源庫關系調控對木薯主要農藝性狀的影響①

張光勇 杜 浩 孫寅虎 李宗鍇 高 梅 鄧成菊 劉學敏 楊紹瓊 陳偉強

(云南省紅河熱帶農業科學研究所 云南河口 661300)

源庫兩類器官的數量及其機能的相互協調，是作物生產力的重要決定因素[1]，自1928年Mason和Maskell提出作物產量的源庫理論以來[2]，各方面專家學者對以水稻、玉米、小麥為主的禾本科作物[3-6]以及棉花、果樹、馬鈴薯等其他作物[2,7-8]進行了大量的研究，而對于木薯庫源關系的研究較少。

木薯(Manihot esculentaCrantz)，別稱樹番薯、樹木薯，大戟科木薯屬[9]，與紅薯、馬鈴薯構成世界三大薯類作物，同時也是世界上第六大能源作物[10]。木薯是一種典型的塊根類作物，其收獲器官塊根屬于變態根的一種。深入了解木薯的源庫關系不僅有助于提高木薯的生產潛力，而且有助于了解塊根類作物的源庫關系。按照源庫關系理論原理，木薯的源是莖葉，是木薯生產光合同化物的場所；木薯的庫是地下部塊根，是積累光合同化物的場所，是經濟產量形成的器官[11]。當前對木薯源庫關系的研究主要是生長調節劑、氮肥用量等方面[11-13]。對于物理摘除莖葉和薯塊對源庫關系的影響研究，尚未有相關報道。本研究通過比較不同的源調控(莖葉摘除)和庫調控(薯塊摘除)條件下木薯的株高、莖粗、產量、薯塊數、淀粉含量等，探索分析其相關性，其結果為明確木薯源庫關系，木薯的選育種和進一步提高木薯經濟產量提供參考依據。

1材料與方法

1.1材料

試驗地點位于云南省紅河熱帶農業科學研究所，處于云南省河口縣紅河流域低熱河谷地區。試驗供試品種 ‘華南10號’已引進栽培多年，筆者連續幾年觀察發現其在該地區適應性較好，該品種在當地的試驗表明，氣溫20℃以上時10 d左右即可發芽出土，在70 d內是生根發芽的旺盛期，這一階段的養分主要靠種莖貯藏養分供應；70～90 d為結薯期，這時塊根數基本穩定，單株平均結薯8個左右，這為后續摘除薯塊試驗奠定了基礎；90～280 d為塊根膨大期，這時的養分供應與肥水及光合作用有關，塊根的淀粉含量與干物質積累在不斷提高，之后葉片開始脫落，塊根生長緩慢直至停止。

試驗地木薯于2018年3月定植，株行距為1.2m×1.5 m，9株(3行×3列)為一個小區進行拉線間隔標記，共設置48個小區。

1.2 方法

1.2.1 試驗設計

試驗處理分為4組。對照(CK)為常規栽培，不作任何處理； A組為摘除木薯葉片處理，木薯定植120 d，均勻摘除木薯全部葉片的20%、30%、40%、50%,記作A-1、A-2、A-3、A-4；B組為摘葉時間對比處理，分別于木薯定植60、90、120、150和180 d，均勻摘除木薯全部葉片的30%,記作B-1、B-2、B-3、B-4、B-5；C組摘除木薯地下塊根處理，于木薯定植150 d，小心挖出地下塊根，設置分別摘除1個、2個、3個、4個塊根處理，摘除的塊根稱重并納入單株產量、塊根數計算，分別記作為C-1、C-2、C-3、C-4；D組為摘除塊根對比處理，設置木薯定植90、120、150、180和240 d，摘除2個薯塊處理，摘除的塊根稱重并納入株產量、塊根數計算，記作D-1、D-2、D-3、D-4、D-5；以上所有處理均3次重復(小區)，所有小區進行隨機區組排列，其中處理A-2和B-3，C-2和D-3相同，不重復設置。

2019年1月進行木薯收獲，測量記錄株高、莖粗、莖重，株產量、薯塊數、淀粉含量等。淀粉含量測定參照 《植物生理學實驗手冊》[14]中蔥酮比色法測定。

1.2.2 數據分析

采用SPSS 22.0和Excel 2003進行數據處理及分析。

2 結果與分析

2.1 不同摘葉數量源調控下木薯農藝性狀分析

不同摘葉數量對木薯農藝性狀的影響見表1。隨著摘葉數量的增加，木薯的莖粗、薯重、淀粉含量、收獲指數差異顯著且依次降低，摘葉數量20%、30%、40%、50%，木薯單株產量依次減少9.0%、19.7%、30.9%、49.4%。株高差異顯著且依次增高，莖重除摘除葉片20%與對照未達到顯著水平外，其余均達到顯著水平且依次降低，薯塊數差異不顯著，均在8.7～8.9。由此可見，摘葉處理后木薯源光合同化葉減少，產量顯著降低。

