摘要：本文對化控技術在玉米上的應用研究進行了綜述。簡單介紹了化學控制的生理機制，重點闡述了植物生長調節(jié)劑對玉米種子萌發(fā)、生長及相關抗性的影響,并對今后應進一步深入研究的問題提出了建議。
關鍵詞：玉米；化控技術；植物生長調節(jié)劑
作物化控技術是指應用植物生長調節(jié)劑，通過影響植物內源激素系統(tǒng)而調節(jié)作物的生長發(fā)育過程，使其朝著人們預期的方向和程度發(fā)生變化的技術體系。這一技術體系源于20世紀30年代開始的“植物生長調節(jié)物質的農業(yè)應用”，至今經歷了70余年的發(fā)展過程，已在基礎理論研究、植物生長調節(jié)劑的開發(fā)、作物化學控制技術體系及技術原理的形成和完善方面取得了很大的進展。與傳統(tǒng)農業(yè)技術措施相比，植物生長調節(jié)劑具有使用濃度低、劑量小、費用低、見效快、在植物體和土壤中可迅速分解、對人類及環(huán)境很少有副作用等優(yōu)越性[1]。植物生長調節(jié)劑可通過調節(jié)植物內源激素水平而影響作物的許多生理生化過程，目前已成為我國作物生產當中高產、穩(wěn)產和高效農業(yè)新技術的一個重要組成部分，并且在作物的優(yōu)質、高效生產中也發(fā)揮了重要的作用。
玉米是我國的主要糧食作物，單產和總產已超過小麥而躍居糧食作物第二位。玉米又是優(yōu)質飼料作物，有“飼料之王”之稱，其生產總量約有75%用于飼料，因此發(fā)展玉米生產對我國的國民經濟建設具有重要的現(xiàn)實意義。但由于耕地面積有限，玉米種植面積受到一定限制，如何提高單產成為今后玉米生產的關鍵。盡管提高種植密度可獲得較高的生物產量，但種植密度的增加往往容易出現(xiàn)倒伏、空稈和貪青晚熟等一系列關鍵性的技術難題。此外，在玉米生長發(fā)育期間還經常受到干旱、高溫和低溫等逆境脅迫的危害，造成玉米生長發(fā)育不良，產量不高不穩(wěn)，質量偏低，這不僅影響農民收益，也給糧食儲運帶來一定困難。面對這一現(xiàn)狀，可以采用化學控制的方式來進行解決。化控技術可以幫助玉米克服遺傳上的缺點，使之有效地適應環(huán)境條件的變化，減少環(huán)境脅迫的危害，對于玉米高產、穩(wěn)產、優(yōu)質和抗逆具有重要意義。目前，我國有關化控技術在玉米生產上的應用與研究已有許多報道，本文在前人研究工作的基礎上進行歸納和綜合分析，以便于在以后的農業(yè)生產中，可以更好地運用化學控制這一有效手段解決實際問題。
1作物化學控制的生理機制
植物生長調節(jié)劑之所以能改變作物的生長發(fā)育過程，主要在于它們可以影響植物內源激素的合成、運輸、代謝、與受體的結合以及此后的信號轉導過程。因此，作物化學控制的發(fā)展與植物激素生理的研究有密切的關系。在植物生長調節(jié)劑應用于農業(yè)生產后的很長一段時間內，此技術發(fā)展的主要特點是篩選具有農業(yè)應用價值的植物生長調節(jié)劑新品種，并在生產實踐中推廣。20世紀50年代后，才陸續(xù)進行系統(tǒng)的理論研究。
