石灰水浸泡不同部位莖段對木薯苗生長的影響

魏云霞 黃 潔 李 天 劉麗娟

(1.海南大學(xué)熱帶農(nóng)林學(xué)院， ?？?570228； 2.中國熱帶農(nóng)業(yè)科學(xué)院熱帶作物品種資源研究所/農(nóng)業(yè)農(nóng)村部木薯種質(zhì)資源保護(hù)與利用重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室， 海南 儋州 571737)

木薯(ManihotesculentaCrantz)是世界三大薯類作物之一，主要種植在熱帶亞熱帶地區(qū)，為一年生或多年生無性繁殖作物[1]。我國及部分國家的木薯苗期常遭受干旱氣候影響，當(dāng)遭遇重旱時(shí)，會導(dǎo)致大幅減產(chǎn)[2]，而優(yōu)質(zhì)種莖是木薯高產(chǎn)的重要保障[3]。據(jù)研究，滇桂艾納香老莖的成活率、根數(shù)極顯著高于中莖和嫩莖[4]；比較無核棗的生根率[5]和亮葉忍冬的萌芽率[6]，上部莖段顯著優(yōu)于中、下部莖段；藍(lán)莓生根率為中、下段顯著高于上段[7]。在木薯生產(chǎn)中，一般以成熟主莖的中下部莖段為優(yōu)[8-9]；對植后4個(gè)月的木薯嫩莖進(jìn)行單芽扦插繁殖，以“中部”莖段為優(yōu)[10]。目前，尚未見木薯不同部位莖段的比較研究。鈣是植物生長發(fā)育的必需營養(yǎng)元素，在植物生長發(fā)育和信號傳遞過程中起重要作用[11]，適宜的外源鈣可提高黃瓜[12]、番茄[13]等的發(fā)芽率，促進(jìn)甘蔗[14]、馬鈴薯[15]等幼苗的生長。木薯種莖的水分主要分布在韌皮部[16]，種莖浸水30 min可提高木薯存活率[17]，20 g·L-1石灰水浸種12 h可促進(jìn)木薯發(fā)芽及苗期生長[18]，浸種24 h可提高木薯苗抗旱能力、成活率及鮮薯產(chǎn)量[19-20]。目前，雖有石灰水浸種對木薯生長影響的少量研究，但未見不同濃度石灰水浸泡木薯不同部位莖段的報(bào)道，因此，開展不同濃度石灰水浸泡木薯不同部位莖段試驗(yàn)，研究其對木薯生根發(fā)芽及幼苗生長的影響，將為優(yōu)化木薯種莖處理技術(shù)提供一定的理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)條件

1.1.1供試土壤、參試木薯品種

2016年5月26日至7月9日，在中國熱帶農(nóng)業(yè)科學(xué)院熱帶作物品種資源研究所(品資所)木薯試驗(yàn)基地開展試驗(yàn)。試驗(yàn)土壤為沙土，0～20 cm土層的基本理化性質(zhì)為：pH值6.31，有機(jī)質(zhì)含量3.09 g·kg-1，堿解氮含量17.50 mg·kg-1、速效磷含量19.65 mg·kg-1、速效鉀含量49.5 mg·kg-1。參試木薯品種為品資所選育的華南12號(SC 12)。熟石灰主要成分為氫氧化鈣，從當(dāng)?shù)厥袌鲑徺I。

1.1.2氣溫、降雨

據(jù)儋州天氣網(wǎng)[21]，以5 d為計(jì)算單位，統(tǒng)計(jì)種植期間的氣溫和降雨天數(shù)變化，見圖1。氣溫較為穩(wěn)定，基本在(30±4)℃之間；種植時(shí)有小雨，植后45 d內(nèi)，有38 d降雨，從種植到采樣，土壤均較為濕潤，甚至有短時(shí)積水。

圖1 種植期間的氣溫與降雨天數(shù)

