植物生长调节剂(以下简称植调剂)是人工合成或提取的具有天然植物激素生理活性的化合物,可用于调节或控制植物生长发育,广泛应用于农业、林业、花卉、中草药生产等多种行业。自1997年我国把植调剂列为农药管理以来植调剂的研发和应用发展迅速,登记产品数量呈逐年增长态势。我国是世界水稻生产大国,2022年水稻产量是2812.3万吨,比2021年增加10.6万吨(2.1亿斤),增长0.4%。在水稻栽培过程中常常遇到秧苗素质差、徒长、倒伏,杂交制种子花期不遇、制种产量低问题,采用常规栽培措施解决这些问题成效不大,应用植物生长调节剂可以有效解决这些问题。
在水稻生产过程中,合理使用植调剂可达到提高产量、改善品质或延长供应期、节约劳动力的目的。本文通过分析植物生长调节剂在水稻上的登记和应用情况,旨在为合理、安全、高效使用植调剂提供参考。
一、登记情况
1. 登记植调剂的种类
水稻上目前有登记的植物生长调节剂232个,其中混剂有53个,单剂中登记前10位。登记最多的成分分别是赤霉酸、多效唑、乙烯利、24-表芸.赤霉酸、烯效唑、吲丁.萘乙酸、24-表芸苔素内酯.S-诱抗素、24-表芸苔素内酯、敌草快、调环酸钙。
调节剂中登记的水稻调节剂的企业有50个,前5名分别是江西新瑞丰生化股份有限公司、四川龙蟒福生科技有限责任公司、四川润尔科技有限公司、郑州郑氏化工产品有限公司、上海悦联化工有限公司、浙江钱江生物化学股份有限公司。
从水稻用调节剂随年份变化来看,近年来在水稻上登记的产品开始快速增加,从证件数量来看已经进入第二个登记高峰阶段。
2. 主要剂型
剂型上常见的是水剂、可湿性粉剂、可溶液剂、可溶粉剂、悬浮剂。其中水剂最多,其次是可湿性粉剂和可溶粉剂。
二、水稻植物生长调节剂产品简析
目前在水稻生产当中的化控主要应用于培育壮秧、防止倒伏提高三系杂交制种的产量,化学杀雄等。其中应用赤霉酸提高三系杂交制种的产量和化学杀雄两项技术开展较早；而应用多效唑和烯效唑培育壮秧的技术开始于20世纪80年代后期较为成熟。
表1 常见的植物生长调节剂的功能
1. 赤霉酸
赤霉酸是一个广谱性植物生长调节剂,可促进作物生长发育,使之提早成熟、提高产量、改进品质,通过叶面喷施促进生长和提高产量。赤霉酸还能迅速打破种子的休眠,促进发芽。在水稻制种田水稻母本抽穗20~30%时施药第一次,间隔1~2天母本抽穗50~60%时施药第2次,提高水稻的结实率,增加产量。
使用10～15mg/L赤霉酸药液对水稻进行24小时浸种可以提高水稻的发芽率,使得出芽整齐。也可以用于再生稻的萌芽,在收获头季水稻当天喷施20mg/L,每亩水量50L,第二次在抽穗20%的时候喷施20mg/L,亩水量50L。
2. 芸苔素内酯类
自1941年发现芸苔素内酯的生物活性以来,研究者陆续从植物中分离鉴定出40多种同类化合物,其中有实用价值的只有四五种,并已实现了人工合成。目前登记在水稻上的有芸苔素内酯、丙酰芸苔素内酯、24-表芸苔素内酯、28-高芸苔素内酯、28-表高芸苔素内酯、14-羟基芸苔素甾醇,还有一些它们与其他植调剂的复配产品,在水稻上的应用很广。
芸苔素内酯类的生物活性高、作用功能多样,不仅能促进水稻生长结实;还可改善品质,提高产量,增强抗逆性、促进种子萌发；并可减轻由于施用农药、化肥不当所造成的药害。在水稻生产上的应用主要有以下几个方面:
1. 苗期促根。用作种子处理或苗床期喷洒,对水稻的幼苗根系有促生长作用。
2. 营养期促长。芸苔素内酯具有促进细胞分裂和细胞伸长、提高叶片叶绿素含量,增强光合作用,能 明显促进水稻营养生长,进一步提高产量 。
3. 生殖期促实。芸苔素内酯能提高花粉的发芽率,促进花粉管伸长,有利于花朵受精,从而提高座果率。
4. 增强抗逆性。芸苔素内酯进入植物体后,能对植物细胞的膜系统进行保护,激发植物体内保护酶的活性,减轻由于逆境引起的损害,如抗寒、抗旱、抗药害等。
