3種植物生長調節劑對馬鈴薯產量和營養品質的調控

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3種植物生長調節劑對馬鈴薯產量和營養品質的調控

項洪濤1，馮乃杰2，王立志1，王連敏1，鄭殿峰2*

（1.黑龍江省農業科學院耕作栽培研究所，黑龍江哈爾濱150086；2.黑龍江八一農墾大學，黑龍江大慶163319 )

摘要：以馬鈴薯品種‘費烏瑞它’、‘大西洋’和‘克新13號’為試驗材料，于盛花期進行葉面噴施2-N，N-二乙氨基乙基己酸酯（Diethyl aminoethyl hexanoate），簡稱DTA-6；烯效唑（Uniconazole），簡稱S3307；氯化膽堿（Cho?line chloride），簡稱Cc。通過比較塊莖重量和塊莖內可溶性蛋白含量、維生素C含量、淀粉含量、還原糖含量以及酚類物質含量，分析3種植物生長調節劑對馬鈴薯產量和品質的調控效應。結果表明，DTA-6可顯著提高‘大西洋’和‘克新13號’大薯重量，Cc可顯著提高‘大西洋’大薯重量；各處理對可溶性蛋白含量沒有顯著性影響，但都顯著提高了‘費烏瑞它’酚類物質的含量；DTA-6可顯著提高‘費烏瑞它’和‘克新13號’維生素C的含量，而Cc可顯著提高‘費烏瑞它’淀粉含量，DTA-6和Cc處理可顯著提高‘克新13號’還原糖含量。

關鍵詞：馬鈴薯；植物生長調節劑；產量；營養品質

馬鈴薯（Solanum tuberosum L.）是全球范圍內繼小麥、水稻、玉米之后的第四大糧食作物[1]，是人類飲食及工業淀粉的重要來源作物[2]。中國是世界馬鈴薯第一大生產國，據預測，本世紀中國將成為亞太地區馬鈴薯生產、加工和銷售中心。馬鈴薯產業將成為中國農業產業化最具有發展前景和競爭力的產業之一，在面向21世紀社會經濟發展體系中，馬鈴薯產業將具有重要地位和作用。

傳統栽培技術主要是通過改善肥水等外部條件的方法來提高馬鈴薯的生產效能，盡管這對馬鈴薯提高產量和品質起到一定作用，但挖掘潛力業已十分有限。作物化控是農業生產的新技術，其主要是通過外施植物生長調節劑（Plant growth regulators，PGRs），有目的地調控植物體內源激素系統，通過激素合成與代謝等內在機理去調控植物的生長發育，如運用得當，增產增效作用顯著[3]。

PGRs是人工合成具有植物激素能效的一類物質，他們在較低濃度下就可對植物生長發育表現出促進或抑制的效應[4]。PGRs以調控作物生育為目的，對植物具有一定的生理活性，PGRs需進入植株體內方可起到調控作用，使植物體內酶活動互聯起來，在一定的部位通過生理代謝起作用，并以微小劑量表現出高效調節功能[5]。

2-N，N-二乙氨基乙基己酸酯（Diethyl aminoethyl hexanoate），簡稱DTA-6，是一種安全高效的作物高產優質抗逆基因誘導劑，其具有生長素、赤霉素及細胞分裂素的多種功能，能夠促進細胞分裂、伸長和植株碳代謝，具有增產、早熟、改善品質的功效[3]。低濃度DTA-6可誘導β-類胡蘿卜素合成，提高β-類胡蘿卜素含量[6]，可大幅度提高作物產量，提高水果汁液含量，明顯改善產品品質[7, 8]。烯效唑（Uniconazole），簡稱S3307，是抑制作用較強的生長延緩劑，其主要機理是抑制赤霉素的生物合成，降低植物體內赤霉素水平，同時抑制淄醇生物合成并影響脫落酸（Abscisic acid，ABA）、細胞分裂素（Cytokinin, CTK）和多胺的生物代謝[9]。與同類的多效唑相比其生物活性更高。

