冬種馬鈴薯生長(zhǎng)發(fā)育規(guī)律觀(guān)測(cè)

覃維治 熊軍 鄭虛 鄧英毅 梁任繁

摘要：【目的】明確冬種馬鈴薯的生長(zhǎng)發(fā)育規(guī)律，為提高冬種馬鈴薯的產(chǎn)量和品質(zhì)及推進(jìn)廣西冬種馬鈴薯產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供理論依據(jù)?！痉椒ā恳远N馬鈴薯主栽品種費(fèi)烏瑞它和廣西選育品種桂農(nóng)薯1號(hào)為研究對(duì)象，觀(guān)測(cè)其株高、莖粗、葉干重、莖干重、塊莖數(shù)和塊莖干重等6個(gè)關(guān)鍵生長(zhǎng)指標(biāo)的變化動(dòng)態(tài)?！窘Y(jié)果】?jī)蓚€(gè)參試冬種馬鈴薯的生長(zhǎng)發(fā)育指標(biāo)呈規(guī)律變化，株高、莖粗、塊莖數(shù)和塊莖干重等4個(gè)指標(biāo)均發(fā)生三段式的S形變化規(guī)律，葉干重和莖干重則呈倒U形變化規(guī)律；地上“源”器官（葉、莖）與地下“庫(kù)”器官（塊莖）呈極顯著（P<0.01）或顯著（P<0.05）相關(guān)?！窘Y(jié)論】可將冬種馬鈴薯生長(zhǎng)發(fā)育階段分為5個(gè)時(shí)期，即出苗期、現(xiàn)蕾期、塊莖形成期、塊莖膨大期和塊莖成熟期，生產(chǎn)上可依據(jù)不同生長(zhǎng)時(shí)期的特點(diǎn)安排生產(chǎn)管理，使地上“源”器官和地下“庫(kù)”器官相協(xié)調(diào)，達(dá)到增產(chǎn)增收的目的。

關(guān)鍵詞： 冬種馬鈴薯；生長(zhǎng)規(guī)律；生育期劃分

中圖分類(lèi)號(hào)： S532.037 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：2095-1191（2017）06-0985-06

Growth and develoment regulation of winter-planting potato

Abstract：【Objective】Growth and development regulation of winter-planting potato was studied in order to provide theoretical guidance for improving yield and quality of winter-planting potato and promote the development of potato industry. 【Method】Major potato variety Favorite and new variety bred in Guangxi Guinongshu 1 were used as study materials. The dynamic changes of six key growth indexes were observed， including plant height，stem diameter，leaf dry weight，stem dry weight， tuber number and tuber dry weight. 【Result】The potato growth indexes showed regular changes in the two winter-planting varieties. The four important indexes， namely plant height， stem diameter，tuber number，and tuber dry weight showed a three-period S pattern variation， and leaf dry weight and stem dry weight presented a U shape variation. Organs above the ground（leaf and stem） and the ones underground（tuber） were extremely significantly（P<0.01） correlated or significantly（P<0.05） correlated. 【Conclusion】The growth stage of winter-planting potato can be divided into five stages，namely seedling stage，budding stage，tuber formation stage，tuber expansion stage，and tuber maturation stage. In actual cultivation， management can be arranged based on the features of different growth stages， to coordinate the relationship between organs above ground and organs underground，and increase yield and benefits.

