不同葉面處理對霧培馬鈴薯生長和產量的影響

廖霏霏，杜勇利，熊 湖，張德銀

（宜賓市農業(yè)科學院，四川 宜賓 644000）

中國馬鈴薯生產面積和產量居世界之首[1]，然而中國的馬鈴薯單產水平卻低于世界平均水平[2]。造成單產低的主要原因是脫毒種薯應用率較低，僅占全國馬鈴薯種植面積的30%[3]。提高脫毒原原種的生產效率是解決馬鈴薯產量低的關鍵[4]。霧培法作為一種生產脫毒馬鈴薯原原種的新型技術[5]，較傳統(tǒng)基質栽培方法具有可控性、生產自動化、成本低、效率高等優(yōu)點[6,7]。為優(yōu)化該技術，在營養(yǎng)液配方、生產管理方式、抗逆性、霧培設施等方面進行了大量研究[8-10]。同時，在葉面噴施外源激素和葉面肥方面也有不少報道。陳亞蘭[11]和吳巧玉等[12]研究表明，赤霉素能促進植株生長，對馬鈴薯原原種的單株結薯數有重要促進作用。鄧蘭生等[13]研究表明，在滴灌施肥中尿素能更好的促進植株營養(yǎng)生長。韋冬萍等[14]利用不同葉面肥對馬鈴薯品種‘合作88’進行葉面噴施，結果表明0.5%尿素或0.3%磷酸二氫鉀能明顯提高葉片含氮量、干物質積累和產量。劉喜平等[15]研究表明，通過葉面噴施0.6 g∕m2硝酸鈣可使大田馬鈴薯產量明顯提高。李文霞等[16]研究表明，適量鈣素可提高馬鈴薯植株葉綠素含量和凈光合速率，延緩植株衰老和提高商品薯數量。大量研究表明，適宜濃度的外源激素或葉面肥處理植株可有效提高馬鈴薯產量[17-20]。然而，關于外源激素赤霉素與硝酸鈣和尿素的組合噴施對霧培馬鈴薯生長和產量的影響研究較少。因此，本研究以‘中薯5 號’為試驗材料，在霧培生產時采用一定濃度的赤霉素、尿素和硝酸鈣進行葉面噴施，篩選能有效提高霧培馬鈴薯單株結薯數的最佳葉面噴施方式。

1 材料與方法

1.1 試驗時間地點

2018 年9 月～2019 年5月在宜賓市農業(yè)科學院進行，分別為春季（1～5 月）和秋季（9 月～翌年1月）兩季試驗。

1.2 試驗材料

‘中薯5 號’脫毒試管苗，由國家馬鈴薯種質試管苗庫（克山）提供。

1.3 試驗設計

采用單因素隨機區(qū)組設計，葉面噴施7個處理：清水（CK）、赤霉素（GA：10 mg∕L）、尿素（UREA：3 g∕L）、硝酸鈣（CN：3 g∕L）、赤霉素（GA）+ 尿素（UREA）（10 mg∕L + 3 g∕L）、赤霉素（GA）+硝 酸 鈣（CN）（10 mg∕L+3 g∕L）、尿 素（UREA）+ 硝酸鈣（CN）（3 g∕L + 3 g∕L）。每個處理組合重復3 次，小區(qū)面積1.2 m2（76 株），間距為10 cm × 15 cm。

1.4 試驗方法

脫毒苗霧培定植14 d 時進行葉面噴施，每隔7 d 噴施1 次，共噴施4 次，傍晚噴施尿素，其他處理均在早上噴施，噴施時用擋板遮擋，防止處理間交叉影響，以葉面均沾滿噴施液為準。定植48 d 取樣進行相關農藝性狀測定，包括株高（直尺測量）、根長（直尺測量）、莖粗（游標卡尺測定）、匍匐莖長（直尺測量）、匍匐莖數、葉面積指數（打孔法測定并折算）、葉綠素含量指數（CCM-200 葉綠素測定儀測定）、干物質（采用烘干稱重法計算）、單株產量和單株結薯數。每個重復隨機選取5株測量，其平均值作為小區(qū)測量值。