3. S-诱抗素
S-诱抗素原名天然脱落酸,是一种植物的生长平衡因子、抗逆诱导因子,具有促进植物平衡吸收水、肥和协调体内代谢的能力,激活植物体内抗逆免疫系统,增强水稻综合抗性(抗旱、抗热、抗寒、抗病虫、抗盐碱等)的能力,有利水稻生长发育,进一步提高其的品质和产量。
目前主要用于水稻的种子处理,具有增强水稻的发芽势,提高发芽率,促根壮苗,促进分蘖和增强植物抗性的功能。使用0.3～0.4mg/L,浸种24～48小时,能够促进发芽。于水稻一叶一心到两叶一心期雾施药有利于插秧后缓苗,经常与吲哚乙酸或者吲哚丁酸混用来促进秧苗生根。
4. 复硝酚钠
复硝酚钠(又名复硝基酚钠),是一种强力细胞赋活剂,化学成份为5-硝基愈创木酚钠、邻硝基苯酚钠、对硝基苯酚钠。与植物接触后能迅速渗透到植物体内,促进细胞的原生质流动,提高细胞活力。浸种能够促进种子发芽和发根,打破休眠,用于苗床喷洒能够培育壮苗,提高一再后成活率,用于叶面喷洒,能促进新陈代谢,花期喷洒能够防止落花,提高产量,改善品质并提早收获。
5. 萘乙酸
萘乙酸是促进植物根系生长的植物生长调节剂,具有促进细胞分裂与扩大,诱导形成不定 根,增加坐果,防止落果,改变雌、雄花比率等。萘乙酸早已广泛应用于农林育苗、增加坐果、防止采前落果上。但是现在萘乙酸在水稻上的登记数量不多,其单剂登记的蔬菜仅有番茄,复配制剂硝钠.萘乙酸登记在,吲哚丁酸.萘乙酸登记,均通过茎叶喷雾施药来调节生长,促进水稻秧苗起根系和地上生长,以达到提高仰面缩短缓苗时间的目的。
6. 氯化胆碱
氯化胆碱作为畜禽养殖饲料添加剂始于上世纪60年代,它能促进氨基酸的吸收、合成,增强畜禽的体质、抗病能力及提高禽类产蛋率。上世纪80年代,人们发现氯化胆碱还是一种广效性植物生长调节剂,它能提高作物种子的发芽率、促进生根、形成壮苗,进而增加产量、改善品质,用60%氯化胆碱水剂15～20mL/667m2,兑水15～30kg进行茎叶喷雾,每隔10～15喷施1次,连续施用2～3次,膨大增产效果明显。也可用18%氯胆.萘乙酸可湿性粉剂60mL/667m2,对水15～30kg进行茎叶喷雾,不但能促进薯块的膨大,还可促进根系的生长,防止植株早衰,增产更加显著。
7. 烯效唑
烯效唑属广谱性、高效植物生长调节剂,兼有杀菌和除草作用,是赤霉素合成抑制剂。具有控制营养生长,抑制细胞伸长、缩短节间、矮化植株,促进侧芽生长和花芽形成,增进抗逆性的作用。其活性较多效唑高6~10倍,但其在土壤中的残留量仅为多效唑的1/10,因此对后茬作物影响小,可通过种子、根、芽、叶吸收,并在器官间相互运转,但叶吸收向外运转较少。向顶性明显。适用于水稻,增加分蘖,控制株高,提高抗倒伏能力。水稻种子用50~200mg/kg。早稻用50mg/kg,单季稻或连作晚稻因品种不同用50~200mg/kg药液浸种,种子量与药液量比为1：1.2：1.5,浸种36(24-28)h,每隔12h拌种1次,以利种子着药均匀。然后用少量清洗后催芽播种。可培育多蘖矮壮秧。
8. 三十烷醇
三十烷醇是一种适用范围相当广泛的植物生长促进剂,主要是从蜂蜡、糠蜡和蔗蜡中提取,三十烷醇叶面喷施对叶绿素含量的促进有即时效应,水稻幼苗在处理4分钟后,即可观测到还原糖和自由氨基酸含量的增加。对水稻有较好的增产效果,增产幅度在10%以上。浓度过高会对作物生长有一定的抑制作用,使用量较大或纯度不高时,会导致苗期叶鞘弯曲,根部畸形,成株则导致幼嫩叶片卷曲。
9. 乙烯利
乙烯对于作物的生长发育具有重要作用,参与调节植物的多个生理过程,比如打破休眠、促进开花、促进果实成熟等,但它在实际生产过程中很难被直接利用。而乙烯利作为一种植物生长调节剂,被作物吸收后不仅能释放乙烯,而且能诱导植株体内内源乙烯的合成。
