調(diào)節(jié)劑對(duì)不同種植密度下馬鈴薯光合特性及產(chǎn)量品質(zhì)的影響

何天明，趙晶晶，鄭殿峰，馮乃杰，楊慶東，劉文斌，張洪鵬，李東，劉春娟，孫福東，王暢，徐延輝

（1.黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué)農(nóng)學(xué)院，大慶 163319；2.北大荒集團(tuán)馬鈴薯種薯研發(fā)中心）

調(diào)節(jié)劑對(duì)不同種植密度下馬鈴薯光合特性及產(chǎn)量品質(zhì)的影響

何天明1，趙晶晶1，鄭殿峰1，馮乃杰1，楊慶東2，劉文斌1，張洪鵬1，李東1，劉春娟1，孫福東1，王暢1，徐延輝1

（1.黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué)農(nóng)學(xué)院，大慶 163319；2.北大荒集團(tuán)馬鈴薯種薯研發(fā)中心）

在大田條件下，以克新1號(hào)為試驗(yàn)材料，設(shè)置常規(guī)（45000株·hm-2）和加密（常規(guī)+20%，54 000株·hm-2）2個(gè)密度，于苗期噴施調(diào)節(jié)劑胺鮮酯（DTA-6）、烯效唑（S3307）和縮節(jié)胺（DPC），研究調(diào)節(jié)劑對(duì)不同種植密度下馬鈴薯光合特性和產(chǎn)量的影響。結(jié)果表明，葉面噴施調(diào)節(jié)劑后，各處理的葉片葉綠素含量、Pn、Tr和Gs均高于CK，調(diào)節(jié)劑處理均改善了馬鈴薯葉片的光合特性，進(jìn)而提高了馬鈴薯塊莖產(chǎn)量，不同密度間呈現(xiàn)相同的變化規(guī)律。同一調(diào)節(jié)劑在不同密度條件下，其產(chǎn)量、葉片葉綠素含量、Pn、Tr和Gs均呈現(xiàn)加密＞常規(guī)的變化規(guī)律，適當(dāng)密植的條件下噴施調(diào)節(jié)劑更加有利于馬鈴薯產(chǎn)量的提高。

調(diào)節(jié)劑；馬鈴薯；種植密度；光合特性；產(chǎn)量

馬鈴薯葉片的光合作用是塊莖生長(zhǎng)發(fā)育的基礎(chǔ)，也是產(chǎn)量形成的關(guān)鍵因素[1-2]。眾多研究結(jié)果表明，調(diào)節(jié)劑可提高葉片的光合速率[3-7]、蒸騰速率[3]、氣孔導(dǎo)度[3]和葉綠素含量[3，5，6，8]，進(jìn)而調(diào)控作物的生長(zhǎng)發(fā)育，改善作物的光合作用，提高作物產(chǎn)量[9]。但前人關(guān)于調(diào)節(jié)劑與密度之間的關(guān)系研究較少，張倩[10]研究發(fā)現(xiàn)，玉米功能葉的葉綠素含量和光合速率隨密度的增加呈下降趨勢(shì)，相同密度條件下，噴施調(diào)節(jié)劑可顯著提高葉片的葉綠素含量、光合速率、氣孔導(dǎo)度和蒸騰速率。

