不同時期噴施植物生長調節劑對馬鈴薯干物質積累及產量的影響

敖 翔，姜 波，王景順，于曉剛，劉秩汝，李 輝，王貴平，任 珂，王曉麗

（呼倫貝爾市農牧科學研究所，內蒙古 海拉爾 021008）

馬鈴薯是中國第四大糧食作物，具有較高的經濟價值。馬鈴薯耐旱、耐瘠、耐貯藏，是唯一能在中國各省、市、自治區大面積種植的農作物，因其“低消耗，高產出”的特點，馬鈴薯成為了許多種植戶脫貧的“致富”作物[1,2]。近些年全國馬鈴薯種植總面積雖然穩定，但部分省市種植面積下降較多，絕大多數省份產量變化趨勢和種植面積變化趨勢基本一致[3,4]。作物優質高產不僅是農民增收、企業增效的需要，更是國家糧食安全的需要，因此，針對作物高產的研究一直是農業科學的重點。

植物化學調控技術是現代農業栽培體系中尤為重要的農藝措施，其可以調控作物的生長發育，調節作物的產量形成過程，促使作物高產提質[5-7]。烯效唑（S3307）是一種植物生長延緩劑，可調控作物生長和發育、增強作物抗逆性，從而達到提質增產的效果[8,9]。復硝酚鈉（Compound sodium nitrophenolate，CSN）由5-硝基愈創木酚鈉、對硝基苯酚鈉和鄰硝基苯酚鈉構成，具有加速植物細胞原生質流動、加速新陳代謝的功能，對作物種子萌發、光合作用、干物質積累有一定促進作用[10,11]。王娜等[12]發現在綠豆始花期葉面噴施S3307可顯著增加地上部干物質積累量，提高主莖葉片中干物質向籽粒的轉運量和轉運率，促進同化物由“源”向“庫”的轉移。曲亞英等[13]研究發現，噴施S3307和多效唑能夠顯著降低馬鈴薯株高，提高葉片光合能力，縮短生育期，顯著提高產量。安霞等[14]通過在小麥花后噴施CSN，發現兩品種小麥的葉片衰老減慢，干物質積累量增加，產量三要素協調，產量提高。唐鑫華等[15]研究發現在馬鈴薯塊莖形成期噴施表油菜素內酯（Epibrassinolide，EBR）能夠顯著提高植株生育后期葉片超氧化物歧化酶（Superoxide dismutase，SOD）活性、株高、葉片葉綠素相對含量，抑制葉片丙二醛（Malondialdehyde，MDA）含量的增加；能夠提高單株產量和單位面積產量，噴施高濃度EBR（0.50 mg/L）能夠提高盆栽和田間種植馬鈴薯單株塊莖干物質含量。

目前，關于不同時期噴施植物生長調節劑對馬鈴薯干物質積累動態影響的研究鮮有報道。本研究以不同熟期馬鈴薯品種為材料，在馬鈴薯塊莖形成期和塊莖膨大期噴施不同植物生長調節劑，測定噴施后期馬鈴薯干物質積累動態變化和產量，旨在為植物生長調節劑在優質高產馬鈴薯栽培中的應用提供理論依據。

1 材料與方法

1.1 試驗地點與材料

試驗于2021年4月29日在呼倫貝爾市扎蘭屯市中和鎮試驗基地（N 48°00′，E 122°44′）進行。供試品種為中熟品種‘興佳2號’（原種）和早熟品種‘中薯5號’（原種），由呼倫貝爾市農牧科學研究所提供。供試藥劑烯效唑（5%可濕性粉劑），由江蘇劍牌農化股份有限公司生產；復硝酚鈉（1.8%水劑），由深圳諾普信農化股份有限公司生產。

1.2 試驗設計

試驗共設3個因子，分別為品種、噴施時期、噴施類型。參試品種為‘興佳2號’和‘中薯5號’。噴藥時期設2個處理：塊莖形成期（T1）和塊莖膨大期（T2）。噴施類型設3個水平：對照（水，CK）、烯效唑（40 g/667m2，1 500倍稀釋，A1）、復硝酚鈉（30 mL/667m2，3 000倍稀釋，A2）。采用大田葉面噴施方法，藥劑濃度按建議施用量配制。

試驗按裂區設計的排列方法進行，品種為主區，噴施時期和噴施類型為副區，3次重復。試驗小區為5壟區，壟長5 m，壟距0.8 m，株距0.25 m，小區面積為20.0 m2。整個生育期，適時進行人工除草和病蟲害防治。

