不同品種甘薯地上部生長特性及干物質積累分配特性研究

柴沙沙　史春余　雷劍　王連軍　蘇文瑾　楊先強　楊新筍

摘要：探究不同產量潛力甘薯品種的地上部生長特性與干物質積累分配的關系，結果表明，在甘薯生長前期，高產品種的分枝數高于低產品種；在甘薯生長的整個生育期，甘薯的基部莖粗與平均莖長與產量的高低并無直接相關性。高產品種的T/R值要明顯小于低產品種。低產品種的地上部生長旺盛，導致光合產物運向塊根的較少，是塊根產量較低的原因之一。

關鍵詞：甘薯；地上部；產量；干物質

中圖分類號： 文獻標識碼：A 文章編號：0439-8114（2015）24-6166-04

DOI：10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2015.24.016

Abstract：Explored the relationship between aboveground growth characteristics and the accumulation and distribution of dry matter of the different sweet potato. The results showed that， the number of branches in the high-yielding varieties was higher than the low-yielding varieties at the early growth period. The stem diameter and the average stem length of sweep potato had no relevance with the yield of sweet potato. High-yield varieties of T/R value was significantly less than the low yielding varieties. Low yield of varieties of aboveground thrive，causing the photosynthetic product shipped to the root of the less，was one of the reasons for the low root yield.

Key words： sweet potato； aboveground； yield； dry matter

干物質生產是作物產量形成的基礎，干物質積累與合理分配是提高作物產量的關鍵[1]。鄭光武[2]通過研究多個甘薯品種的植株性狀，發(fā)現蔓重與主蔓長、節(jié)間長表現極顯著正相關，而與結薯數和品質表現極顯著負相關。干物質分配到塊根的部分可以直接影響經濟效益，分配到地上部葉片、主蔓以及分枝的部分直接影響作物的光合產量[3]。株型和氮素是影響作物群體光分布和光合特性的重要因素[4，5]。而作物群體光分布和光合特性與作物的經濟產量有很大的關系。

因此，本研究以6個不同產量潛力的甘薯品種為試驗材料，研究甘薯的地上部生長特性與干物質分配的關系，為甘薯的高產育種和高產栽培技術提供參考。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

試驗于2011年5月至2012年10月在山東農業(yè)大學農學試驗站栽培池進行。供試土壤質地為壤土，0～20 cm土壤有機質1.13% ，堿解氮65.06 mg/kg，速效磷（P）35.8 mg/kg，速效鉀（K）84.05 mg/kg。

1.2 試驗設計

本試驗以6個不同產量潛力水平的品種為試驗材料，分別為龍薯9號（L9）、紅香蕉（HXJ）、蘇薯8號（S8）、泰中6號（T6）、遺字138（Y138）和北京553（B553）。6個品種以小區(qū)為單位完全隨機排列，試驗設3次重復。小區(qū)面積15 m2，試驗設置行距0.8 m，株距0.25 m。5月1日左右栽秧，10月下旬霜降之前收獲。灌溉、除草、病蟲害防治等栽培管理措施同一般大田。

1.3 取樣方法

甘薯塊根開始膨大后（栽秧后50 d左右），在取樣區(qū)內每20 d取樣1次，直到收獲。在每個小區(qū)選擇典型且生長正常一致的5株，剪掉地上部，挖出所有的塊根。取功能葉（頂部第四和第五展開葉）和典型塊根的中間部位，經液氮速凍后，置于-40 ℃低溫冰柜中保存，用于測定有關酶活性。地上部分為葉片、葉柄和莖蔓，將塊根切成薄片，在60 ℃烘箱中烘干后稱干重。

1.4 數據處理與統(tǒng)計分析

圖表處理運用Excel 2003軟件進行，統(tǒng)計分析中方差分析檢驗采用DPS（Data Processing System）數據處理系統(tǒng)。Logistic模擬方程用SPSS軟件進行模擬。以播種后天數（t）為自變量，干物質積累量為依變量（W），用Logistic方程W=K/（1+eA+Bt）（式中，A、B和e為參數，K為生長終值量）對甘薯生長量進行模擬。通過對方程求一階導數可以得到積累速率方程v=W′=-KBeA+Bt/（1+eA+Bt）2；對方程求二階導數，令W′′=0可得積累速率最大時的日期Tmax=A/B；進而得出下列積累特征參數：最大積累速率：Rmax=-KB/4；平均積累速率：Rmean=K/D；積累起始勢：C0=K/（1+eA）；積累活躍持續(xù)期（大約完成總生長量90%）：D=[ln（1/9）-A]/B。

2 結果與分析

2.1 不同品種甘薯產量及其構成因素

由不同品種產量以及產量構成因素（表1）可以看出，L9、HXJ、S8、T6都屬于高產品種，同時，這幾個品種也具有較高的單薯重和單株結薯數；綜合兩年的產量數據，Y138與B553屬于中低產品種。同時，由表1可知，高產品種的單株結薯數與單薯重都較高，或者二者綜合效應較高。

