魏云霞 王娟 李天 劉麗娟 黃潔 鄭永清
摘? 要:以2個(gè)木薯品種‘SC205和‘SC124為研究對(duì)象,設(shè)置不施鉀(K0,K2O 0 kg/hm2)、低鉀(K50,K2O 50 kg/hm2)、中鉀(K100,K2O 100 kg/hm2)和高鉀(K200,K2O 200 kg/hm2)4個(gè)施鉀量處理,測(cè)定收獲期木薯的農(nóng)藝性狀、鮮薯產(chǎn)量及其構(gòu)成指標(biāo)、可溶性糖組分含量、淀粉組分含量等指標(biāo)。結(jié)果表明:(1)與不施鉀相比,施鉀量達(dá)100 kg/hm2以上時(shí),能顯著提高木薯株高、莖徑、單條薯重;施鉀量達(dá)50 kg/hm2以上時(shí),能顯著提高鮮薯產(chǎn)量,其中‘SC205和‘SC124的鮮薯產(chǎn)量增幅分別達(dá)59.2%~131.7%和51.4%~127.9%,在施鉀量(K2O)為100 kg/hm2時(shí)鮮薯產(chǎn)量達(dá)到最大值;(2)施鉀量對(duì)不同組織可溶性糖組分含量及總淀粉含量、支鏈淀粉含量均有顯著影響;品種與施鉀量間交互作用對(duì)蔗糖含量具有顯著影響,對(duì)其他可溶性糖組分及淀粉各組分均無顯著影響(P>0.05);(3)相關(guān)性分析表明,各組織的可溶性糖組分含量與塊根淀粉組分含量間具有負(fù)的相關(guān)性,其中塊根的可溶性糖組分與塊根總淀粉含量具有顯著或極顯著的負(fù)相關(guān),莖稈的葡萄糖和蔗糖含量與塊根總淀粉含量具有顯著負(fù)相關(guān)。綜上所述,合理施鉀促進(jìn)了可溶性糖向淀粉的轉(zhuǎn)化,進(jìn)而有利于木薯鮮薯產(chǎn)量和品質(zhì)的形成,對(duì)連作條件下木薯的提質(zhì)增效具有重要的實(shí)踐意義。
關(guān)鍵詞:木薯;鉀;產(chǎn)量;可溶性糖;淀粉
中圖分類號(hào):S533? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A
Abstract: A field experiment was conducted to study the agronomic properties, tuber yield and components, soluble sugar and starch contents of two cassava varieties ‘SC205 and ‘SC124 with four K treatment: no potassium (K0, K2O 0 kg/hm2), low potassium (K50, K2O 50 kg/hm2), medium potassium (K100, K2O 100 kg/hm2) and high potassium (K200, K2O 200 kg/hm2). Compared to K0, K application amount greater than or equal to 100 kg/hm2 would significantly improve the plant height, stem diameter and weight of single tuber for cassava, meanwhile, K application amount greater than or equal to 50 kg/hm2 significantly improved the fresh tuber yield by 59.2%-131.7% and 51.4%-127.9% for ‘SC205 and ‘SC124, respectively. When K application rate was 100 kg/hm2, the fresh tuber yield reached the maximum level. Variance analysis showed that K rate had significant effects on the content of soluble sugar components, total starch and amylopectin in different organs. In addition, the interaction effect between variety and K rate was significant on the sucrose in different organ for cassava, while was no significant on others soluble sugar and starch components (P>0.05). The correlation analysis showed that there was negative relation between the content of soluble sugar components in different organs and content of starch components in tuber. There was significant or extremely negative relation between the content of soluble sugar in tuber and content of total starch, while there was significant negative relation between the content of stem glucose and sucrose and content of tuber total starch. In conclusion, reasonable K application improved the transformation of soluble sugar to starch, and which was benefit to the improvement of fresh yield and quality under continuous plantation for cassava.
