源庫(kù)比改變對(duì)馬鈴薯產(chǎn)量的影響

何天久　吳巧玉　夏錦慧

摘要： 為了探明改變?cè)磶?kù)比對(duì)馬鈴薯光合特性和產(chǎn)量形成的影響，采用人工去除頂部和葉片的方法，分析馬鈴薯葉片葉綠素、葉面積含量變化及植株產(chǎn)量和淀粉含量，結(jié)果表明：處理后標(biāo)記的新葉、功能葉葉綠素含量均呈逐漸降低趨勢(shì)；標(biāo)記的新葉、功能葉葉面積略有上升；處理后植株塊莖產(chǎn)量降低。宣薯2號(hào)處理后標(biāo)記的新葉葉綠素含量呈先升后降再升的雙峰曲線變化模式，功能葉葉片葉綠素含量略有起伏；標(biāo)記的新葉和功能葉的葉面積迅速增加。

關(guān)鍵詞： 馬鈴薯；源庫(kù)比；產(chǎn)量；去葉；去頂芽

中圖分類號(hào)： S532.04 文獻(xiàn)標(biāo)志碼： A

文章編號(hào)：S532 1002-1302（2015）08-0103-03

目前，馬鈴薯已成為世界上僅次于水稻、小麥、玉米的第四大糧食作物，分布范圍廣，種植面積不斷擴(kuò)大 [1-2]。我國(guó)馬鈴薯種植面積與總產(chǎn)量均居世界第一，但是單產(chǎn)低于世界平均水平 [2]。 馬鈴薯產(chǎn)量取決于庫(kù)（單株結(jié)薯數(shù)×單株平均薯質(zhì)量）的大小、源（葉面積×凈同化率）與流（光合產(chǎn)物轉(zhuǎn)運(yùn)） 的強(qiáng)弱 [3-4]。由于源庫(kù)關(guān)系對(duì)作物產(chǎn)量影響的復(fù)雜性，導(dǎo)致大部分研究以禾本科作物為研究對(duì)象。對(duì)于提高作物產(chǎn)量的限制因子是源還是庫(kù)，目前學(xué)者們觀點(diǎn)不一致 [5]。與禾谷作物以果實(shí)作為貯藏器官不同，馬鈴薯以塊莖為主要收獲器官，在產(chǎn)量形成上擁有不同于禾谷作物的源庫(kù)關(guān)系，至今未有相關(guān)的系統(tǒng)研究 [6]。 通過摘除花、果、葉片或莖枝等處理，人為改變植物源庫(kù)比，調(diào)節(jié)光合產(chǎn)物向期望收獲的部位運(yùn)輸或轉(zhuǎn)移，以實(shí)現(xiàn)提高產(chǎn)量目的的研究在花生、芝麻、棉花、甜瓜、白首烏、水稻、玉米、小麥等農(nóng)作物上已有報(bào)道，但在馬鈴薯上未見相關(guān)研究報(bào)道。本試驗(yàn)以2個(gè)不同熟期馬鈴薯品種為試材，采用人工去除頂芽和去葉方法，研究人為改變?cè)磶?kù)比對(duì)馬鈴薯生理機(jī)制及產(chǎn)量形成的影響。

1 材料與方法

1.1 材料

材料為早熟馬鈴薯品種費(fèi)烏瑞它、中晚熟馬鈴薯品種宣薯2號(hào)。試驗(yàn)于2012年在貴州省農(nóng)業(yè)科學(xué)院盆栽場(chǎng)進(jìn)行。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)于2012年3月18日播種，3月30日出苗，費(fèi)烏瑞它于4月22日現(xiàn)蕾，6月17日收獲，宣薯2號(hào)于4月28日現(xiàn)蕾，7月19日收獲。試驗(yàn)按盆栽規(guī)范進(jìn)行土壤風(fēng)干、破碎、過篩處理，桶直徑0.40 m，高0.45 m，每盆統(tǒng)一裝入拌有肥料（N 12 g、P2O5 6 g、K2O 12 g）的干土20 kg。選擇健康脫毒種薯頂部已出芽薯塊播種，播種深度距土面10 cm左右，每盆播種3株。試驗(yàn)設(shè)4個(gè)處理。處理1（CK）：不進(jìn)行任何處理；處理2：去除頂芽腋芽；處理3：去頂芽腋芽和去25%葉面積葉片；處理4：去頂芽腋芽和去50%葉面積葉片。每處理重復(fù)3次，隨機(jī)排列。選取長(zhǎng)勢(shì)良好較一致的植株進(jìn)行處理。標(biāo)記處理時(shí)主莖的第1位葉（從上到下）作為處理時(shí)的新葉。第4位葉（自上而下）作為處理時(shí)的功能葉，用于測(cè)定 [7-8]。

