植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑復(fù)配對(duì)甘薯薯苗生長(zhǎng)及產(chǎn)量的影響

陳晶偉，馬居奎，高方園，張成玲，楊冬靜，唐偉，謝逸萍，孫厚俊

（江蘇徐淮地區(qū)徐州農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所/農(nóng)業(yè)農(nóng)村部甘薯生物學(xué)與遺傳育種重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，江蘇徐州 221131）

0 引言

植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑是具備與天然植物激素類(lèi)似結(jié)構(gòu)與功效，能調(diào)節(jié)植物代謝與生理過(guò)程的人工合成化合物[1]。常見(jiàn)的植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑主要包括生長(zhǎng)素類(lèi)、細(xì)胞分裂素類(lèi)、赤霉素類(lèi)及蕓薹素內(nèi)酯等[2]，在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中可有效調(diào)節(jié)農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)作物的生育過(guò)程，達(dá)到穩(wěn)產(chǎn)增產(chǎn)、改善品質(zhì)的重要作用[3-4]。二氫卟吩鐵是一種新型植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑，對(duì)植物具有抑制葉綠素酶活性、促進(jìn)植物根系生長(zhǎng)、提升發(fā)芽率和增加抗逆性等作用[5-6]。郭麗華等[7]在油菜上施用二氫卟吩鐵，發(fā)現(xiàn)油菜的分枝數(shù)和產(chǎn)量均得到提升。邢宇俊等[8]在煙草中施用二氫卟吩鐵可濕性粉劑，發(fā)現(xiàn)與對(duì)照相比煙草的生長(zhǎng)和產(chǎn)量得到了提升。本研究團(tuán)隊(duì)通過(guò)田間試驗(yàn)驗(yàn)證二氫卟吩鐵可溶性粉劑對(duì)甘薯產(chǎn)量提升具有一定促進(jìn)作用[9]。此外，該試劑對(duì)葡萄、水稻和蒜薹等作物也具有促進(jìn)生長(zhǎng)、提高產(chǎn)量的作用[10-12]。

生長(zhǎng)素能夠促進(jìn)植物細(xì)胞分裂和生長(zhǎng)，引誘細(xì)胞分化，具有改變植物的花期與坐果等作用。萘乙酸(NAA)是最常用的生長(zhǎng)素，可誘導(dǎo)植物根系及芽的生長(zhǎng)。顧建新等[13]比較了不同濃度的NAA、吲哚丁酸(IBA)和吲哚乙酸(IAA)對(duì)馬鈴薯莖尖扦插成活率和單株結(jié)薯數(shù)的影響，發(fā)現(xiàn)NAA 50 mg/L+IBA 50 mg/L浸泡莖尖后，植株生長(zhǎng)健壯且單株結(jié)薯數(shù)最多。郭洪云等[14]研究了NAA對(duì)馬鈴薯扦插苗生長(zhǎng)和產(chǎn)量的影響，發(fā)現(xiàn)NAA 濃度在5 mg/L 左右時(shí)處理薯苗效果最佳。文明玲等[15]研究了NAA、IBA 和IAA 單獨(dú)使用對(duì)紫甘薯脫毒苗快速繁殖的影響，結(jié)果表明低濃度的IAA和NAA能促進(jìn)芽的生長(zhǎng)以及根分化。付增光等[16]比較不同植物激素對(duì)甘薯脫毒種苗生長(zhǎng)的影響，結(jié)果發(fā)現(xiàn)NAA 相比于細(xì)胞分裂素(BAP)更能促進(jìn)甘薯苗的生長(zhǎng)。NAA與IBA和IAA在甘薯中的研究主要集中于莖尖脫毒和離體快繁，在田間應(yīng)用的報(bào)道較少。

