石灰水浸泡不同部位莖段對木薯苗生長的影響

魏云霞 黃 潔 李 天 劉麗娟

(1.海南大學熱帶農林學院， 海口 570228； 2.中國熱帶農業科學院熱帶作物品種資源研究所/農業農村部木薯種質資源保護與利用重點實驗室， 海南 儋州 571737)

木薯(ManihotesculentaCrantz)是世界三大薯類作物之一，主要種植在熱帶亞熱帶地區，為一年生或多年生無性繁殖作物[1]。我國及部分國家的木薯苗期常遭受干旱氣候影響，當遭遇重旱時，會導致大幅減產[2]，而優質種莖是木薯高產的重要保障[3]。據研究，滇桂艾納香老莖的成活率、根數極顯著高于中莖和嫩莖[4]；比較無核棗的生根率[5]和亮葉忍冬的萌芽率[6]，上部莖段顯著優于中、下部莖段；藍莓生根率為中、下段顯著高于上段[7]。在木薯生產中，一般以成熟主莖的中下部莖段為優[8-9]；對植后4個月的木薯嫩莖進行單芽扦插繁殖，以“中部”莖段為優[10]。目前，尚未見木薯不同部位莖段的比較研究。鈣是植物生長發育的必需營養元素，在植物生長發育和信號傳遞過程中起重要作用[11]，適宜的外源鈣可提高黃瓜[12]、番茄[13]等的發芽率，促進甘蔗[14]、馬鈴薯[15]等幼苗的生長。木薯種莖的水分主要分布在韌皮部[16]，種莖浸水30 min可提高木薯存活率[17]，20 g·L-1石灰水浸種12 h可促進木薯發芽及苗期生長[18]，浸種24 h可提高木薯苗抗旱能力、成活率及鮮薯產量[19-20]。目前，雖有石灰水浸種對木薯生長影響的少量研究，但未見不同濃度石灰水浸泡木薯不同部位莖段的報道，因此，開展不同濃度石灰水浸泡木薯不同部位莖段試驗，研究其對木薯生根發芽及幼苗生長的影響，將為優化木薯種莖處理技術提供一定的理論依據。

1 材料與方法

1.1 試驗條件

1.1.1供試土壤、參試木薯品種

2016年5月26日至7月9日，在中國熱帶農業科學院熱帶作物品種資源研究所(品資所)木薯試驗基地開展試驗。試驗土壤為沙土，0～20 cm土層的基本理化性質為：pH值6.31，有機質含量3.09 g·kg-1，堿解氮含量17.50 mg·kg-1、速效磷含量19.65 mg·kg-1、速效鉀含量49.5 mg·kg-1。參試木薯品種為品資所選育的華南12號(SC 12)。熟石灰主要成分為氫氧化鈣，從當地市場購買。

1.1.2氣溫、降雨

據儋州天氣網[21]，以5 d為計算單位，統計種植期間的氣溫和降雨天數變化，見圖1。氣溫較為穩定，基本在(30±4)℃之間；種植時有小雨，植后45 d內，有38 d降雨，從種植到采樣，土壤均較為濕潤，甚至有短時積水。

圖1 種植期間的氣溫與降雨天數

1.2 試驗方法

1.2.1試驗設計

試驗采用2因素完全隨機設計。A因素，設不浸種(ck)及5個石灰水濃度(0，5，20，40，60 g/L)浸種(ck0、L5、L20、L40、L60)；B因素，設基部、中部和頂部莖段3個水平，共18個處理；每個處理3次重復，每個重復6株，共18株；株行距為50 cm×50 cm。

1.2.2操作方法

選取樹蔭下保存134 d、芽眼和種皮無損傷且種莖長>120.0 cm的木薯種莖，統一鋸去種莖的生根基部和發芽頂部，再將種莖由基部至頂部依次鋸為等長的6段，每段長15.0 cm，第1、2節莖段歸為基部莖段，第3、4節歸為中部莖段，第5、6節歸為頂部莖段；注意，不浸種處理在種植時鋸種。用玻璃板鎮壓莖段，使其完全浸沒于浸種溶液中，浸泡14 h；撈起，晾干莖段表皮水分，在沙土中，以45°角斜植莖段，芽眼朝上，露出莖段3.0 cm。不施肥，其他試驗管理同常規田間管理。

1.2.3測定指標

浸種前，從各處理中隨機選取5條莖段稱重；浸種后，晾干種莖表皮水分后稱重；105 ℃殺青30 min，80 ℃烘至恒重，記錄干重。從植后第4天開始，每天觀察并記錄各處理的出苗株數，計算出苗率。在植后45 d，計算成活率，并調查農藝性狀和測定生物量。由于挖根時，有較多斷根殘留在沙土中，難以準確計算根長、根重和根冠比等指標，所以本研究僅統計根數。