Key words： winter-planting potato； growth regulation； growth stage division

0 引言

【研究意義】馬鈴薯是世界三大薯類(lèi)作物之一，我國(guó)馬鈴薯種植面積和總產(chǎn)量均居世界第一。2007年3月農(nóng)業(yè)部把馬鈴薯發(fā)展規(guī)劃重點(diǎn)放在南方冬作區(qū)（何新民等，2009），主要包括華南、中南等雙季稻區(qū)，約占我國(guó)馬鈴薯種植面積的5%（黃丕金，2008）。廣西的氣候和土地資源等條件均較適合馬鈴薯種植，馬鈴薯已成為廣西冬季農(nóng)業(yè)發(fā)展的重要途徑（李麗淑等，2012）。但我國(guó)馬鈴薯單位面積平均產(chǎn)量?jī)H14.4 t/ha，與歐美發(fā)達(dá)國(guó)家（荷蘭為44.2 t/ha）（張招娟等，2009）相比仍存在較大差距。廣西推廣冬種馬鈴薯栽培較晚，栽培技術(shù)相對(duì)落后，單產(chǎn)也比常規(guī)種植低，限制了廣西冬種馬鈴薯產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展。因此，觀(guān)測(cè)研究冬種馬鈴薯生長(zhǎng)發(fā)育規(guī)律，探明冬種馬鈴薯高產(chǎn)栽培技術(shù)特點(diǎn)，對(duì)指導(dǎo)生產(chǎn)高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)馬鈴薯、增加農(nóng)民收入具有重要意義?！厩叭搜芯窟M(jìn)展】針對(duì)馬鈴薯發(fā)育進(jìn)程的研究，不同生產(chǎn)區(qū)域、不同時(shí)期已有相關(guān)報(bào)道。Taguchi和Tomiichi（1977）將馬鈴薯的生育過(guò)程劃分為植株地表萌芽期、開(kāi)葉期、塊莖形成期和塊莖肥大期。蔣先明等（1988）根據(jù)我國(guó)農(nóng)民長(zhǎng)期種植經(jīng)驗(yàn)，利用14CO2示蹤技術(shù)探察馬鈴薯在生長(zhǎng)過(guò)程中不同生長(zhǎng)時(shí)期光合產(chǎn)物的流向，并對(duì)馬鈴薯生育過(guò)程中植株的形態(tài)、生理等進(jìn)行分析研究，結(jié)果表明，馬鈴薯出苗后14C同化物首先用來(lái)滿(mǎn)足葉自身建設(shè)和維護(hù)活動(dòng)的需要，剩余量經(jīng)過(guò)莖流向植株其他部位，其中在主莖同化系統(tǒng)建成后主要流向塊莖，分配量在55%以上，根據(jù)這些分配和競(jìng)爭(zhēng)特點(diǎn)，可將馬鈴薯發(fā)育進(jìn)程分為發(fā)芽期、幼苗期、發(fā)棵期、結(jié)薯期和休眠期。黃沖平（2003）利用現(xiàn)代計(jì)算機(jī)信息技術(shù)對(duì)馬鈴薯生長(zhǎng)發(fā)育動(dòng)態(tài)進(jìn)行模擬研究，將馬鈴薯從生理上劃分為幼苗期、發(fā)棵期和結(jié)薯期，并闡明在這些過(guò)程中地上部與地下部有著密切關(guān)系，彼此間發(fā)生光合產(chǎn)物的轉(zhuǎn)移和交換。Stark和Love（2003）根據(jù)栽培管理需要，將馬鈴薯生長(zhǎng)時(shí)期劃分為出苗時(shí)期、植物生長(zhǎng)期、塊莖形成期、塊莖膨大期和成熟期5個(gè)時(shí)期?！颈狙芯壳腥朦c(diǎn)】隨著廣西馬鈴薯冬種面積的擴(kuò)大，與冬種馬鈴薯相關(guān)的研究越來(lái)越多，但前人研究主要集中在品種適應(yīng)性篩選（韋本輝等，2004；李麗淑等，2012），針對(duì)冬種馬鈴薯生長(zhǎng)發(fā)育規(guī)律的研究相對(duì)較少，且目前已有研究對(duì)馬鈴薯生長(zhǎng)發(fā)育階段劃分的標(biāo)準(zhǔn)不一致，特別是對(duì)冬種馬鈴薯還未作出明確劃分?！緮M解決的關(guān)鍵問(wèn)題】以冬種馬鈴薯主栽品種費(fèi)烏瑞它和廣西選育品種桂農(nóng)薯1號(hào)為試驗(yàn)材料，探討冬種馬鈴薯生長(zhǎng)發(fā)育特性，并對(duì)其發(fā)育時(shí)期進(jìn)行科學(xué)劃分，使其更具適用性、針對(duì)性和生產(chǎn)指導(dǎo)性，為提高冬種馬鈴薯的產(chǎn)量和品質(zhì)及推進(jìn)廣西冬種馬鈴薯產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1. 1 試驗(yàn)材料