氯化膽堿（Choline chloride），簡稱Cc，是一種季胺鹽，在植物體內可轉化為甜菜堿或磷脂酰膽堿[10]，磷脂酰膽堿是生物膜重要組成部分，可以作為酰基膜脂去飽和的底物，在調節膜脂流動性方面有重要作用[11,12]，有報道指出Cc可以調控馬鈴薯葉片的碳代謝[13]。

1　材料與方法

1.1試驗材料

1.1.1植物材料

供試馬鈴薯（Solanum tuberosum L.）品種3個，分別為早熟品種‘費烏瑞它’（荷蘭7號）和中熟品種‘克新13號’、‘大西洋’。

1.1.2植物生長調節劑

DTA-6是一種植物生長促進劑；S3307是一種植物生產延緩劑；Cc是一種植物生長延緩劑。3種植物生長調節劑由黑龍江八一農墾大學化控研究室提供。

1.2試驗方法

試驗采用大田栽培方式，以葉面噴施植物生長調節劑為處理，以葉面噴施清水為對照（文中用CK表示），于花期進行處理。小區為8行區，行長10 m，行距為0.65 m，株距為0.25 m。試驗采用隨機區組設計，4次重復。DTA-6、S3307和Cc的使用濃度分別為100 mg/L、40 mg/L和200 mg/ L，各調節劑用量均為225 L/hm2。

1.3試驗地點

試驗在黑龍江八一農墾大學林甸試驗基地進行。試驗土壤類型為草甸黑鈣土，地勢平坦，肥力均勻，0~20 cm耕層土壤基本狀況如表1所示。

1.4栽培管理

試驗于2012年5月2日播種，采用機械趟溝人工精量點播，機械覆土鎮壓。施硫酸鉀型摻混肥料（N-P2O5-K2O = 15-23-10）55 kg/667m2，5月24日出全苗，田間保苗率100%，田間管理常規。

1.5取樣標準和測定方法

1.5.1取樣時期及標準

馬鈴薯達到成熟后，進行收獲。為了消除邊際效應對小區產量的影響，收獲中間行。產量實測選取無邊際效應一壟上連續10株測定，折合測定面積為1.625 m2。收獲60 d后進行塊莖品質測定。

表1　0～20 cm耕層土壤基本農化狀況Table 1 Basic chemical properties of soil (0-20 cm soil layer)

1.5.2測定方法

可溶性蛋白質含量，使用考馬斯亮藍G-250法測定[14]；維生素C含量，使用2,6-二氯酚靛酚法測定[15]；淀粉含量，使用碘比色法測定[16]；還原糖含量，使用3,5-二硝基水楊酸法進行測定[17]；酚類物質含量，使用Folin酚試劑法進行測定[16]。

2　結果與分析

2.1植物生長調節劑對馬鈴薯產量的影響

如表2所示，盛花期噴施植物生長調節劑對馬鈴薯產量的影響不大。整體來看，各不同處理對不同品種馬鈴薯的總產沒有顯著影響，但對大薯重量具有一定的調控效應。方差分析結果表明，S3307處理對各供試馬鈴薯品種大薯重的影響差異不顯著；而DTA-6和Cc處理能夠顯著提高‘大西洋’的大薯重量，DTA-6處理可顯著提高‘克新13號’的大薯重量。

2.2植物生長調節劑對馬鈴薯營養品質的影響

2.2.1對可溶性蛋白含量的影響

表2　植物生長調節劑對馬鈴薯產量的影響Table 2 Effects of PGRs on yield of potato

表3　植物生長調節劑對馬鈴薯可溶性蛋白含量的影響Table 3 Effects of PGRs on content of soluble protein in potato　(mg/g FW)

如表3所示，植物生長調節劑對馬鈴薯可溶性蛋白含量的影響不大。對‘大西洋’來說，各處理的可溶性蛋白都等于或者高于CK，方差分析結果表明，各處理與CK差異不顯著。對于‘費烏瑞它’而言，各處理的可溶性蛋白都低于CK，但方差分析可知，各處理與CK差異不顯著。對于‘克新13號’而言，S3307和DTA-6處理的可溶性蛋白含量都低于CK，而Cc處理高于CK，但方差分析結果表明各處理與CK之間無顯著性差異。