Keywords: cassava; potassium; yield; soluble sugar; starch
DOI: 10.3969/j.issn.1000-2561.2021.01.015
近年來,木薯作為非糧、清潔、可再生的新興生物質(zhì)能源的代表,成為我國(guó)綠色能源發(fā)展戰(zhàn)略的新焦點(diǎn)[1]。木薯作為淀粉作物,塊根淀粉含量是衡量木薯品質(zhì)和加工經(jīng)濟(jì)效益的重要指標(biāo),又直接影響著木薯的銷售價(jià)格[2]。如何提高木薯的淀粉含量和產(chǎn)量,一直是木薯栽培和品種選育追求的重要目標(biāo)之一。隨著我國(guó)木薯產(chǎn)業(yè)化的快速發(fā)展,施肥的增產(chǎn)增收效益越顯重要[3]。鉀作為“品質(zhì)”元素,在改善作物品質(zhì)、提高酶活性、增加產(chǎn)量和抗逆性等方面具有重要作用[4]。然而,木薯作為喜鉀植物,缺鉀已經(jīng)成為長(zhǎng)期種植木薯地塊的重要限制因子,并隨著種植年限的增加而不斷增加[5]。因此,重視鉀肥的合理施用對(duì)木薯產(chǎn)量的提高和品質(zhì)改善尤為重要。
鉀能增強(qiáng)作物的光合作用,促進(jìn)光合產(chǎn)物向地下部運(yùn)輸,進(jìn)而影響木薯產(chǎn)量和品質(zhì)[6]。適量供鉀可提高甘薯源端光合產(chǎn)物的裝載能力、庫(kù)端光合產(chǎn)物的卸載能力以及塊根中淀粉合成的能力,促進(jìn)干物質(zhì)向塊根的分配[6-8]。史春余等[7]、鄭艷霞等[9]的研究表明增施鉀肥可以提高甘薯塊根中的淀粉含量,降低莖中的淀粉含量,有利于甘薯塊根中淀粉的合成和積累。另外,前人對(duì)木薯施鉀效果也展開了大量的研究,黃巧義等[10]、魏云霞等[11]研究表明,施鉀可以顯著提高木薯塊根產(chǎn)量,并且有利于塊根淀粉的累積;張永發(fā)等[12]通過“3414”試驗(yàn)結(jié)果表明,施鉀對(duì)木薯的增產(chǎn)效應(yīng)大于氮和磷的施用;黃潔等[3]通過12年長(zhǎng)期定位試驗(yàn)的研究表明,隨施鉀量的增加,木薯塊根產(chǎn)量和淀粉質(zhì)量分?jǐn)?shù)均呈顯著增加的趨勢(shì);羅璇等[13]的研究進(jìn)一步表明,鉀肥施用量與木薯塊根淀粉含量顯著相關(guān),鉀肥過量與不足均不利于塊根淀粉的積累。
綜上所述,以往研究大多數(shù)集中在施鉀對(duì)木薯產(chǎn)量、淀粉影響的短期效應(yīng),而關(guān)于長(zhǎng)期定位試驗(yàn)條件下供鉀水平對(duì)木薯的產(chǎn)量、碳水化合物不同組分的影響研究仍鮮有報(bào)道。因此,本研究以目前推廣面積較大的木薯品種‘SC205和‘SC124為研究對(duì)象,通過長(zhǎng)期肥料定位試驗(yàn),設(shè)置不同施鉀水平,旨在從農(nóng)藝性狀指標(biāo)、產(chǎn)量效應(yīng)、可溶性糖組分和淀粉組分等方面展開討論,以期為連作條件下的木薯合理施鉀提供理論依據(jù)。
1? 材料與方法
1.1? 材料
田間試驗(yàn)位于海南省儋州市寶島新村中國(guó)熱帶農(nóng)業(yè)科學(xué)院熱帶作物品種資源研究所的木薯基地。該定位試驗(yàn)開始于1992年。試驗(yàn)田土壤為花崗巖發(fā)育的磚紅壤,基本理化性質(zhì)為:pH 5.35,有機(jī)質(zhì)8.4 g/kg,全氮0.25 g/kg,速效磷24.6 mg/kg,速效鉀36.9 mg/kg。
供試木薯品種為‘SC205和‘SC124,均由試驗(yàn)單位提供。供試肥料為尿素(含N 46%)、過磷酸鈣(含P2O5 12%)、氯化鉀(含K2O 60%)。
