不同時(shí)期噴施植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑對(duì)馬鈴薯干物質(zhì)積累及產(chǎn)量的影響

敖 翔，姜 波，王景順，于曉剛，劉秩汝，李 輝，王貴平，任 珂，王曉麗

（呼倫貝爾市農(nóng)牧科學(xué)研究所，內(nèi)蒙古 海拉爾 021008）

馬鈴薯是中國(guó)第四大糧食作物，具有較高的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。馬鈴薯耐旱、耐瘠、耐貯藏，是唯一能在中國(guó)各省、市、自治區(qū)大面積種植的農(nóng)作物，因其“低消耗，高產(chǎn)出”的特點(diǎn)，馬鈴薯成為了許多種植戶脫貧的“致富”作物[1,2]。近些年全國(guó)馬鈴薯種植總面積雖然穩(wěn)定，但部分省市種植面積下降較多，絕大多數(shù)省份產(chǎn)量變化趨勢(shì)和種植面積變化趨勢(shì)基本一致[3,4]。作物優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)不僅是農(nóng)民增收、企業(yè)增效的需要，更是國(guó)家糧食安全的需要，因此，針對(duì)作物高產(chǎn)的研究一直是農(nóng)業(yè)科學(xué)的重點(diǎn)。

植物化學(xué)調(diào)控技術(shù)是現(xiàn)代農(nóng)業(yè)栽培體系中尤為重要的農(nóng)藝措施，其可以調(diào)控作物的生長(zhǎng)發(fā)育，調(diào)節(jié)作物的產(chǎn)量形成過(guò)程，促使作物高產(chǎn)提質(zhì)[5-7]。烯效唑（S3307）是一種植物生長(zhǎng)延緩劑，可調(diào)控作物生長(zhǎng)和發(fā)育、增強(qiáng)作物抗逆性，從而達(dá)到提質(zhì)增產(chǎn)的效果[8,9]。復(fù)硝酚鈉（Compound sodium nitrophenolate，CSN）由5-硝基愈創(chuàng)木酚鈉、對(duì)硝基苯酚鈉和鄰硝基苯酚鈉構(gòu)成，具有加速植物細(xì)胞原生質(zhì)流動(dòng)、加速新陳代謝的功能，對(duì)作物種子萌發(fā)、光合作用、干物質(zhì)積累有一定促進(jìn)作用[10,11]。王娜等[12]發(fā)現(xiàn)在綠豆始花期葉面噴施S3307可顯著增加地上部干物質(zhì)積累量，提高主莖葉片中干物質(zhì)向籽粒的轉(zhuǎn)運(yùn)量和轉(zhuǎn)運(yùn)率，促進(jìn)同化物由“源”向“庫(kù)”的轉(zhuǎn)移。曲亞英等[13]研究發(fā)現(xiàn)，噴施S3307和多效唑能夠顯著降低馬鈴薯株高，提高葉片光合能力，縮短生育期，顯著提高產(chǎn)量。安霞等[14]通過(guò)在小麥花后噴施CSN，發(fā)現(xiàn)兩品種小麥的葉片衰老減慢，干物質(zhì)積累量增加，產(chǎn)量三要素協(xié)調(diào)，產(chǎn)量提高。唐鑫華等[15]研究發(fā)現(xiàn)在馬鈴薯塊莖形成期噴施表油菜素內(nèi)酯（Epibrassinolide，EBR）能夠顯著提高植株生育后期葉片超氧化物歧化酶（Superoxide dismutase，SOD）活性、株高、葉片葉綠素相對(duì)含量，抑制葉片丙二醛（Malondialdehyde，MDA）含量的增加；能夠提高單株產(chǎn)量和單位面積產(chǎn)量，噴施高濃度EBR（0.50 mg/L）能夠提高盆栽和田間種植馬鈴薯單株塊莖干物質(zhì)含量。

目前，關(guān)于不同時(shí)期噴施植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑對(duì)馬鈴薯干物質(zhì)積累動(dòng)態(tài)影響的研究鮮有報(bào)道。本研究以不同熟期馬鈴薯品種為材料，在馬鈴薯塊莖形成期和塊莖膨大期噴施不同植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑，測(cè)定噴施后期馬鈴薯干物質(zhì)積累動(dòng)態(tài)變化和產(chǎn)量，旨在為植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑在優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)馬鈴薯栽培中的應(yīng)用提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地點(diǎn)與材料

