28-高蕓苔素內酯及其復配制劑對馬鈴薯農藝性狀和產量的影響

張 傲 ，房雅麗 ，王德龍 ，吳 通 ，殷佑斗 ，張海旺 ，張治家

（1.山西農業大學 植物保護學院，山西 太原 030031；2.江西威敵生物科技有限公司，江西 南昌 330000）

28-高蕓苔素內酯屬于蕓苔素內酯類植物生長調節劑[1]，和其結構類似并活性較高的還有28-表高蕓苔素內酯和24-表蕓苔素內酯[2]，28-高蕓苔素內酯活性相當于天然蕓苔素內酯的87%，在以上3種蕓苔素內酯中活性最高，對提高作物產量和品質的效果最為明顯，是一種高效且環保的植物生長調節劑[3]。28-高蕓苔素內酯對多種作物的產量和品質均有提高的作用，如豆類[4]、棉花[3]、水稻[5]、小麥[6]等，此外，對作物受到的逆境脅迫有緩解作用，如施用28-高蕓苔素內酯可以保護受到低溫脅迫辣椒幼苗[7]和黃瓜的光合作用系統，從而增加生物量積累[8]。我國幅員遼闊，地形復雜，在不同地區存在對農業生產不同的不利因素，如在西北地區多干旱少雨，南方地區在春季易遭受冷害和凍害。28-高蕓苔素內酯可以在一定程度上緩解作物受到的逆境脅迫。有研究表明，葉面噴施28-高蕓苔素內酯可以提高干旱脅迫下玉米幼苗根系活力和吸水能力[9]。在銅、鋅等金屬離子脅迫環境下，噴施28-高蕓苔素內酯能夠降低植株內銅、鋅離子含量[10-11]。

馬鈴薯具有耐瘠薄、耐干旱、耐低溫和產量高等特點，是我國主要的糧食作物之一[12]，由于馬鈴薯自身的特點，在我國西南、西北、華北和東北地區種植，其中，西南地區如貴州、云南等地多為丘陵山地，有些地方較為干旱，西北地區氣候多干旱少雨。因此，在這些地區馬鈴薯的機械化水平較低并且缺乏灌溉，使得馬鈴薯的單位面積產量低于華北和東北種植區[13]。有多項措施可提高馬鈴薯產量，如選用脫毒種薯、合理密植、高壟栽培和施足底肥等。但在馬鈴薯受到干旱和冷害等逆境時需要利用新型技術提高馬鈴薯的抗逆性，保證其產量和品質[14]。目前關于施用28-高蕓苔素內酯對馬鈴薯植株生長發育和產量的影響尚未有公開報道。

本研究通過對早熟和晚熟馬鈴薯品種在不同生育期施用不同濃度28-高蕓苔素內酯及其復配制劑，探究28-高蕓苔素內酯及其復配制劑對馬鈴薯農藝性狀和產量及其構成因素的影響，以明確合適的藥劑及其使用濃度和時期，為28-高蕓苔素內酯及其復配制劑在田間的應用和推廣提供參考，同時為馬鈴薯高產優質栽培技術提供理論依據。

1 材料和方法

1.1 試驗地概況

試驗于2021年在山西省太原市陽曲縣馬頭村進行。該地經緯度為E112°39′31.45″，N38°10′70″，屬于第2積溫帶，年平均氣溫8.7 ℃，年降水量350～500 mm。試驗地土壤類型為沙質壤土。

1.2 試驗材料

供試馬鈴薯為早熟品種荷蘭15號和晚熟品種晉薯16號。

供試藥劑為0.01% 28-高蕓苔素內酯可溶液劑（蕓力威）和50% 28-高蕓苔·氯化膽堿可溶液劑（薯多），其中，氯化膽堿含量49.995%、28-高蕓苔素內酯含量0.005%。2種藥劑均由江西威敵生物科技有限公司生產。