1.3 調查項目和方法

待全部處理噴施完植物生長調節劑后，前3次每隔8 d取樣，第4次因下雨間隔10 d取樣，共取樣4次。每次每個小區隨機選取長勢均勻一致的3株帶回，按莖、葉和塊莖分開進行處理，在烘箱內105℃殺青30 min，再80℃下烘干至恒重并稱重。

9月23日收獲，各小區隨機選取連續的10株進行測產，實測小區面積2 m2，再折合667 m2產量。采用水比重法[16]測定塊莖干物質含量，根據比重查Mepkep干物質含量表，確定塊莖干物質含量。

1.4 數據處理

應用軟件Microsoft Excel 2010進行數據整理與繪圖，用軟件SPSS 25.0進行數據方差分析。

2 結果與分析

2.1 噴施調節劑對馬鈴薯塊莖干物質積累的影響

由圖1、圖2可見，隨著噴藥后天數的增加，不同品種馬鈴薯塊莖干物質積累量均呈先平緩再快速后平緩增長的趨勢。在8月16日，T1A1、T1A2和T2A2處理塊莖干物質積累量顯著高于CK和T2A1處理。從7月28日開始，‘興佳2號’T2A2處理和‘中薯5號’T1A1、T1A2、T2A2處理的塊莖干物質積累量一直顯著高于CK。兩個品種馬鈴薯塊莖干物質積累量每期增長率呈先升后降的趨勢，在8月6日增長率達最大。在整個取樣期，‘興佳2號’塊莖干物質增長率由高到低表現為T1A2＞T1A1＞T2A1＞T2A2＞CK，‘中薯5號’塊莖干物質增長率表現為T1A1＞T2A1＞T1A2＞T2A2＞CK。由此可知，S3307和CSN均能一定程度增加塊莖干物質的積累，其中在塊莖形成期噴施CSN增長效果最佳。

圖1 噴施調節劑對‘興佳2號’塊莖干物質積累的影響Figure 1 Effects of spraying plant growth regulator on tuber dry matter accumulation in'Xingjia 2'

圖2 噴施調節劑對‘中薯5號’塊莖干物質積累的影響Figure 2 Effects of spraying plant growth regulator on tuber dry matter accumulation in'Zhongshu 5'

2.2 噴施調節劑對馬鈴薯地上部干物質積累的影響

由圖3、圖4可見，隨著噴藥后天數的增加，‘興佳2號’從7月28日起整體開始減少，‘中薯5號’地上部干物質積累量整體呈平緩減少的趨勢。8月16日，T1和T2處理間對地上部干物質積累量的影響無顯著差異（除‘興佳2號’的T1A2和T2A1處理），A1處理地上部干物質積累量整體略低于A2處理。‘興佳2號’在8月16日所有處理地上部積累量均顯著低于CK；‘中薯5號’T2A1處理4次取樣期地上部干物質積累量均低于CK。‘興佳2號’地上部干物質積累量每期減少率呈上升的趨勢；‘中薯5號’T1A2、T2A2處理的每期減少率呈上升趨勢，其余處理呈先上升后降低趨勢。在整個取樣期，‘興佳2號’地上部干物質減少率由高到低表現為T2A1＞T1A1＞T2A2＞T1A2＞CK，‘中薯5號’地上部干物質減少率由高到低表現為T1A1＞T2A2＞T2A1＞CK＞T1A2。由此可知，S3307和CSN能促進植株地上部干物質的轉移，一定程度加快植株干物質由“源”向“庫”的轉移，其中在塊莖膨大期噴施S3307轉移效果最佳。

圖3 噴施調節劑對‘興佳2號’地上部干物質積累的影響Figure 3 Effects of spraying plant growth regulator on above-ground dry matter accumulation in'Xingjia 2'

圖4 噴施調節劑對‘中薯5號’地上部干物質積累的影響Figure 4 Effects of spraying plant growth regulator on above-ground dry matter accumulation in'Zhongshu 5'

2.3 噴施調節劑對馬鈴薯植株干物質在各部位分配的影響

取樣時植株已經進入生殖生長階段，莖、葉干物質分配比例均呈下降趨勢，塊莖干物質的分配比例均達50%以上，且占比越來越高。

由表1可知，‘興佳2號’處理中，8月16日葉、塊莖部位噴施處理的分配比例顯著低于（高于）CK，莖部位T1A1處理的分配比例在8月16日顯著低于CK。‘中薯5號’處理中，莖、塊莖部位噴施處理的分配比例在后3次取樣期均顯著低于（高于）CK（8月6日塊莖T1A2除外）；葉部分T2A2處理的分配比例在后3次取樣期顯著低于CK。在所有噴施處理中，T1A1分配比例變動幅度最大，除了‘興佳2號’莖部（T2A1降幅最大）；A1處理變動幅度大于A2處理；‘興佳2號’整體分配比例變動幅度大于‘中薯5號’。由此可知，S3307和CSN均能顯著提升塊莖干物質在植株中的分配比例。

