種莖貯藏和浸水時間對木薯種苗抗旱性的影響

楊玉皎,魏云霞,韓學琴,黃 潔,段元杰,孟富宣,劉海剛*

(1.云南省農業科學院 熱區生態農業研究所,云南 元謀 651399;2.中國熱帶農業科學院 熱帶作物品種資源研究所/農業部 木薯種質資源保護與利用重點實驗室,海南 儋州 571737)

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種莖貯藏和浸水時間對木薯種苗抗旱性的影響

楊玉皎1,魏云霞2,韓學琴1,黃 潔2,段元杰1,孟富宣1,劉海剛1*

(1.云南省農業科學院 熱區生態農業研究所,云南 元謀 651399;2.中國熱帶農業科學院 熱帶作物品種資源研究所/農業部 木薯種質資源保護與利用重點實驗室,海南 儋州 571737)

以木薯品種華南124的種莖為試驗材料,研究了不同貯藏時間(0、7、14 d)和不同浸水時間(0、2、4、6、8 h)對木薯種苗抗旱性的影響。結果表明:種莖貯藏時間與存活率呈極顯著負相關;在存活率、薯干產量和淀粉產量上存在顯著的貯藏時間與浸水時間互作效應;不貯藏的莖段浸水會降低存活率和產量;貯藏后的莖段短時間浸水有利于提高木薯的存活率、薯干產量和淀粉產量；貯藏7～14 d的種莖浸水2 h比不浸水提高薯干產量和淀粉產量11.0%以上。

木薯;種莖;貯藏;浸水;抗旱性

我國木薯(ManihotesculentaCrantz)生產經常遭受干旱影響,特別是萌芽期和苗期受旱已嚴重影響到木薯種植業的發展[1]。周鳳玨等[2]研究表明,葉面噴施多效唑可有效提高木薯適應干旱逆境的潛在能力;莫凡等[3]研究指出,施用保水劑可以增產增收木薯;李一萍等[4]報道,葉面噴施水楊酸和油菜素內酯溶液可有效提高木薯苗葉片的Pro含量、SOD和POD活性,使植株適應干旱環境;劉海剛等[5]報道,木薯種莖經浸水或蠟封后, 存活率以及鮮薯、薯干和淀粉的產量均有所提高。由于水分是種子萌發的首要影響因素,當種子吸足水分后,其開啟一系列酶的活動并開始萌發；在種子萌發關鍵需水期缺乏水分將導致種子萌發受阻；作物苗期干旱脅迫會抑制植物的光合作用,這都會造成種苗活力下降甚至缺苗[6-7]。我們在前期木薯種莖浸水研究[5]的基礎上,開展了木薯莖段不同貯藏和浸水時間對木薯農藝性狀及產量性狀的影響,以期為進一步探討木薯抗旱栽培技術提供一定的理論依據。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況

試驗地位于云南省元謀縣黃瓜園鎮,屬典型的干熱河谷氣候,海拔1050 m,年均氣溫21.6 ℃，最高氣溫43.5 ℃，最低氣溫8.4 ℃,年均降雨量432.5 mm,年均蒸發量3987.1 mm,年均空氣濕度52.6%[5],屬于特旱條件。試驗地土壤類型為沙壤土, pH 7.0,有機質含量13.5 g/kg,全氮含量0.75 g/kg,全磷含量0.40 g/kg,全鉀含量0.40 g/kg。

1.2 試驗材料

試驗木薯品種為華南124，全生育期為330 d。選取粗細基本一致(莖徑2.4～3.1 cm)的中下部老熟種莖,鋸成每段長15.0 cm、具有9～13個芽眼的莖段作為種苗。參試種莖均以莖段的形態經貯藏及浸水處理后種植。

供水的滴管帶為昆明協美雅塑膠制品有限公司生產的內鑲貼片式滴管帶,流量3 L/h。施用的尿素為云南云天化股份有限公司生產的金沙江牌尿素(含氮量≥46.4%);復合肥為四川美豐化工股份有限公司生產的美豐比利夫牌復合肥(N∶P2O5∶K2O=17∶17∶17);噠螨靈為青島好利特生物農藥有限公司生產的維·噠螨靈,總有效成分為10.5%。

1.3 試驗方法

1.3.1 試驗設計 采用兩因素完全隨機設計,3次重復: A因素設0、7和14 d三個貯藏時間,貯藏環境為普通貯藏室,室內無太陽光直射,通風透氣,空氣濕度51.6%～54.2%,氣溫16.8～31.5 ℃; B因素設0、2、4、6、8 h五個浸水時間,把貯藏0、7和14 d的不浸水(0 h)處理分別作為CK1、CK2、CK3。種莖浸水前稱重;浸水后,經晾干種莖表皮水分后再次稱重,然后種植。每個小區種植3行，每行9株，共27株;株行距1.0 m × 0.8 m,以45°角斜植種莖,芽眼朝上,入土深度10 cm，露出種莖5 cm。