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)采用2因素完全隨機(jī)設(shè)計(jì)。A因素，設(shè)不浸種(ck)及5個(gè)石灰水濃度(0，5，20，40，60 g/L)浸種(ck0、L5、L20、L40、L60)；B因素，設(shè)基部、中部和頂部莖段3個(gè)水平，共18個(gè)處理；每個(gè)處理3次重復(fù)，每個(gè)重復(fù)6株，共18株；株行距為50 cm×50 cm。

1.2.2操作方法

選取樹蔭下保存134 d、芽眼和種皮無損傷且種莖長>120.0 cm的木薯種莖，統(tǒng)一鋸去種莖的生根基部和發(fā)芽頂部，再將種莖由基部至頂部依次鋸為等長的6段，每段長15.0 cm，第1、2節(jié)莖段歸為基部莖段，第3、4節(jié)歸為中部莖段，第5、6節(jié)歸為頂部莖段；注意，不浸種處理在種植時(shí)鋸種。用玻璃板鎮(zhèn)壓莖段，使其完全浸沒于浸種溶液中，浸泡14 h；撈起，晾干莖段表皮水分，在沙土中，以45°角斜植莖段，芽眼朝上，露出莖段3.0 cm。不施肥，其他試驗(yàn)管理同常規(guī)田間管理。

1.2.3測定指標(biāo)

浸種前，從各處理中隨機(jī)選取5條莖段稱重；浸種后，晾干種莖表皮水分后稱重；105 ℃殺青30 min，80 ℃烘至恒重，記錄干重。從植后第4天開始，每天觀察并記錄各處理的出苗株數(shù)，計(jì)算出苗率。在植后45 d，計(jì)算成活率，并調(diào)查農(nóng)藝性狀和測定生物量。由于挖根時(shí)，有較多斷根殘留在沙土中，難以準(zhǔn)確計(jì)算根長、根重和根冠比等指標(biāo)，所以本研究僅統(tǒng)計(jì)根數(shù)。

浸前含水率(%)=[(浸種前莖段鮮重-莖段干重)/浸種前莖段鮮重]×100%；

浸后含水率(%)=[(浸種后莖段鮮重-莖段干重)/浸種后莖段鮮重]×100%；

吸水率(%)=[(浸水后的莖段鮮重-浸水前的莖段鮮重)/浸水前的莖段鮮重]×100%；

出苗率(%)=(出苗株數(shù)/調(diào)查株數(shù))×100%；

成活率(%)=(成活株數(shù)/調(diào)查株數(shù))×100%；

芽數(shù)：每條(穴)莖段萌發(fā)的總芽數(shù)；

株高(cm)：從地表面到植株頂端生長點(diǎn)的高度；

總?cè)~片數(shù)：每條(穴)莖段上萌發(fā)幼苗的所有葉片數(shù)；

根數(shù)：每條(穴)莖段上長出的全部根數(shù)；

莖葉生物量(g)：取木薯植株的莖葉樣品(不含種莖)，稱其鮮重；

莖葉干物率(%)=(莖葉干重/莖葉鮮重)×100%。

1.2.4數(shù)據(jù)分析

采用Excel 2010軟件和SPSS 20.0軟件對試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，用Duncan新復(fù)極差法檢驗(yàn)處理間的差異顯著性。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同部位莖段對木薯出苗率的影響

不同部位莖段對木薯出苗率的影響見圖2。植后4～10 d的出苗率均為基部>中部>頂部，其中，植后7～10 d，基部莖段的出苗率顯著高于頂部莖段，植后9 d中部莖段的出苗率顯著高于頂部莖段。

表1 浸種處理各指標(biāo)之間的簡單相關(guān)系數(shù)

因素 相關(guān)系數(shù)浸前含水量浸后含水量吸水率株高總?cè)~片數(shù)芽數(shù)根數(shù)莖葉鮮重浸后含水量0.732??吸水率-0.2730.454株高0.103-0.280-0.512?總?cè)~片數(shù)0.211-0.265-0.627??0.551?芽數(shù)0.176-0.135-0.3880.3040.764??根數(shù)0.3130.050-0.3500.202?0.248?0.240?莖葉鮮重0.317-0.026-0.429?0.754??0.728??0.541?0.180莖葉干物率-0.1190.2550.509?-0.716??-0.617??-0.408-0.503?-0.602??