試驗(yàn)于2021年4月29日在呼倫貝爾市扎蘭屯市中和鎮(zhèn)試驗(yàn)基地（N 48°00′，E 122°44′）進(jìn)行。供試品種為中熟品種‘興佳2號(hào)’（原種）和早熟品種‘中薯5號(hào)’（原種），由呼倫貝爾市農(nóng)牧科學(xué)研究所提供。供試藥劑烯效唑（5%可濕性粉劑），由江蘇劍牌農(nóng)化股份有限公司生產(chǎn)；復(fù)硝酚鈉（1.8%水劑），由深圳諾普信農(nóng)化股份有限公司生產(chǎn)。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)共設(shè)3個(gè)因子，分別為品種、噴施時(shí)期、噴施類型。參試品種為‘興佳2號(hào)’和‘中薯5號(hào)’。噴藥時(shí)期設(shè)2個(gè)處理：塊莖形成期（T1）和塊莖膨大期（T2）。噴施類型設(shè)3個(gè)水平：對(duì)照（水，CK）、烯效唑（40 g/667m2，1 500倍稀釋，A1）、復(fù)硝酚鈉（30 mL/667m2，3 000倍稀釋，A2）。采用大田葉面噴施方法，藥劑濃度按建議施用量配制。

試驗(yàn)按裂區(qū)設(shè)計(jì)的排列方法進(jìn)行，品種為主區(qū)，噴施時(shí)期和噴施類型為副區(qū)，3次重復(fù)。試驗(yàn)小區(qū)為5壟區(qū)，壟長(zhǎng)5 m，壟距0.8 m，株距0.25 m，小區(qū)面積為20.0 m2。整個(gè)生育期，適時(shí)進(jìn)行人工除草和病蟲害防治。

1.3 調(diào)查項(xiàng)目和方法

待全部處理噴施完植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑后，前3次每隔8 d取樣，第4次因下雨間隔10 d取樣，共取樣4次。每次每個(gè)小區(qū)隨機(jī)選取長(zhǎng)勢(shì)均勻一致的3株帶回，按莖、葉和塊莖分開進(jìn)行處理，在烘箱內(nèi)105℃殺青30 min，再80℃下烘干至恒重并稱重。

9月23日收獲，各小區(qū)隨機(jī)選取連續(xù)的10株進(jìn)行測(cè)產(chǎn)，實(shí)測(cè)小區(qū)面積2 m2，再折合667 m2產(chǎn)量。采用水比重法[16]測(cè)定塊莖干物質(zhì)含量，根據(jù)比重查Mepkep干物質(zhì)含量表，確定塊莖干物質(zhì)含量。

1.4 數(shù)據(jù)處理

應(yīng)用軟件Microsoft Excel 2010進(jìn)行數(shù)據(jù)整理與繪圖，用軟件SPSS 25.0進(jìn)行數(shù)據(jù)方差分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 噴施調(diào)節(jié)劑對(duì)馬鈴薯塊莖干物質(zhì)積累的影響

由圖1、圖2可見，隨著噴藥后天數(shù)的增加，不同品種馬鈴薯塊莖干物質(zhì)積累量均呈先平緩再快速后平緩增長(zhǎng)的趨勢(shì)。在8月16日，T1A1、T1A2和T2A2處理塊莖干物質(zhì)積累量顯著高于CK和T2A1處理。從7月28日開始，‘興佳2號(hào)’T2A2處理和‘中薯5號(hào)’T1A1、T1A2、T2A2處理的塊莖干物質(zhì)積累量一直顯著高于CK。兩個(gè)品種馬鈴薯塊莖干物質(zhì)積累量每期增長(zhǎng)率呈先升后降的趨勢(shì)，在8月6日增長(zhǎng)率達(dá)最大。在整個(gè)取樣期，‘興佳2號(hào)’塊莖干物質(zhì)增長(zhǎng)率由高到低表現(xiàn)為T1A2＞T1A1＞T2A1＞T2A2＞CK，‘中薯5號(hào)’塊莖干物質(zhì)增長(zhǎng)率表現(xiàn)為T1A1＞T2A1＞T1A2＞T2A2＞CK。由此可知，S3307和CSN均能一定程度增加塊莖干物質(zhì)的積累，其中在塊莖形成期噴施CSN增長(zhǎng)效果最佳。

圖1 噴施調(diào)節(jié)劑對(duì)‘興佳2號(hào)’塊莖干物質(zhì)積累的影響Figure 1 Effects of spraying plant growth regulator on tuber dry matter accumulation in'Xingjia 2'

圖2 噴施調(diào)節(jié)劑對(duì)‘中薯5號(hào)’塊莖干物質(zhì)積累的影響Figure 2 Effects of spraying plant growth regulator on tuber dry matter accumulation in'Zhongshu 5'

