不同濃度鋅處理對馬鈴薯性狀的影響

吉勇　樂春　陳庭珠　申時榮　朱勇　翟培雄　吳毓飛

摘要 重金屬污染土壤不僅影響馬鈴薯生長發(fā)育，還造成食品安全隱患。選擇2個不同馬鈴薯基因型為材料，設(shè)置4個鋅處理水平。采用兩因素系統(tǒng)分組設(shè)計，分析不同濃度的鋅對馬鈴薯生長發(fā)育的影響。結(jié)果表明，品種對薯數(shù)、薯重、塊莖長、根長均有顯著影響。鋅處理對馬鈴薯莖長、根長有顯著影響。

關(guān)鍵詞 馬鈴薯；鋅濃度；性狀；影響

中圖分類號 S532 文獻標識碼 A 文章編號 1007-5739（2016）05-0089-02

馬鈴薯（Solanum tuberosum），多年生草本，其含有大量碳水化合物和淀粉，同時含有蛋白質(zhì)、礦物質(zhì)（磷、鈣等）、維生素等。做主食，可作為蔬菜食用，或做輔助食品如薯條、薯片等，更可用來制作淀粉、粉絲等，還可以釀造酒或作為牲畜的飼料。

目前，馬鈴薯的總產(chǎn)量和栽培面積僅次于小麥、水稻和玉米，為世界第四大糧食作物[1-2]。因馬鈴薯種植范圍廣，適應性強。因此，在全球人口不斷增加、耕地面積不斷減少情況下，其糧食主導地位日益顯現(xiàn)，其產(chǎn)業(yè)已真正成為當?shù)刎炌ㄒ欢a(chǎn)業(yè)、輻射千家萬戶、統(tǒng)籌城鄉(xiāng)發(fā)展、帶動農(nóng)民增收、引領(lǐng)區(qū)域經(jīng)濟的戰(zhàn)略性主導產(chǎn)業(yè)。作為我國最具增產(chǎn)和發(fā)展?jié)摿Φ脑耘嘧魑镏?，其產(chǎn)量與品質(zhì)已越來越受到各級地方政府的高度重視。

鋅（Zn），原子序數(shù)為30，相對原子質(zhì)量為65，是人和植物所必要的微量元素之一，但又是污染環(huán)境的重金屬元素之一。作為必要的微量元素，一定含量的鋅能促進人體的生長發(fā)育，維持人體正常食欲，增強免疫力，促進傷口和創(chuàng)傷的愈合，影響維生素A代謝和視覺正常以及維持男性正常生精功能等作用。因此，研究和開發(fā)富鋅農(nóng)產(chǎn)品對于改善人體缺鋅狀況，促進鋅的健康、高效吸收具有重要的現(xiàn)實意義[3]。鋅屬于重金屬元素之一，當植物細胞膜吸附過高濃度的鋅時，其細胞的滲透平衡受到影響，膜結(jié)構(gòu)被破壞，從而使細胞不能正常生長發(fā)育，最終降低植株的產(chǎn)量和品質(zhì)，嚴格控制重金屬含量已逐漸成為種植蔬菜食物中刻不容緩需要解決的一件事。

土壤中鋅濃度的不同，對馬鈴薯表現(xiàn)為促進和抑制2個方面的作用。馬鈴薯缺鋅時，植株生長受抑，節(jié)間短，頂端葉片直立，葉小，葉面上呈現(xiàn)灰色至古銅色不規(guī)則斑點，葉緣上卷。這時，適當增加土壤含鋅量，會顯著改善此類情況，對馬鈴薯具有一定的增產(chǎn)作用。嚴重時，葉柄及莖上均出現(xiàn)褐點或斑塊，植株早期就會死亡。過高劑量的鋅對馬鈴薯地上部分的生長具有一定的抑制作用。