1.3 試驗方法

馬鈴薯種薯切塊后播種，種薯出苗后于植株苗期、塊莖形成期和淀粉積累期采用莖葉噴霧的方法進行噴施處理[15]。苗期設置荷蘭15號和晉薯16號噴施藥劑為蕓力威，并設置3000倍和4000倍稀釋2個處理；塊莖形成期荷蘭15號噴施藥劑為薯多，設置1000倍與1500倍稀釋2個處理，晉薯16號噴施藥劑為薯多和蕓力威，薯多設置1000倍和1500倍稀釋2個處理，蕓力威設置1500倍和2500倍稀釋2個處理；淀粉積累期荷蘭15號噴施藥劑為蕓力威，設置3000倍與4000倍稀釋2個處理，晉薯16號設置薯多和蕓力威2個藥劑，并均設置3000倍和4000倍稀釋處理；對照為噴施清水。試驗采用隨機區組設計，小區面積為16 m2（2 m×8 m），每個處理設置3個重復。在苗期荷蘭15號和晉薯16號共噴施藥劑2次，間隔15 d；在塊莖形成期（馬鈴薯植株現蕾期）荷蘭15號各處理共噴施藥劑2次，間隔14 d，晉薯16號各處理共噴施藥劑3次，每次間隔分別為14、11 d；馬鈴薯淀粉積累期（植株花末期）荷蘭15號各處理共噴施2次，間隔11 d，晉薯16號各處理共噴施3次，每次間隔分別為21、10 d。

1.4 測定項目及方法

在馬鈴薯植株現蕾期進行各處理田間農藝性狀測定。各處理小區隨機選取2個面積為2.25 m2（1.5 m×1.5 m）的區域，測量該區域內所有植株株高、莖粗和節間長度，在各區域內隨機選取3株馬鈴薯植株，測定植株地上部分與地下部分鮮質量與干質量。

馬鈴薯塊莖成熟后，對各處理馬鈴薯進行采收，各處理小區隨機選取2個面積為2.25 m2（1.5 m×1.5 m）的區域，采收區域內所有馬鈴薯。使用電子秤稱量各處理馬鈴薯單薯質量，計算各處理馬鈴薯單株產量和產量。

根據質量將單個馬鈴薯塊莖進行大、中、小薯分類，其中，質量大于100 g為大薯，對各處理大薯所占比例進行計算[16]。

用電子天平稱取各處理取樣馬鈴薯100 g，將各處理馬鈴薯樣品進行標號后置于烘箱中，設置烘箱工作溫度105 ℃，烘干至恒質量后取出，使用電子天平測定各處理馬鈴薯塊莖的干物質含量[17]。

1.5 數據分析

本研究采用Excel 2016及SPSS Statistics 26軟件對2個品種馬鈴薯產量指標進行差異性分析，采用最小顯著性差異法（LSD）對數據進行單因素差異顯著性分析（P<0.05）。

2 結果與分析

2.1 28-高蕓苔素內酯在苗期施用后對馬鈴薯塊莖形成期農藝性狀的影響

從表1可以看出，蕓力威3000倍和4000倍稀釋處理較對照顯著提高了塊莖形成期荷蘭15號馬鈴薯植株莖粗，蕓力威4000倍稀釋處理顯著提高了荷蘭15號馬鈴薯植株株高和節間長度；蕓力威3000倍稀釋處理對荷蘭15號植株的株高、節間長度和地上部分的干鮮質量無顯著增加，但是對地下部分的干鮮質量有促進作用，4000倍稀釋處理同樣對地下部分的干鮮質量也有促進作用，說明2種稀釋處理都可以促進荷蘭15號干物質的積累。與對照相比，苗期莖葉噴施蕓力威3000倍和4000倍稀釋處理顯著提高了塊莖形成期晉薯16號的株高、莖粗和節間長度，同時4000倍稀釋處理對馬鈴薯植株株高和節間長度的促進效果顯著高于3000倍稀釋處理；3000倍和4000倍稀釋處理顯著增加了地上部和地下部干鮮質量，其中，4000倍稀釋處理的地上部干質量和地下部干鮮質量顯著高于3000倍稀釋處理，說明蕓力威的2個稀釋處理均可以促進晉薯16號地上和地下部干物質的積累，4000倍稀釋處理的效果較好。

