Field Crop Res丨芽前期根施硅可提高油菜籽产量，优化机械收获特性

论文内容

研究背景：

油菜籽是世界四大油料作物之一，也是我国第五大油料作物，年种植面积为752万公顷。但目前我国机械化面积较小，机械化收获仅占机械化耕作面积的30.8%，这主要是由于机械化收获效率低，产量损失率高。高产栽培是机械收获高产的前提条件，但过量施氮获取高产往往会导致油菜倒伏和裂角的发生，增加了机械收获时的损失率。因此，油菜的机械采收性能除高产外，还应符合高抗倒伏性和高抗长蜡破碎性的标准。硅是禾本科作物的第四大营养元素，仅次于氮、磷和钾。土壤缺硅现在被认为是作物生产的一个限制因素，特别是对水稻和甘蔗等积累硅的植物，而硅肥的常规应用是为了提高这些作物的产量。硅的沉积保护植物免受多种非生物和生物胁迫。硅可以提高植物对病原体和昆虫的抵抗力，以及对化学物质的抗性（例如营养失衡）和生理压力(如冰冻、倒伏、辐射、高温和干旱)。

因此，对施硅对禾草作物的影响研究较多，但对油菜籽的影响研究较少。本研究在高产栽培条件下，对2个产量、抗倒伏能力和抗落能力明显的油菜品种，分别在2个发育阶段喷施不同浓度的硅肥溶液。研究了施硅对油菜产量、倒伏和裂角的影响，以及对木质素含量和木质素合成基因的影响，探讨了施硅对油菜产量、倒伏和裂角的影响机理。本研究结果可为硅肥施用量合理、适宜机械收获的油菜高产品种的建立提供技术和理论依据。

研究内容：

选择两个产量、抗倒伏性、抗落性均具有明显特点的油菜品种作为试验材料:瑞典型油菜杂交种花优杂62和风优杂520(花优杂62的抗倒伏能力和抗棱裂能力均高于风优杂520，且风优杂520的产量高于花优杂62)。采用裂区设计，以供试品种在一次试验区和喷施期为次试验区(苗期T1，叶片7 ~ 8片，叶面积指数= 3.0 ~ 3.5;初芽期T2，抽芽高8-12cm，叶面积指数4.9-5.4)，以及含0.48 mM (P1)、0.96 mM (P2)、1.44 mM (P3)的单硅酸溶液(Si(OH)4)作为副情节。每个小区喷洒750 L ha−1溶液。以苗期和早芽期为施用时间，分别对提高叶片质量和控制茎秆发育最有效。在两个发育阶段使用相同数量的水作为对照(P0)。每个小区喷洒3个生物重复根系。

数据测定：在每个小区随机抽取10株植物，缓慢连根拔起，保留主根和大侧根。接下来，确定单株种子产量和产量构成因素。试验装置垂直于茎秆中部放置，逐渐加载，测定茎秆节间断裂时的折断抗力。从每个小区选取生长速率相近的成熟植株10株，测定其角果破碎指数。主总状花序角果被小心地切除，并放在一个玻璃纸面包袋内，以避免任何损坏角果后，新鲜重量记录。新鲜的茎和角果在角果充盈阶段被收获，立即冻结在液氮中，然后在−80◦C保存，直到木质素生物合成相关基因的评估。

数据分析：方差分析采用SPSS Statistics 20 (SPSS Inc.，Chicago, IL, USA)。以施硅时间和浓度为固定因子，以年份和地块为随机因子。采用保护最小显著差异(LSD)检验比较处理间均数的显著差异，P < 0.05。使用Origin 9.0程序(OriginLab Corp.)制作图表。

结果：1、与无硅对照(P0)相比，施硅提高了籽粒产量，但不同品种、不同时期、不同处理浓度的增产效果不同。

2、硅肥处理显著影响油菜倒伏性状，两年内的结果基本一致(表3)。P0下花榆杂62的根径大于风优520，但株高、鲜地上重和倒伏指数均低于风优520。硅肥处理后，根茎直径和茎秆折断强度随处理浓度的增加而显著增加，株高和倒伏指数则下降，且T2处理的变化大于T1处理。

3、在对照中，花椒杂62的棱角粉碎指数低于风优520。施硅后，两个品种的角果粉碎指数均呈下降趋势，且随硅浓度的增加呈先下降后增加再下降的趋势。

4、对照花椒杂62的主茎和角壁硅含量均高于风优520，其中主茎硅含量高于角壁硅含量。施硅肥的浓度和施硅期显著影响主茎和壳的硅含量(图4A)。与对照相比，硅肥浓度越高，主茎和角壁的硅含量越高。

研究结论：

油菜籽机械采收要求适宜的株高、优良的抗倒伏性、优异的抗硅裂性和高产。施用硅肥可降低植株高度、倒伏指数和硅碎指数。施硅后，茎和硅壁硅含量增加，木质素生物合成相关关键基因PAL表达水平增强，促进木质素积累，改善细胞壁硅化，提高茎和硅壁的机械强度，增强抗倒伏和抗碎裂能力。硅的施用通过增加枝条上的硅枝数来提高油菜籽的产量，通过提高油菜籽的抗倒伏性和抗破碎性来控制产量损失。因此，硅肥的施用有利于在高倒伏和破碎风险的高产田中实现高产和高效的机械收获。本研究表明，在芽前期(抽苔高8 ~ 12 cm)施用单硅酸含量为0.96 mM的液态硅肥，可显著提高不同油菜品种的抗倒伏性、抗硅裂性和最终产量。

转自：“农科学术圈”微信公众号

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