供試品種為馬鈴薯冬種區(qū)主栽品種費(fèi)烏瑞它和廣西選育品種桂農(nóng)薯1號(hào)，均為早熟品種。費(fèi)烏瑞它脫毒種薯由甘肅省蘭州隴海園藝有限公司提供，桂農(nóng)薯1號(hào)脫毒種薯由廣西農(nóng)業(yè)科學(xué)院經(jīng)濟(jì)作物研究所提供。

1. 2 試驗(yàn)方法

試驗(yàn)地點(diǎn)選在廣西農(nóng)業(yè)科學(xué)院經(jīng)濟(jì)作物研究所院部試驗(yàn)地。試驗(yàn)地前作為甘薯，土壤土質(zhì)為粘性土，肥力中等，排灌方便。

1. 2. 1 田間設(shè)計(jì) 播種日期為2014年12月9日。采用完全隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，3次重復(fù)，單行種植，行距0.65 m，株距0.25 m，每小區(qū)4行，小區(qū)面積20.8 m2，每行32株，每小區(qū)種128株。在播種出苗后每間隔7～14 d取樣觀(guān)測(cè)（全生育期共10次），前9次每小區(qū)選植株長(zhǎng)勢(shì)基本一致的3株，收獲期（2015年3月20日）則每小區(qū)取20株。

1. 2. 2 種薯處理及基肥用量 種薯處理：選擇健康種薯作種，統(tǒng)一采取切薯，選用單個(gè)種薯重大于50 g，然后將其縱切成25～30 g小塊，切后用石灰+

10%多菌靈混合粉抹切口，并晾曬愈合，最后在散射光下進(jìn)行催芽（有利于早齊苗）。

基肥：試驗(yàn)地土壤整碎整平后按行距65 cm開(kāi)種植溝，每公頃用復(fù)合肥（15-15-15）750 kg作基肥。將出芽整齊、芽長(zhǎng)約0.3 cm的薯塊按25 cm擺種后，覆蓋一層薄細(xì)土，再覆蓋一層厚約5 cm的稻草，最后蓋5～10 cm碎土，并開(kāi)好溝形成畦，整平畦面。

1. 2. 3 田間管理 馬鈴薯播種后，及時(shí)淋水，保持土壤濕潤(rùn)以利出苗。出齊苗一周后進(jìn)行間苗，每株留一個(gè)主莖。生長(zhǎng)中后期，干旱及時(shí)淋水促進(jìn)薯塊膨大生長(zhǎng)。齊苗后，每隔7～10 d交替使用克露、銀法利、阿米妙收防病。其他管理與廣西冬種馬鈴薯大田栽培管理一致。

1. 2. 4 調(diào)查項(xiàng)目 從2014年12月9日起進(jìn)行實(shí)地觀(guān)測(cè)，并結(jié)合氣象部門(mén)數(shù)據(jù)，獲取馬鈴薯生育期內(nèi)當(dāng)?shù)貧鉁氐葼顩r。從2014年12月24日（出苗期）起，在各馬鈴薯生長(zhǎng)發(fā)育階段不定期取樣測(cè)定馬鈴薯平均單株株高、莖粗、塊莖數(shù)、葉干重、莖干重和塊莖干重等指標(biāo)，于2015年3月20日全田收獲馬鈴薯。