2.2.2對維生素C含量的影響

由表4可知，各調節劑對‘大西洋’塊莖維生素C含量調控效應較弱，經過方差分析可知，各處理與CK間未達到顯著差異水平。對于‘費烏瑞它’來說，各調節劑處理的維生素C含量都高于CK，方差分析結果表明，DTA-6處理的維生素C含量顯著高于CK，其他處理與CK之間無顯著性差異。對‘克新13號’而言，各處理的維生素C含量都高于CK，方差分析結果表明DTA-6和Cc處理的維生素C含量顯著高于CK，S3307處理無明顯影響。

表4　植物生長調節劑對馬鈴薯塊莖維生素C含量的影響Table 4 Effects of PGRs on content of vitamin C in potato?。ā?0-2mg/g FW）

2.2.3對淀粉含量的影響

由表5可知，植物生長調節劑對不同品種馬鈴薯淀粉含量的調控效果不一。3種植物生長調節劑均可提高‘大西洋’塊莖的淀粉含量，但方差分析結果表明各處理與CK之間差異不顯著。各處理對‘克新13號’馬鈴薯淀粉含量的調控效果不同，經過方差分析可知各處理與CK之間差異不顯著。另外，各處理均可提高‘費烏瑞它’的淀粉含量，經過方差分析可知Cc處理可顯著提高淀粉含量，而DTA-6 和S3307處理無顯著影響。

表5　植物生長調節劑對馬鈴薯塊莖淀粉含量的影響Table 5 Effects of PGRs on content of starch in potato　(%)

2.2.4對還原糖含量的影響

由表6可知，植物生長調節劑對不同品種馬鈴薯還原糖含量的調控效果不一。3種植物生長調節劑均可影響‘大西洋’和‘費烏瑞它’塊莖的還原糖含量，但方差分析結果表明，各處理與CK之間差異不顯著。各處理對‘克新13號’還原糖均具有提高含量的調控效應，經過方差分析可知，DTA-6和Cc處理可顯著提高還原糖含量，而S3307處理與CK差異不顯著。

2.2.5對酚類物質含量的影響

由表7可知，植物生長調節劑對不同品種馬鈴薯酚類物質含量的調控效果不同。3種植物生長調節劑均可調控‘大西洋’的酚類物質含量，但方差分析結果表明，各處理與CK之間差異不顯著。對于‘費烏瑞它’來說，各處理均可提高塊莖內酚類物質含量，方差分析結果表明，各處理均顯著高于CK，但未達到極顯著的水平。對于‘克新13號’來說，各處理酚類物質的含量均高于CK，但方差分析結果表明S3307處理顯著高于CK，但沒有達到極顯著水平，另2個處理與CK之間的差異不顯著。

表6　植物生長調節劑對馬鈴薯塊莖還原糖含量的影響Table 6 Effects of PGRs on content of reduced sugar in potato　(mg/g FW)

表7　植物生長調節劑對馬鈴薯塊莖酚類物質含量的影響Table 7 Effects of PGRs on content of hydroxybenzene in potato　(mg/g FW)

3　討論

馬鈴薯是以塊莖為收獲對象的糧菜兼用作物，通過栽培技術協調好塊莖膨大與品質形成的關系，對于增產、優質具有重要意義。對PGRs的研究過程中，研究者們發現，不同時期施用不同濃度的PGRs對馬鈴薯的塊莖發育都可以產生影響[3]。PGRs具有微量刺激的獨特特點，所以研究者們一直十分重視PGRs對產量和品質的調控效應[18]。葉面噴施膨大素可以提高馬鈴薯產量[19]，增產幅度可達13.3%。多效唑處理馬鈴薯后，產量可發生顯著增加，當使用濃度在適當范圍內，馬鈴薯塊莖具有較高的增產作用[20]，主要是因為馬鈴薯的頂端生長受到抑制，使光合產物相對大量地向塊莖運送，從而促進塊莖膨大進而增產[21]，另外噴施多效唑不利于單株結薯，噴后可抑制小薯產生；這對提高商品薯大薯率有利，其原因是抑制馬鈴薯生育后期再結薯，促進已形成薯塊大幅度均衡增重而增產[22]。周銀珠[23]的研究表明，不同生育期（除淀粉積累期）噴施PGRs均有增產效果，但增產幅度因處理時期不同而有較大差異。

