赤霉素诱导马铃薯二季种出芽效果及对春播性状与产量的影响

马铃薯块茎离体收获后, 需要经过一段时间的休眠才能发芽。在生产中, 块茎作为种植材料, 其休眠程度影响着田间出苗的早晚、出苗率、整齐度、生长势和产量形成[1]。重庆地区马铃薯生产为二季作区, 秋季马铃薯收获后, 距一季春播时间较短, 种薯往往处于休眠期, 作种薯易出现出苗迟、出苗不整齐, 从而导致产量下降的现象。当前打破马铃薯休眠的方法很多, 储存温度影响块茎的休眠[2];休眠可以通过变温处理来解除, 经过短期低温0~5℃或短期预高温28~32℃, 然后在合适的温度黑暗贮藏, 均可以缩短休眠[3];赤霉素 (GA3) 对休眠解除十分有效, 但使用材料、方法及浓度各异, 李佩华[4]对6个品系的整薯进行了1~100 mg/L的赤霉素处理休眠效应研究, 认为品系不同, 其赤霉素处理的适宜浓度不同。杨万林[5等通过对不同育种材料微型薯休眠特性及调控研究认为, 赤霉素处理和变温处理均不能改变3种类型试验材料之间休眠幅度的差异, 通过10 mg/L的赤霉素处理能有效地调控不同品种、不同类型家系小薯的休眠, 使小薯的休眠期缩短, 发芽变得整齐而集中;刘芳[6等对马铃薯微型薯休眠破除方法进行了比较, 认为BE (溴乙烷) 、Rindite (二氯乙醇、二氯乙烷、四氯化碳按7∶3∶1组成的混合物) 、赤霉素都可以降低休眠强度, 促进发芽, 但使用10~20 mg/L赤霉素处理时, 微型薯的休眠幅度几乎保持不变。以上研究重点在催芽效果方面。

本试验探讨赤霉素诱导二季种 (秋季马铃薯) 种薯出芽效果及对春播性状和产量的影响, 以期为马铃薯二季种薯春播提供可行的催芽技术, 并为提高马铃薯产量提供依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料

重庆三峡农科院育成和引进品种 (系) 8-04-5 (A1) 、渝薯1号 (A2) 、8-18-2 (A3) 、09-2-5 (A4) 、S06-1693 (A5) 、09-7-9 (A6) 、渝薯6号 (A7) 共7个二季种。

1.2 试验方法

1.2.1 室内诱导催芽

二季种于2013年12月23日收获, 室内通风摊晾8 d后, 于12月31日催芽处理, 各品种选择大小一致整薯B1 (50 g左右) 和切块B2 (用100 g左右整薯斜切为二, 保证顶芽和侧芽各1个以上) 为处理材料, 以赤霉素浸种, 设4种浓度, C1:0 mg/L (清水) , C2:10 mg/L, C3:20 mg/L, C4:30 mg/L, 每个品种 (系) 共8个处理, 每处理20个整薯或切块, 处理时间统一为20 min;10 d后所有处理再浸种1次, 浓度同第一次。

1.2.2 室内催芽环境条件

恒定温度18℃, 散射光, 每天喷水, 保持空气相对湿度60%。

1.2.3 大棚处理

各品种选用100 g大小的整薯, 于2014年1月10日, 采用C3处理, 浸种20 min, 于冬季大棚内催芽 (大棚类冬季气温在10~12℃, 不喷水, 用黑色遮阳网覆盖) 。

1.2.4 催芽时间

从2013年12月31开始至2014年2月13日结束, 时间共44 d。

1.2.5 田间种植试验

在重庆三峡农科院果园附近进行, 海拔180 m, 前作为豌豆, 肥力中等, 2014年2月14日将试验材料挖窝点播于田间, 各品种按照相同赤霉素浓度处理的整薯和切块各15个混合 (共30个种薯) , 按顺序排列播种, 窝距0.33 m、行距0.50 m, 每窝播1个整薯或切块, 小区面积4.95 m2, 三行区。施肥和田间管理同当地大田水平。

1.3 调查项目

以块茎上至少1个芽生长达1 mm长时为发芽统计标准, 于播种前1 d (2月13日, 此时距二季种收挖时间为51 d) 调查发芽率, 发芽块茎的平均发芽数、平均芽长。

田间试验调查:出苗期、出苗率、现蕾期、开花期、株高、主茎数、产量等性状。

2 结果与分析

2.1 赤霉素诱导出芽效果比较

出芽率的高低反应品种是否度过休眠, 从表1看出, 播种前, 各品种大棚处理的诱芽率极低, 表现最高诱芽率仅30%, 且有2个品种未见出芽, 表明本试验大棚处理不能作为二季种打破休眠的方式;各品种切块B2处理诱芽率均高于整薯B1处理;诱芽率随C浓度加大而增高, 当C浓度在C4 (30 mg/L) 时, 除A4、A5、A6三个品种外, 其余品种能完全破除休眠;而对同一品种, 随着赤霉素处理浓度升高, 各品种诱芽率也升高。

注:诱芽率 (以可见≥0.1 cm芽长为发芽计算) , 诱芽数 (统计芽长≥0.1 cm的芽) 。

在诱芽数方面, 各品种整薯B1处理中, 高浓度的C4处理发芽薯块平均诱芽数均低于或等于其他处理;在各品种切块B2处理中, C2浓度的诱芽数最多, 表明切块处理更利于赤霉素的吸收, 对出芽率和出芽数有利;各品种处理芽长表现不一, 不同C浓度对芽长增长各异, 而同品种切块处理芽长优于整薯, 说明品种不同对赤霉素的敏感程度不同, 相同品种切块浸种芽比整薯浸种芽生长更快。