2.2 噴施調(diào)節(jié)劑對(duì)馬鈴薯地上部干物質(zhì)積累的影響

由圖3、圖4可見，隨著噴藥后天數(shù)的增加，‘興佳2號(hào)’從7月28日起整體開始減少，‘中薯5號(hào)’地上部干物質(zhì)積累量整體呈平緩減少的趨勢(shì)。8月16日，T1和T2處理間對(duì)地上部干物質(zhì)積累量的影響無(wú)顯著差異（除‘興佳2號(hào)’的T1A2和T2A1處理），A1處理地上部干物質(zhì)積累量整體略低于A2處理?！d佳2號(hào)’在8月16日所有處理地上部積累量均顯著低于CK；‘中薯5號(hào)’T2A1處理4次取樣期地上部干物質(zhì)積累量均低于CK。‘興佳2號(hào)’地上部干物質(zhì)積累量每期減少率呈上升的趨勢(shì)；‘中薯5號(hào)’T1A2、T2A2處理的每期減少率呈上升趨勢(shì)，其余處理呈先上升后降低趨勢(shì)。在整個(gè)取樣期，‘興佳2號(hào)’地上部干物質(zhì)減少率由高到低表現(xiàn)為T2A1＞T1A1＞T2A2＞T1A2＞CK，‘中薯5號(hào)’地上部干物質(zhì)減少率由高到低表現(xiàn)為T1A1＞T2A2＞T2A1＞CK＞T1A2。由此可知，S3307和CSN能促進(jìn)植株地上部干物質(zhì)的轉(zhuǎn)移，一定程度加快植株干物質(zhì)由“源”向“庫(kù)”的轉(zhuǎn)移，其中在塊莖膨大期噴施S3307轉(zhuǎn)移效果最佳。

圖3 噴施調(diào)節(jié)劑對(duì)‘興佳2號(hào)’地上部干物質(zhì)積累的影響Figure 3 Effects of spraying plant growth regulator on above-ground dry matter accumulation in'Xingjia 2'

圖4 噴施調(diào)節(jié)劑對(duì)‘中薯5號(hào)’地上部干物質(zhì)積累的影響Figure 4 Effects of spraying plant growth regulator on above-ground dry matter accumulation in'Zhongshu 5'

2.3 噴施調(diào)節(jié)劑對(duì)馬鈴薯植株干物質(zhì)在各部位分配的影響

取樣時(shí)植株已經(jīng)進(jìn)入生殖生長(zhǎng)階段，莖、葉干物質(zhì)分配比例均呈下降趨勢(shì)，塊莖干物質(zhì)的分配比例均達(dá)50%以上，且占比越來(lái)越高。

由表1可知，‘興佳2號(hào)’處理中，8月16日葉、塊莖部位噴施處理的分配比例顯著低于（高于）CK，莖部位T1A1處理的分配比例在8月16日顯著低于CK?！惺?號(hào)’處理中，莖、塊莖部位噴施處理的分配比例在后3次取樣期均顯著低于（高于）CK（8月6日塊莖T1A2除外）；葉部分T2A2處理的分配比例在后3次取樣期顯著低于CK。在所有噴施處理中，T1A1分配比例變動(dòng)幅度最大，除了‘興佳2號(hào)’莖部（T2A1降幅最大）；A1處理變動(dòng)幅度大于A2處理；‘興佳2號(hào)’整體分配比例變動(dòng)幅度大于‘中薯5號(hào)’。由此可知，S3307和CSN均能顯著提升塊莖干物質(zhì)在植株中的分配比例。

表1 噴施調(diào)節(jié)劑對(duì)馬鈴薯植株干物質(zhì)在各部位中分配比例的影響Table 1 Effects of spraying plant growth regulator on distribution proportion of dry matter in different parts of potato

2.4 噴施調(diào)節(jié)劑對(duì)馬鈴薯產(chǎn)量和塊莖干物質(zhì)含量的影響

由表2可知，在‘興佳2號(hào)’處理中，T2A2處理產(chǎn)量顯著高于CK，較CK增加6.45%；T1A2處理塊莖干物質(zhì)含量顯著高于CK，較CK增加8.74%。在‘中薯5號(hào)’處理中，T1A2、T2A1和T2A2處理產(chǎn)量顯著高于CK，分別較CK增加12.98%、14.90%和23.28%；T1A2處理塊莖干物質(zhì)含量顯著高于CK，較CK增加7.60%。就產(chǎn)量來(lái)說(shuō)，在塊莖膨大期噴施生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑增產(chǎn)效果優(yōu)于塊莖形成期噴施；就塊莖干物質(zhì)含量來(lái)說(shuō)，塊莖形成期噴施效果優(yōu)于塊莖膨大期噴施。