1. 3 統(tǒng)計(jì)分析

采用Excel 2007進(jìn)行數(shù)據(jù)整理和制圖，利用SPSS 13.0進(jìn)行差異顯著性及相關(guān)性分析。

2 結(jié)果與分析

2. 1 冬種馬鈴薯出苗、現(xiàn)蕾、匍匐莖出現(xiàn)與開(kāi)花等特征分析

廣西冬季種植馬鈴薯一般在11～12月播種，次年2～4月收獲上市，早于我國(guó)其他馬鈴薯主產(chǎn)區(qū)收獲期（5～11月）。因此，廣西冬種馬鈴薯與區(qū)外常規(guī)種植有不同的生長(zhǎng)發(fā)育特征。在本研究中，費(fèi)烏瑞它和桂農(nóng)薯1號(hào)兩個(gè)品種的出苗時(shí)間均在播種（12月9日）后的15 d左右，可稱(chēng)此期為出苗期（播種至出苗），此時(shí)植株的生長(zhǎng)主要以根的生長(zhǎng)為主；地上部主莖在次年的1月9日開(kāi)始陸續(xù)現(xiàn)蕾，至1月11日現(xiàn)蕾在90%以上，在此期間，根、莖和葉同時(shí)生長(zhǎng)，匍匐莖也開(kāi)始零星出現(xiàn)，可將此期劃分為現(xiàn)蕾期，即出苗至現(xiàn)蕾，約17 d。由圖1可推算出，廣西南寧市冬季（2014年12月9日～2015年3月20日）平均氣溫為12～19 ℃，其中有78 d在15 ℃以下，占總天數(shù)的76%；由圖2可知，廣西南寧市冬季氣候長(zhǎng)期低溫多雨，其中陰天和雨天分別占19.0%和35.0%，這種長(zhǎng)期低溫寡照高濕天氣不利于馬鈴薯開(kāi)花（一般在18～20 ℃、相對(duì)濕度70%時(shí)最有利于開(kāi)花）。因此，廣西冬種馬鈴薯很少有開(kāi)花現(xiàn)象，只有現(xiàn)蕾特點(diǎn)，該特征有別于我國(guó)其他馬鈴薯主產(chǎn)區(qū)。

2. 2 冬種馬鈴薯葉、莖、塊莖、產(chǎn)量等指標(biāo)差異性及相關(guān)性分析

由表1可知，在不同的生長(zhǎng)階段，馬鈴薯的株高、莖粗、塊莖數(shù)、葉干重、莖干重、塊莖干重等指標(biāo)均發(fā)生一系列階段性變化。對(duì)各指標(biāo)不同時(shí)期進(jìn)行方差分析，結(jié)果表明，株高（桂農(nóng)薯1號(hào)，F(xiàn)=578.36；費(fèi)烏瑞它，F(xiàn)=391.52）、莖粗（桂農(nóng)薯1號(hào)，F(xiàn)=53.08；費(fèi)烏瑞它，F(xiàn)=91.29）、莖干重（桂農(nóng)薯1號(hào)，F(xiàn)=236.48；費(fèi)烏瑞它，F(xiàn)=60.79）、塊莖干重（桂農(nóng)薯1號(hào)，F(xiàn)=479.94；費(fèi)烏瑞它，F(xiàn)=409.80）等指標(biāo)的變化均達(dá)極顯著水平（P<0.01，下同），而塊莖數(shù)（桂農(nóng)薯1號(hào)，F(xiàn)=36.63；費(fèi)烏瑞它，F(xiàn)=21.16）、葉干重（桂農(nóng)薯1號(hào)，F(xiàn)=51.23；費(fèi)烏瑞它，F(xiàn)=17.12）的指標(biāo)變化桂農(nóng)薯1號(hào)達(dá)極顯著水平（P<0.01，下同），費(fèi)烏瑞它則達(dá)顯著水平（P<0.05，下同），說(shuō)明馬鈴薯經(jīng)歷明顯的不同生長(zhǎng)階段，且每個(gè)階段的差異均顯著。依照上述指標(biāo)變化可將馬鈴薯生長(zhǎng)發(fā)育劃分為前期、中期和后期3個(gè)階段。綜上所述，除莖粗外，桂農(nóng)薯1號(hào)相應(yīng)指標(biāo)的F均大于費(fèi)烏瑞它，說(shuō)明桂農(nóng)薯1號(hào)體內(nèi)物質(zhì)合成、分配和轉(zhuǎn)移變化較明顯，是馬鈴薯獲得高產(chǎn)的保證。測(cè)產(chǎn)結(jié)果也表明桂農(nóng)薯1號(hào)的產(chǎn)量（31674.7 kg/ha）比費(fèi)烏瑞它高（26520.6 kg/ha）。

從表2和表3可知，桂農(nóng)薯1號(hào)和費(fèi)烏瑞它的地上器官（葉、莖）和地下器官（塊莖）各指標(biāo)間均達(dá)極顯著或顯著相關(guān)水平，說(shuō)明冬種馬鈴薯“源”與“庫(kù)”的關(guān)系密切相關(guān)，與其發(fā)生光合物質(zhì)交換、分配和轉(zhuǎn)移有關(guān)。