表1 噴施調節劑對馬鈴薯植株干物質在各部位中分配比例的影響Table 1 Effects of spraying plant growth regulator on distribution proportion of dry matter in different parts of potato

2.4 噴施調節劑對馬鈴薯產量和塊莖干物質含量的影響

由表2可知，在‘興佳2號’處理中，T2A2處理產量顯著高于CK，較CK增加6.45%；T1A2處理塊莖干物質含量顯著高于CK，較CK增加8.74%。在‘中薯5號’處理中，T1A2、T2A1和T2A2處理產量顯著高于CK，分別較CK增加12.98%、14.90%和23.28%；T1A2處理塊莖干物質含量顯著高于CK，較CK增加7.60%。就產量來說，在塊莖膨大期噴施生長調節劑增產效果優于塊莖形成期噴施；就塊莖干物質含量來說，塊莖形成期噴施效果優于塊莖膨大期噴施。

表2 噴施調節劑對馬鈴薯產量和塊莖干物質含量的影響Table 2 Effects of spraying plant growth regulator on potato yield and tuber dry matter content

3 討論

作物產量、品質的高低主要取決于源、庫的強弱和流的暢通程度，產量的形成也是源庫協調互作的結果[17]。植物生長調節劑的應用可以為植物化合物的合成與分配帶來一定促進作用[18]。王娜等[12]研究發現在綠豆始花期葉面噴施S3307可提高主莖葉片中干物質對籽粒的轉運量和轉運率，促進同化物由“源”向“庫”的轉移。齊德強等[19]研究發現馬鈴薯苗期葉面噴施S3307可增加葉片內淀粉的積累，并促進葉片中淀粉向塊莖中轉運，顯著提高馬鈴薯產量。本研究結果表明S3307和CSN均可促進馬鈴薯地上部干物質向塊莖的轉運，顯著提升塊莖干物質的分配比例，這與王娜等[12]和齊德強等[19]的研究結果基本一致。

塊莖形成期和塊莖膨大期是馬鈴薯塊莖生長的重要時期，也是馬鈴薯需肥的關鍵時期[20]。趙晶晶[20]研究發現在馬鈴薯不同生育期噴施S3307，塊莖膨大期處理的增產率高于塊莖形成期處理，塊莖形成期處理的塊莖淀粉含量高于塊莖膨大期處理。本研究結果顯示，在不同品種馬鈴薯和不同噴施類型處理下，塊莖形成期噴施調節劑更有利于塊莖干物質含量的增加，塊莖膨大期噴施調節劑更有利于產量的增加。多人研究結果顯示，馬鈴薯塊莖淀粉含量與干物質含量呈極顯著正相關[21,22]，所以，本試驗結果與趙晶晶[20]研究結果基本一致。

唐鑫華等[15]在試驗中發現生長調節劑對不同品種馬鈴薯產量的影響存在差異，推測原因可能與不同品種干物質的積累和生育期差異有關。本研究采用2個馬鈴薯品種進行試驗，其中調節劑對‘興佳2號’的產量調控幅度較小，這可能與品種生育期和噴施濃度相關[23]。此外，研究結果顯示CSN對馬鈴薯的增產效果優于烯效唑，其在‘中薯5號’處理中的增產率分別為12.98%和23.28%，與對照差異均達到顯著水平。CSN具有高效、低毒、無副作用等優點，廣泛應用于經濟作物和油料作物的種子萌發以及生長發育調控[11,14,24]，但很少應用于馬鈴薯的生長調控。在生產上應用化學調控劑時，應根據實際情況靈活選擇，并對品種差異、施用濃度和生產目標進行綜合考量，以期達到預期目標。

本試驗結果表明，復硝酚鈉和烯效唑均能促進植株地上部干物質向塊莖的轉移，顯著提升塊莖在植株干物質中的分配比例，提升產量和塊莖干物質含量。就產量而言，在塊莖膨大期噴施復硝酚鈉的調控效果最佳；就塊莖干物質含量而言，在塊莖形成期噴施復硝酚鈉的調控效果最佳。