1.3.2 種植后管理 種植日期為2014年4月17日。種植期為缺水季,為了保障最小吸水量,在種植后7、15和30 d分別補充滴灌1次,每次滴灌30 min；此后不再滴灌,靠雨養。種植后1個月(5月17日),穴施尿素900 kg/hm2,肥穴離種莖基部15 cm，深度10 cm,施后蓋土;種植后2個月(6月17日)第一次除草,同時穴施復合肥750 kg/hm2,施肥方法同上;種植后6個月(10月4～5日)第二次除草,并用3000倍噠螨靈乳油噴灑一次,防治薊馬和紅蜘蛛;種植后11個月(2015年3月3～5日)收獲。

1.3.3 觀測項目及方法 對各小區的27條莖段進行稱重,計算每天每條莖段的失水率、吸水率。計算公式如下:

失水率(%)=[(前1天莖段重量-當天莖段重量)/前1天莖段重量]×100;

吸水率(%)=[(浸水后的莖段重量-浸水前的莖段重量)/浸水前的莖段重量]×100。

種植后58 d(2014年6月1日)第一次降雨,調查木薯的存活株數,計算存活率;在生育期滿330 d后,參照黃潔等[8]的方法,調查每個小區內除邊行外的中間7株木薯,調查指標包括株高、莖徑、一級分枝高度、一級分枝數量、單株結薯數、單株鮮薯重,并全部收獲、測定小區的鮮莖葉(含纖維根)重量和鮮薯重量,測定薯干率DMC和鮮薯粗淀粉含量SC,然后計算薯干產量和淀粉產量。采用水比重法[9]測定薯干率和鮮薯粗淀粉含量,即隨機抽樣約5 kg鮮薯,先稱其在空氣中的質量W1,再稱其在水中的質量W2,之后按下列公式計算：

DMC=158.3×W1/(W1-W2)-142.0;

SC=210.8×W1/(W1-W2)-213.4;

薯干產量=鮮薯產量×DMC;

淀粉產量=鮮薯產量×SC。

用Excel對各小區試驗數據進行統計分析,用DPS統計軟件進行方差分析,采用Duncan氏法檢驗差異顯著性。

2 結果與分析

2.1 莖段失水率

貯藏14 d莖段的每天失水率見圖1,隨著貯藏時間的延長,失水率總體上呈下降趨勢。其中,貯藏后第1、2天的莖段失水率較高且達顯著性差異；此后的失水率略有波動而平穩下降。貯藏第1天的失水量最多,達4.4 g/(條·d)；貯藏后2～5 d的失水量為1.8～2.5 g/(條·d),僅為第1天的40.9%～56.8%;貯藏后6～14 d為種莖穩定失水期,失水量為1.1～1.6 g/(條·d),僅為第1天的25.0%～36.4%。

圖1 不同貯藏時間莖段的失水率

2.2 莖段吸水量與吸水率

不同貯藏時間的莖段吸水量見表1。當浸水時間為0～2 h時,貯藏時間越長,莖段吸水量越多；當浸水時間為4～8 h時,吸水量隨著貯藏時間的延長而呈先下降后上升的趨勢。以每2 h作為一個間隔,比較莖段每個小時的平均吸水量,結果如下：貯藏0 d莖段的平均吸水量表現為浸水2～4 h [1.65 g/(h·段)]>0～2 h [1.30 g/(h·段)]>6～8 h [0.55 g/(h·段)]>4～6 h [0.50 g/(h·段)];貯藏7 d的莖段吸水量表現為浸水0～2 h [2.20 g/(h·段)]>2～4 h [0.65 g/(h·段)]>6～8 h [0.45 g/(h·段)]>4～6 h [0.15 g/(h·段)];貯藏14 d的莖段吸水量表現為浸水0～2 h [3.4 g/(h·段)]>2～4 h [0.75 g/(h·段)]>4～6 h [0.65 g/(h·段)]>6～8 h [0.40 g/(h·段)]。

表1 不同貯藏時間莖段的吸水量

不同貯藏時間的莖段在不同浸水時間條件下的吸水率見圖2。由圖2可見：在相同的浸水時間條件下,貯藏時間越長的莖段,其吸水率越高,但吸水率之間差異不大;隨著浸水時間的延長,吸水率均呈現先升后降最后趨于平穩的趨勢,例如浸水2 h的吸水率為1.2%～1.8%,而浸水4 h、6 h或8 h的吸水率僅為0.5%左右。