2. 3 冬種馬鈴薯株高、莖粗、塊莖數(shù)生長(zhǎng)發(fā)育規(guī)律

從圖3和圖4可看出，冬種條件下，桂農(nóng)薯1號(hào)和費(fèi)烏瑞它在整個(gè)生育期內(nèi)的株高、莖粗及塊莖數(shù)生長(zhǎng)發(fā)育變化規(guī)律基本一致，均呈上升—平緩—不變的三段式平緩S(chǎng)形曲線(xiàn)變化。株高、莖粗及塊莖數(shù)在后期基本穩(wěn)定，說(shuō)明馬鈴薯生長(zhǎng)發(fā)育階段主要發(fā)生在前、中期，生產(chǎn)上要注意前、中期的管理，以達(dá)到高產(chǎn)目的。

2. 4 冬種馬鈴薯葉干重、莖干重、塊莖干重變化

由圖5可知，冬種條件下，桂農(nóng)薯1號(hào)和費(fèi)烏瑞它兩個(gè)品種在其整個(gè)生育期內(nèi)，塊莖干重與株高、莖粗等指標(biāo)的生長(zhǎng)規(guī)律相似，呈平緩S(chǎng)曲線(xiàn)，表現(xiàn)為發(fā)生—快速積累—趨于穩(wěn)定的三階段生長(zhǎng)趨勢(shì)；葉干重、莖干重的變化規(guī)律基本一致，整體表現(xiàn)為上升—峰值—下降的倒U形曲線(xiàn)變化趨勢(shì)，說(shuō)明冬種馬鈴薯葉、莖、塊莖等器官生長(zhǎng)均經(jīng)歷一個(gè)物質(zhì)合成積累和分配轉(zhuǎn)移的過(guò)程。

由圖5還可看出，兩個(gè)馬鈴薯品種均是葉干重比莖干重出現(xiàn)峰值早，且后期葉干重比莖干重下降的程度和速度更快；葉干重和莖干重激烈下降的時(shí)期正是塊莖膨大的高峰時(shí)期，進(jìn)一步說(shuō)明莖和葉物質(zhì)積累可能向塊莖轉(zhuǎn)移，即“源”的物質(zhì)可能發(fā)生重新分配并轉(zhuǎn)移到“庫(kù)”。因此，根據(jù)塊莖干重變化規(guī)律，可將塊莖的發(fā)育分成3個(gè)時(shí)期，即塊莖形成期、塊莖膨大期和塊莖成熟期。由表1可知，兩個(gè)馬鈴薯品種的塊莖均在2015年1月17日時(shí)出現(xiàn)，結(jié)合圖5可將此期劃分為塊莖形成期即現(xiàn)蕾（1月11日）至塊莖形成（約8 d），此間根、莖和葉也同時(shí)生長(zhǎng)。此后至3月14日，塊莖急促生長(zhǎng)，因此可將之稱(chēng)為塊莖膨大期，在此期間，由于塊莖的膨大速度不一致，又可細(xì)分為膨大前期（1月17日～24日）、膨大中期（1月24～2月13日）和膨大后期（2月13日～3月14日）。膨大前期，塊莖干重和莖干重的增加速度緩慢，但葉干重的增加速度較快；膨大中期，塊莖干重急劇增加，莖干重也較快增加，但葉干重急劇增加，至2月2日后開(kāi)始下降；膨大后期，兩個(gè)品種的塊莖干重均繼續(xù)明顯增加，同時(shí)，兩個(gè)品種的莖干重和費(fèi)烏瑞它的葉干重均明顯下降，而桂農(nóng)薯1號(hào)的葉干重基本不變。3月14～20日兩個(gè)品種的塊莖干重保持平穩(wěn)，但葉干重和莖干重均下降，葉和莖開(kāi)始轉(zhuǎn)黃（成熟），因此可將此段時(shí)期稱(chēng)為塊莖成熟期。