綜上可見(jiàn)，葉面噴施調(diào)節(jié)劑可延長(zhǎng)葉片功能期，提高葉片光合特性，為作物產(chǎn)量的提高奠定了基礎(chǔ)。國(guó)內(nèi)外關(guān)于調(diào)節(jié)劑對(duì)作物光合特性及產(chǎn)量影響的研究比較活躍，但關(guān)于調(diào)節(jié)劑對(duì)不同密度下馬鈴薯葉片光合特性及產(chǎn)量、品質(zhì)形成機(jī)理的研究尚未見(jiàn)報(bào)道。試驗(yàn)應(yīng)用調(diào)節(jié)劑胺鮮酯（DTA-6）、烯效唑（S3307）和縮節(jié)胺（DPC）對(duì)比研究了，調(diào)節(jié)劑對(duì)不同種植密度下馬鈴薯葉片光合特性的影響，旨在探討調(diào)節(jié)劑在不同密度下提高馬鈴薯產(chǎn)量的機(jī)理，為馬鈴薯的優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)、高效生產(chǎn)提供理論依據(jù)和技術(shù)支持。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)于2015年在黑龍江農(nóng)墾九三管局進(jìn)行?；赝寥李愋蜑楹阝}土，0～20 cm耕層土壤基礎(chǔ)養(yǎng)分狀況為：堿解氮266 mg·kg-1，有效磷38.1 mg·kg-1，速效鉀183 mg·kg-1，有機(jī)質(zhì)含量55.1 g·kg-1，pH值6.25。供試品種為克新1號(hào)。于2015年5月27日進(jìn)行小區(qū)試驗(yàn)。壟距0.90 m壟上單行種植，設(shè)6壟區(qū)：行長(zhǎng)8.0 m，壟距0.9 m，常規(guī)密度的株距為15 cm，加密密度的株距為12 cm，處理和對(duì)照公設(shè)4次重復(fù)，小區(qū)采用兩因素隨機(jī)區(qū)組排列。于苗期（植株高度約為10 cm，6～7片葉，7月3日）進(jìn)行葉面噴施處理，分別為①CK，噴施清水，②胺鮮酯（DTA-6），濃度30 mg·L-1，③烯效唑（S3307），濃度40 mg·L-1，④縮節(jié)胺（DPC），濃度200 mg·L-1，用量均為225 L·hm-2，各調(diào)節(jié)劑濃度均經(jīng)過(guò)前期調(diào)節(jié)劑濃度篩選試驗(yàn)選出。田間管理與常規(guī)相同，9月6日進(jìn)行收獲。

1.2 取樣及測(cè)定方法

于塊莖形成期、塊莖膨大期和淀粉積累期用便攜式葉綠素儀分別測(cè)定各處理功能葉片（植株的倒三葉，每次測(cè)定5株取平均值）的葉綠素值，采用LI-6400便攜式光合儀（美國(guó)，Li-Cor公司）測(cè)定功能葉片的光合速率（Pn）、蒸騰速率（Tr）和氣孔導(dǎo)度（Gs），測(cè)定時(shí)光照強(qiáng)度設(shè)為1 000 μmol·m-2·s-1。

產(chǎn)量測(cè)定方法：在馬鈴薯成熟期，各小區(qū)隨機(jī)選取2 m2，記下收獲株數(shù)，計(jì)算單株薯數(shù)和平均單薯重，按下列公式計(jì)算產(chǎn)量：

單株薯數(shù)（個(gè)·株-1）=總薯數(shù)/收獲株數(shù)

平均單薯重（kg·個(gè)-1）=收獲小區(qū)內(nèi)塊莖總量/塊莖總數(shù)

產(chǎn)量（kg·hm-2）=單株薯數(shù)*平均單薯重*密度

1.3 統(tǒng)計(jì)與分析

數(shù)據(jù)處理及作圖采用Mirosoft Excel 2003進(jìn)行，用統(tǒng)計(jì)分析軟件SPSS 19.0對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行方差分析和顯著性檢驗(yàn)。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同處理對(duì)馬鈴薯產(chǎn)量及產(chǎn)量構(gòu)成因素的影響

從表1可以看出，常規(guī)密度條件下，調(diào)節(jié)劑均增加了單薯重，處理與CK之間差異極顯著；對(duì)于單株薯數(shù)而言，除DTA-6處理外，其余調(diào)節(jié)劑處理均低于CK，處理與CK之間差異顯著，DTA-6與CK之間差異極顯著；塊莖產(chǎn)量大小依序?yàn)镈TA-6＞S3307＞DPC＞CK，其增長(zhǎng)率分別為31.05%、28.18%和5.80%，處理與CK均達(dá)差異極顯著水平。加密條件下，調(diào)節(jié)劑均增加了單株薯數(shù)，降低了單薯重，處理與CK之間差異顯著；塊莖產(chǎn)量大小依序?yàn)镈TA-6＞S3307＞DPC＞CK，其增長(zhǎng)率分別為17.97%、9.48%和1.40%，處理與CK均達(dá)差異極顯著水平。同一調(diào)節(jié)劑在不同密度處理下，DTA-6的單株薯數(shù)表現(xiàn)為常規(guī)＞加密，其余處理與之相反；DPC的單薯重表現(xiàn)為常規(guī)＞加密，其余處理與之相反；各處理產(chǎn)量的大小順序?yàn)榧用埽境Ｒ?guī)，經(jīng)方差分析可知，處理與CK之間差異均達(dá)極顯著水平。