浸前含水率(%)=[(浸種前莖段鮮重-莖段干重)/浸種前莖段鮮重]×100%；

浸后含水率(%)=[(浸種后莖段鮮重-莖段干重)/浸種后莖段鮮重]×100%；

吸水率(%)=[(浸水后的莖段鮮重-浸水前的莖段鮮重)/浸水前的莖段鮮重]×100%；

出苗率(%)=(出苗株數/調查株數)×100%；

成活率(%)=(成活株數/調查株數)×100%；

芽數：每條(穴)莖段萌發的總芽數；

株高(cm)：從地表面到植株頂端生長點的高度；

總葉片數：每條(穴)莖段上萌發幼苗的所有葉片數；

根數：每條(穴)莖段上長出的全部根數；

莖葉生物量(g)：取木薯植株的莖葉樣品(不含種莖)，稱其鮮重；

莖葉干物率(%)=(莖葉干重/莖葉鮮重)×100%。

1.2.4數據分析

采用Excel 2010軟件和SPSS 20.0軟件對試驗數據進行統計分析，用Duncan新復極差法檢驗處理間的差異顯著性。

2 結果與分析

2.1 不同部位莖段對木薯出苗率的影響

不同部位莖段對木薯出苗率的影響見圖2。植后4～10 d的出苗率均為基部>中部>頂部，其中，植后7～10 d，基部莖段的出苗率顯著高于頂部莖段，植后9 d中部莖段的出苗率顯著高于頂部莖段。

表1 浸種處理各指標之間的簡單相關系數

因素 相關系數浸前含水量浸后含水量吸水率株高總葉片數芽數根數莖葉鮮重浸后含水量0.732??吸水率-0.2730.454株高0.103-0.280-0.512?總葉片數0.211-0.265-0.627??0.551?芽數0.176-0.135-0.3880.3040.764??根數0.3130.050-0.3500.202?0.248?0.240?莖葉鮮重0.317-0.026-0.429?0.754??0.728??0.541?0.180莖葉干物率-0.1190.2550.509?-0.716??-0.617??-0.408-0.503?-0.602??

注：“*”和“**”分別表示在5%和1%水平上的差異顯著性。下同。

表2 不同部位莖段對木薯苗生長的影響

莖段部位成活率/%株高/cm總葉片數芽數根數莖葉鮮重/g莖葉干物率/%基部82.41aA12.21aA24.12aA2.25aA20.22aA34.04aA24.49aA中部87.04aA11.55aA18.69bB1.74bB16.37bA26.04aA25.58aA頂部65.74bB11.26aA19.78bB1.74bB15.81bA25.84aA27.29aA

注：同列不同小寫字母表示在5%水平上差異顯著，同列不同大寫字母表示在1%水平上差異極顯著。下同。

圖2 不同部位莖段對木薯出苗率的影響

2.2 不同濃度石灰水浸種對木薯出苗率的影響

不同濃度石灰水浸種對木薯出苗率的影響見圖3。浸種處理的出苗率均高于不浸種處理：在植后5 d，清水和20 g/L石灰水浸種處理顯著高于不浸種；在植后6 d，清水和20～60 g/L石灰水浸種處理顯著高于不浸種處理；總之，浸種處理均比不浸種早出苗、早齊苗，以清水和20 g/L石灰水浸種較優。

2.3 浸種處理各指標之間的相關系數

浸種處理各指標之間的相關系數見表1。浸種前的莖段含水量與浸種后的含水量呈極顯著正相關關系。不論浸種前或浸種后的莖段含水量，均與其它指標無顯著相關關系，表2～表5不再深入分析。其它大部分指標之間存在顯著或極顯著的相關關系，在表2～表5中深入分析。

2.4 不同部位莖段對木薯苗生長的影響

不同部位莖段對木薯苗生長的影響見表2。基部和中部莖段的成活率極顯著高于頂部莖段。基部莖段的株高、總葉片數、芽數、根數、莖葉鮮重均高于中部和頂部莖段，其中總葉片數和芽數達極顯著，根數達顯著，總體看，基部莖段木薯苗生長明顯優于中部和頂部莖段。