1.2? 方法
1.2.1? 試驗(yàn)設(shè)計(jì)? 2018年,本研究選取長(zhǎng)期定位施肥試驗(yàn)中的4個(gè)鉀肥處理:(1)不施鉀(K0)、(2)低鉀(K50)、(3)中鉀(K100)、(4)高鉀(K200),K2O施用量分別為0、50、100、200 kg/hm2。各處理氮、磷用量一致,均為N 100 kg/hm2、P2O5 50 kg/hm2,所有肥料均在木薯種植前一次性基施。按復(fù)因子裂區(qū)設(shè)計(jì),主區(qū)為鉀肥用量,副區(qū)為木薯品種;主區(qū)隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì),裂區(qū)順序排列,各處理2次重復(fù)。每小區(qū)18 m2,木薯株行距均為80 cm,共28株,植后300 d收獲鮮薯。
1.2.2? 測(cè)定項(xiàng)目及方法? 農(nóng)藝性狀調(diào)查:收獲前,各小區(qū)調(diào)查、測(cè)定10株木薯株高、主莖高、莖徑、1分枝粗。其中,卷尺測(cè)量地面到頂端心葉的植株高度即為株高;主莖地面至第1分叉處的高度即為主莖高;游標(biāo)卡尺測(cè)量距離地面5 cm高處主莖的直徑即為莖徑;游標(biāo)卡尺測(cè)量第1分枝距離第1分叉處0.5 cm處分枝的直徑即為1分枝粗。
鮮薯產(chǎn)量、鮮葉和鮮莖重測(cè)定:木薯收獲期,各小區(qū)考察10株木薯的結(jié)薯數(shù),同時(shí),分別稱量薯塊、莖稈、葉片的鮮質(zhì)量,并換算單條鮮薯重;以實(shí)收的10株木薯薯塊鮮質(zhì)量換算每公頃鮮薯產(chǎn)量。薯塊、莖稈、葉片稱取鮮重后,分別切碎或切絲混勻,105 ℃殺青30 min,70 ℃烘干至恒重,稱干重后粉碎、過篩,作為試樣用于可溶性糖組分、淀粉組分的測(cè)定。
可溶性糖組分含量(葡萄糖、蔗糖、果糖)測(cè)定:采用ICS-5000型離子色譜儀(Thermo Fisher Scientific),參照張磊等[14]的方法略加改進(jìn)。色譜條件:色譜柱為Dionex? CarboPac? PA20,流動(dòng)相A為水,流動(dòng)相B為50 mmol/L NaOH,采用梯度洗脫,其洗脫程序?yàn)椋?~9 min 10%B,用11 min達(dá)到40%B,以40%B穩(wěn)定10 min,用0.1 min降到10%B,再以10%B穩(wěn)定9.9 min,流速為0.5 mL/min。樣液制備:準(zhǔn)確稱取30 mg試樣,加入700 μL 80%乙醇,50 ℃震蕩2 h,加700 μL H2O稀釋,10 000 r/min離心3 min,吸取上清液轉(zhuǎn)移到新離心管中,加入700 μL CHCl3,10 000 r/min離心3 min,取上清液上機(jī)檢測(cè)。
淀粉組分含量(總淀粉、直鏈淀粉、支鏈淀粉)測(cè)定:總淀粉含量測(cè)定,準(zhǔn)確稱取100 mg試樣于15 mL試管中,加入4 mL 80%乙醇,70 ℃放置2 h,期間渦旋混勻,12 000 r/min離心10 min,棄上清液,向沉淀物中加入4 mL 80%乙醇,重復(fù)上述步驟3次。小心倒出上清液,向其中加入0.2 mL 80%乙醇,渦旋混勻后,再加入3 mL耐熱-淀粉酶,沸水浴6 min,期間間斷渦旋混勻,將試管放置于50 ℃水浴鍋中,加入0.1 mL淀粉葡萄苷酶,渦旋混勻,50 ℃孵育30 min,將試管中全部液體轉(zhuǎn)移到100 mL容量瓶中,并用蒸餾水定容,取0.1 mL上述液體至試管中,加入3 mL GOPOG試劑,渦旋混勻,于50 ℃孵育20 min后于510 nm下測(cè)定吸光度;取0.1 mL葡萄糖標(biāo)準(zhǔn)溶液(試劑空白對(duì)照加0.1 mL水),加入3 mL GOPOD試劑,作為標(biāo)樣,50 ℃反應(yīng)20 min后在510 nm處測(cè)定吸光度;根據(jù)公式:總淀粉含量(g/kg)= (OD樣品-OD空白)×100×90/[(OD標(biāo)樣?OD空白)×樣品稱樣量M]/100×1000,計(jì)算樣品中總淀粉含量。