表1 不同處理對(duì)馬鈴薯產(chǎn)量及產(chǎn)量構(gòu)成因素的影響Table 1Effects of different treatment on potato yield and yield components

2.2不同處理對(duì)馬鈴薯葉片葉綠素含量的影響

葉片葉綠素含量是反映葉片生理活性變化的重要指標(biāo)之一，與葉片光合機(jī)能的大小密切相關(guān)[14]。不同種植密度下，噴施調(diào)節(jié)劑對(duì)馬鈴薯葉片葉綠素含量的影響均達(dá)顯著水平（圖1）。在同一種植密度下，從塊莖形成期至淀粉積累期，葉片葉綠素含量均呈先升高后下降的變化趨勢(shì)。常規(guī)密度下，葉片SPAD值大小依序?yàn)镾3307＞DPC＞DTA-6＞CK，處理與CK之間差異顯著，S3307在整個(gè)生長(zhǎng)過(guò)程中與CK之間的差異均達(dá)極顯著水平；加密條件下，葉片SPAD值大小依序?yàn)镾3307＞DTA-6＞DPC＞CK，除淀粉積累期DPC處理外，其余處理均與CK之間差異極顯著。同一調(diào)節(jié)劑在不同密度處理下，塊莖形成期時(shí)各處理的表現(xiàn)為常規(guī)＞加密，另兩個(gè)時(shí)期與之相反。由此可見(jiàn)，調(diào)節(jié)劑增加了馬鈴薯葉片葉綠素含量，為馬鈴薯產(chǎn)量的提高奠定了基礎(chǔ)，加密種植好于常規(guī)。

圖1 不同處理對(duì)馬鈴薯葉片葉綠素的影響（A表示常規(guī)密度；B表示常規(guī)+20%，下同）Fig.1Effects of different treatment on potato leaf chlorophyll（A said conventional density;B said conventional+20%，the same below）

2.3 不同處理對(duì)馬鈴薯光合特性的影響

2.3.1 不同處理對(duì)馬鈴薯光合速率（Pn）和蒸騰速率（Tr）的影響

光合速率（Pn）是光合作用的重要指標(biāo)之一，它反映了植株進(jìn)行光合作用的強(qiáng)度以及同化有機(jī)物的能力。Pn越高，產(chǎn)生的光合產(chǎn)物就越多，越有利于作物產(chǎn)量的提高和品質(zhì)的改善[11]。從圖2中可以看出，葉片Pn在整個(gè)生長(zhǎng)過(guò)程中均呈先降低后升高的變化趨勢(shì)，其大小順序?yàn)镈TA-6＞S3307＞DPC＞CK，除塊莖膨大期DPC處理外，其余處理與CK之間差異均達(dá)極顯著水平。不同種植密度下，調(diào)節(jié)劑對(duì)馬鈴薯葉片Pn的調(diào)控效果相同。同一調(diào)節(jié)劑不同密度處理下，葉片Pn大小依序?yàn)榧用埽境Ｒ?guī)，經(jīng)方差分析可知，處理與CK之間差異均達(dá)極顯著水平。綜合分析表明，不同種植密度下，調(diào)節(jié)劑均能顯著提高馬鈴薯功能葉的Pn，從而有利于增加功能葉光合產(chǎn)物的形成與積累，對(duì)塊莖產(chǎn)量的提高具有重要作用，適當(dāng)密植的效果好于常規(guī)密度處理。

圖2 不同處理對(duì)馬鈴薯光合速率的影響Fig.2Effects of different treatment on potato photosynthetic rate