表1 苗期施用不同濃度蕓力威對馬鈴薯塊莖形成期農藝性狀的影響Tab.1 Effects of applying different concentrations of 28-homobrassinolide at the seedling stage on the agronomic traits of potato at the tuber swelling stage

2.2 28-高蕓苔素內酯及其復配制劑在塊莖形成期施用對馬鈴薯產量的影響

從表2可以看出，與對照相比，植株塊莖形成期噴施薯多1000倍和1500倍稀釋處理對荷蘭15號馬鈴薯的產量、單株產量、單薯質量、大薯率和單株薯塊個數無顯著提高。塊莖形成期噴施蕓力威1500倍稀釋處理和薯多1000倍稀釋處理顯著提高了晉薯16號馬鈴薯產量（P<0.05），同時薯多1000倍稀釋處理的產量和蕓力威1500倍稀釋處理間無顯著差異。各處理與對照相比，薯多1000倍稀釋處理增產72.19%；薯多1500倍稀釋處理增產28.08%。塊莖形成期噴施蕓力威（1500倍和2500倍稀釋）和薯多（1000倍和1500倍稀釋）處理顯著提高了馬鈴薯單株產量。從產量構成因素看，薯多1000倍稀釋處理的單株產量顯著高于薯多1500倍稀釋處理。和對照相比，莖葉噴施薯多1000倍稀釋、蕓力威1500倍和2500倍稀釋處理顯著提高了單薯質量和大薯率。塊莖形成期噴施薯多（1000倍和1500倍稀釋）處理與對照相比顯著提高了晉薯16號馬鈴薯單株薯塊個數，且2個稀釋處理間單株薯塊個數無顯著差異。與對照相比，塊莖形成期噴施蕓力威（1500倍和2500倍稀釋）和薯多（1000倍和1500倍稀釋）處理顯著提高了晉薯16號塊莖中干物質的含量，其中，蕓力威1500倍稀釋處理的塊莖干物質含量顯著高于蕓力威2500倍稀釋處理和薯多（1000倍和1500倍稀釋）處理。

2.3 28-高蕓苔素內酯及其復配制劑在淀粉積累期施用對馬鈴薯產量的影響

從表3可以看出，淀粉積累期莖葉噴施蕓力威4000倍稀釋處理較對照顯著提高了荷蘭15號馬鈴薯產量、單株產量、單薯質量和大薯率，較對照增產23.33%。對于晉薯16號，淀粉積累期莖葉噴施蕓力威（3000倍和4000倍稀釋）及薯多（3000倍和4000倍稀釋）處理較對照顯著提高了馬鈴薯產量、單薯質量、單株產量和單株薯塊個數，其中,薯多3000倍稀釋處理對晉薯16號馬鈴薯增產效果最好，并且在不同藥劑和稀釋度間無顯著差異。莖葉噴施蕓力威4000倍稀釋處理及薯多（3000倍和4000倍稀釋）處理和對照相比顯著提高了晉薯16號馬鈴薯大薯率，且薯多3000倍稀釋處理的大薯率顯著高于蕓力威4000倍稀釋處理及薯多4000倍稀釋處理。淀粉積累期噴施蕓力威（3000倍和4000倍稀釋）及薯多（3000倍和4000倍稀釋）處理較對照顯著提高了晉薯16號馬鈴薯塊莖干物質含量，其中，蕓力威（3000倍和4000倍稀釋）處理塊莖干物質含量顯著高于薯多4000倍稀釋處理。

表3 淀粉積累期施用不同濃度蕓力威和薯多對馬鈴薯產量的影響Tab.3 Effects of applying 28-homobrassinolide and 28-homobrassinolide·choline chloride at the starch accumulation stage on yields of potato