薯塊重量大于3 g 時進行采摘，最后一次采摘重量大于0.5 g的微型薯。

1.5 試驗儀器及化學試劑

1.5.1 儀 器

電導率儀（成都世紀方舟科技有限公司），精度為0.1；pH 復合電極（上海儀電科學儀器股份公司），精度為0.01；電熱鼓風干燥箱（上海博迅實業(yè)有限公司醫(yī)療設備廠），精度± 1℃；CCM-200葉綠素測定儀（澳作生態(tài)儀器有限公司），精度為± 1 CCI unit。

1.5.2 化學試劑

赤霉素（GA）（上海宇涵生物科技有限公司），生化試劑；尿素（UREA）和硝酸鈣（CN）（成都市科隆化學品有限公司），分析純。

1.6 數據分析

采用軟件DPS 9.01 對試驗數據進行方差分析和處理平均值多重比較（LSD 法），以及皮爾遜（Pearson）相關性分析，使用Microsoft Excel 2003進行圖表繪制。

2 結果與分析

2.1 不同葉面處理對株高的影響

‘中薯5號’在定植48 d時，GA+CN處理下株高最高，春季（90.07 cm）高于秋季（75.04 cm），較CK分別增加249.31%、42.83%。在GA和GA+UREA處理下，秋季的株高分別為70.56和72.35 cm，春季的株高分別為89.02 和88.93 cm，以上3 個處理均顯著高于CK，但3個處理間差異不顯著。UREA、CN和UREA+CN 處理下，2 個季節(jié)的株高與CK 差異不顯著，但UREA+CN處理后株高均稍低于CK。在秋季，‘中薯5號’的株高在各處理下的大小依次為GA+CN＞GA+UREA＞GA＞CK＞CN＞UREA＞UREA +CN；在春季，‘中薯5 號’的株高在各處理下的大小依次為GA+CN＞GA＞GA+UREA＞UREA＞CK＞UREA + CN＞CN（圖1）。

圖1 不同處理植株定植48 d的株高Figure 1 Plant height after 48 days of transplanting under different treatments

2.2 不同葉面處理對根長的影響

春秋兩季，部分處理對植株的根長影響不同。在秋季，‘中薯5 號’定植48 d 時GA + CN 處理下根長為85.76 cm，顯著高于CK（73.33 cm）；GA、UREA、CN 和GA + UREA 處理下，根長稍長于CK，但差異不顯著。在春季，GA + UREA處理下根長最長（74.88 cm），但與CK（64.81 cm）相比差異不顯著；在UREA、CN 和UREA + CN 處理下，根長稍短于CK，但差異不顯著（圖2）。

圖2 不同處理植株定植48 d的根長Figure 2 Root length after 48 days of transplanting under different treatments

2.3 不同葉面處理對莖粗的影響

春秋兩季‘中薯5 號’在定植48 d 時，不同處理對植株的莖粗影響不同。在秋季，GA、GA +UREA 和GA + CN 處理下，莖粗均顯著粗于CK，增幅分別為24.09%、23.64%、25.91%，三者間差異不顯著，UREA、CN、UREA+CN 與CK 相比差異不顯著；莖粗從大到小分別是GA+CN＞GA＞GA+UREA＞UREA＞CN＞CK＞UREA+CN，大小分 別 為6.93， 6.83， 6.80， 5.95， 5.78， 5.50 和5.43 mm。在春季，所有處理對植株莖粗的影響不顯著（圖3）。

圖3 不同處理植株定植48 d的莖粗Figure 3 Stem diameter after 48 days of transplanting under different treatments

2.4 不同葉面處理對匍匐莖長的影響

在春秋兩季，GA、GA+UREA和GA+CN處理下，‘中薯5號’在定植48 d時匍匐莖長均顯著大于CK，但3 個處理間差異不顯著。在秋季，GA+CN處理下‘中薯5 號’匍匐莖長最長（24.18 cm），為CK的4.52倍；在春季，GA+UREA處理下匍匐莖最長（65.65 cm），為CK的2.60倍。UREA、CN、UREA+CN與CK相比，兩個季節(jié)差異均不顯著（圖4）。