2.3 種莖貯藏時間對木薯農藝性狀的影響

從表2可以看出：與不貯藏比較,貯藏后莖段的存活率會極顯著下降，降幅達11.1～14.8個百分點；

單株結薯數極顯著提高，提高率達21.7%～29.3%。貯藏后莖段的單株結薯數之所以提高,可能是由于其存活率降低后,植株生長空間有所擴大。

圖2 不同貯藏時間的莖段在不同浸水時間下的吸水率

表2 種莖不同貯藏時間對木薯農藝性狀的影響

2.4 種莖貯藏時間對木薯產量的影響

不同貯藏時間對木薯產量的影響見表3。與不貯藏比較,貯藏7 d和14 d的單株鮮薯重量和鮮薯產量略有提高,而貯藏14 d的薯干率和鮮薯淀粉含量有所降低,從而導致薯干產量和淀粉產量有所下降。

表3 種莖不同貯藏時間對木薯產量的影響

2.5 種莖浸水時間對木薯農藝性狀的影響

不同浸水時間對木薯農藝性狀的影響見表4。與不浸水比較,種莖的短時間浸水有利于提升木薯的各項農藝性狀,其中存活率以浸水4 h為優,單株結薯數以浸水2 h為優。

表4 種莖不同浸水時間對木薯農藝性狀的影響

2.6 種莖浸水時間對木薯產量的影響

從表5可以看出：不同的浸水處理對木薯產量指標的影響較小，處理間差異均沒有達到顯著水平。其中,鮮薯產量、薯干率、薯干產量、鮮薯淀粉含量、淀粉產量均以浸水2 h為優。

2.7 種莖貯藏時間與浸水時間互作對木薯農藝性狀的影響

不同貯藏時間與浸水時間互作對木薯農藝性狀的影響見表6。由表6可知：不同互作處理間各項指標差異均達顯著或極顯著水平。在同等條件下,貯藏時間越長的莖段,存活率越低;不貯藏的新鮮莖段浸水可能會降低存活率;貯藏后的莖段短時間浸水有利于提高存活率,但長時間浸水不一定有利;貯藏7 d的莖段以浸水4 h存活率最高,貯藏14 d的莖段以浸水6 h存活率最高；單株結薯數均以浸水2 h為優。

2.8 種莖貯藏時間與浸水時間互作對木薯產量的影響

不同貯藏時間與浸水時間互作對木薯產量的影響見表7。對不同互作處理間產量性狀的差異而言，只有單株鮮莖葉重量達極顯著水平,薯干產量、淀粉產量達顯著水平。種莖貯藏時間的延長會導致減產;不貯藏的新鮮莖段浸水也導致減產。貯藏后的莖段短時間浸水有利于提高薯干產量和淀粉產量,但長時間浸水不一定有利。貯藏7 d的莖段浸水2 h的鮮薯產量比不浸水提高16.9%，薯干產量提高13.3%，淀粉產量提高11.8%；貯藏14 d的莖段浸水2 h的鮮薯產量、薯干產量和淀粉產量分別比不浸水提高4.7%、11.0%和11.0%。

表5 種莖不同浸水時間對木薯產量的影響

表6 種莖不同貯藏時間與浸水時間互作對木薯農藝性狀的影響

表7 種莖不同貯藏時間與浸水時間互作對木薯產量的影響

3 結論與討論

在浸水過程中,貯藏時間越長的莖段在浸水頭2 h內的吸水量越多,吸水速率越快,此后轉慢,表現為“前快后慢直至平穩”。這與張金香等[6]的研究結果一致。究其原因,可能是種莖靠表皮吸脹作用進行物理吸水,初期吸水速率大；經過初期的快速吸水后,種莖水合程度趨向飽和,細胞膨壓增加,使細胞的進一步吸水受阻,使吸水速率減慢最終趨向平緩。

王青峰等[10]研究表明,通過改進種子采收、貯藏、處理等技術可提高玉米種子活力及田間出苗率。在本研究中,在同等條件下,貯藏時間越長的莖段存活率越低,故宜及早種植;不貯藏的新鮮莖段浸水可能會降低存活率和導致減產,因此,不建議對新鮮種莖進行浸水處理;貯藏的莖段短時間浸水有利于提高木薯的存活率、薯干產量和淀粉產量,因此建議對貯藏7 d和14 d的莖段浸水2 h。上述研究結果與水稻[11]和黑豆[12]浸種研究的結果相似。