2.2 田间试验结果

2.2.1 各品种 (系) 性状和生育期表现

催芽试验的目的是为了达到提早出苗, 从而延长品种的田间生长天数, 从表2可见, 各品种大棚、C2、C3、C4处理出苗期比未处理的C1提早出苗, 生育期延长;7个品种经赤霉素处理的株高均比C1处理高;各处理主茎数没有明显变化。

2.2.2 各品种 (系) 块茎性状、田间病害及地上部性状

各品种块茎性状、田间病害及地上部性状列于表3。各品种病毒病田间表现轻或无, 晚疫病8-04-5和8-18-2表现中等, 其余表现轻。

注:播种日期均为2月14日。

2.2.3 产量结果

由表4可以看出, 各品种大棚、C2、C3、C4处理块茎产量均比C1处理增产, 同处理在不同品种间增产幅度表现不一;各品种除C1处理比大棚处理减产外, C2、C3、C4的产量均超过大棚;表明10~30 mg/L的赤霉素处理对二季种增产有效;同浓度赤霉素处理的大棚和C2间, 因催芽的环境不同而影响薯快产量。在商品薯率方面, 各品种大棚、C2、C3、C4处理块茎商品薯率均比C1处理明显提高, 表明赤霉素浸种能提高商品薯率。

3 结论与讨论

赤霉素广泛分布于高等植物中, 具有促进茎节伸长生长和打破休眠、促进萌发等生理作用[7], 但马铃薯休眠时赤霉素的含量很少, 萌芽时则迅速增加达原来的30倍, 它使α-淀粉酶、β-淀粉酶、蛋白酶和核糖核酸酶活化, 并刺激细胞分裂和伸长[8], 故使用赤霉素催芽, 能加快幼苗生长速度[9]。因此, 本试验用一定浓度赤霉素浸种马铃薯二季种, 其催芽效果明显, 采取30 mg/L的赤霉素浸种整薯, 其诱芽率达70%以上;用20 mg/L的赤霉素浸种切块, 播种前诱芽率达90.0%以上。相同品种切块浸种诱芽效果优于整薯浸种, 与张丽莉[10]等的研究结果一致。

赤霉素浸种能使植株增高、产量增加、商品薯率提高[11]。试验结果表明, 7个品种 (系) 赤霉素处理的株高均高于未处理植株, 但未见徒长, 表明所设赤霉素浓度合理;产量表现方面, 相同催芽环境的C2、C3、C4处理比C1处理增产, 且幅度较大;而大棚虽然也用赤霉素作处理, 因其催芽环境温度低于C2、C3、C4, 故产量低于C2、C3、C4处理, 因此催芽环境温度非常重要, 保持温度在18℃以上对提高诱芽和增加产量十分有效。所有赤霉素处理的商品薯率均高于未处理的C1。关于利用赤霉素催芽时保持薯块表面湿度、遮光等措施对缩短催芽时间、提高诱芽率等有待进一步研究。

摘要：试验以重庆三峡农业科学院育成和引进的7个马铃薯品种 (系) (渝薯1号、渝薯6号、8-04-5、8-18-2、09-2-5、S06-1693、09-7-9) 二季种薯为材料, 研究2种薯块、4种赤霉素浓度、2种催芽环境条件下二季种诱芽效果、春播性状和产量。结果表明:用一定浓度赤霉素浸种二季种, 催芽效果明显, 整薯浸种可以采取30 mg/L的赤霉素浓度, 其诱芽率达70%以上;切块浸种, 可以用20 mg/L的赤霉素浓度, 播种前诱芽率达90.0%以上;相同品种 (系) 切块浸种优于整薯浸种;7个品种 (系) 赤霉素处理的株高均高于未处理植株, 但未见徒长;产量表现方面, 相同催芽环境的赤霉素浸种处理均比未浸种处理增产, 且幅度较大;所有赤霉素处理的商品薯率均高于未浸种处理。

关键词：马铃薯,二季种,赤霉素,浸种,出芽效果,春播,性状,产量

参考文献

[1] 李曙轩.植物生长调节剂与农业生产[M].北京:科学出版社, 1989.

[2] Burton W G.The potato, Ed 3.Longman Scientific and Technical[M].Essex, UK PP, 470-504.

[3] Marimus J.The effect of temperature and light during storage of young seed potato on initial plant development at early pot at oplanting[J].Potato Research, 1992, 35:389-401.

[4] 李佩华.赤霉素处理马铃薯整薯休眠效应的研究[J].贵州农业科学, 2008, 36 (3) :34-36.

[5] 杨万林, 隋启君.马铃薯不同育种材料微型薯休眠特性及调控试验研究[J].西南农业学报, 2004, 17 (1) :84-87.

[6] 刘芳, 杨元军, 董道峰, 等.马铃薯微型薯休眠破除方法的比较[J].山东农业大学学报 (自然科学版) , 2011, 42 (2) :183-186.

[7] 段留生, 田晓莉.作物化学控制原理与技术[M].北京:中国农业大出版社, 2005.

[8] 门福义, 刘梦芸.马铃薯栽培生理[M].北京:中国农业出版社, 1955.

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[10] 张丽莉, 陈伊里, 连勇.马铃薯块茎休眠及休眠调控研究进展[J].中国马铃薯, 2003, 17 (6) :352-355.

[11] 刘梦芸, 门福义.马铃薯种薯播前不同催芽方法的生物学效应[J].内蒙古农牧学院学报, 1992, 13 (3) :45-50.