鲜重,烘干后称取百苗干重。水稻成熟期每个处理对角线五点取样法,每个点测定1 m2穗数,计算每667m2穗数,同时每点取20 穗,室内考种。考种项目为株高、穗实粒数、千粒重。收获时小区测实产。

2.1 不同时期施用维大利的小麦田间表现

返青期(2022年3月2日)到田间观察发现,用维大利拌种的处理1、处理4、处理5、处理6 的叶色较CK 深,仅在分蘖期喷施维大利的处理2 和拔节期喷施维大利的处理3(调查时还未喷施)的叶色与CK 相比没有明显变化。返青期小麦株高,处理1、处理4、处理6 分别较CK 高0.3 cm、0.4 cm、1.9 cm,处理3 和处理5 的株高与CK 相比无明显差异,处理2 的株高比CK 矮0.5 cm。新沂市2021年12月、2022年2月基本无有效降雨,干旱造成返青期小麦株高明显较常年偏低,但能看出在小麦长时间遭遇干旱胁迫的环境条件下,不同时期施用维大利能明显增加小麦的株高,让小麦的生长量保持在合理的范围内。

灌浆后期(2022年5月20日)到田间观察发现,处理1~6 最后一张叶片(剑叶)的绿叶面积均较CK增加10%以上。

成熟期到田间观察发现,处理1~6 的小麦田间长势整齐,且株高均明显高于CK。

2.2 不同时期施用维大利对小麦生物学性状的影响

2.2.1 返青期苗情素质 从表1 可知,处理1、处理2、处理4、处理5、处理6 的主茎叶龄较CK 增 加0.2~0.3 叶、茎蘖数较CK 增加1.2~2.6 个、不定根数较CK 增 加1.1~2.8 条、百株鲜重较CK 增加16.5~55.8 g、百株干重较CK 增加6.4~23.1 g。处理3(调查时还未喷施)主茎叶龄、茎蘖数、不定根数、百株鲜重、百株干重与CK 相比差异不明显。表明,拌种或分蘖期施用维大利,可提高小麦苗情素质。

表1 不同时期施用维大利小麦返青期的苗情素质

2.2.2 成熟期小麦生物学性状 从表2 可知,在株高和成熟期方面,不同时期施用维大利均能增加小麦的株高,推迟熟期。施用维大利处理的成熟期较CK 推迟2~4 d。有效穗数,施用维大利的处理1~6 的有效穗数分别 较CK 增 加1.1 万 穗/667m2、0.3 万 穗/667m2、0.2 万 穗/667m2、0.6 万 穗/667m2、0.4 万穗/667m2、0.8 万穗/667m2,施用1 次维大利时,在拌种时施用效果最好,拔节期施用效果次之;
施用2 次维大利与施用1 次相比增穗效果不明显。穗实粒数,除处理2 较CK少0.2 粒,处理1、3、4、5、6 的穗实粒数分别较CK 增 加2.2 粒、1.1 粒、4.9 粒、4.7 粒、4.2 粒,施用1 次维大利时,在拌种时施用效果最好,拔节期施用效果次之;
施用2 次维大利与施用1 次相比增粒效果明显;
施用3 次维大利与施用2次相比出现减粒现象。千粒重,处理1~6 的千粒重分别较CK 增加2.3 g、0.9 g、3.2 g、3.9 g、4.2 g、4.9 g;
施用1 次维大利时,在拔节期施用效果最好,在拌种时施用效果次之;
施用2 次维大利与施用1 次相比千粒重增重效果明显;
施用3次维大利与施用2次相比千粒重增重效果明显。

表2 不同时期施用维大利小麦成熟期的生物学性状

2.3 不同时期施用维大利对小麦产量的影响

不同时期施用维大利产品对小麦均有增产的效果,但施用时期不同、施用次数不同对小麦增产效果不同。从表3可看出,处理6,即拌种+分蘖期喷施+拔节期喷施的增产效果最理好,小麦产量最高,为553.4 kg/667m2,较CK 增 产73.2 kg/667m2,增产率为15.24%。施用2 次维大利时,处理5,即拌种+拔节期喷施增产效果好,该处理下小麦产量为 552.1 kg/667m2,较 CK 增 产71.9 kg/667m2,增产率为14.97%;
施 用1 次维大利时,处理1,即拌种时施用效果最好,其小麦产量为515.1 kg/667m2,较CK 增产34.9 kg/667m2,增产率为7.27%。

表3 不同时期施用维大利的小麦产量

2.4 效益分析

10 g 1.5%维大利蛋白干粉的售价为20 元,拌种时施用维大利的成本为4 元,叶面喷施1 次的成本为20 元。仅在拌种时施用,增产34.9 kg/667m2,小麦售价按3 元/kg 计算,增收100.7 元/667m2。在拌种+拔节期施用,增产71.9 kg/667m2,增收191.7 元/667m2。在拌种+分蘖期+拔节期施用,增产73.2 kg/667m2,增 收 175.6 元/667m2。考虑成本因素,建议拌种+拔节期施用,增产增收效果最好。

1)应用维大利拌种或分蘖期叶面喷施,茎蘖数较不施维大利(CK)增加1.2~2.6个、不定根数较CK 增加1.1~2.8 条、百株干重较CK 增加6.4~23.1 g,说明维大利拌种或分蘖期叶面喷施能明显增加小麦不定根的数量,促进分蘖发生,增加干物质积累,且拌种效果远好于分蘖期喷施效果。

2)应用维大利,能有效抵抗干旱胁迫,防止小麦早衰,延长灌浆时间。新沂市自2022年3月25日起,直至小麦成熟超过60 d 无有效降雨,干旱造成小麦植株矮小,生长量不足,且出现剑叶提前变黄等早衰症状,全市小麦成熟期较往年提前5~7 d。维大利处理的小麦灌浆后期绿叶面积、株高明显高于CK,成熟期也较对照推迟2~4 d。

3)应用维大利可增加小麦有效穗数、穗实粒数、千粒重,与王福乾[1-2]的研究结果一致。维大利拌种的有效穗数为31.6 万穗/667m2,较CK 增加1.1 万穗/667m2;
千粒重,拔节期喷施效果较好,千粒重为45.6 g ,较CK 增加3.2 g;
穗实粒数,拌种+分蘖期喷施效果较好,穗实粒数为45.6 粒,较CK 增加4.9粒。

4)应用维大利能显著增加小麦产量。拌种、分蘖期喷施、拔节期喷施、拌种+分蘖期喷施、拌种+拔节期喷施、拌种+分蘖期喷施+拔节期喷施的产量较分别较CK 增产7.27%、4.14%、6.04%、12.77%、14.97%、15.24%,施用2次较施用1次增产效果明显,施用3次较施用2次增产效果不明显。拌种+拔节期喷施效益最高,增收191.7元/667m2。

小麦不同生育期应用维大利,可增加产量,提高苗情素质,增加小麦的抗逆性。在增加有效穗数方面,拌种效果显著;
在提高千粒重方面,拔节期喷施效果较好;
在提高穗实粒数方面,拌种+分蘖期喷施效果较好;
在效益方面,拌种+拔节期喷施效益最高。

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