注：“*”和“**”分別表示在5%和1%水平上的差異顯著性。下同。

表2 不同部位莖段對木薯苗生長的影響

莖段部位成活率/%株高/cm總?cè)~片數(shù)芽數(shù)根數(shù)莖葉鮮重/g莖葉干物率/%基部82.41aA12.21aA24.12aA2.25aA20.22aA34.04aA24.49aA中部87.04aA11.55aA18.69bB1.74bB16.37bA26.04aA25.58aA頂部65.74bB11.26aA19.78bB1.74bB15.81bA25.84aA27.29aA

注：同列不同小寫字母表示在5%水平上差異顯著，同列不同大寫字母表示在1%水平上差異極顯著。下同。

圖2 不同部位莖段對木薯出苗率的影響

2.2 不同濃度石灰水浸種對木薯出苗率的影響

不同濃度石灰水浸種對木薯出苗率的影響見圖3。浸種處理的出苗率均高于不浸種處理：在植后5 d，清水和20 g/L石灰水浸種處理顯著高于不浸種；在植后6 d，清水和20～60 g/L石灰水浸種處理顯著高于不浸種處理；總之，浸種處理均比不浸種早出苗、早齊苗，以清水和20 g/L石灰水浸種較優(yōu)。

2.3 浸種處理各指標(biāo)之間的相關(guān)系數(shù)

浸種處理各指標(biāo)之間的相關(guān)系數(shù)見表1。浸種前的莖段含水量與浸種后的含水量呈極顯著正相關(guān)關(guān)系。不論浸種前或浸種后的莖段含水量，均與其它指標(biāo)無顯著相關(guān)關(guān)系，表2～表5不再深入分析。其它大部分指標(biāo)之間存在顯著或極顯著的相關(guān)關(guān)系，在表2～表5中深入分析。

2.4 不同部位莖段對木薯苗生長的影響

不同部位莖段對木薯苗生長的影響見表2。基部和中部莖段的成活率極顯著高于頂部莖段。基部莖段的株高、總?cè)~片數(shù)、芽數(shù)、根數(shù)、莖葉鮮重均高于中部和頂部莖段，其中總?cè)~片數(shù)和芽數(shù)達(dá)極顯著，根數(shù)達(dá)顯著，總體看，基部莖段木薯苗生長明顯優(yōu)于中部和頂部莖段。

2.5 不同濃度石灰水浸種對木薯苗生長的影響

不同濃度石灰水浸種對木薯苗生長的影響見表3。不浸種處理的成活率、株高和芽數(shù)均高于浸種處理，其中，株高顯著高于清水浸種；而不浸種處理的根數(shù)和莖葉干物率均低于浸種處理，其中，L40處理的莖葉干物率達(dá)顯著水平。在浸種處理中，L60處理的株高、總?cè)~片數(shù)、芽數(shù)、莖葉鮮重最高，其中，株高顯著高于清水浸種，莖葉鮮重顯著高于清水、L20和L40處理；L5和L20處理的成活率高于其余浸種處理。

2.6 莖段×濃度互作的影響

不同部位莖段與不同濃度石灰水浸種對木薯苗各指標(biāo)的交互作用見表4，僅成活率達(dá)顯著交互作用。莖段×石灰水濃度浸種互作對木薯苗成活率的影響見表5，不浸種以及20 g/L石灰水浸種處理的木薯基部和中部莖段的成活率均高于頂部莖段，尤以不浸種為優(yōu)；反之，高濃度石灰水浸種處理不一定有利于提高木薯苗的成活率。

