玉米化控技術(shù)的應(yīng)用研究及展望

1、玉米化控技術(shù)的應(yīng)用研究及展望摘要：本文對(duì)化控技術(shù)在玉米上的應(yīng)用研究進(jìn)行了綜述。簡單介紹了化學(xué)控制的生理機(jī)制，重點(diǎn)闡述了植物生長調(diào)節(jié)劑對(duì)玉米種子萌發(fā)、生長及相關(guān)抗性的影響,并對(duì)今后應(yīng)進(jìn)一步深入研究的問題提出了建議。關(guān)鍵詞：玉米；化控技術(shù)；植物生長調(diào)節(jié)劑作物化控技術(shù)是指應(yīng)用植物生長調(diào)節(jié)劑，通過影響植物內(nèi)源激素系統(tǒng)而調(diào)節(jié)作物的生長發(fā)育過程，使其朝著人們預(yù)期的方向和程度發(fā)生變化的技術(shù)體系。這一技術(shù)體系源于20世紀(jì)30年代開始的“植物生長調(diào)節(jié)物質(zhì)的農(nóng)業(yè)應(yīng)用”，至今經(jīng)歷了70余年的發(fā)展過程，已在基礎(chǔ)理論研究、植物生長調(diào)節(jié)劑的開發(fā)、作物化學(xué)控制技術(shù)體系及技術(shù)原理的形成和完善方面取得了很大的進(jìn)展。與傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)技

2、術(shù)措施相比，植物生長調(diào)節(jié)劑具有使用濃度低、劑量小、費(fèi)用低、見效快、在植物體和土壤中可迅速分解、對(duì)人類及環(huán)境很少有副作用等優(yōu)越性1。植物生長調(diào)節(jié)劑可通過調(diào)節(jié)植物內(nèi)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(chǎn)當(dāng)中高產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)和高效農(nóng)業(yè)新技術(shù)的一個(gè)重要組成部分，并且在作物的優(yōu)質(zhì)、高效生產(chǎn)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(chǎn)和總產(chǎn)已超過小麥而躍居糧食作物第二位。玉米又是優(yōu)質(zhì)飼料作物，有“飼料之王”之稱，其生產(chǎn)總量約有75%用于飼料，因此發(fā)展玉米生產(chǎn)對(duì)我國的國民經(jīng)濟(jì)建設(shè)具有重要的現(xiàn)實(shí)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(chǎn)成為今后玉米生產(chǎn)的關(guān)鍵。盡

3、管提高種植密度可獲得較高的生物產(chǎn)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(guān)鍵性的技術(shù)難題。此外，在玉米生長發(fā)育期間還經(jīng)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(chǎn)量不高不穩(wěn)，質(zhì)量偏低，這不僅影響農(nóng)民收益，也給糧食儲(chǔ)運(yùn)帶來一定困難。面對(duì)這一現(xiàn)狀，可以采用化學(xué)控制的方式來進(jìn)行解決?；丶夹g(shù)可以幫助玉米克服遺傳上的缺點(diǎn)，使之有效地適應(yīng)環(huán)境條件的變化，減少環(huán)境脅迫的危害，對(duì)于玉米高產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)和抗逆具有重要意義。目前，我國有關(guān)化控技術(shù)在玉米生產(chǎn)上的應(yīng)用與研究已有許多報(bào)道，本文在前人研究工作的基礎(chǔ)上進(jìn)行歸納和綜合分析，以便于在以后的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，可以更好地運(yùn)用化學(xué)