至今，在作物化學控制的生理機制方面，已經明確了不同植物生長調節(jié)劑作用于植物生長發(fā)育的幾個重要過程：①三唑類的多效唑（MET）、嗡類化合物的縮節(jié)安（DPC）等植物生長延緩劑，通過抑制赤霉素（GAs）的生物合成來控制植株地上部的伸長生長；②三碘苯甲酸（TIBA）、整形素（2-氯-9-羥基芴9-羧酸甲酯）等植物生長抑制劑，通過阻斷生長素（IAA）的極性運輸來破壞植株的頂端優(yōu)勢，促進測枝發(fā)育；③乙烯（Eth）發(fā)生抑制劑AVG（氨基乙烯基甘氨酸）及AOA（氨基氧乙酸）的作用是抑制乙烯生物合成途徑中ACC合成酶的活性，引起乙烯合成的下降；④Ag+，降冰片二烯（2，5-norbornadient）、1-甲基環(huán)丙烷（1-MCP）等乙烯作用抑制劑，通過非競爭或競爭的方式與乙烯受體結合，阻斷乙烯促進衰老的作用；⑤細胞分裂素類調節(jié)劑可以刺激乙烯的發(fā)生；⑥果樹樹種之間或同一樹種不同品種之間對生長素類調節(jié)劑的敏感性與其在體內的代謝有關。但是，相對于調節(jié)劑引起的植物體內紛繁復雜的生理生化反應，許多重要的環(huán)節(jié)，如各種植物激素的信號轉導過程、細胞分裂素和脫落酸的生物合成過程、植物激素之間的互作等如何受到植物生長調節(jié)劑的調控等仍然不是十分清楚，還有待于進一步的研究。
2化學控制在玉米上的應用
2.1對玉米種子和幼苗的影響
采用化學控制的方法，可以促進玉米種子萌發(fā)壯苗的形成。主要包括生長促進劑中的ABT生根粉、油菜素內酯、表高油菜素內酯和赤霉素類以及生長延緩劑中的烯效唑、多效唑等，通過促進種子萌發(fā)和出苗、促進根系和葉片發(fā)育等提高幼苗質量，培育壯苗。研究表明，化控調節(jié)劑浸種可不同程度提高玉米品種的發(fā)芽率、發(fā)芽勢和幼苗的干物重，但是不同化控調節(jié)劑的作用效果不同，其中GA 有利于玉米幼苗高度的增加，而硫酸鋅和CCC有利于玉米幼苗莖粗的增長[2]。鄒文華等用S3307浸種的結果表明，玉米品種鐵單10號的幼苗的根長、根干重、根冠比都提高，與對照相比IAA/ZRS的比值上升，這有利于側根的發(fā)生[3]。陳紅衛(wèi)用“新豐王”噴施夏玉米表明，“新豐王”對增根有明顯的效果[4]。劉延吉等用生長調節(jié)劑RECF對玉米進行試驗表明，RECF對玉米苗的根系生長、根數(shù)、根長都有促進作用[5]。據張建華等報道，多效唑和青霉素浸種處理對爆裂型玉米的出苗率都有促進作用，多效唑處理后玉米株高顯著降低，地下部分干重明顯增加；青霉素處理對玉米幼苗上部無明顯的影響，但對根系生長有一定的促進作用[6]。
2.2對玉米生長的影響
植物生長調節(jié)劑對植物的生長、分化、開花座果、成熟等都有調節(jié)控制的作用。李艷杰進行的試驗結果表明，使用W-HE生物表面活化劑及CHE3植物生長調節(jié)劑、噴施寶、豐產寶、豐收素、生根粉均能促進玉米生育前期的生長發(fā)育，地上部生長旺盛，根系發(fā)達，干物質積累量增加，葉片寬大，功能葉片面積增加，提高了光能利用率。由于莖稈變粗，增強了抗倒伏能力，這些對生育后期形成良好的經濟性狀有明顯的生物活化和調節(jié)作用。在后期可使玉米單穗粒重及百粒重增加，穗長增加，雙穗率提高，使產量構成因素均衡協(xié)調發(fā)展，有明顯的增產效果，尤以W-H E生物表面活化劑和CHE3植物生長調節(jié)劑兩處理效果最佳[7]。張桂閣等用5種不同的植物生長調節(jié)劑處理玉米聊玉18號，結果表明不同物生長調節(jié)劑均有促進玉米根系生長、增加根條數(shù)、提高根干重的趨勢，并且主要是通過提高千粒重進而提高單產[8]。于佩鋒等研究表明，玉米壯豐靈、植保素、云大-120、FA旱地龍均可使玉米株高、穗位降低、莖粗增加、氣生根數(shù)增多，百粒重增加，并且具有抗倒伏、防空稈的作用[9]。曹東輝在玉米雌穗小花分化末期噴施化控劑，結果也表明了化控劑能使玉米植株矮健、穗位降低、莖粗增加、重心下降、葉片濃綠、肥厚，從而促使產量增加14.7%~25.5%[10]。