植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑種類(lèi)豐富，不同的植物生長(zhǎng)調(diào)劑科學(xué)配比混用，可進(jìn)一步促進(jìn)農(nóng)作物生長(zhǎng)，在應(yīng)用中復(fù)配劑型相比于單獨(dú)使用能夠表現(xiàn)出更佳的增益效果[17-18]。目前，在甘薯中植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑的應(yīng)用大多單一，本研究比較0.02%二氫卟吩鐵SP 與NAA、IBA 和IAA 的不同復(fù)配組合對(duì)甘薯田間生長(zhǎng)的影響，旨在探究各植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑與二氫卟吩鐵復(fù)配對(duì)甘薯生長(zhǎng)發(fā)育的增效作用，篩選對(duì)甘薯產(chǎn)量和品質(zhì)提升最優(yōu)的復(fù)配劑。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)地位于江蘇省徐州市農(nóng)業(yè)科學(xué)院試驗(yàn)基地(117°17′E、34°16′N(xiāo))，屬亞熱帶和暖溫帶地區(qū)，寒暑變化顯著，全年平均氣溫為13～16℃，降水充沛，年降水量724～1210 mm。試驗(yàn)田上茬作物為大豆(Glycine max)，土壤類(lèi)型為黏質(zhì)土，底肥施農(nóng)家肥30 t/hm2、復(fù)合肥(15-15-15)750 kg/hm2、硫酸鉀375 kg/hm2，集中條施深施。

1.2 試驗(yàn)材料

供試甘薯材料為‘煙薯25’，由江蘇省徐州市農(nóng)業(yè)科學(xué)院提供。供試植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑0.02%二氫卟吩鐵可溶性粉劑以及60%氯化膽堿水劑（對(duì)照藥劑），由江蘇省農(nóng)業(yè)科學(xué)院提供；IAA、IBA 和NAA 純度均為98%，為茉鋇特生物公司生產(chǎn)。

1.3 試驗(yàn)方法

1.3.1 苗期試驗(yàn)設(shè)計(jì)基于前期試驗(yàn)結(jié)果，本研究共設(shè)計(jì)3組0.02%二氫卟吩鐵SP與其他植物激素的復(fù)配處理、1 組對(duì)照藥劑處理以及1 組清水對(duì)照，每個(gè)處理3次重復(fù)，每個(gè)重復(fù)3 株薯苗。詳細(xì)信息見(jiàn)表1，其中藥劑分配比例為體積比。

表1 不同植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑處理

供試薯苗采用5節(jié)苗，僅保留1葉。采用蘸根法將薯苗底部浸沒(méi)于各處理藥劑中3 min，然后將薯苗2節(jié)扦插入盛滿清水的育苗箱內(nèi)。扦插12 d時(shí)取出所有薯苗，調(diào)查發(fā)根數(shù)、根長(zhǎng)和根鮮重等情況，分析各植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑復(fù)配組合對(duì)甘薯薯苗地下部生長(zhǎng)的影響。

1.3.2 田間試驗(yàn)設(shè)計(jì)試驗(yàn)小區(qū)設(shè)計(jì)為5行區(qū)，壟長(zhǎng)4 m，壟距0.85 m。試驗(yàn)藥劑處理同表1。統(tǒng)一選取甘薯頂苗，于2022 年6 月15 日栽種，10 月21 日收獲，分別在栽種后10 d（緩苗發(fā)根期）、55 d（薯塊膨大期）噴施各處理藥劑，共計(jì)施藥2 次。施藥器械為“市下牌SXMD15DA”15 L 電動(dòng)噴霧器噴霧，噴頭采用圓錐霧噴頭，噴頭孔徑0.7 mm，壓力0.30～0.45 MPa，流量為0.70～0.90 L/min，全田均勻噴霧。

各處理設(shè)置3 個(gè)重復(fù)，隨機(jī)區(qū)組排列，每次施藥后，定期觀察是否存在藥害；在第2次施藥后10 d和收獲前10 d，每個(gè)小區(qū)取6株調(diào)查2次甘薯最長(zhǎng)蔓長(zhǎng)和分枝數(shù)；收獲時(shí)，調(diào)查大薯率(300 g≤x＜500 g)、中薯率(150 g≤x＜300 g)、小薯率(30 g≤x＜150 g)；將測(cè)產(chǎn)區(qū)內(nèi)中間3行薯塊全部挖出，進(jìn)行商品薯率[式(1)]、裂薯率[式(2)]的調(diào)查，同時(shí)以小區(qū)為單位稱(chēng)塊根鮮重。中薯率和小薯率計(jì)算方法同大薯率[式(3)]。