表3 不同濃度石灰水浸種對木薯苗生長的影響

濃度ρ·(g·L)-1代號成活率/%株高/cm總?cè)~片數(shù)芽數(shù)根數(shù) 莖葉鮮重/g 莖葉干物率/% —ck88.89aA12.95aA19.81aA2.07aA16.95aA36.87abA22.54bA0ck075.93aA10.60bA21.01aA1.86aA18.62aA21.00cA27.03abA5L579.63aA11.09abA19.63aA1.91aA15.60aA26.45abcA25.87abA20L2079.63aA11.09abA19.23aA1.91aA17.86aA24.30bcA25.95abA40L4072.22aA11.49abA21.77aA1.77aA17.51aA24.18bcA28.78aA60L6074.07aA12.82abA24.48aA1.93aA18.25aA39.06aA24.56abA

表4 莖段×濃度互作對木薯苗生長的影響

因素p值成活率株高總?cè)~片數(shù)芽數(shù)根數(shù)莖葉鮮重莖葉干物率部位0.000??0.4170.008??0.000??0.048?0.1660.267濃度0.1570.1340.2320.7480.8880.0560.197莖段×濃度0.005??0.5250.9600.4250.9620.9000.386

表5 莖段×濃度互作對木薯苗成活率的影響

莖段部位木薯苗成活率/%ckck0L5L20L40L60基部94.44abA83.33abcAB83.33abcAB83.33abcAB66.67cdB83.33abcAB中部100.00aA88.89abcAB83.33abcAB100.00aA94.44abA55.56dB頂部72.22bcdAB55.56dB72.22bcdAB55.56dB55.56dB83.33abcAB

3 討論與結(jié)論

據(jù)研究，水稻[22]和甜瓜[23]等作物種子的發(fā)芽率、活力指數(shù)及營養(yǎng)物質(zhì)均隨著成熟度的提高而提高。本研究表明，木薯基部和中部莖段的出苗率、成活率、株高、根數(shù)和莖葉鮮重均優(yōu)于頂部莖段，這與木薯基部和中部莖段的幼苗長勢及鮮薯產(chǎn)量均優(yōu)于頂部莖段[24]的生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)相吻合，這可能是由于木薯基部和中部莖段比頂部莖段更成熟和養(yǎng)分含量更高，值得進(jìn)一步研究。

本研究發(fā)現(xiàn)，浸種處理出苗率均高于不浸種，浸種處理均可促進(jìn)木薯早出苗，早齊苗，以清水和20 g/L石灰水浸種處理效果較好。這與清水和石灰水浸種可提高木薯的發(fā)芽率、成活率、株高、莖徑、鮮薯產(chǎn)量及幼苗抗旱能力[17-20]等結(jié)果一致，也與適宜鈣濃度浸種可提高黃瓜[12]、番茄[13]等作物發(fā)芽率以及促進(jìn)甘蔗[14]和馬鈴薯[15]、花生[25]等種子有利于作物生長相似，可見，清水及鈣溶液浸種對木薯生根發(fā)芽及莖葉生長均有一定促進(jìn)作用。值得注意，本研究的浸種處理成活率均低于不浸種處理，這與石灰水浸種的木薯成活率極顯著高于不浸種[21]結(jié)果相反，但與剛收獲的新鮮木薯種莖浸水后種植會降低成活率[26]的結(jié)果相似，本試驗(yàn)中浸種處理成活率低，可能是種植時(shí)下小雨，其后的45 d生長期間有38 d降雨，雨水過多，土壤濕度高，甚至出現(xiàn)短時(shí)積水，不利于高含水量種莖的小苗健康生長，最終造成了部分木薯死苗，種莖含水量及土壤濕度等環(huán)境因素對木薯苗生長的影響機(jī)理，值得進(jìn)一步研究。

綜上所述，建議盡量使用基部和中部的成熟莖段，對貯藏時(shí)間長且含水量低的種莖，尤其是頂部莖段，在干旱的土壤種植前，推薦采用清水和20 g/L石灰水的浸種處理，反之，謹(jǐn)慎采用浸種處理，避免徒增工作量及產(chǎn)生不良后果。