用乙烯利喷施水稻秧苗,能显著提高水稻秧苗内乙烯的释放量,从而起到矮化植株、促进根系发育、增加分蘖的效果,避免植株发生倒伏,培育出矮壮秧苗,促进产量、提高水稻品质。同时,母德伟等研究发现在盐胁迫情况下,用乙烯利浸种能缓解水稻根系生长的氧化损伤、渗透胁迫伤害等影响,促进根系生长发育,提高水稻的耐盐性。
10. 多效唑
多效唑是一种三唑类内源赤霉素合成的植物生长延缓剂,在水稻生产中广泛应用,可抑制植物内源赤霉素的合成,减少细胞的分裂伸长,使水稻各部位细胞变小,也可降低叶片中丙二醛的含量,延缓植株生长衰老,同时还能提高水稻中吲哚乙酸氧化酶的活性,从而减弱水稻秧苗的顶端生长优势,增加分蘖,增加秧苗绿叶数、白根数、总根数、茎基宽,促进根系生长,增强秧苗抗逆能力。水稻的种子、叶、根部都能吸收多效唑,因此多效唑可用于水稻拌种,提高发芽率；在水稻秧苗期喷施,有利于培育矮壮秧苗；在水稻穗分化期喷施,促使植株矮化抗倒伏；同时还能抑制秧田杂草的生长,提高水稻产量。
11. 二氢卟吩铁
二氢卟吩铁是一种新型植物免疫诱抗剂,是我国拥有自主知识产权的植物生长调节剂,于2019年2月获得国家农药登记,在水稻、小麦、油菜、葡萄、大豆等多种作物上施用后具有明显的抗逆、增产、提质等作用。二氢卟吩铁通过抑制叶绿素酶的活性,使叶绿素的降解延缓,提高叶绿素含量,从而提高植株光系统的最大光化学效率,同时它还能促进根细胞内一氧化氮的生成,抑制吲哚乙酸氧化酶的活性,促进植物根系生长。二氢卟吩铁在增强水稻抗倒性等抗逆性方面具有较好效果。二氢卟吩铁作为最新一代的植物源生长调节剂,应用前景广阔,值得关注。
12. 敌草快
敌草快不同于其他常见作用类型植物生长调节剂, 一般作为非选择性触杀型除草剂使用,广泛用于非耕地、果园和大田灭茬等领域。作为植物生长调节剂喷施,它没有类似天然植物激素生理活性,但其能够通过调节水稻水分散失达到调控植株成熟收获的效果。
研究表明,喷施200g/L敌草快水剂可促进水稻叶片干枯,使颖壳及茎秆加速脱水,从而加快收获期水稻籽粒的生理脱水,有效协调作物干物质分配,促进干物质向子实器官运输,增加籽粒容重,提高蛋白质含量。喷施敌草快可对水稻催熟干燥,缩短水稻晾晒期,避免不利天气对收割影响,还能促进水稻的成熟度一致,降低机收损失率,提高水稻品质。
三、植物生长调节剂在水稻生产应用中的注意事项及应用前景
植物生长调节剂在低剂量水平下即可发挥增产、提质、抗逆的作用,但在应用中还需注意以下事项：
1. 适时适量应用。适宜用量的植物生长调节剂对水稻生产有一定的增产提质效果,但用量超过一定范围或施药时期不合适,则增产作用减弱,甚至减产。在实际生产中,一定要按照药剂的使用说明严格控制用量,不可随意加大或缩小使用浓度,做到精准施药,避免药害问题的产生。另外,施药要选择晴天进行,避免高温和阴雨天气。
2. 在选用药剂种类时,要了解水稻品种的特性。例如,高杆品种存在倒伏的风险,拔节前期施用植物生长延缓剂类而避免施用植物生长促进剂类产品。还要根据作物生长发育特点,在适宜的时期使用不同品种的植调剂,不要盲目用药,以免造成不必要的浪费,甚至对作物造成损害。
3. 不能随意混用。在植调剂与化肥农药混用时一定要了解植调剂的特性,必须认真阅读使用说明并经过试验后才能确定,否则混用不当会出现药害。例如乙烯利药液通常呈酸性,不能与碱性农药混用,胺鲜酯遇碱易分解,不能与碱性农药化肥混用。
4. 植物生长调节剂虽能调节植物的生长,增加产量,但它不等同于肥料更不能代替肥料。植调剂只能调控作物生长,如果用植物生长调节剂代替肥料,就有可能多次使用。一旦使用次数过多,植株可能会有早衰,甚至造成产量降低。当植株长势弱时,短期可以喷施一些促进植株生长的调节剂,长时间还应通过肥水的补充,保证植株生长。只有植物在正常的肥水条件下,植调剂作用才能发挥至最大。