生產經驗表明,收獲木薯種莖后的短時間貯藏可能有利于提高木薯的存活率,但長時間貯藏容易造成存活率降低及減產。因此要注意對木薯種莖采取遮蔭防曬等保水貯藏措施；對貯藏時間較長、貯藏條件不良而失水較多的木薯種莖,或種植時遇上干旱等不良條件的木薯種莖,應進行浸水等抗逆處理,以促進其萌芽、生根及幼苗的健壯生長。

本研究直接使用15 cm長的木薯莖段作為試驗材料,而生產中基本上是貯藏1 m以上的長種莖,在種植時才砍斷或鋸斷；此外,采用長種莖浸水容易操作且適于種植機操作。因此,今后應進一步探索不同木薯品種的長種莖在不同貯藏時間后的最佳浸水時間。

[1] 周芳,劉恩世,孫海彥,等.水分脅迫對干旱鍛煉后木薯葉片內脫落酸、脯氨酸及可溶性糖含量的影響[J].西南農業學報,2013,26(4):1428-1433.

[2] 周鳳玨,許鴻源,江翠平,等.多效唑對木薯若干抗旱性相關生理指標的影響[J].廣西農業生物科學,2004,23(3):202-205.

[3] 莫凡,羅興錄,周紅英,等.保水劑不同用量對土壤理化性狀和木薯產量的影響[J].廣西農業科學,2010,41(5):459-462.

[4] 李一萍,劉子凡,黃潔,等.水楊酸和油菜素內酯對木薯苗抗旱生理特性的影響[J].江西農業學報,2010,22(7):25-28.

[5] 劉海剛,黃潔,羅會英,等.種莖覆膜、浸水和蠟封對木薯抗旱性的影響[J].熱帶作物學報,2014,35(4):668-672.

[6] 張金香,林艷,武亞敬,等.油松浸種處理水溫與浸種時間研究[J].中國農學通報,2012,28(34):31-35.

[7] 黃潔,陳三魯,李開綿,等.沙地木薯的抗旱栽培技術[J].中國熱帶農業,2007(6):60-61.

[8] 黃潔,王萍,許瑞麗,等.株行距和施肥量對木薯產量及生長的影響[J].熱帶作物學報,2009,30(9):1271-1275.

[9] 黃潔,陸小靜,葉劍秋,等. NY/T 2446─2013 熱帶作物品種區域試驗技術規程：木薯[M].北京:中國農業出版社,2014.

[10] 王青峰,宮慶友,沈凌云,等.超甜玉米種子活力研究[J].種子,2007,26(6):4-6.

[11] 錢春榮,王俊河,馮延江,等.不同浸種時間對水稻種子發芽勢和發芽率的影響[J].中國農學通報,2008,24(9):183-185.

[12] 楊和連,周威.浸種時間對黑豆種子發芽力的影響[J].廣西園藝,2005,16(1):7-8,11.

(責任編輯:黃榮華)

Effects of Seed-stem Storage and Soaking Time on Drought Resistance of Cassava Seedlings

YANG Yu-jiao1, WEI Yun-xia2, HAN Xue-qin1, HUANG Jie2,DUAN Yuan-jie1, MENG Fu-xuan1, LIU Hai-gang1*

(1. Institute of Tropical Eco-agricultural Sciences, Yunnan Academy of Agricultural Sciences, Yuanmou 651399, China; 2. Institute of Tropical Crop Genetic Resources, Chinese Academy of Tropical Agricultural Sciences / Key Laboratory of Conservation and Utilization of Cassava Genetic Resources, Ministry of Agriculture, Danzhou 571737, China)

The effects of different seed-stem storage time (0, 7 and 14 d) and various water-soaking time (0, 2, 4, 6 and 8 h) on the drought resistance of seedlings of cassava variety SC124 were studied. The results showed that: there was a very significant negative correlation between seed-stem storage time and survival rate; the significant interaction of storage time and soaking time existed in survival rate, dry tuber yield, and starch yield; soaking the fresh seed-stems could reduce survival rate and yield; soaking the preserved seed-stems for a short time was beneficial to the increase in survival rate, dry tuber yield, and starch yield of cassava; for the seed-stems preserved for 7～14 days, the 2-h soaking treatment could enhance both dry tuber yield and starch yield by over 11.0% in comparison with the not-soaking treatment.

Cassava; Seed-stem; Storage; Soaking; Drought resistance

2016-05-17

現代木薯產業技術體系建設專項資金(CARS-12-hnhj);中國熱帶農業科學院熱帶作物品種資源研究所非營利性科研機 構改革專項啟動費資助項目(PZS-201518)。

楊玉皎(1989─),女,研究實習員,從事木薯抗旱栽培研究。*通訊作者:劉海剛。

S533

A

1001-8581(2016)11-0010-05