1.4 數(shù)據(jù)分析

用Microsoft Excel 2016 軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行錄入和計(jì)算，運(yùn)用SPSS 20軟件進(jìn)行單因素方差分析，不同處理間的多重比較采用Duncan新復(fù)極差法(α=0.05)。

2 結(jié)果與分析

2.1 植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑對(duì)甘薯薯苗生長(zhǎng)的影響

甘薯薯苗在各植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑處理后，觀察期內(nèi)均未出現(xiàn)藥害情況。由表2 可知，0.02%二氫卟吩鐵SP 和IAA、IBA、NAA 的3 個(gè)復(fù)配處理組發(fā)根數(shù)均高于清水對(duì)照，其中二氫卟吩鐵與IBA和NAA復(fù)配處理組與清水對(duì)照呈顯著差異。二氫卟吩鐵和IAA 復(fù)配處理組根長(zhǎng)顯著高于清水對(duì)照，二氫卟吩鐵與IBA 和NAA 的2 個(gè)復(fù)配處理組低于清水對(duì)照但無(wú)顯著差異。二氫卟吩鐵和IAA、IBA、NAA的3個(gè)復(fù)配處理組根鮮重均高于清水對(duì)照，但各處理間無(wú)顯著差異。對(duì)照藥劑處理組薯苗的發(fā)根數(shù)及根鮮重與清水對(duì)照無(wú)顯著差異，根長(zhǎng)顯著高于清水對(duì)照，綜合各項(xiàng)指標(biāo)二氫卟吩鐵和IAA、IBA、NAA的3個(gè)復(fù)配處理組對(duì)甘薯苗期地下部分生長(zhǎng)的效果優(yōu)于對(duì)照藥劑處理，其中二氫卟吩鐵與NAA復(fù)配處理效果最佳。

表2 植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑復(fù)配對(duì)薯苗農(nóng)藝性狀的影響

2.2 植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑對(duì)甘薯田間生長(zhǎng)的影響

2.2.1 植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑復(fù)配對(duì)甘薯地上部分生長(zhǎng)的影響在田間每次施藥后3 d，未觀察到甘薯出現(xiàn)卷葉、燒葉及黃葉等藥害現(xiàn)象。不同植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑處理后，甘薯的葉色無(wú)明顯變化。從圖1A可看出，第1次田間甘薯最長(zhǎng)蔓長(zhǎng)調(diào)查中，0.02%二氫卟吩鐵SP 分別與IAA、IBA 和NAA 的復(fù)配處理組平均最長(zhǎng)蔓長(zhǎng)均短于清水對(duì)照，但略高于對(duì)照藥劑60%氯化膽堿AS 處理組，各處理之間無(wú)顯著性差異。在第2次調(diào)查結(jié)果中，所有處理組平均最長(zhǎng)蔓長(zhǎng)均略短于清水處理，其中0.02%二氫卟吩鐵SP 分別與IAA、IBA 復(fù)配組及對(duì)照藥劑60%氯化膽堿AS 處理組與清水處理存在顯著差異，0.02%二氫卟吩鐵SP 分別與IAA、IBA 和NAA 的復(fù)配處理組平均最長(zhǎng)蔓長(zhǎng)略高于對(duì)照藥劑組。

圖1 植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑復(fù)配對(duì)甘薯地上部分的影響

從圖1B可看出，在第1次田間甘薯分枝數(shù)量的調(diào)查中，0.02%二氫卟吩鐵SP與NAA復(fù)配處理組平均分枝數(shù)最多且與其他處理組呈顯著差異。0.02%二氫卟吩鐵SP分別與IAA、IBA的復(fù)配處理組平均分枝數(shù)顯著多于對(duì)照藥劑組和清水對(duì)照。在第2 次調(diào)查中，各藥劑處理組平均分枝數(shù)均多于清水處理，但差異不顯著，其中，0.02%二氫卟吩鐵SP 與NAA 的復(fù)配處理組平均分枝數(shù)高于對(duì)照藥劑組60%氯化膽堿AS。結(jié)果表明0.02%二氫卟吩鐵SP分別與IAA、IBA、NAA復(fù)配可以促進(jìn)薯蔓的分枝，其中0.02%二氫卟吩鐵SP 與NAA復(fù)配處理對(duì)甘薯分枝能力增益最強(qiáng)，效果強(qiáng)于對(duì)照藥劑。