圖4 不同處理植株定植48 d的匍匐莖長Figure 4 Stolon length after 48 days of transplanting under different treatments

2.5 不同葉面處理對匍匐莖數的影響

在春秋兩季，不同處理對植株匍匐莖數量的影響不同。在秋季，GA、GA + UREA 和GA + CN處理下，匍匐莖數均多于CK，分別為6.50，6.00和5.75條，但差異不顯著；在春季，僅UREA處理的匍匐莖數量較CK 增加0.7 條，但差異不顯著。同一處理下，春季匍匐莖數量均高于秋季（圖5）。

圖5 不同處理植株定植48 d的匍匐莖數Figure 5 Stolon number after 48 days of transplanting under different treatments

2.6 不同葉面處理對葉面積指數的影響

在秋季，GA、UREA、GA+UREA和GA+CN處理下，‘中薯5號’在定植48 d時葉面積指數（Leaf area index，LAI）均極顯著高于CK，分別為7.78、5.69、7.80、9.46，是CK 的2.41、1.76、2.41、2.93 倍；在UREA + CN 處理下LAI 值顯著高于CK；UREA、CN 和UREA + CN 處理間差異顯著。在春季GA、GA+UREA和GA+CN處理下，‘中薯5號’在定植48 d 時LAI 值均極顯著高于CK，分別為11.45、11.87 和11.36，是CK 的2.30、2.38 和2.28倍（表1）。

表1 不同處理對葉面積指數的影響Table 1 Effects of different treatment on leaf area index

2.7 不同葉面處理對葉綠素含量指數的影響

植株定植48 d 時，秋季‘中薯5 號’的葉綠素含 量 指 數（Chlorophyll content index， CCI）在GA、GA + UREA 和GA + CN 處理下均極顯著低于其他處理；春季‘中薯5 號’的CCI 值在GA 處理下顯著低于CK，在GA + UREA 和GA + CN 處理下極顯著低于CK（表2）。

表2 不同處理對葉綠素含量指數的影響Table 2 Effects of different treatment on chlorophyll content index

2.8 不同葉面處理對干物質含量的影響

不同處理對秋季和春季植株干物質含量影響不同。在秋季，定植48 d 時GA 處理下‘中薯5 號’干物質含量極顯著高于其他處理，占全植株的17.33%，是CK 的1.91 倍，而其他處理間差異不顯著。在春季，GA + UREA 處理顯著降低干物質含量，其他處理與CK相比差異不顯著（表3）。

表3 不同處理對干物質含量的影響Table 3 Effects of different treatment on dry matter content

2.9 不同葉面處理對單株產量和結薯數的影響

GA 對單株產量和結薯數的影響顯著。在秋季，單株結薯數從高到低依次是GA＞GA + CN＞GA + UREA＞CK＞UREA+CN＞CN＞UREA，分 別 為12.20，11.42，10.68，8.19，7.80，7.36 和6.68 粒；GA、GA+UREA和GA+CN處理下，單株產量和單株結薯數與CK 間差異極顯著，較CK 分別增加41.89%、33.96%、50.92%和48.96%、30.40%、39.44%；UREA 處理下單株結薯數與CK 相比差異顯著。在春季，單株結薯數從高到低依次是GA +CN＞GA + UREA＞UREA + CN＞GA＞CN＞UREA＞CK，分別為13.98，13.55，12.65，12.44，10.63，10.33和10.23 粒；GA、GA + UREA、GA + CN 和UREA+CN處理下能顯著提高單株產量和單株結薯數，分別較CK 增加27.43%、31.69%、43.38%、27.65%和21.60%、32.45%、36.66%、23.66%；GA + CN 處理后單株產量和單株結薯數與CK 相比差異極顯著（表4）。