據統(tǒng)計，玉米倒伏一般減產20%~30%，嚴重者達50%以上，有時甚至絕收。植物生長調節(jié)劑在玉米矮化植株、提高抗倒伏能力方面，已經取得了重大進展。生長延緩劑和生長抑制劑類，包括健壯素、乙烯利、多效唑、烯效唑、壯豐靈、維他靈和矮壯素等，通過延緩或抑制植株的生長來降低植株高度，進而提高玉米植株的抗倒伏能力。但是，玉米植株的矮化往往伴隨單株生產力的下降，只有通過增加種植密度，才能獲得高產[11]。不過采用復配(降低株高的調節(jié)劑與增加作物光合作用的調節(jié)劑復配)的調節(jié)劑可以解決這種矛盾，王偉中等曾經報道了這方面的研究，他們的研究表明在玉米生長中后期即大喇叭口期應用適當?shù)闹参锷L調節(jié)劑可以降低玉米株高，提高玉米抗倒伏能力[12]。顧大路等在后來的研究中也證實了這點[13]。張吉旺等的研究也表明，選擇適宜的植物生長調節(jié)劑可以有效地對玉米的農藝性狀進行調節(jié)，降低株高、穗位高，增加莖粗，減少空稈率，增強其抗倒伏能力，并且可以顯著提高玉米的鮮、干物質產量、籽粒產量，特別是在飼用玉米生產上可發(fā)揮巨大作用[14]。
另外，在玉米雜交制種中，利用生長促進劑中的赤霉素(GA)，可以通過影響雌穗或雄穗的發(fā)育，來調節(jié)父母本的花期，實現(xiàn)父母本花期的協(xié)調和一致；利用生長抑制劑乙烯，可以抑制雄蕊的發(fā)育或引起雄配子敗育，以便取代人工去雄過程。
2.3對玉米抗逆性的影響
在化控技術對玉米抗逆性及相關酶活性的研究中，主要集中于在玉米抗旱、抗寒冷和抗鹽漬以及其它的逆境條件下，用生長調節(jié)劑處理后對玉米的影響。植物生長調節(jié)劑主要是通過增強根系發(fā)育、延緩或抑制植株的生長、提高葉片的滲透調節(jié)能力等來減輕逆境脅迫對玉米植株所造成的危害。
關于抗旱性，顧大路等的研究也表明了玉米健壯素、烯世寶、乙烯利、氯化膽堿均可提高玉米的抗旱能力[13]。馮文新等研究表明，PP333可使在干旱條件下玉米SOD和CAT這兩種酶活性下降緩慢，從而增加玉米體內氧自由基清除劑(SOD，CAT等)的能力，保護膜結構的完整性，減少水分脅迫的傷害，提高抗旱性[15]。宋鳳斌等研究表明，多胺處理明顯降低了水分脅迫下玉米葉片細胞質MDA含量和葉組織相對電導率。當玉米在水分脅迫下，經多胺處理的玉米其葉片細胞膜透性的下降與MDA含量的下降率之間存在著極顯著的相關[16]。丁希武等研究表明，玉米、大豆田中噴施FA旱地龍可以提高水分利用率，增強植株的抗旱能力[17]。吳義新等研究表明，乙醇胺可增加干旱葉片的氣孔阻力，降低蒸騰速率，維持葉片較高的相對含水量和水勢，降低葉片細胞膜的過氧化水平和質膜透性，提高葉片凈光合速率，從而促進植株雌穗的發(fā)育和物質生產，增加有效穗粒數(shù)、千粒重和經濟系數(shù)，使玉米籽粒產量和品種抗旱系數(shù)顯著提高[18]。