2.3.2 不同處理對(duì)馬鈴薯蒸騰速率（Tr）的影響蒸騰速率（Tr）的高低對(duì)作物根系水分和礦物質(zhì)的吸收與運(yùn)轉(zhuǎn)有重要影響，Tr越大，根部吸收的水分和礦物質(zhì)就越多，越有利于促進(jìn)葉片光合產(chǎn)物的輸送與分配[11]。馬鈴薯葉片Tr在整個(gè)生長(zhǎng)過(guò)程中均呈先降低后升高的變化趨勢(shì)（圖3）。常規(guī)密度條件下，葉面噴施調(diào)節(jié)劑均增加了葉片Tr，除塊莖膨大期DPC處理和淀粉積累期S3307處理外，其余處理與CK之間差異均達(dá)極顯著水平。加密條件下，不同生育時(shí)期各調(diào)節(jié)劑處理的Tr均高于CK，除淀粉積累期DPC處理外，其余處理與CK之間差異均達(dá)極顯著水平。同一調(diào)節(jié)劑不同密度處理下，DTA-6和DPC處理的葉片Tr大小依序?yàn)榧用埽境Ｒ?guī)，S3307處理的葉片Tr大小依序?yàn)槌Ｒ?guī)＞加密。綜合分析表明，不同種植密度下，調(diào)節(jié)劑均能顯著提高馬鈴薯功能葉Tr，從而有利于根部吸收更多的水分和礦物質(zhì)，促進(jìn)葉片光合產(chǎn)物的輸送與分配增加功能葉光合物質(zhì)的形成與積累，對(duì)塊莖產(chǎn)量的提高具有重要作用。同一調(diào)節(jié)劑不同密度條件下，加密處理的效果好于常規(guī)密度。

圖3 不同處理對(duì)馬鈴薯蒸騰速率的影響Fig.3Effects of different treatment on potato transpiration rate

2.3.3 不同處理對(duì)馬鈴薯葉片氣孔導(dǎo)度（Gs）的影響

氣孔導(dǎo)度（Gs）是限制光合作用提高的因素之一，氣孔導(dǎo)度的下降會(huì)導(dǎo)致CO2供應(yīng)受阻而造成光合速率的下降[12]。葉面噴施調(diào)節(jié)劑對(duì)馬鈴薯葉片Gs變化規(guī)律如圖4所示。常規(guī)密度條件下，葉片Gs均呈先降低后升高的變化趨勢(shì)，整個(gè)生長(zhǎng)過(guò)程中除膨大期DPC處理外，其余處理與CK之間差異極顯著；加密條件下，塊莖形成期葉片Gs大小依序?yàn)镈TA-6＞S3307＞DPC≥CK，DTA-6和S3307與CK之間差異極顯著，D與CK之間差異不顯著。塊莖膨大期葉片Gs大小依序?yàn)镈TA-6＞DPC＞S3307＞CK，處理與CK均達(dá)到差異極顯著水平。淀粉積累期葉片Gs大小依序?yàn)镾3307＞DTA-6＞CK＞DPC，處理與CK之間差異極顯著。而同一調(diào)節(jié)劑不同密度處理下，各處理葉片的Gs大小依序?yàn)槌Ｒ?guī)＞加密。

圖4 不同處理對(duì)馬鈴薯氣孔導(dǎo)度的影響Fig.4Effects of different treatment on potato stomatal conductance