直鏈淀粉的測(cè)定,首先進(jìn)行樣品的提取,提取方法為取足夠量的樣本,加入一定量濃度的亞硫酸鈉水溶液浸泡,待樣本充分吸水膨脹后,轉(zhuǎn)移至勻漿機(jī)中勻漿粉碎,將勻漿后的混合水樣轉(zhuǎn)移至200目篩網(wǎng)中過濾,并用亞硫酸鈉水溶液充分清洗濾渣,收集濾液,濾液靜置過夜,倒掉上清液,加入新的亞硫酸鈉溶液,再次靜置過夜、倒掉上清液、加入新的亞硫酸鈉溶液、并重復(fù)該步驟5~8次,待淀粉呈白色,上清液透明時(shí),徹底倒掉上清液,將淀粉自然晾干,后轉(zhuǎn)移至恒溫箱中水分平衡1周,水分平衡后的樣品取出,研缽研磨分散,過100目樣品篩,用于直鏈淀粉測(cè)定。準(zhǔn)確稱取10 mg直鏈淀粉樣品于干凈的EP管中,加入100 L酒精和900 μL NaOH溶液,混勻、煮沸10 min,冷卻后定容10 mL,取0.5 mL上清液于干凈的15 mL離心管中,加入0.1 mL乙酸、0.2 mL碘化鉀溶液后定容至10 mL,室溫放置10 min后于620 nm處測(cè)定吸光值。直鏈淀粉采用外標(biāo)法進(jìn)行定量,通過不同濃度的水稻直鏈淀粉標(biāo)樣來制備標(biāo)曲,擬合標(biāo)準(zhǔn)曲線為y=185.87x?11.867,R2=0.9985,通過公式:直鏈淀粉含量(g/kg)=(標(biāo)曲獲得值C/提取后樣品稱樣重M×10×樣品總淀粉含量)/100×1000,10為校正系數(shù),從而計(jì)算樣品中直鏈淀粉含量[15]。得到總淀粉和直鏈淀粉含量后,通過公式:支鏈淀粉含量(g/kg)=總淀粉含量?直鏈淀粉含量,計(jì)算支鏈淀粉含量。
1.3? 數(shù)據(jù)處理
采用Excel 2013軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)整理、Origin8.0軟件制圖、SPSS 20.0軟件進(jìn)行方差分析。
2? 結(jié)果與分析
2.1? 農(nóng)藝性狀
從表1可見,與不施鉀相比,施鉀對(duì)‘SC205主莖高、‘SC124第1分枝粗影響均不顯著;施鉀量達(dá)100 kg/hm2以上時(shí),2個(gè)品種的株高、莖徑以及‘SC205的第1分枝粗均顯著增加,且‘SC205株高、莖徑、第1分枝粗在施鉀量100 kg/hm2時(shí)達(dá)到最大值,增幅分別為36.8%、29.4%、16.7%;‘SC124株高、莖徑在施鉀量200 kg/hm2時(shí)達(dá)到最大值,增幅分別為40.3%、20.2%。方差分析結(jié)果表明,施鉀量對(duì)木薯株高、主莖高和莖徑有極顯著的影響(P<0.01),品種對(duì)木薯株高和主莖高有極顯著影響(P<0.01);施鉀量和品種二者的交互作用對(duì)木薯各農(nóng)藝性狀均無顯著影響(P>0.05)。
2.2? 不同組織鮮重及產(chǎn)量構(gòu)成
從表2可見,與不施鉀相比,施鉀對(duì)2個(gè)品種薯數(shù)影響不顯著;施鉀量達(dá)50 kg/hm2以上時(shí),2個(gè)品種的薯鮮重,以及‘SC124的葉鮮重、莖鮮重均顯著增加;當(dāng)施鉀量達(dá)100 kg/hm2以上時(shí),2個(gè)品種的單條薯重,以及‘SC124的葉鮮重、莖鮮重均顯著增加;‘SC205的葉鮮重、莖鮮重、薯鮮重以及‘SC124的薯鮮重均在施鉀量100 kg/hm2時(shí)達(dá)到最大值,增幅分別為143.0%、116.0%、131.7%、127.9%;‘SC124的葉鮮重、莖鮮重、單條薯重以及‘SC205的單條薯重均在施鉀量200 kg/hm2時(shí)達(dá)到最大值,增幅分別為98.8%、81.0%、117.1%、101.8%。