關于抗寒性方面，李秀菊等研究表明，玉米赤霉烯酮浸種(24h)提高了玉米幼苗的抗寒性。在低溫處理中，玉米赤霉烯酮浸種使玉米幼苗葉片的相對電導值較低，超氧化物歧化霉活性較高，游離脯氨酸含量升高，可溶蛋白含量較穩(wěn)定[19]。張靜華等研究指出，卅烷醇可以提高植物組織的抗冷性，其原因可能是卅烷醇對細胞膜系統(tǒng)有改善作用，以及卅烷醇對植物體內代謝有調節(jié)作用[20]。
對于抗鹽性，趙可夫等研究表明，在無鹽條件下外源ABA對幼苗耐鹽能力，促進幼苗干物質積累和營養(yǎng)生長效應等方面作用小，但在鹽脅迫下外源ABA可提高玉米幼苗耐鹽性[21]。陳玉香等的研究表明，在Na2CO3的脅迫下，外源水楊酸能夠提高玉米種子內的淀粉酶、過氧化物酶及超氧化物歧化酶的活力，從而提高玉米發(fā)芽的數(shù)量、速度和質量[22]。
3前景與展望
隨著社會的發(fā)展和進步，人類對糧食產量與品質的需求越來越高，糧食資源短缺將嚴重制約著人類的發(fā)展。通過化控技術和遺傳工程等手段，提高農作物籽粒產量及其品質，將對解決世界性糧食資源短缺和提高農作物生產的經濟效益具有十分重要的意義。但是，雖然作物化控應用技術具有巨大生產及革新潛力，這也并不意味著它在農業(yè)生產中是萬能的。通過以上研究我們發(fā)現(xiàn)，不同玉米品種對使用的化學調控物質的反應是不同的，這可能與這些品種的生長發(fā)育特性有關，更重要的可能與其體內內源激素的含量水平差異有關。外源化學調控物質與植物內源激素間的作用關系，是化控技術有效利用研究的基礎理論問題；而如何針對具體的作物品種，采取有效的調控措施，則是生產實踐中應該研究的應用問題。因此，只有在綜合栽培措施的基礎上，保證作物正常的生長條件，針對作物生產中存在的主要問題，在關鍵時期，選擇合適的劑型、適宜的濃度和劑量合理應用，作物化控技術才能充分顯示其效應，達到預期的效果。我們相信隨著化學控制調控機理、生長調節(jié)劑互配、劑量與藥害以及在不同環(huán)境條件下的施用效果等方面的研究逐步清晰，化控技術必將在未來的農業(yè)生產中發(fā)揮越來越重要的作用。
玉米化控技術應用效果總結
發(fā)布時間：2011-2-19 17:16:04 瀏覽次數(shù)：3244
作者：大民種業(yè)技術專家 王振福
近幾年，由于密植高產玉米品種的推廣，玉米發(fā)生倒伏現(xiàn)象較為普遍。倒伏不僅嚴重影響玉米產量，還會影響玉米商品糧品質，給收獲帶來麻煩。玉米的倒伏除受惡劣氣候條件的外在因素影響外，玉米本身的抗倒性和株高也是影響倒伏的重要原因。而玉米株高除本身遺傳特性外，又受自然條件和栽培技術的影響。利用植物生長調節(jié)劑對植物生長人為調節(jié)是玉米抗倒栽培的必然趨勢。
為此，近年來很多玉米種子經銷商引進推廣玉米化控物質，其效果和效益說法不一，化控產品廠家也各有說辭。為了驗證各類產品的效果和效益，摸索玉米化控應用的時間、濃度以及不同種植密度下的效果，我們幾年來做了大量試驗。現(xiàn)就有關不同玉米化控物質的應用效果及方法提及一些我們的看法和意見，供大家參考。
1、玉米化控物質的種類玉米化控調節(jié)劑市場種類繁多，常見的單劑有乙烯利、玉米健壯素（縮節(jié)胺、助壯素、甲哌嗡）矮壯素等。盡管市場上不同名稱調節(jié)劑較多，但萬變不離其蹤，其成分多是上述單劑或其混劑。