表2 噴施調(diào)節(jié)劑對(duì)馬鈴薯產(chǎn)量和塊莖干物質(zhì)含量的影響Table 2 Effects of spraying plant growth regulator on potato yield and tuber dry matter content

3 討論

作物產(chǎn)量、品質(zhì)的高低主要取決于源、庫(kù)的強(qiáng)弱和流的暢通程度，產(chǎn)量的形成也是源庫(kù)協(xié)調(diào)互作的結(jié)果[17]。植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑的應(yīng)用可以為植物化合物的合成與分配帶來(lái)一定促進(jìn)作用[18]。王娜等[12]研究發(fā)現(xiàn)在綠豆始花期葉面噴施S3307可提高主莖葉片中干物質(zhì)對(duì)籽粒的轉(zhuǎn)運(yùn)量和轉(zhuǎn)運(yùn)率，促進(jìn)同化物由“源”向“庫(kù)”的轉(zhuǎn)移。齊德強(qiáng)等[19]研究發(fā)現(xiàn)馬鈴薯苗期葉面噴施S3307可增加葉片內(nèi)淀粉的積累，并促進(jìn)葉片中淀粉向塊莖中轉(zhuǎn)運(yùn)，顯著提高馬鈴薯產(chǎn)量。本研究結(jié)果表明S3307和CSN均可促進(jìn)馬鈴薯地上部干物質(zhì)向塊莖的轉(zhuǎn)運(yùn)，顯著提升塊莖干物質(zhì)的分配比例，這與王娜等[12]和齊德強(qiáng)等[19]的研究結(jié)果基本一致。

塊莖形成期和塊莖膨大期是馬鈴薯塊莖生長(zhǎng)的重要時(shí)期，也是馬鈴薯需肥的關(guān)鍵時(shí)期[20]。趙晶晶[20]研究發(fā)現(xiàn)在馬鈴薯不同生育期噴施S3307，塊莖膨大期處理的增產(chǎn)率高于塊莖形成期處理，塊莖形成期處理的塊莖淀粉含量高于塊莖膨大期處理。本研究結(jié)果顯示，在不同品種馬鈴薯和不同噴施類型處理下，塊莖形成期噴施調(diào)節(jié)劑更有利于塊莖干物質(zhì)含量的增加，塊莖膨大期噴施調(diào)節(jié)劑更有利于產(chǎn)量的增加。多人研究結(jié)果顯示，馬鈴薯塊莖淀粉含量與干物質(zhì)含量呈極顯著正相關(guān)[21,22]，所以，本試驗(yàn)結(jié)果與趙晶晶[20]研究結(jié)果基本一致。

唐鑫華等[15]在試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑對(duì)不同品種馬鈴薯產(chǎn)量的影響存在差異，推測(cè)原因可能與不同品種干物質(zhì)的積累和生育期差異有關(guān)。本研究采用2個(gè)馬鈴薯品種進(jìn)行試驗(yàn)，其中調(diào)節(jié)劑對(duì)‘興佳2號(hào)’的產(chǎn)量調(diào)控幅度較小，這可能與品種生育期和噴施濃度相關(guān)[23]。此外，研究結(jié)果顯示CSN對(duì)馬鈴薯的增產(chǎn)效果優(yōu)于烯效唑，其在‘中薯5號(hào)’處理中的增產(chǎn)率分別為12.98%和23.28%，與對(duì)照差異均達(dá)到顯著水平。CSN具有高效、低毒、無(wú)副作用等優(yōu)點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于經(jīng)濟(jì)作物和油料作物的種子萌發(fā)以及生長(zhǎng)發(fā)育調(diào)控[11,14,24]，但很少應(yīng)用于馬鈴薯的生長(zhǎng)調(diào)控。在生產(chǎn)上應(yīng)用化學(xué)調(diào)控劑時(shí)，應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況靈活選擇，并對(duì)品種差異、施用濃度和生產(chǎn)目標(biāo)進(jìn)行綜合考量，以期達(dá)到預(yù)期目標(biāo)。

本試驗(yàn)結(jié)果表明，復(fù)硝酚鈉和烯效唑均能促進(jìn)植株地上部干物質(zhì)向塊莖的轉(zhuǎn)移，顯著提升塊莖在植株干物質(zhì)中的分配比例，提升產(chǎn)量和塊莖干物質(zhì)含量。就產(chǎn)量而言，在塊莖膨大期噴施復(fù)硝酚鈉的調(diào)控效果最佳；就塊莖干物質(zhì)含量而言，在塊莖形成期噴施復(fù)硝酚鈉的調(diào)控效果最佳。