3 結論與討論

28-高蕓苔素內酯是人工合成蕓苔素內酯中活性較高的一個成分，可以促進細胞的有絲分裂和增大[18]，因此，對多種作物營養生長和產量均有促進作用[19]。本研究結果基本與在其他作物上的研究結果相似[20]。將蕓力威在馬鈴薯苗期莖葉噴施，可以提高早熟品種荷蘭15號和晚熟品種晉薯16號馬鈴薯植株的株高、莖粗和節間長度，但對于不同生育期的品種，其作用方式和濃度不同，荷蘭15號對28-高蕓苔素內酯更為敏感，在實際應用中需要較低的稀釋度，而晉薯16號對28-高蕓苔素內酯的適應性更寬泛些。

馬鈴薯塊莖形成期由地上部莖葉生長為中心，轉向地上部莖葉生長與地下部塊莖形成并進階段，是決定單株結薯數的關鍵時期[21]。在此時期莖葉噴施薯多對早熟品種荷蘭15號的產量和大薯率無顯著提高作用，而對于晚熟品種晉薯16號莖葉噴施2種稀釋倍數的薯多均可以顯著提高產量，這可能是早熟品種生育期短，只噴施了2次，而晚熟品種噴施了3次植物生長調節劑或者是不同品種對植物生長調節劑的敏感性不同。唐鑫華等[22]研究表明，高濃度的油菜素內酯對馬鈴薯生長無促進作用，因此，需要降低濃度進一步試驗。對于晉薯16號，薯多1000倍稀釋比1500倍稀釋能顯著提高單株產量、單薯質量和大薯率，與蕓力威的2個稀釋處理的效果沒有顯著差異，在實際生產中，蕓力威2500倍稀釋更為經濟實用。對于單株薯塊個數，薯多1000倍稀釋處理的促進作用較為明顯，有利于種薯的生產。目前已有報道烯效唑可以促進結薯率，但不能提高有效薯率和平均單薯質量[23]，然而薯多對產量和薯塊質量均有提高作用。

在淀粉積累期噴施蕓力威4000倍稀釋處理與對照相比，顯著提高了荷蘭15號馬鈴薯產量、單株產量、單薯質量和大薯率，而3000倍稀釋處理與對照相比無顯著差異，進一步說明了荷蘭15號對28-高蕓苔素內酯較為敏感。這一現象與項洪濤等[24]的研究結果相似，同樣的植物生長調節劑濃度對馬鈴薯不同品種的促生長效果不同。對于晉薯16號，淀粉積累期莖葉噴施蕓力威（3000倍和4000倍稀釋）和薯多（3000倍和4000倍稀釋）與對照相比均可以顯著提高馬鈴薯產量，但從產量構成因素上看，蕓力威4000倍稀釋與對照相比可以顯著提高大薯率，而薯多3000倍稀釋處理與蕓力威4000倍稀釋處理相比顯著提高了單株產量和大薯率。因此，在該時期進行薯多3000倍稀釋噴霧可以更大程度上提高馬鈴薯的產量和大薯率。該研究結果和唐鑫華等[22]的結果相似。氯化膽堿是一種植物生長延緩劑[24]，噴施馬鈴薯后可以延緩芽和匍匐枝的生長，通過拮抗赤霉素的產生促進馬鈴薯的結薯率[25-27]，利于微型種薯的生產。本研究中氯化膽堿和28-高蕓苔素內酯復配后不僅可以促進結薯率，還可以增加薯塊質量。與早熟品種荷蘭15號相比，28-高蕓苔素內酯及其復配制劑對晉薯16號較為明顯，可能因為其生育期較長，藥劑噴施次數較多，并且藥劑的吸收和利用較好。

綜合上述，在田間試驗劑量下0.01% 28-高蕓苔素內酯可溶液劑和50%28-高蕓苔·氯化膽堿可溶液劑在馬鈴薯苗期噴施可顯著促進植株的生長，對于晚熟品種晉薯16號在塊莖形成期和淀粉積累期噴施0.01%28-高蕓苔素內酯可溶液劑和50%28-高蕓苔·氯化膽堿可溶液劑可顯著提高產量，而對于早熟品種荷蘭15號在淀粉積累期噴施0.01%28-高蕓苔素內酯可溶液劑和50%28-高蕓苔·氯化膽堿可溶液劑可顯著提高產量。