2.2.2 不同植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑復(fù)配對(duì)甘薯薯型的影響從表3 可知，大薯率在各處理之間無(wú)顯著差異，除0.02%二氫卟吩鐵SP與NAA的復(fù)配處理組大薯率略低于清水對(duì)照外，其余處理組均高于清水對(duì)照，其中0.02%二氫卟吩鐵SP 與IBA 的復(fù)配處理組大薯率最高，達(dá)42.7%。各藥劑處理大薯數(shù)均高于清水對(duì)照，其中0.02%二氫卟吩鐵SP與IBA的復(fù)配處理組與清水對(duì)照呈顯著差異；中薯率在各藥劑處理之間無(wú)顯著差異，但是均高于清水對(duì)照，其中0.02%二氫卟吩鐵SP與NAA的復(fù)配處理組大薯率雖然最低，但是中薯率最高，達(dá)56.7%。各藥劑處理中薯數(shù)均高于清水對(duì)照，其中0.02%二氫卟吩鐵SP 與NAA 的復(fù)配處理組與清水對(duì)照呈顯著差異；小薯率與小薯數(shù)在各處理之間無(wú)顯著性差異，其中0.02%二氫卟吩鐵SP 與IAA、IBA、NAA的復(fù)配處理組小薯率均低于對(duì)照藥劑和清水對(duì)照處理組。這表明各藥劑處理對(duì)甘薯薯型的增大具有一定的促進(jìn)作用，其中0.02%二氫卟吩鐵SP與NAA的復(fù)配處理組對(duì)中薯率的提升效果最佳，0.02%二氫卟吩鐵SP與IBA 對(duì)大薯率的提升效果最佳，均強(qiáng)于對(duì)照藥劑和清水處理組。

表3 植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑復(fù)配對(duì)甘薯薯型及其結(jié)薯率的影響

2.2.3 不同植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑復(fù)配對(duì)甘薯產(chǎn)量及薯塊品質(zhì)的影響在甘薯生育期128 d時(shí)進(jìn)行田間調(diào)查。由表4 可看出，0.02%二氫卟吩鐵SP 分別與IAA、IBA 和NAA 的復(fù)配處理組及對(duì)照藥劑組小區(qū)產(chǎn)量均高于清水處理組，其中0.02%二氫卟吩鐵SP 和IBA、NAA 的復(fù)配處理組小區(qū)平均產(chǎn)量高于對(duì)照藥劑，與清水處理相比增產(chǎn)幅度分別為12.2%和21.3%，但各處理之間無(wú)顯著差異；0.02%二氫卟吩鐵SP和NAA的復(fù)配處理組單株結(jié)薯重量最高，高于對(duì)照藥劑及清水處理組，但各處理間未呈現(xiàn)顯著差異；各藥劑處理裂薯率為5.33%～6.67%，與清水對(duì)照無(wú)顯著性差異；0.02%二氫卟吩鐵SP與IAA復(fù)配處理組商品薯率較低為82.00%，低于清水對(duì)照，但是各處理之間無(wú)顯著差異。

表4 植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑復(fù)配對(duì)甘薯產(chǎn)量和品質(zhì)的影響