毒害在生理上表現(xiàn)：重金屬吸附于植物的細胞膜上并對其加以破壞，改變細胞內(nèi)外的滲透平衡；與細胞內(nèi)酶或關(guān)鍵代謝物結(jié)合后阻礙細胞正常代謝，抑制細胞的生長、分裂、光合作用、蒸騰作用、呼吸作用、氮素代謝等各種生理過程[3]。主要表現(xiàn)在2個方面的影響：一方面，進入土壤中的鋅過多，直接對植物造成毒害，使其成分發(fā)生改變；另一方面，過量的鋅對土壤中根際微生物造成毒性，導致微生物群落多樣性發(fā)生了改變，使微生物生物量和呼吸強度降低或顯著增加，酶的活性嚴重損害，從而間接影響植株生長發(fā)育。

1 材料與方法

1.1 供試材料

本試驗用2個馬鈴薯品種（系），即N9-34、會薯2號。

1.2 試驗設(shè)計

采用兩因素系統(tǒng)分組試驗設(shè)計：A因素為品種，B因素為鋅處理，每個因素分4個處理水平（表1），3次重復。

1.3 試驗實施

首先選擇完好且無病害、重量適中、大小相近的N9-34、會薯2號馬鈴薯各300個，用1∶1 000甲基托布津水溶液浸種2 h，取出后用清水浸泡30 min，瀝干種薯表面。播種前將盆上壓平，將種子按適當?shù)木嚯x均勻排列好（播種密度為每盆播種3株），再將蓋土均勻覆蓋在種子上并輕輕壓平，并澆施在播種前預先根據(jù)對應Zn2+處理濃度配制好水溶液，上面再蓋上1層干凈的石英砂，防止?jié)菜畷r形成板結(jié)。處理后，按常規(guī)生產(chǎn)進行管理，直至收獲。

1.4 取樣與測定方法

考察出苗情況，出苗達到90%時，選取各處理間幼苗長勢整齊的盆供試驗用。每周觀察植株的葉色并測量葉高、記錄。每個處理隨機選擇2盆分單苗掛牌標記，作為持續(xù)形態(tài)考察抽樣植株。出苗后，每周1次（直到收獲），每個處理隨機取樣2盆（重復），進行植株的產(chǎn)量與性狀考察。收獲時每個處理以盆為單位取樣進行測定。首先將樣品（地上部分、地下部分）用自來水沖洗干凈，再用去離子水沖洗，晾干?？疾烀颗柚陻?shù)、薯數(shù)（計算平均每盆單株薯數(shù)，個）和薯重（計算平均單株薯重，g）。分別測定薯塊莖、莖葉和根的長度，計算平均塊莖長度、莖葉長度、根長度。

1.5 數(shù)據(jù)分析

用DPS統(tǒng)計分析軟件對各時期性狀考察值進行兩因素方差分析，用Excel作折線圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 產(chǎn)量性狀與形態(tài)性狀分析

表2為各時期產(chǎn)量性狀方差分析F值及其顯著水平。

方差分析表明，除第14、21天外，品種間薯數(shù)差異均達到極顯著；而品種對薯重的影響除第28天外均達到顯著或極顯著水平。2個品種各時期薯數(shù)、薯重見圖1、2。

由圖1可知，隨著時間的推移，品種間的馬鈴薯薯數(shù)都呈增長趨勢。比較2個品種間差異可見，在任何時期，會薯2號的薯數(shù)都明顯高于N9-34的薯數(shù)。并且在除第14、21天外，品種間薯數(shù)差異均達到極顯著。

由圖2可知，隨著時間的推移，品種間的馬鈴薯薯重都呈上升趨勢。比較2個品種間差異可見，在任何時期，會薯2號的薯重都明顯高于N9-34的薯重。并且在除第28天外，品種間薯重差異均達到顯著或極顯著。