方差分析結(jié)果表明,施鉀量和品種(鮮薯產(chǎn)量除外)對(duì)木薯各部位的鮮重及薯數(shù)、單條薯重有顯著或極顯著的影響,而施鉀量和品種間的交互作用對(duì)木薯葉鮮重和莖鮮重均有顯著的影響(P<0.05)。
2.3? 可溶性糖組分
從圖1可見,與不施鉀相比,施鉀對(duì)2個(gè)品種的葉片蔗糖、果糖含量及‘SC205的塊根蔗糖含量的影響均不顯著;施鉀量達(dá)50 kg/hm2以上時(shí),2個(gè)品種的莖稈葡萄糖、‘SC124的莖稈果糖含量及‘SC205的塊根葡萄糖、果糖含量均顯著下降;施鉀量達(dá)100 kg/hm2以上時(shí),2個(gè)品種的莖稈蔗糖及‘SC124的塊根蔗糖均顯著下降;施鉀量達(dá)200 kg/hm2時(shí),‘SC205的莖稈果糖含量及‘SC124的塊根葡萄糖、果糖含量均顯著下降。2個(gè)品種莖稈、塊根的可溶性糖組分含量均在施鉀量為200 kg/hm2時(shí)最低,其中,‘SC205和‘SC124莖稈的葡萄糖、蔗糖、果糖含量分別為14.8、35.0、16.6 g/kg和7.6、25.0、9.3 g/kg;‘SC205和‘SC124塊根的葡萄糖、蔗糖、果糖含量分別為3.7、41.7、5.1 g/kg和4.6、39.2、5.2 g/kg??扇苄蕴墙M分含量在不同組織中的分配均差異顯著,葡萄糖、果糖含量均表現(xiàn)為葉片>莖稈>塊根,蔗糖含量表現(xiàn)為塊根>莖稈>葉片。
方差分析結(jié)果表明,組織、品種、施鉀量、組織與品種間交互作用及組織與施鉀量間交互作用對(duì)葡萄糖、蔗糖、果糖含量均具有極顯著影響(P<0.01),組織、品種和施鉀量三者之間的交互作用對(duì)葡萄糖和蔗糖具有極顯著(P<0.01)或顯著影響(P<0.05),而對(duì)果糖含量無顯著影響(P>0.05),而品種與施鉀量的交互作用對(duì)蔗糖含量具有極顯著影響(P<0.01),而對(duì)葡萄糖和果糖無顯著影響(P>0.05)。
2.4? 淀粉組分
從圖2可見,與不施鉀相比,施鉀對(duì)2品種的葉片及‘SC124的塊根的總淀粉、支鏈淀粉、直鏈淀粉含量的影響均不顯著;施鉀量達(dá)200 kg/hm2時(shí),‘SC205的莖稈總淀粉、支鏈淀粉、直鏈淀粉含量及‘SC124的莖稈直鏈淀粉含量均顯著提高,‘SC124的莖稈總淀粉、支鏈淀粉含量在施鉀量達(dá)100 kg/hm2以上時(shí)均顯著提高;施鉀量為100 kg/hm2時(shí),‘SC205塊根支鏈淀粉含量顯著提高。淀粉組分含量在不同組織中的分配差異顯著,均表現(xiàn)為塊根>莖稈>葉片。不同施鉀處理下的塊根、莖稈、葉片3個(gè)部位淀粉組分平均含量表現(xiàn)為:‘SC205總淀粉含量分別為74.8%、24.3%和1.2%,‘SC124分別為75.9%、31.1%、1.7%;‘SC205支鏈淀粉含量分別為62.8%、23.5%和1.2%,‘SC124分別為62.2%、30.0%和1.7%;‘SC205直鏈淀粉含量分別為12.0%、0.8%和0.0%,‘SC124分別為13.6%、1.1%和0.0%。方差分析結(jié)果表明,組織、品種以及組織和品種間的交互作用對(duì)支鏈淀粉、直鏈淀粉以及總淀粉含量均具有極顯著影響(P<0.01),施鉀量以及組織與施鉀量間的交互作用對(duì)支鏈淀粉、總淀粉含量均具有極顯著(P<0.01)或顯著影響(P<0.05),而品種與施鉀量間以及品種、組織和施鉀量間的交互作用對(duì)淀粉組分均無顯著影響(P>0.05)。