4、控制這一有效手段解決實(shí)際問題。1作物化學(xué)控制的生理機(jī)制植物生長調(diào)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(nèi)源激素的合成、運(yùn)輸、代謝、與受體的結(jié)合以及此后的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)過程。因此，作物化學(xué)控制的發(fā)展與植物激素生理的研究有密切的關(guān)系。在植物生長調(diào)節(jié)劑應(yīng)用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)后的很長一段時(shí)間內(nèi)，此技術(shù)發(fā)展的主要特點(diǎn)是篩選具有農(nóng)業(yè)應(yīng)用價(jià)值的植物生長調(diào)節(jié)劑新品種，并在生產(chǎn)實(shí)踐中推廣。20世紀(jì)50年代后，才陸續(xù)進(jìn)行系統(tǒng)的理論研究。至今，在作物化學(xué)控制的生理機(jī)制方面，已經(jīng)明確了不同植物生長調(diào)節(jié)劑作用于植物生長發(fā)育的幾個(gè)重要過程：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

5、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；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(yùn)輸來破壞植株的頂端優(yōu)勢，促進(jìn)測枝發(fā)育；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；Ag+，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(jié)合，阻斷乙烯促進(jìn)衰老的作用；細(xì)胞分裂素類調(diào)節(jié)劑可以刺激乙烯的發(fā)生；果樹樹種之間或同一樹種不同品種之間對(duì)生長素

6、類調(diào)節(jié)劑的敏感性與其在體內(nèi)的代謝有關(guān)。但是，相對(duì)于調(diào)節(jié)劑引起的植物體內(nèi)紛繁復(fù)雜的生理生化反應(yīng)，許多重要的環(huán)節(jié)，如各種植物激素的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)過程、細(xì)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(diào)節(jié)劑的調(diào)控等仍然不是十分清楚，還有待于進(jìn)一步的研究。2化學(xué)控制在玉米上的應(yīng)用2.1對(duì)玉米種子和幼苗的影響采用化學(xué)控制的方法，可以促進(jìn)玉米種子萌發(fā)壯苗的形成。主要包括生長促進(jìn)劑中的ABT生根粉、油菜素內(nèi)酯、表高油菜素內(nèi)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(jìn)種子萌發(fā)和出苗、促進(jìn)根系和葉片發(fā)育等提高幼苗質(zhì)量，培育壯苗。研究表明，化控調(diào)節(jié)劑浸種可不同程度提高玉米品種的發(fā)芽率、

7、發(fā)芽勢和幼苗的干物重，但是不同化控調(diào)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(jié)果表明，玉米品種鐵單10號(hào)的幼苗的根長、根干重、根冠比都提高，與對(duì)照相比IAA/ZRS的比值上升，這有利于側(cè)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(duì)增根有明顯的效果4。劉延吉等用生長調(diào)節(jié)劑RECF對(duì)玉米進(jìn)行試驗(yàn)表明，RECF對(duì)玉米苗的根系生長、根數(shù)、根長都有促進(jìn)作用5。據(jù)張建華等報(bào)道，多效唑和青霉素浸種處理對(duì)爆裂型玉米的出苗率都有促進(jìn)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(duì)玉米幼苗上部無

8、明顯的影響，但對(duì)根系生長有一定的促進(jìn)作用6。2.2對(duì)玉米生長的影響植物生長調(diào)節(jié)劑對(duì)植物的生長、分化、開花座果、成熟等都有調(diào)節(jié)控制的作用。李艷杰進(jìn)行的試驗(yàn)結(jié)果表明，使用W-HE生物表面活化劑及CHE3植物生長調(diào)節(jié)劑、噴施寶、豐產(chǎn)寶、豐收素、生根粉均能促進(jìn)玉米生育前期的生長發(fā)育，地上部生長旺盛，根系發(fā)達(dá)，干物質(zhì)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(qiáng)了抗倒伏能力，這些對(duì)生育后期形成良好的經(jīng)濟(jì)性狀有明顯的生物活化和調(diào)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(chǎn)量構(gòu)成因素均衡協(xié)調(diào)發(fā)展，有明顯的增產(chǎn)效果，尤以W-HE生物表面活化劑和CHE3植

9、物生長調(diào)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(diào)節(jié)劑處理玉米聊玉18號(hào)，結(jié)果表明不同物生長調(diào)節(jié)劑均有促進(jìn)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(jìn)而提高單產(chǎn)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(jié)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(chǎn)量增加14.7%25.5%10。據(jù)統(tǒng)計(jì)，玉米倒伏一般減產(chǎn)20%30%，嚴(yán)重者達(dá)50%以上，有時(shí)甚至絕收。植物生長