表4 不同處理對單株產量和結薯數的影響Table 4 Effects of different treatment on tuber yield and number per plant

2.10 單株產量、單株結薯數與農藝性狀的相關性分析

定植48 d 時的各農藝性狀與單株產量和單株結薯數相關性存在差異。匍匐莖長和葉面積指數與單株產量、單株結薯數呈極顯著正相關；葉綠素含量指數與單株產量、單株結薯數呈極顯著負相關；株高與單株產量呈極顯著正相關；匍匐莖數與單株結薯數呈顯著正相關（表5）。

表5 單株產量和單株結薯數與農藝性狀（48 d）的相關性分析Table 5 Correlation analysis of tuber yield,tuber number per plant and agronomic traits(48 d)

3 討 論

馬鈴薯塊莖的形成不僅與基因有關，還受外界因素如光照、溫度和內部因素如激素的影響[21-23]。噴施外源激素能有效促進植株生長和塊莖的形成[24,25]。秦忠群[19]研究發(fā)現10 mg∕kg GA 處理能增加馬鈴薯品種‘大西洋’的單株結薯數。本試驗中，通過春、秋兩季對‘中薯5 號’霧培植株進行7個葉面處理，發(fā)現GA、GA+UREA和GA+CN 的處理明顯增加‘中薯5 號’的株高、匍匐莖長、葉面積指數、單株產量和單株結薯數，顯著降低馬鈴薯植株倒4 葉的CCI 值，與秦忠群[19]和Wang 等[26]的研究結果一致。GA、GA + UREA 和GA + CN 處理單株產量和單株結薯數顯著高于CK，其值分別提高了27.43%～50.92%、21.60%～48.96%?？梢?，GA可促進植株早期營養(yǎng)生長，為塊莖生成創(chuàng)造了條件，從而增加霧培馬鈴薯產量。

氮素是馬鈴薯生長發(fā)育中必須的大量元素之一，對馬鈴薯生長發(fā)育有重要作用[27,28]。王克秀等[29]研究表明，對霧培馬鈴薯植株進行適當的氮素處理可提高原原種產量。鈣素是植物生長所需的礦質元素，在霧培生產馬鈴薯過程中，噴施一定濃度的鈣素可提高幼苗的抗寒能力[30]。劉喜平等[15]研究表明，通過葉面噴施0.6 g∕m2硝酸鈣可使大田馬鈴薯產量顯著提高。在春季霧培中，UREA + CN 能顯著增加‘中薯5 號’的單株產量和單株結薯數，且與GA、GA + UREA 和GA + CN處理差異不顯著，而單施UREA 或CN 卻對產量影響不顯著，說明UREA和CN在春季生產氣候下具有協同作用。春季定植時，植株在幼苗期，CN處理可能提高了植株抗寒能力，隨著溫度回升，UREA處理可能促進植株營養(yǎng)生長，為后期薯塊的形成提供營養(yǎng)基礎，從而提高產量。

地上部分的營養(yǎng)積累是提高產量的重要保障，本試驗中馬鈴薯植株株高和葉面積指數與單株產量呈正相關，與前人研究一致[31,32]。匍匐莖長與單株產量和單株結薯數呈極顯著正相關，匍匐莖數與單株結薯數呈顯著正相關，表明匍匐莖長和匍匐莖數是提高霧培產量的重要影響因素[33]。

本試驗結果表明，在秋季和春季霧培中GA、GA + UREA 和GA + CN 處理能促進‘中薯5 號’營養(yǎng)生長，從而提高單株結薯數和單株產量。3 個處理下‘中薯5 號’單株產量與CK 相比提高27.43%～50.92%，單株結薯數與CK 相比提高21.60%～48.96%。而單施3 g∕L UREA 和3 g∕L CN對單株結薯數和產量影響不顯著。同時在春季，3 g∕L UREA 與3 g∕L CN 共同作用也可有效提高霧培產量。生產上可以根據不同種植季節(jié)和不同馬鈴薯品種合理選擇葉面處理方式，以期有效地提高馬鈴薯原原種產量。