2.5? 淀粉、糖與鮮薯產(chǎn)量的相關(guān)性分析
由表3可見,葉片、莖稈和塊根的可溶性糖組分含量與塊根淀粉組分含量基本呈負(fù)的相關(guān)性,其中塊根葡萄糖、塊根蔗糖與塊根支鏈淀粉成顯著負(fù)相關(guān)關(guān)系(P<0.05),相關(guān)系數(shù)分別為?0.602*、?0.584*;葉片蔗糖、葉片果糖、莖稈葡萄糖、莖稈果糖與塊根直鏈淀粉呈顯著(P<0.05)或極顯著(P<0.01)的負(fù)相關(guān)關(guān)系,相關(guān)系數(shù)分別為?0.592*、?0.653**、0.541*、?0.657**;而莖稈葡萄糖、莖稈蔗糖、塊根葡萄糖、塊根蔗糖含量及塊根果糖含量與塊根總淀粉含量呈顯著(P<0.05)或極顯著(P<0.01)的負(fù)相關(guān)關(guān)系,相關(guān)系數(shù)分別為?0.568*、?0.497*、?0.648**、?0.662**、?0.619*,塊根蔗糖含量對(duì)塊根總淀粉含量影響最大。
3? 討論
3.1? 木薯產(chǎn)量施鉀效應(yīng)
木薯是重要的塊根淀粉作物,提高塊根產(chǎn)量及其淀粉含量是木薯栽培的重要目標(biāo)[16]。本研究通過比較2個(gè)品種間產(chǎn)量發(fā)現(xiàn),木薯產(chǎn)量在品種間的差異不顯著,而在施鉀量間的差異顯著,說明木薯產(chǎn)量受施肥影響遠(yuǎn)大于品種。合理施用鉀肥可提高木薯葉片光合作用,促進(jìn)光合產(chǎn)物向塊根移動(dòng),提高木薯產(chǎn)量及塊根淀粉含量[17]。譚宏偉等[18]研究認(rèn)為木薯含鉀量高于氮和磷,且木薯收獲后塊根帶走了大量的鉀。然而由于鉀肥市場(chǎng)價(jià)格昂貴,鉀的投入在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中往往較少,造成土壤鉀的耗竭,進(jìn)而限制了木薯產(chǎn)量。近年來,大量的研究已證實(shí)了木薯施鉀肥的效果越來越明顯。缺鉀早期地上部干物質(zhì)累積速率顯著降低,對(duì)塊根形成期、成熟期地下部分物質(zhì)累積影響顯著[19]。黃巧義等[10]研究認(rèn)為鉀肥的增產(chǎn)效果僅次于氮肥,可加快地下部分物質(zhì)形成累積,對(duì)后期植株生長(zhǎng)影響較大,且有利于提高淀粉含量,因此應(yīng)在保證前期植株正常生長(zhǎng)的情況下,注重后期鉀肥的供應(yīng)。本研究也表明,施鉀的增產(chǎn)效果非常明顯,2個(gè)品種的增幅分別為59.2%~131.7%、51.4%~127.9%,同時(shí)在施鉀量(K2O)為100 kg/hm2時(shí)產(chǎn)量達(dá)到最大值,這與許瑞麗等[20]推薦的鉀肥施用量(K2O)60~90 kg/hm2較接近,同時(shí)也印證了黃潔等[3]之前通過長(zhǎng)期定位試驗(yàn)所得到的結(jié)果,即在施鉀量(K2O)為100 kg/hm2時(shí)木薯產(chǎn)量達(dá)到最大。與100 kg/hm2施鉀處理相比,當(dāng)施鉀量達(dá)200 kg/hm2時(shí),‘SC205鮮薯產(chǎn)量顯著下降,而‘SC124鮮薯產(chǎn)量無顯著差異,前人研究指出過多施鉀會(huì)造成植株的營(yíng)養(yǎng)元素不