10、調(diào)節(jié)劑在玉米矮化植株、提高抗倒伏能力方面，已經(jīng)取得了重大進(jìn)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(jìn)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(chǎn)力的下降，只有通過增加種植密度，才能獲得高產(chǎn)11。不過采用復(fù)配(降低株高的調(diào)節(jié)劑與增加作物光合作用的調(diào)節(jié)劑復(fù)配)的調(diào)節(jié)劑可以解決這種矛盾，王偉中等曾經(jīng)報(bào)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(yīng)用適當(dāng)?shù)闹参锷L調(diào)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(shí)了這點(diǎn)13。張吉旺等的研究也表明，選擇

11、適宜的植物生長調(diào)節(jié)劑可以有效地對(duì)玉米的農(nóng)藝性狀進(jìn)行調(diào)節(jié)，降低株高、穗位高，增加莖粗，減少空稈率，增強(qiáng)其抗倒伏能力，并且可以顯著提高玉米的鮮、干物質(zhì)產(chǎn)量、籽粒產(chǎn)量，特別是在飼用玉米生產(chǎn)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(jìn)劑中的赤霉素(GA)，可以通過影響雌穗或雄穗的發(fā)育，來調(diào)節(jié)父母本的花期，實(shí)現(xiàn)父母本花期的協(xié)調(diào)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(duì)玉米抗逆性的影響在化控技術(shù)對(duì)玉米抗逆性及相關(guān)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(diào)節(jié)劑處理后對(duì)玉米的影響。植物生長調(diào)節(jié)劑主要是通過

12、增強(qiáng)根系發(fā)育、延緩或抑制植株的生長、提高葉片的滲透調(diào)節(jié)能力等來減輕逆境脅迫對(duì)玉米植株所造成的危害。關(guān)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(nèi)氧自由基清除劑(SOD，CAT等)的能力，保護(hù)膜結(jié)構(gòu)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(xì)胞質(zhì)MDA含量和葉組織相對(duì)電導(dǎo)率。當(dāng)玉米在水分脅迫下，經(jīng)多胺處理的玉米其葉片細(xì)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(guān)16。丁希武等研

13、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(qiáng)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(duì)含水量和水勢，降低葉片細(xì)胞膜的過氧化水平和質(zhì)膜透性，提高葉片凈光合速率，從而促進(jìn)植株雌穗的發(fā)育和物質(zhì)生產(chǎn)，增加有效穗粒數(shù)、千粒重和經(jīng)濟(jì)系數(shù)，使玉米籽粒產(chǎn)量和品種抗旱系數(shù)顯著提高18。關(guān)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(duì)電導(dǎo)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

14、抗冷性，其原因可能是卅烷醇對(duì)細(xì)胞膜系統(tǒng)有改善作用，以及卅烷醇對(duì)植物體內(nèi)代謝有調(diào)節(jié)作用20。對(duì)于抗鹽性，趙可夫等研究表明，在無鹽條件下外源ABA對(duì)幼苗耐鹽能力，促進(jìn)幼苗干物質(zhì)積累和營養(yǎng)生長效應(yīng)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(nèi)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(zhì)量22。3前景與展望隨著社會(huì)的發(fā)展和進(jìn)步，人類對(duì)糧食產(chǎn)量與品質(zhì)的需求越來越高，糧食資源短缺將嚴(yán)重制約著人類的發(fā)展。通過化控技術(shù)和遺傳工程等手段，提高農(nóng)作物籽粒產(chǎn)量及其品質(zhì)，將對(duì)解決世界性糧食資源短缺和