只有第14天時鋅處理間薯數(shù)差異達到極顯著和第49天時鋅處理間薯重差異達到顯著外，其余均不顯著，說明鋅處理對薯數(shù)和薯重的影響不大。

2.2 形態(tài)性狀分析

表3為形態(tài)性狀的方差分析F值及其顯著水平。

方差分析表明，第7、14天品種間塊莖長差異達到極顯著；第21、28、35天差異達到顯著。對于莖長，鋅處理間只有第21天時差異達到極顯著，第7、14、28天品種間莖長差異達到顯著；品種處理水平間差異均不顯著，說明品種處理對莖長影響不大。對于根長，鋅處理則在第21、35、42天時差異達到極顯著；莖長第7、14、28天品種間差異達到顯著。

3 結(jié)論與討論

理論上，鋅屬于植物生長所必需的微量元素，添加適當?shù)匿\會促進馬鈴薯生長發(fā)育[4]。但另一方面，鋅同樣屬于重金屬元素，過量鋅會導致馬鈴薯細胞膜結(jié)構(gòu)被破壞，影響滲透平衡，從而影響馬鈴薯生長發(fā)育。另外，有文獻表明，植物對鋅的積累存在品種間差異[5]。本試驗從產(chǎn)量性狀與形態(tài)性狀2個方面考察馬鈴薯的基本情況。對于產(chǎn)量性狀，品種差異對馬鈴薯的薯數(shù)、薯重影響較大，差異達到極顯著，無論是薯數(shù)還是薯重，會薯2號都略高于N9-34。

鋅處理對馬鈴薯薯數(shù)在前期影響顯著，后期處于穩(wěn)定狀態(tài)。對馬鈴薯薯重在49 d時影響顯著，可能是由于馬鈴薯后期開始進行果實膨脹，所以影響顯著。

對于形態(tài)性狀，根據(jù)數(shù)據(jù)顯示，馬鈴薯平均薯重、塊莖長、根長均呈現(xiàn)與理論符合的數(shù)據(jù)，即鋅添加量在一定范圍內(nèi)有助于馬鈴薯生長發(fā)育，促進根、塊莖生長，但超過一定范圍，則會抑制馬鈴薯生長發(fā)育。但此試驗結(jié)果表明，馬鈴薯莖長隨著鋅濃度的增高而不斷增長，與理論依據(jù)不符。如要研究馬鈴薯莖長在鋅處理濃度為多少時，達到最大值，需要更精細的試驗。

有相關(guān)研究表明，植物莖葉對鋅元素有奢侈吸收的效應[5]。鋅在馬鈴薯體內(nèi)的含量分布為莖>塊莖>葉片。因此，相對于塊莖、根的生長，馬鈴薯莖中含有稍高的鋅濃度并不影響其生長發(fā)育，反而會促進其莖葉的生長。這可能也是一種馬鈴薯自身解毒機制，將莖葉中的重金屬元素轉(zhuǎn)移到其他植株部位，降低對莖葉的毒害作用[6]。

4 參考文獻

[1] 程天慶.馬鈴薯栽培技術(shù)[M].北京：金盾出版社，1996：37.

[2] 康玉林，黃新江，徐雨昌.馬鈴薯對鋅元素的奢侈吸收[J].馬鈴薯雜志，1992，6（2）：17-18.

[3] 李華.施鋅對馬鈴薯產(chǎn)量和品質(zhì)的影響[J].山西農(nóng)業(yè)大學學報，1997（3）：270-272.

[4] 李卉.重金屬Cd、Zn對馬鈴薯生長及品質(zhì)的影響[J].湖南農(nóng)業(yè)大學，2008（5）：15-16.

[5] 康朵蘭，王惠群.馬鈴薯主要生理性狀和產(chǎn)量性狀相關(guān)研究[J].中國馬鈴薯，2007（3）：105-107.

[6] 孫小龍，王延明，張春紅，等.不同鋅肥對旱作馬鈴薯植株鋅的吸收、積累與分配的影響[J].干旱地區(qū)農(nóng)業(yè)研究，2015，33（3）：72-78.