3 結(jié)論與討論

在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，不同的植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑混合使用相比于單獨(dú)使用可表現(xiàn)出更佳的增益效果，同時(shí)可減少藥劑用量，擴(kuò)大其應(yīng)用范圍[17-19]。二氫卟吩鐵是一種可調(diào)節(jié)作物生長(zhǎng)，對(duì)作物抗逆和產(chǎn)量都有增效作用的新型植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑[5-7]。目前，二氫卟吩鐵與其他植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑復(fù)配在甘薯中的應(yīng)用還未見(jiàn)報(bào)道。本研究比較了0.02%二氫卟吩鐵SP 分別與IAA、IBA 和NAA 的復(fù)配處理對(duì)甘薯苗期生長(zhǎng)的影響，結(jié)果發(fā)現(xiàn)0.02%二氫卟吩鐵SP和IAA、IBA、NAA的3個(gè)復(fù)配處理組均能促進(jìn)甘薯薯苗的生長(zhǎng)，處理組發(fā)根數(shù)和根鮮重均高于清水對(duì)照，其中二氫卟吩鐵和NAA復(fù)配處理組發(fā)根數(shù)與清水對(duì)照呈顯著差異，綜合各項(xiàng)指標(biāo)二氫卟吩鐵和NAA 的復(fù)配處理對(duì)甘薯苗期地下部分生長(zhǎng)的效果最佳。NAA是一種常見(jiàn)的生長(zhǎng)素，可使插穗基部淀粉加速水解，形成還原糖等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)為插穗提供能量，從而促進(jìn)根系生長(zhǎng)。李春平等[20]研究發(fā)現(xiàn)，NAA對(duì)石榴扦插苗的發(fā)根率、發(fā)根數(shù)及根長(zhǎng)具有良好的促進(jìn)效果。何國(guó)振等[21]利用NAA 處理陽(yáng)春砂根狀莖莖尖后，其再生根的數(shù)量提高了56.7%。劉傳飛等[22]和Swamy 等[23]發(fā)現(xiàn)外施生長(zhǎng)素類(lèi)物質(zhì)可以誘導(dǎo)植物生根，提高生根率，這些結(jié)論與本研究結(jié)果一致。本研究?jī)H利用水培法初步探究了各植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑復(fù)配組合對(duì)甘薯苗期地下部分生長(zhǎng)的促進(jìn)作用，而其對(duì)于薯苗地上部分指標(biāo)如莖長(zhǎng)、莖粗和葉片數(shù)量等性狀的影響還需利用盆栽等試驗(yàn)進(jìn)一步研究。

田間施用各處理藥劑均無(wú)藥害發(fā)生，各處理裂薯率為5.3%～6.7%，處理間無(wú)顯著差異。各植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑復(fù)配處理的甘薯產(chǎn)量均高于空白對(duì)照，其中0.02%二氫卟吩鐵SP和IBA、NAA的復(fù)配處理組小區(qū)平均產(chǎn)量高于對(duì)照藥劑，相比對(duì)空白對(duì)照產(chǎn)量增幅分別為12.2%和21.3%。郭麗華等[7]和邢宇俊等[8]在油菜和煙草中施用二氫卟吩鐵后，其對(duì)油菜和煙草生長(zhǎng)指標(biāo)與產(chǎn)量均具有一定提升效果。閆鵬等[24]研究了NAA 和激動(dòng)素(KT)復(fù)配對(duì)新植蔗產(chǎn)量、根系發(fā)育及抗倒伏能力的影響，發(fā)現(xiàn)藥劑處理提高了新植蔗葉片鮮重和蔗莖產(chǎn)量，提高了根系活力，促進(jìn)了根系發(fā)育，這與本研究結(jié)果一致。各植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑復(fù)配處理后，甘薯的大薯率和中薯率均高于空白對(duì)照，植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)的施用促進(jìn)了薯塊膨大速度，中薯和大薯占比的提升可能是甘薯產(chǎn)量提升的重要原因之一。甘薯塊根的品質(zhì)和產(chǎn)量受到內(nèi)部自身和外部環(huán)境的共同影響，常伴隨著多種因素的共同調(diào)控，是一個(gè)復(fù)雜的生理、生化及分子過(guò)程[25-26]。甘薯塊根的形成與其內(nèi)源激素含量密切相關(guān)，其整個(gè)膨大過(guò)程均受到激素調(diào)控的影響[27]。植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑如何影響甘薯各類(lèi)激素受體、信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)、合成和代謝相關(guān)基因最終促進(jìn)薯塊膨大仍需深入研究。

綜上所述，甘薯薯苗在田間扦插前，使用0.02%二氫卟吩鐵SP 和NAA 的復(fù)配藥劑蘸根處理薯苗，可以促進(jìn)薯苗根系生長(zhǎng)，提升其環(huán)境適應(yīng)能力。在田間生產(chǎn)中，在甘薯分枝結(jié)薯期及薯塊膨大期噴施2次藥劑，可促進(jìn)薯塊膨大，提升甘薯產(chǎn)量。