15、提高農(nóng)作物生產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)效益具有十分重要的意義。但是，雖然作物化控應(yīng)用技術(shù)具有巨大生產(chǎn)及革新潛力，這也并不意味著它在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中是萬能的。通過以上研究我們發(fā)現(xiàn)，不同玉米品種對(duì)使用的化學(xué)調(diào)控物質(zhì)的反應(yīng)是不同的，這可能與這些品種的生長發(fā)育特性有關(guān)，更重要的可能與其體內(nèi)內(nèi)源激素的含量水平差異有關(guān)。外源化學(xué)調(diào)控物質(zhì)與植物內(nèi)源激素間的作用關(guān)系，是化控技術(shù)有效利用研究的基礎(chǔ)理論問題；而如何針對(duì)具體的作物品種，采取有效的調(diào)控措施，則是生產(chǎn)實(shí)踐中應(yīng)該研究的應(yīng)用問題。因此，只有在綜合栽培措施的基礎(chǔ)上，保證作物正常的生長條件，針對(duì)作物生產(chǎn)中存在的主要問題，在關(guān)鍵時(shí)期，選擇合適的劑型、適宜的濃度和劑量合理應(yīng)用，作物化控技

16、術(shù)才能充分顯示其效應(yīng)，達(dá)到預(yù)期的效果。我們相信隨著化學(xué)控制調(diào)控機(jī)理、生長調(diào)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(shù)必將在未來的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中發(fā)揮越來越重要的作用。玉米化控技術(shù)應(yīng)用效果總結(jié)發(fā)布時(shí)間：2011-2-1917:16:04瀏覽次數(shù)：3244作者：大民種業(yè)技術(shù)專家王振福近幾年，由于密植高產(chǎn)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(yán)重影響玉米產(chǎn)量，還會(huì)影響玉米商品糧品質(zhì)，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(shù)的影響。利用植物生長

17、調(diào)節(jié)劑對(duì)植物生長人為調(diào)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(jīng)銷商引進(jìn)推廣玉米化控物質(zhì)，其效果和效益說法不一，化控產(chǎn)品廠家也各有說辭。為了驗(yàn)證各類產(chǎn)品的效果和效益，摸索玉米化控應(yīng)用的時(shí)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(yàn)。現(xiàn)就有關(guān)不同玉米化控物質(zhì)的應(yīng)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(zhì)的種類玉米化控調(diào)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(diào)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(diào)節(jié)劑，低、中、高、極高濃度的作用都會(huì)有所不同。在

18、玉米上有顯著的控旺效果，是應(yīng)用最多的調(diào)節(jié)劑，約占市場上玉米控旺產(chǎn)品的70%以上。具有速效性好，成本低，無污染，無殘留，缺點(diǎn)是使用濃度范圍窄，應(yīng)用最佳時(shí)間晚，作用效果受天氣影響波動(dòng)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(chǎn)品之一，長期以來總是推廣面積上不去。究其原因是使用時(shí)間、濃度范圍都很窄。時(shí)間早了，對(duì)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(nóng)藥（有機(jī)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(chǎn)品選擇在我們試驗(yàn)的近10種產(chǎn)品中，其成分都是復(fù)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

19、工有限公司生產(chǎn)的“金得樂”牌玉米伴侶（農(nóng)肥準(zhǔn)字478）。多點(diǎn)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(nóng)業(yè)發(fā)展有限公司的波爾森牌日本三靈(農(nóng)業(yè)部2007-2726號(hào))、尉氏農(nóng)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(dá)爾豐(農(nóng)肥準(zhǔn)字204)及山西廣大化工有限公司的廣大牌黃金甲(農(nóng)肥準(zhǔn)字784)。以上幾種產(chǎn)品均按使用說明使用。3、玉米化控的效果經(jīng)過幾年的試驗(yàn)示范和在吉林德惠、九臺(tái)、遼寧新民、臺(tái)安、黑山、開原、康平、內(nèi)蒙赤峰、通遼等地調(diào)查，應(yīng)用以上產(chǎn)品其效果均表現(xiàn)明顯。很受農(nóng)民歡迎。總體表現(xiàn)如下。3.1、促使玉米植株矮壯，穗位降低，減少倒伏。一