1.3 方法

采用SPAD-502葉綠素測(cè)定儀和方格紙法 [9]分別測(cè)定標(biāo)記的新葉和功能葉葉綠素含量、葉面積值，每6 d測(cè)定1次。用比重法 [10]測(cè)定塊莖淀粉含量。

2 結(jié)果與分析

2.1 改變?cè)磶?kù)比對(duì)馬鈴薯標(biāo)記葉片葉綠素含量的影響

植物通過葉綠體進(jìn)行光合作用，其葉綠素的含量將對(duì)植物的光合能力產(chǎn)生直接影響。從圖1可以看出，去除頂端和去葉面積處理后，植株標(biāo)記葉片葉綠素含量變化和對(duì)照基本一致，但不同材料變化趨勢(shì)有所差異。費(fèi)烏瑞它標(biāo)記新葉、功能葉葉綠素含量均表現(xiàn)出逐漸降低趨勢(shì)；宣薯2號(hào)標(biāo)記新葉葉綠素含量表現(xiàn)出先增加后降低再增加的雙峰曲線變化趨式，標(biāo)記的功能葉葉片葉綠素含量略有起伏，但各處理與對(duì)照差異均不顯著。

2.2 源庫(kù)比改變對(duì)馬鈴薯標(biāo)記葉片葉面積的影響

改變?cè)磶?kù)比后，各處理葉面積逐漸增加，和對(duì)照趨勢(shì)一致。由圖2可知，費(fèi)烏瑞它改變?cè)磶?kù)比后，雖葉面積迅速上升，但和對(duì)照相比差異不顯著，各處理間也無顯著差異。經(jīng)處理后宣薯2號(hào)葉片比對(duì)照增加得快，處理后6 d，去葉處理的處理3和處理4與對(duì)照差異顯著，處理2標(biāo)記新葉葉面積雖高出對(duì)照，但差異不顯著；處理后12 d，處理2、3、4標(biāo)記新葉葉面積均與對(duì)照差異顯著；處理后18、24 d，處理4標(biāo)記新葉葉片葉面積與對(duì)照差異極顯著。宣薯2號(hào)源庫(kù)改變后，標(biāo)記的功能葉葉面積只有處理4在處理后12、18、24 d與對(duì)照差異顯著。由此可知，去葉處理后，植物葉片迅速生長(zhǎng)，以補(bǔ)償源的不足。

2.3 改變?cè)磶?kù)比對(duì)馬鈴薯塊莖產(chǎn)量、淀粉含量的影響

源庫(kù)比改變后，對(duì)照與各處理間塊莖鮮質(zhì)量、干質(zhì)量均差異極顯著，其中處理2單株塊莖鮮質(zhì)量比對(duì)照減產(chǎn)21.9%，處理3比對(duì)照減產(chǎn)34.7%，處理4比對(duì)照減產(chǎn)36.3%。各處理淀粉含量與對(duì)照相比有所增加，但差異不顯著（表1）。源的減少影響了源的供應(yīng)，費(fèi)烏瑞它塊莖的發(fā)育受阻，因而經(jīng)源庫(kù)處理后的植株單株產(chǎn)量下降。宣薯2號(hào)源庫(kù)改變后，各處理單株塊莖鮮質(zhì)量與干質(zhì)量明顯高于對(duì)照，差異均極顯著，其中處理2單株塊莖鮮質(zhì)量比對(duì)照增加了222.1%，處理3比對(duì)照增加了180.2%，處理4比對(duì)照增加了129.0%。處理3單株塊莖鮮質(zhì)量比處理2減少了13%；處理4單株塊莖鮮質(zhì)量比處理2減少了28.9%，差異極顯著；處理4單株塊莖鮮質(zhì)量比處理3少18.3%，差異顯著（表2）。宣薯2號(hào)源雖減少，卻使得營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)迅速向庫(kù)轉(zhuǎn)移，因而處理后的植株單株塊莖鮮質(zhì)量、干質(zhì)量均明顯高于對(duì)照。