2.2 不同甘薯品種植株性狀調查

由表2可知，在甘薯栽秧50 d后，高產品種的單株分枝數明顯高于低產品種，高產品種的單株分枝數均在3以上，而中低產品種均小于2。而且，高產品種的單株葉片數高于低產品種。平均莖長和基部莖粗的差異性不大。至栽秧后110 d，產量最高品種L9的單株葉數和單株分枝數最少，平均莖長最短。S8的單株葉數和單株分枝數最多，平均莖長及基部莖粗均處于中等水平。至生長后期即栽秧后170 d，各品種的莖粗無明顯差異，S8與B553的單株葉數與單株分枝數較多，品種之間的莖粗差異不大。結果表明，在封壟期，高產品種甘薯的生長勢較強，地上部生長旺盛，能制造足夠多的光合產物，使得地下部塊根能提前膨大，為塊根最后高產奠定基礎。封壟期以后，高產品種不會出現旺長現象，即使在雨水充分的雨季，也能保證將較多的光合產物運向塊根。而且，莖的長度和莖基部的粗度并不影響光合產物的運轉。

2.3 T/R值

由圖1可知，2011和2012年的T/R變化趨勢一致。在甘薯生長過程中，各品種T/R值均逐漸降低。2011年不同處理間T/R值變化情況為：栽秧后50 d，B553和Y138的T/R值達14以上，S8的T/R值為6左右，L9的T/R值接近4，T6的T/R值為2左右，HXJ的T/R值只有1左右。栽秧后50～70 d，B553、Y138、S8和L9的T/R值都迅速降低；栽秧后70～90 d，B553和Y138的T/R值仍然快速下降。栽秧90 d以后直到收獲，B553和Y138的T/R值始終高于其他品種。2012年不同處理間T/R值變化情況如下：栽秧后50 d，B553與Y138的T/R值達10以上，其他4個品種的T/R值都低于4；栽秧后70 d開始，除低產品種B553與Y138外的其他4個品種的T/R值一直低于1，直到收獲，低產品種B553與Y138的T/R值一直高于其他品種。

2.4 不同品種地上部干物質積累動態(tài)

由圖2可知，兩年的數據表明，在栽秧后90 d之前，甘薯不同品種植株快速生長，地上部干物質重增加較快。自栽秧110 d后，植株干重增加緩慢。由此表明，在甘薯生長前期，甘薯的生長以營養(yǎng)生長為主，葉片制造的光合產物主要用于地上部的生長。而且，在甘薯整個生育期，高產品種的植株干重低于低產品種。由此說明，低產品種的地上部生長旺盛，導致運向塊根的光合產物較少。

2.5 不同品種塊根干物質積累動態(tài)分析

由圖3可知，隨甘薯生長發(fā)育，塊根干重持續(xù)增加。而且，整個甘薯生育期，高產品種的塊根干重高于低產品種。

由表3可知，用Logistic方程可以對干物質積累量進行擬合（r2=0.953～0.996），甘薯的初始量C0表明，高產品種相比低產品種而言有較高的初始量；不同品種間的積累活躍持續(xù)期D無明顯差異；高產品種的最大速率出現的時間Tmax較早，均出現在栽秧后110 d之前，而低產品種則出現在栽秧后115 d之后；由2012年的數據可看出，B553的最大速率Vmax與平均速率Vmean最大，而且，生長終值量K較大，說明2012年的B553還有生長潛力。然而，2011年的結果則顯示，B553的生長終止量K、最大增長速率Vmax以及平均增長速率Vmean最小，這一點與2012年數據恰好相反，由此說明，不同年份同一品種的干物質積累特征是不同的。

3 小結與討論

鄭光武[2]研究認為基部分枝數與薯塊產量呈顯著正相關；馮祖蝦等[6]也認為多枝短蔓型（MBSV）具有最高的薯塊產量。甘薯高產品系的共同特征是基部分枝數較多；最長蔓長/平均分枝長較小；植株呈“V”字形[7]。本試驗植株性狀調查結果表明，在甘薯生長前期，高產品種的分枝數要高于低產品種；在甘薯生長的整個生育期，甘薯的基部莖粗與平均莖長與產量的高低并無直接相關性。T/R值反映了地上部與地下部的協(xié)調關系，也是光合物質分配的重要指標。本研究結果表明，高產品種的T/R值要明顯小于低產品種，這與許可等[8]的研究結果一致。

本試驗的調查結果顯示，高產品種的塊根膨大得比較早，甘薯塊根膨大后，單株塊根結薯數基本不變；單薯重一直在變大，而且在整個生育期，高產品種的單薯重要高于低產品種。塊根含水量先下降后基本穩(wěn)定，高產品種的含水量一般較高。低產品種的地上部生長旺盛，從而導致光合產物運向塊根的較少。高產品種的干物質在甘薯塊根中的分配較多。

參考文獻：

[1] 孔麗紅，趙玉路，周福平.簡述小麥干物質積累運轉與高產的關系[J].山西農業(yè)科學，2007，35（8）：6-8.

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[3] 張曉艷，劉 峰，王鳳云，等.甘薯干物質分配及產量形成模擬研究[J].中國農學通報，2008，24（12）：505-510.

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[7] 余金龍.甘薯塊根產量及相關性狀的典型相關分析[J].西南農業(yè)學報，2001，14（2）：107-111.

[8] 許 可，周 爽，何博文，等.三個甘薯品種光合特性與生產量關系的比較[J].中國農通學報，2008，24（6）：172-175.