2.5 不同濃度石灰水浸種對木薯苗生長的影響

不同濃度石灰水浸種對木薯苗生長的影響見表3。不浸種處理的成活率、株高和芽數均高于浸種處理，其中，株高顯著高于清水浸種；而不浸種處理的根數和莖葉干物率均低于浸種處理，其中，L40處理的莖葉干物率達顯著水平。在浸種處理中，L60處理的株高、總葉片數、芽數、莖葉鮮重最高，其中，株高顯著高于清水浸種，莖葉鮮重顯著高于清水、L20和L40處理；L5和L20處理的成活率高于其余浸種處理。

2.6 莖段×濃度互作的影響

不同部位莖段與不同濃度石灰水浸種對木薯苗各指標的交互作用見表4，僅成活率達顯著交互作用。莖段×石灰水濃度浸種互作對木薯苗成活率的影響見表5，不浸種以及20 g/L石灰水浸種處理的木薯基部和中部莖段的成活率均高于頂部莖段，尤以不浸種為優；反之，高濃度石灰水浸種處理不一定有利于提高木薯苗的成活率。

表3 不同濃度石灰水浸種對木薯苗生長的影響

濃度ρ·(g·L)-1代號成活率/%株高/cm總葉片數芽數根數 莖葉鮮重/g 莖葉干物率/% —ck88.89aA12.95aA19.81aA2.07aA16.95aA36.87abA22.54bA0ck075.93aA10.60bA21.01aA1.86aA18.62aA21.00cA27.03abA5L579.63aA11.09abA19.63aA1.91aA15.60aA26.45abcA25.87abA20L2079.63aA11.09abA19.23aA1.91aA17.86aA24.30bcA25.95abA40L4072.22aA11.49abA21.77aA1.77aA17.51aA24.18bcA28.78aA60L6074.07aA12.82abA24.48aA1.93aA18.25aA39.06aA24.56abA

表4 莖段×濃度互作對木薯苗生長的影響

因素p值成活率株高總葉片數芽數根數莖葉鮮重莖葉干物率部位0.000??0.4170.008??0.000??0.048?0.1660.267濃度0.1570.1340.2320.7480.8880.0560.197莖段×濃度0.005??0.5250.9600.4250.9620.9000.386

表5 莖段×濃度互作對木薯苗成活率的影響

莖段部位木薯苗成活率/%ckck0L5L20L40L60基部94.44abA83.33abcAB83.33abcAB83.33abcAB66.67cdB83.33abcAB中部100.00aA88.89abcAB83.33abcAB100.00aA94.44abA55.56dB頂部72.22bcdAB55.56dB72.22bcdAB55.56dB55.56dB83.33abcAB

3 討論與結論

據研究，水稻[22]和甜瓜[23]等作物種子的發芽率、活力指數及營養物質均隨著成熟度的提高而提高。本研究表明，木薯基部和中部莖段的出苗率、成活率、株高、根數和莖葉鮮重均優于頂部莖段，這與木薯基部和中部莖段的幼苗長勢及鮮薯產量均優于頂部莖段[24]的生產經驗相吻合，這可能是由于木薯基部和中部莖段比頂部莖段更成熟和養分含量更高，值得進一步研究。

本研究發現，浸種處理出苗率均高于不浸種，浸種處理均可促進木薯早出苗，早齊苗，以清水和20 g/L石灰水浸種處理效果較好。這與清水和石灰水浸種可提高木薯的發芽率、成活率、株高、莖徑、鮮薯產量及幼苗抗旱能力[17-20]等結果一致，也與適宜鈣濃度浸種可提高黃瓜[12]、番茄[13]等作物發芽率以及促進甘蔗[14]和馬鈴薯[15]、花生[25]等種子有利于作物生長相似，可見，清水及鈣溶液浸種對木薯生根發芽及莖葉生長均有一定促進作用。值得注意，本研究的浸種處理成活率均低于不浸種處理，這與石灰水浸種的木薯成活率極顯著高于不浸種[21]結果相反，但與剛收獲的新鮮木薯種莖浸水后種植會降低成活率[26]的結果相似，本試驗中浸種處理成活率低，可能是種植時下小雨，其后的45 d生長期間有38 d降雨，雨水過多，土壤濕度高，甚至出現短時積水，不利于高含水量種莖的小苗健康生長，最終造成了部分木薯死苗，種莖含水量及土壤濕度等環境因素對木薯苗生長的影響機理，值得進一步研究。

綜上所述，建議盡量使用基部和中部的成熟莖段，對貯藏時間長且含水量低的種莖，尤其是頂部莖段，在干旱的土壤種植前，推薦采用清水和20 g/L石灰水的浸種處理，反之，謹慎采用浸種處理，避免徒增工作量及產生不良后果。