3 討論

馬鈴薯從種植、出苗、現(xiàn)蕾，直到塊莖形成與膨大、成熟和采收，涉及一系列生理和形態(tài)上的變化，因此，研究馬鈴薯生長(zhǎng)發(fā)育規(guī)律，做好生育時(shí)期劃分是采取適宜農(nóng)藝措施的依據(jù)。在馬鈴薯出苗到結(jié)薯前，有研究將該階段劃分為發(fā)芽期、幼苗期和發(fā)棵期（蔣先明等，1988），但本研究發(fā)現(xiàn)冬種馬鈴薯在塊莖形成前，根、莖和葉同步生長(zhǎng)，且在現(xiàn)蕾后因光照和溫度條件不適宜，花蕾基本脫落，極少開(kāi)花，總的來(lái)說(shuō)此階段時(shí)間較短，故可結(jié)合地上部外觀(guān)形態(tài)特征，將之縮短劃分為出苗期和現(xiàn)蕾期。門(mén)福義等（1980）、Zheng（2007）的研究表明，莖葉生長(zhǎng)的整個(gè)過(guò)程以鮮重最高峰為界，呈前長(zhǎng)后短的拋物線(xiàn)倒U形，塊莖鮮重增長(zhǎng)的整個(gè)過(guò)程略呈中間長(zhǎng)的平緩S(chǎng)形曲線(xiàn)。本研究也得到相似的結(jié)論。同時(shí)，由于馬鈴薯是無(wú)性繁殖作物，其個(gè)體生育不像谷類(lèi)作物那樣非常明顯地區(qū)分出器官形成的各個(gè)時(shí)期。因此，本研究結(jié)合地上部與地下部間的合成、積累、分配的相互關(guān)系及形態(tài)特點(diǎn)，將馬鈴薯發(fā)育時(shí)期分為出苗期、現(xiàn)蕾期、塊莖形成期、塊莖膨大期和塊莖成熟期，以期為生產(chǎn)上準(zhǔn)確、及時(shí)地采取各項(xiàng)農(nóng)業(yè)技術(shù)措施提供可靠的依據(jù)。

大多研究均表明，根莖類(lèi)作物的地上器官與地下器官有顯著相關(guān)性。本研究中，兩個(gè)早熟馬鈴薯品種均表現(xiàn)地上器官與地下器官存在極顯著或顯著相關(guān)，塊莖干重快速增重過(guò)程也是葉片干重快速增重過(guò)程，且葉片衰老慢，獲得產(chǎn)量（桂農(nóng)薯1號(hào)31674.7 kg/ha，費(fèi)烏瑞它26520.6 kg/ha）也高。這些規(guī)律說(shuō)明馬鈴薯葉片始終作為塊莖最大的“源”，地下塊莖的膨大，是由葉片合成物質(zhì)不斷輸送到地下塊莖的結(jié)果（譚亮萍和壽森炎，2006；苑智華等，2008；Zheng et al.，2009），儲(chǔ)藏在莖中的碳水化合物在干旱、遮陰等脅迫條件下重新分解轉(zhuǎn)運(yùn)到塊莖中，對(duì)產(chǎn)量的貢獻(xiàn)可達(dá)37%～54%（Zheng et al.，2009）?？梢?jiàn)，馬鈴薯植株莖、葉干物重的高低，是其豐產(chǎn)長(zhǎng)相的重要生物學(xué)指標(biāo)，可通過(guò)栽培協(xié)調(diào)地上器官“源”與地下器官“庫(kù)”的關(guān)系以保證地下塊莖快速及長(zhǎng)時(shí)間膨大。

4 結(jié)論

冬種馬鈴薯的生長(zhǎng)發(fā)育指標(biāo)呈規(guī)律變化，據(jù)此可將冬種馬鈴薯的生長(zhǎng)發(fā)育劃分為5個(gè)時(shí)期，即出苗期、現(xiàn)蕾期、塊莖形成期、塊莖膨大期和塊莖成熟期。生產(chǎn)上可根據(jù)不同的生長(zhǎng)時(shí)期，通過(guò)栽培措施來(lái)協(xié)調(diào)地上“源”器官與地下“庫(kù)”器官的關(guān)系，達(dá)到增產(chǎn)的目的。

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（責(zé)任編輯 鄧慧靈）