3 結(jié)論與討論

費(fèi)烏瑞它屬早熟品種，處理時(shí)已經(jīng)結(jié)薯，處理后標(biāo)記的新葉、功能葉葉綠素含量均呈逐漸降低趨勢(shì)；標(biāo)記的新葉、功能葉葉面積略有上升；處理后植株塊莖產(chǎn)量比對(duì)照降低。馬鈴薯早熟品種因生長(zhǎng)周期短，植株生長(zhǎng)受限，碳水化合物量少，因而在決定產(chǎn)量的源庫(kù)關(guān)系中，源的供應(yīng)是限制性因子 [11]。去葉處理后雖處理植株的新葉、功能葉葉面積大于對(duì)照，起到一定補(bǔ)償作用，但作用較小，因而造成光合效率降低，由源向庫(kù)轉(zhuǎn)移的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)減少，植株產(chǎn)量下降 [11-12]。宣薯2號(hào)屬中晚熟品種，處理時(shí)尚未結(jié)薯，處理后標(biāo)記的新葉葉綠素含量呈先升后降再升的雙峰曲線變化模式，功能葉葉片葉綠素含量略有起伏；標(biāo)記的新葉和功能葉的葉面積迅速增加。馬鈴薯中晚熟品種因生長(zhǎng)周期長(zhǎng)，開始結(jié)薯時(shí)植株已經(jīng)充分生長(zhǎng)，整個(gè)生長(zhǎng)期間光合作用固定的產(chǎn)物量較大，在決定產(chǎn)量的源庫(kù)關(guān)系中，由源向庫(kù)的運(yùn)輸（流）是產(chǎn)量形成的制約因素。對(duì)植株進(jìn)行處理促進(jìn)了光合產(chǎn)物向塊莖運(yùn)輸，導(dǎo)致塊莖產(chǎn)量增加。但是對(duì)植株處理同時(shí)也導(dǎo)致源減少，處理過的植株通過新葉、功能葉葉面積擴(kuò)大進(jìn)行了一定補(bǔ)償。馬鈴薯經(jīng)去頂去葉處理，打破了原有植株的源庫(kù)平衡，也影響了流的運(yùn)轉(zhuǎn)程度 [5-6]。費(fèi)烏瑞它（早熟品種）和宣薯2號(hào)（中晚熟品種）植株產(chǎn)量表現(xiàn)出截然相反的結(jié)果，這可能與材料本身遺傳特性有關(guān)，需要進(jìn)一步研究。

參考文獻(xiàn)：

[1] 謝從華. 馬鈴薯產(chǎn)業(yè)的現(xiàn)狀與發(fā)展[J]. 華中農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)：社會(huì)科學(xué)版，2012（1）：1-4.

[2]雷尊國(guó). 貴州馬鈴薯產(chǎn)業(yè)技術(shù)研究與應(yīng)用[M]. 北京：中國(guó)科學(xué)技術(shù)出版社，2010.

[3]孫 芳.馬鈴薯源、庫(kù)關(guān)系的營(yíng)養(yǎng)調(diào)控技術(shù)研究現(xiàn)狀與展望[J]. 內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)科技，2009（2）：20-24.

[4]大崎山口.作物源庫(kù)理論[M]. 北京：中國(guó)農(nóng)業(yè)出版社，1995：91-112.

[5]Shanahan J F.An analysis of post anthesis sink-limited wheat grain yields under various environments[J]. Agron J，1984，76：611-615.

[6]劉克禮，高聚林，孫會(huì)忠，等. 馬鈴薯源的供應(yīng)能力與庫(kù)容量的關(guān)系[J]. 中國(guó)馬鈴薯，2004，18（1）：4-8.

[7]周志勇，萬勇善，劉鳳珍，等. 改變?cè)磶?kù)比對(duì)花生光合特性及產(chǎn)量的影響[J]. 華北農(nóng)學(xué)報(bào)，2004，19（1）：75-78.

[8]石明權(quán)，段 瑩，崔向華，等. 改變?cè)磶?kù)比對(duì)芝麻光合特性及產(chǎn)量的影響[J]. 農(nóng)業(yè)科技通訊，2009（4）：70-72.

[9]李秀啟，李曉琳，李 顏，等. 黃瓜葉面積測(cè)量方法的評(píng)價(jià)[J]. 長(zhǎng)江蔬菜：學(xué)術(shù)版，2008（12）：71-73.

[10] 門福義，劉夢(mèng)蕓.馬鈴薯栽培生理[M]. 北京：中國(guó)農(nóng)業(yè)出版社，1995：317-318.

[11]Trewavas A J. Growth substance sensitivity：the limiting factor in plant development[J]. Physiologia Plantarum，1982，55：60-72.

[12]Khurana S C，McLaren J S. The influence of leaf area，light interception and season on potato growth and yield[J]. Potato Research，1982，25（4）：329-342.