3 結(jié)論與討論

作物葉片的Pn、Tr、Gs和葉綠素含量是衡量作物光合作用的重要生理指標(biāo)。關(guān)于調(diào)節(jié)劑對(duì)作物光合特性的影響，前人研究發(fā)現(xiàn)[13-15]，葉面噴施調(diào)節(jié)劑能增加葉片葉綠素含量，促進(jìn)葉片光合速率和蒸騰速率，進(jìn)而提高作物產(chǎn)量。王惠群等[16]通過(guò)葉面噴施不同濃度矮壯素（CCC）研究發(fā)現(xiàn)，較低濃度的CCC可促進(jìn)馬鈴薯植株光合色素含量的提高，從而使光合速率提高，而較高濃度的CCC則可能抑制馬鈴薯植株葉片的生長(zhǎng)，從而使其光合速率降低；不同濃度CCC在其生長(zhǎng)后期均增加了葉片SPAD值，即促進(jìn)了植株中葉綠素含量的提高。黃承建等[17]研究得出，從塊莖形成期至塊莖增長(zhǎng)期，Pn、Gs和Tr呈上升趨勢(shì)。試驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn)，同一種植密度下，葉面噴施調(diào)節(jié)劑均可增加葉片葉綠素含量，進(jìn)而提高葉片的光合速率和蒸騰速率，為馬鈴薯產(chǎn)量的提高奠定了基礎(chǔ)，這與前人研究結(jié)果相一致[13-15]。但葉片Pn、Tr和Gs在整個(gè)生長(zhǎng)過(guò)程中均呈先降低后升高的變化趨勢(shì)，與前人的研究結(jié)果不同[17]，這可能與調(diào)節(jié)劑的噴藥時(shí)期、調(diào)節(jié)劑濃度以及調(diào)節(jié)劑配比不同有關(guān)，此外，葉片的光合特性很大程度還受種植當(dāng)年的氣候、光照及栽培措施等外界因素的影響。

綜合分析表明，葉面噴施調(diào)節(jié)劑后，調(diào)節(jié)劑處理還顯著增加了葉片葉綠素含量、Pn、Tr和Gs，改善了馬鈴薯葉片的光合特性，進(jìn)而提高了馬鈴薯塊莖的產(chǎn)量，不同密度間呈現(xiàn)相同的變化規(guī)律。同一調(diào)節(jié)劑在不同密度條件下，其產(chǎn)量和葉片葉綠素含量、Pn、Tr和Gs均為加密＞常規(guī)，適當(dāng)密植的條件下噴施調(diào)節(jié)劑更加有利于馬鈴薯產(chǎn)量的提高。試驗(yàn)研究了馬鈴薯葉片光合特性相關(guān)的指標(biāo)，對(duì)參與代謝過(guò)程中的酶活性尚未開展研究，今后將繼續(xù)進(jìn)一步深入研究光合特性相關(guān)酶活性及分子生物學(xué)方面的機(jī)理，為調(diào)節(jié)劑在馬鈴薯生產(chǎn)上的使用提供更加全面的理論指導(dǎo)。

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Effects of Regulators on Photosynthetic Characteristics，Yield and Quality of Potato under Different Planting Density

He Tianming1，Zhao Jingjing1，Zheng Dianfeng1，F(xiàn)eng Naijie1，Yang Qingdong2，Liu Wenbin1，Zhang Hongpeng1，Li Dong1，Liu Chunjuan1，Sun Fudong1，Wang Chang1，Xu Yanhui1
（1.College of Agronomy，Heilongjiang Bayi Agricultural University，Daqing 163319；2.Research and Development Center of Seed Potato of Beidahuang Group）

The comparative study was conducted on the effect of spraying regulators on photosynthetic characteristics and yield of potato（Kexin 1）through field experiments，by setting up 2 density such as regular（45 000 plants per hm）and conventional+20% （54 000 plants per hm）with water as control and regulators as treatments during seedling stage.The results showed that regulators couldincreasetheleafchlorophyllcontent，photosyntheticrate，transpirationrateandstomatalconductance，improvethe photosynthetic characteristics of potato leaves，raise the yield of potato and improve the quality building up a foundation.Different densities had the same change rule.The yield，the leaf chlorophyll content，photosynthetic rate，transpiration rate and stomatal conductance of the same regulator under the condition of different density showed the change rule of encryption＞conventional density.Regulator was more beneficial to the improvement of the potato yield.

regulator;potato;planting density;photosynthetic characteristics;yield;quality

S513

A

1002-2090（2017）03-0005-05

10.3969/j.issn.1002-2090.2017.03.002

2016-03-24

黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué)研究生創(chuàng)新科研項(xiàng)目（YJSCX2015-Y08）。

何天明（1990-），男，黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué)農(nóng)學(xué)院2014級(jí)碩士研究生。

鄭殿峰，男，教授，博士研究生導(dǎo)師，E-mail：zdffnj@263.net。