多效唑通过优化株型和冠层透光率增强直播稻抗倒伏性和产量

【字体: 时间:2025年05月26日 来源:Field Crops Research 5.6

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  为解决直播稻(DSR)倒伏限制产量与品质的问题,研究人员以吉玉粳和吉粳 305 为材料,开展多效唑(Paclobutrazol)叶面喷施研究。发现其可提高上三叶 SPAD 值、顶叶净光合速率,降低倒伏率 10.4%-16.10%,增产 10.62%-14.11%,为抗倒伏栽培提供依据。

  在水稻种植的舞台上,直播稻(DSR)凭借省水省工、适宜机械化的优势崭露头角,然而它却有个 “致命弱点”—— 易倒伏。这不仅会让稻谷产量 “缩水”,还会拖垮米质和收割效率。为何直播稻如此 “脆弱”?原来,高密度播种让它 “枝叶繁茂” 却 “通风透光差”,茎秆在后期变得细弱不堪,难以承受稻谷的重量。而茎秆基部节间的强度、冠层的光环境以及叶片的形态,就像隐藏在幕后的 “操控者”,左右着直播稻的抗倒伏能力和产量潜力。但以往的研究对直播稻节间强度、叶片形态与冠层结构的关联却知之甚少,如何破解这些谜团,成为提升直播稻生产稳定性的关键。
为了攻克这一难题,吉林农业大学的研究人员挺身而出。他们在 2021-2022 年开展了一项田间实验,以吉玉粳(JYJ)和吉粳 305(JJ305)两种粳稻品种为研究对象,设置了 0 mg?L-1(P0)、200 mg·L-1(P1)、300 mg·L-1(P2)、400 mg·L-1(P3)四个多效唑(Paclobutrazol,一种三唑类植物生长调节剂,通过抑制赤霉素合成调节植株生长)叶面喷施处理,深入探究多效唑对直播稻抗倒伏性和产量的影响机制。这项研究成果发表在《Field Crops Research》上,为直播稻的抗倒伏栽培提供了重要的理论和实践指导。

研究人员主要采用了以下关键技术方法:在吉林长春的实验基地进行田间种植,通过设置不同多效唑喷施浓度的处理组,对水稻的各项指标进行测定。包括测量上三叶的叶绿素含量(以 SPAD 值表示)、顶叶的净光合速率,观察叶片角度、株型结构的变化,检测茎秆基部节间的纤维素、木质素含量以及抗折强度,统计倒伏率和产量等。

结果


  • 多效唑提升产量与光合性能:叶面喷施多效唑可提高直播稻的产量,其中 P1 处理效果最为显著,相比 P0 处理,产量增幅达 10.62%-14.11%。进一步研究发现,多效唑能增加上三叶的 SPAD 值和顶叶的净光合速率,增强叶片的光合能力,为产量形成提供更多的光合产物。
  • 优化株型与冠层透光率:多效唑可使上三叶的叶片角度减小,让植株结构更加紧凑。这一变化显著改善了冠层下部的透光率,为茎秆的生长创造了良好的光环境。
  • 增强茎秆强度与抗倒伏性:由于光合性能的提升,多效唑处理促进了纤维素和木质素在茎秆基部节间的积累,增加了节间的壁厚和充实度,从而提高了茎秆的抗折强度,降低了倒伏率。与 P0 处理相比,倒伏率降低了 10.4%-16.10%。
  • 抗倒伏性的影响因素:主成分分析表明,直播稻的抗倒伏性与叶片的光合性能和冠层透光率密切相关,说明优化冠层结构和光环境是提升抗倒伏性的重要途径。

结论与讨论


本研究表明,在直播稻的拔节初期叶面喷施多效唑,能够通过调节叶片形态和茎秆结构,改善冠层透光率和叶片光合能力,进而增强茎秆强度,降低倒伏风险,保障产量的形成。这一发现揭示了多效唑提升直播稻抗倒伏性的作用机制,为育种家培育抗倒伏品种提供了新的思路,也为农学家制定低倒伏率、高产的田间管理措施提供了科学依据。在农业生产面临劳动力短缺和机械化需求日益增长的背景下,该研究成果对于推动直播稻的广泛应用和保障粮食安全具有重要的现实意义。它不仅为解决直播稻生产中的实际问题提供了有效手段,还为其他作物的抗倒伏栽培研究提供了有益的参考。

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