1.1、乙烯利是一種多功能調節(jié)劑，低、中、高、極高濃度的作用都會有所不同。在玉米上有顯著的控旺效果，是應用最多的調節(jié)劑，約占市場上玉米控旺產品的70%以上。具有速效性好，成本低，無污染，無殘留，缺點是使用濃度范圍窄，應用最佳時間晚，作用效果受天氣影響波動大。
1.2、玉米健壯素（縮節(jié)胺、助壯素、甲哌嗡）也是玉米控旺防倒的常見產品之一，長期以來總是推廣面積上不去。究其原因是使用時間、濃度范圍都很窄。時間早了，對果穗發(fā)育影響大，使用晚了不易操作?？赝Ч煌怀?，又不能與其它農藥（有機磷）混用。
1.3、玉米化控單一使用矮壯素，加入劑量大，控旺效果也不突出，副作用明顯。
2、產品選擇在我們試驗的近10種產品中，其成分都是復配的，有的表現(xiàn)效果很好。
2.1、表現(xiàn)效果最好的是河北京寧化工有限公司生產的“金得樂”牌玉米伴侶（農肥準字478）。多點不同濃度不同葉齡噴施效果都很明顯。
2.2、其次是河南波爾森農業(yè)發(fā)展有限公司的波爾森牌日本三靈(農業(yè)部2007-2726號)、尉氏農藥總廠的萬豐源牌30%胺鮮酯乙烯利(LS20071546)。在通遼、開原表現(xiàn)較好。
2.3、再次是保定市滿城縣豐澤生物有限公司、保定市滿城縣長豐生物有限公司聯(lián)合開發(fā)的達爾豐(農肥準字204)及山西廣大化工有限公司的廣大牌黃金甲(農肥準字784)。以上幾種產品均按使用說明使用。
3、玉米化控的效果經過幾年的試驗示范和在吉林德惠、九臺、遼寧新民、臺安、黑山、開原、康平、內蒙赤峰、通遼等地調查，應用以上產品其效果均表現(xiàn)明顯。很受農民歡迎?？傮w表現(xiàn)如下。
3.1、促使玉米植株矮壯，穗位降低，減少倒伏。一般可使株高降低20-30厘米，穗位降低10-20厘米，莖粗增加0.1-0.3厘米，氣生根增加30%以上。明顯提高抗倒能力；
3.2、減少玉米營養(yǎng)生長量，增加其生殖生長量，從而增加經濟產量；
3.3、增加玉米百粒重1-2克，提高品質，從而增加產量10%以上。
4、應用技術
4.1、化控技術要求比較嚴格，一般按說明濃度使用，有徒長可能的地塊噴施高濃度值；生長一般的地塊噴施低濃度值；干旱、生長弱小的地塊不宜噴施。不要隨意加大或減少用量。復配劑可與殺蟲劑、殺菌劑混合使用。在無風無雨的上午10點前或下午4點后噴施。力求噴施均勻，不要重復噴施，也不要漏噴。
4.2、使用化控可使玉米種植密度增加10%，但不要增加過多。試驗證明，雖然應用化控可適當增加密度，但密度增加超過10%會使植株生長加高，化控效果降低。
4.3、以上產品噴施時間在玉米3-10葉均可，但以玉米6-9葉期最佳。
4.4、玉米化控在密植品種上應用效果更明顯。
5、注意事項一般盡量不要使用單劑，單劑應用有副作用。如果需要使用，應注意以下幾點。
5.1、建議使用乙烯利單劑的要加DA-6，速效與長效相結合，使用時間可提前，受天氣影響小。
5.2、中國農業(yè)大學研究資料顯示，玉米健壯素大面積推廣應用的解決途徑是，加入適量的復硝酚鈉原粉，調節(jié)時間可以提前，劑量略減，濃度范圍可調節(jié)，副作用消失，控旺增產效果優(yōu)異。
5.3、根據中國農業(yè)大學研究，矮壯素、甲哌嗡與DA-6配合使用，具有控旺增產突出，應用時間提前，無毒副作用，節(jié)約有效成分等作用。
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