平衡[11, 21]、滲透脅迫[22]、產(chǎn)量構(gòu)成調(diào)節(jié)[23]等發(fā)生改變,是否2品種對(duì)這些響應(yīng)的臨界點(diǎn)存在較大差異,從而使得高鉀水平下,二者的增產(chǎn)響應(yīng)差異顯著有待于進(jìn)一步研究。梁海波等[24]對(duì)華南四省的木薯增產(chǎn)效果進(jìn)行了研究,發(fā)現(xiàn)海南種植木薯的施鉀增產(chǎn)效果最高,增產(chǎn)率變幅為28.0%~ 36.9%,其次為廣東、廣西,而福建地區(qū)施鉀增產(chǎn)效最低,甚至出現(xiàn)不增產(chǎn)的現(xiàn)象;分析其主要原因?yàn)楹D贤寥浪傩р涀畹?,而福建地區(qū)土壤速效鉀含量最高所致。本研究還表明,適宜的施鉀量可以顯著提高木薯的葉和莖鮮重,貯藏根與地上部的比值明顯提高。這與Obigbesan[25]的研究結(jié)果相似,其認(rèn)為高產(chǎn)品種具有比常規(guī)品種葉片多的特點(diǎn),施鉀對(duì)貯藏根與地上部的比例有顯著的促進(jìn)作用。由此可見,木薯種植過程中應(yīng)重視鉀肥的施用,尤其是在土壤鉀水平較低的地區(qū),以期獲得較高的鮮薯產(chǎn)量和經(jīng)濟(jì)效益。
3.2? 木薯組織碳水化合物組分對(duì)施鉀的響應(yīng)
本研究表明,施鉀量達(dá)100 kg/hm2時(shí),顯著提高‘SC205塊根支鏈淀粉含量;施鉀量達(dá)200 kg/hm2時(shí),‘SC205的莖稈總淀粉、支鏈淀粉、直鏈淀粉含量及‘SC124的莖稈直鏈淀粉含量均顯著提高,黃潔等[3]、Nguyen等[26]通過長(zhǎng)期定位研究指出施鉀明顯地提高鮮薯淀粉含量。木薯葉片中的可溶性糖主要包括還原糖和蔗糖,還原糖又是合成蔗糖的前提物質(zhì),蔗糖則是體內(nèi)有機(jī)物運(yùn)輸?shù)闹饕问剑ㄟ^莖稈運(yùn)輸?shù)狡渌M織部位中,參與植物生長(zhǎng)發(fā)育和新陳代謝[27]。木薯塊根淀粉的合成與積累是塊根發(fā)育的主要過程,其合成淀粉的能力直接影響著塊根淀粉含量的高低,而且在源與庫(kù)之間,碳水化合物的分配在塊根積累淀粉的過程中發(fā)揮重要作用[28]。本研究發(fā)現(xiàn),隨施鉀量的增加,成熟期木薯不同組織的可溶性糖含量呈下降的趨勢(shì),而淀粉含量均呈增加的趨勢(shì);可溶性糖組分含量與塊根的淀粉組分含量均呈負(fù)相關(guān),其中塊根的可溶性糖含量與塊根總淀粉含量均呈顯著的負(fù)相關(guān),說明成熟期葉、莖稈及塊根中的可溶性糖向淀粉轉(zhuǎn)化,同時(shí)施鉀也促進(jìn)了這種轉(zhuǎn)化效率。這與羅興錄等[27]的研究結(jié)果存在異同,其認(rèn)為葉片的還原糖與淀粉含量積累呈正相關(guān),而葉片蔗糖含量與淀粉累積呈負(fù)相關(guān)關(guān)系。朱艷梅等[29]認(rèn)為木薯葉片蔗糖含量與塊根淀粉含量呈顯著的正相關(guān);莖稈蔗糖含量與塊根淀粉積累量呈不顯著正相關(guān);塊根蔗糖含量與淀粉積累量呈顯著的負(fù)相關(guān)。歐陽翠等[30]的研究認(rèn)為木薯塊根的可溶性糖含量隨著木薯塊根淀粉積累而下降,即與木薯塊根淀粉積累呈負(fù)相關(guān)關(guān)系但不顯著;但塊根的蔗糖含量與淀粉積累呈正相關(guān)關(guān)系,塊根的葡萄糖和果糖等還原糖與塊根淀粉積累呈負(fù)相關(guān)關(guān)系。同時(shí),不同組織的可溶性糖含量與塊根淀粉含量還受到品種的影響[29, 31]。本研究表明塊根的蔗糖含量與塊根總淀粉含量呈極顯著的負(fù)相關(guān),說明在淀粉合成過程中,塊根蔗糖的利用能力也起到關(guān)鍵作用,塊根蔗糖含量越多,其利用蔗糖的能力則越弱,淀粉積累就越少。同時(shí),施鉀在塊根蔗糖利用及淀粉合成過程中也起到了重要的作用,促進(jìn)了蔗糖向淀粉的合成。
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