PGRs在調控植物碳水化合物的運輸與分配等方面都具有重要作用，淀粉作為糖的貯藏形式，對作物的生殖生長以及產品營養品質的提高具有積極作用[13]。蛋白質是植物細胞中最重要的有機物質之一，是細胞結構中最重要的成分，同時植物蛋白也是人類重要的營養來源。研究PGRs對馬鈴薯淀粉、蛋白等營養品質的調控，有利于人類生活生產所需。張春娟等[24]指出，DTA-6和S3307處理的馬鈴薯均降低了馬鈴薯塊莖還原糖含量，S3307處理可提高可溶性蛋白含量。宮占元和項洪濤[25]指出，DTA-6處理對馬鈴薯塊莖品質影響不大，楊偉力等[26]研究表明，葉面噴施烯效唑能夠增加塊莖內淀粉、可溶性糖及維生素C的含量，張春娟等[27]研究表明DTA-6處理提高塊莖淀粉和可溶性蛋白含量但差異水平均不顯著。也有報道指出DTA-6處理能夠顯著提高馬鈴薯塊莖維生素C含量，但同時也顯著降低了淀粉的含量[28]。另有報道指出，烯效唑能夠顯著提高馬鈴薯塊莖淀粉和維生素C含量，同時可以顯著降低還原糖含量。Sharma等[29]研究表明，噴施矮壯素可以觀察到馬鈴薯匍匐莖的淀粉含量明顯的下降，可以使碳水化合物向塊莖轉移，并且可以有效地提高淀粉的合成。

試驗結果表明，PGRs對馬鈴薯產量和品質具有一定的調控效應，其中以Cc和DTA-6處理的效果較為明顯，但這2種調節劑分別是延緩性和促進性，至于其分子水平的原因有待進一步研究。

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病蟲防治

Effects of Three Plant Growth Regulators on Yield and Nutritional Quality of Potato

XIANG Hongtao1, FENG Naijie2, WANG Lizhi1, WANG Lianmin1, ZHENG Dianfeng2*

( 1. Crop Tillage and Cultivation Institute, Heilongjiang Academy of Agricultural Sciences, Harbin, Heilongjiang 150086, China; 2. Heilongjiang Bayi Agricultural University, Daqing, Heilongjiang 163319, China )

Abstract:A field experiment was conducted with three potato cultivars, 'Favorita', 'Atlantic' and 'Kexin 13' in this study.Three regulators, 'Diethyl aminoethyl hexanoate (DTA-6)', 'Uniconazole (S3307)' and 'Choline chloride (Cc)' were used by foliar application. The aim of this experiment was to study the effects of plant growth regulators (PGRs) on yield and nutritional qualities of potatoes by comparing the change of tuber weight and the content of soluble protein, vitamin C, starch, reduced sugar and hydroxybenzene. DTA-6 increased the weight of large-sized tubers of 'Atlantic' and 'Kexin 13', and Cc had the same effect on 'Atlantic'. There was no significant impact on soluble protein content with those three treatments, but they significantly increased the content of hydroxybenzene of 'Favorita'. DTA-6 significantly increased the content of vitamin C of 'Favorita' and 'Kexin 13', and Cc increased the starch content of 'Favorita', significantly. DTA-6 and Cc significantly increased the content of the reducing sugar content of 'Kexin 13'.

Key Words:potato; PGRs; yield; nutritional quality

*通信作者（

Corresponding author）：鄭殿峰，教授，博士，主要從事作物化控及大豆生理研究，E-mail: zhengdianfeng@hlau.cn。

作者簡介：項洪濤（1982-），男，助理研究員，博士，從事作物化控及冷害生理研究。

基金項目：國家科技支撐項目（2012BAD20B0304和2012BAD20B0402）；公益性行業（氣象）科研專項（GYHY201306036）。

收稿日期：2014-10-30

文章編號：1672－3635（2015）02-0097-06

文獻標識碼：B

中圖分類號：S532；S143.8