2.2 不同摘葉時間源調控下木薯農藝性狀分析

不同摘葉時間對木薯農藝性狀的影響見表2。木薯定植60、90、120、150和180 d，摘除木薯葉片，與對照相比株高顯著增高，但處理間差異不顯著；莖粗、收獲指數60、90、120 d處理顯著降低，150、180 d處理與對照未達到顯著水平；單株產量除180 d處理未達顯著水平外， 60、90、120、150 d處理產量依次降低33.7%、29.8%、19.7%；莖重除180 d處理未達顯著水平外，與對照相比，均顯著降低；薯塊數60、90 d處理顯著降低，其余處理未達到顯著水平；淀粉含量180 d處理未達到顯著水平，其余均顯著降低。由此可見，隨著摘葉時間往后推移，摘葉處理對木薯產量的影響逐步減小。

表1 不同摘葉數量源調控下木薯農藝性狀

表2 不同摘葉時間源調控下木薯農藝性狀

2.3 不同摘薯數量庫調控對木薯農藝性狀的影響

不同摘薯數量庫調控對木薯農藝性狀的影響見表3。木薯株高、莖重、薯塊數、淀粉含量與對照未達顯著水平；莖粗除摘除1個塊根處理與對照未達到顯著水平外，其余處理莖粗顯著增加；木薯單株產量顯著增高，摘除1、2、3、4個塊根處理產量依次增高5.1%、12.4%、15.7%、21.9%；收獲指數除摘除1個塊根處理與對照未達到顯著水平外，其余處理收獲指數顯著增高。由此可見，150 d摘除薯塊處理未能改變木薯的結薯量，但促進了木薯產量的顯著增高，且在處理范圍內，摘薯量越多，最終產量越高。

表3 不同摘薯數量庫調控對木薯農藝性狀的影響

2.4 不同摘薯時間庫調控對木薯農藝性狀的影響

不同摘薯時間庫調控對木薯農藝性狀的影響見表4。木薯株高、莖重、淀粉含量與對照未達到顯著水平；莖粗除150 d處理莖粗顯著高于對照外，其余處理未達到顯著水平；株產量、收獲指數150、180、240 d處理產量顯著高于對照， 90、120 d處理未達到顯著水平，株產量分別增產12.4%，15.7%，11.8%；薯塊數90、120 d處理顯著高于對照，其余未達到顯著水平。由此可見，摘薯處理促進木薯產量增加，且木薯定植150 d后摘薯處理產量增加顯著，90、120 d摘薯處理增產不顯著考慮是由于摘薯時間較早，摘除的薯塊未能足夠膨大，對最終產量貢獻較少導致。

表4 不同摘薯時間庫調控對木薯農藝性狀的影響

2.5 木薯源庫相關性分析

木薯的株高、莖粗、木薯重、莖重、薯塊數、淀粉含量、收獲指數兩兩相關性分析結果見表5，在試驗范圍內，木薯株高與莖粗、木薯重、莖重、淀粉含量、收獲指數均呈極顯著負相關，與薯塊數顯著負相關； 株高、莖粗、木薯重、莖重、淀粉含量、收獲指數之間均為極顯著正相關。

表5 源庫相關性分析

3 討論與結論

結合2.1、2.2木薯摘葉源處理對木薯各農藝指標分析表明：對木薯進行摘葉處理，木薯的莖粗、莖重、薯重、淀粉含量、收獲指數均出現顯著或不顯著下降，這說明在結薯盛期與塊根膨大期薯塊養分供應與葉面積有明顯相關，可能是光合作用同化葉片的減少導致的；株高顯著增加，考慮是摘葉處理促進了木薯的抗逆性生長，其機理還有待進一步研究。而木薯的薯塊數僅在60和90 d摘葉顯著低于對照，說明薯塊數的多少與品種特性以及這時期養分的主要來源是靠種莖貯藏的養分，與摘葉數量無顯著相關，這可能是由于木薯塊根數量的形成在木薯定植90 d內已基本穩定導致的。

結合2.3、2.4木薯摘薯庫處理對木薯各農藝指標分析表明：木薯定植150、180、240 d進行摘除薯塊處理，木薯薯重、收獲指數均顯著高于對照，且隨著摘薯數量的增加，木薯產量顯著增加，90、120 d摘薯處理薯重、收獲指數與對照相比差異不顯著，考慮是由于摘薯時間較早，摘除的薯塊未能足夠膨大，對最終產量貢獻較少導致的。木薯薯塊數90、120 d處理顯著高于對照，150、180、240 d處理與對照未達到顯著水平，這可能是由于木薯定植120 d以前摘除木薯塊促進了薯塊的再生，而150、180、240 d處理，薯塊已經無法再生導致。

對木薯的株高、莖粗、木薯重、莖重、薯塊數、淀粉含量、收獲指數進行兩兩相關性分析表明：木薯薯重、薯塊數、收獲指數與莖重、薯塊數、莖粗、薯塊數、淀粉含量呈極顯著正相關，與株高呈顯著或極顯著負相關。這一結論與李標對馬鈴薯結薯性能的影響相關性分析具有一定的一致性[15]，據于此，木薯選種上應盡量選擇矮粗品種以達到高產的目的。