藍光強度對馬鈴薯腋芽薯形成的影響研究

鄭璐瑤，陳佳寧，李曼，吳光鎬，王曉波，高玉亮

摘 要：本研究探討了不同藍光強度處理下，馬鈴薯植株扦插莖段腋芽薯的結(jié)薯特性及腋芽薯形成過程中扦插葉片的光合色素、蔗糖和淀粉含量的變化。結(jié)果表明，250 lx藍光下，馬鈴薯腋芽薯結(jié)薯最早，結(jié)薯率最高；250 lx藍光下，葉綠素a含量顯著高于150 lx和350 lx藍光處理；相同栽培時間下，不同藍光強度造成葉綠素b的含量差異顯著；不同藍光強度下，類胡蘿卜素含量在腋芽薯形成過程中均呈上升趨勢，扦插栽培第10天時達到峰值。

關鍵詞：馬鈴薯；塊莖形成；藍光

文章編號：1005-2690（2023）18-0024-03? ? ? ?中國圖書分類號：S532? ? ? ?文獻標志碼：B

馬鈴薯生育期短、適應能力強、營養(yǎng)豐富，是重要的糧食作物之一[1]。馬鈴薯是以塊莖為繁殖器官的無性繁殖作物，長期栽培會引起病毒積累，導致產(chǎn)量大幅下降。為了提高馬鈴薯商品薯產(chǎn)量，我國采用3級種薯生產(chǎn)體系，其中微型薯的數(shù)量直接影響種薯和商品薯的品質(zhì)和產(chǎn)量[2]。

光質(zhì)以環(huán)境信號的形式通過光受體作用調(diào)節(jié)植物各個階段的生長情況[3]。已有研究發(fā)現(xiàn)，不同光質(zhì)對馬鈴薯植株的生長和塊莖的形成具有顯著的調(diào)控作用。研究表明，適當?shù)募t藍光混合處理可促進水培馬鈴薯葉片生長，紅光可增加馬鈴薯植株的葉片數(shù)量、提高葉面積系數(shù)；藍光能夠明顯促進馬鈴薯塊莖形成，增加植株的鮮重與根冠比[4-5]。韓逸飛等（2021）[6]認為，在不同光質(zhì)對馬鈴薯組培苗形態(tài)生長研究中，紅光引起馬鈴薯組培苗莖稈伸長，增加其節(jié)間長和莖節(jié)數(shù)，降低壯苗指數(shù)；藍光誘導組培苗莖稈矮化加粗，促進干物質(zhì)積累，進而增加壯苗指數(shù)。

文章通過探討不同藍光強度下馬鈴薯扦插莖段腋芽薯的結(jié)薯特性、腋芽薯形成過程中蔗糖、淀粉含量及光合色素含量變化，為促進馬鈴薯腋芽薯生長提供數(shù)據(jù)參考。

1 試驗概況

1.1 試驗設計

利用常規(guī)栽培方法對馬鈴薯延薯4號品種進行栽培管理。當植株生育期達45 d時，選取健壯植株，截取1 cm左右具有飽滿腋芽的扦插莖段，扦插至含珍珠巖的營養(yǎng)缽中。將營養(yǎng)缽置于不同藍光強度（150、250、350 lx）下，8 h光照、16 h黑暗，在19～21 ℃條件下扦插培養(yǎng)。每個處理扦插20個莖段，調(diào)查塊莖的結(jié)薯特性，測定生理指標，試驗設3次重復。

1.2 結(jié)薯特性調(diào)查和生理指標測定方法

1.2.1 結(jié)薯特性調(diào)查

每天觀察各處理組的結(jié)薯情況，記錄結(jié)薯始期，扦插第12天調(diào)查單薯重和結(jié)薯率。

1.2.2 生理指標測定

扦插第1、5、10天時，選取不同光質(zhì)下相同部位的馬鈴薯扦插莖段葉片，測定光合色素、蔗糖、淀粉含量。測定蔗糖含量采用間苯二酚法，測定淀粉含量采用酸水解-DNS法，測定光合色素含量采用丙酮-乙醇法。

1.3 數(shù)據(jù)分析

本研究所有數(shù)據(jù)均為3次重復的平均值±標準差（mean±SD）。利用SPSS 19.0統(tǒng)計學軟件進行數(shù)據(jù)比較分析，利用鄧肯氏新復極差法（P＜0.05）進行多重比較，利用GraphPad Prism 5制圖軟件繪圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 藍光強度對結(jié)薯特性的影響

不同藍光強度對腋芽薯結(jié)薯始期、平均單薯重和結(jié)薯率均有較大影響，如表1所示。250 lx藍光下，結(jié)薯始期比150、350 lx處理提前；結(jié)薯率比150、350 lx處理高；平均單薯重量約為150 lx處理的2.05倍。數(shù)據(jù)說明250 lx藍光強度最適合扦插莖段的塊莖形成，在該光強下腋芽薯提前形成，結(jié)薯率和平均單薯重量較高。

2.2 藍光強度對扦插莖段葉片蔗糖、淀粉含量的影響

扦插葉片蔗糖和淀粉含量受藍光強度的影響。由圖1可知，在腋芽薯形成過程中，葉片蔗糖含量在所有藍光強度下均呈增加趨勢，淀粉含量呈緩慢下降趨勢。扦插第1天和第5天，蔗糖和淀粉含量在150、250、350 lx下均無顯著差異；扦插第10天，250 lx下葉片蔗糖含量顯著高于150 lx和350 lx處理，150 lx處理下葉片淀粉含量顯著高于250 lx和350 lx處理，說明250 lx可增強光合作用，間接說明更多的蔗糖運輸?shù)綁K莖形成的部位。

2.3 藍光強度對扦插莖段葉片光合色素的影響

由圖2可知，植物色素是植物進行光合作用的物質(zhì)基礎，其含量變化對植物光合作用具有重要影響。150 lx藍光處理下，葉綠素a含量在腋芽薯形成過程中始終顯著低于250 lx和350 lx藍光處理；250 lx處理下，葉綠素a的含量高于150 lx和350 lx處理，尤其是扦插第10天，250 lx處理下其葉綠素a含量比150 lx和350 lx處理分別高44.9％、12.2％。

在腋芽薯形成過程中，葉綠素b和總?cè)~綠素含量的變化呈較平穩(wěn)趨勢，但相同栽培時間下不同藍光強度對葉綠素b的含量差異顯著。250 lx藍光處理下葉綠素b含量始終顯著高于150 lx和350 lx藍光處理，扦插第1天分別高54.1％、18.8％，扦插第5天分別高53.9％、9.3％，扦插第10天分別高48.4％、12.2％。

在腋芽薯形成過程中，總?cè)~綠素含量在250 lx藍光處理下始終顯著高于150 lx和350 lx藍光處理，扦插第1天分別高34.9％、8.6％，扦插第5天分別高33.7％、2.9％，扦插第10天分別高45.8％、12.2％。

在腋芽薯形成過程中，類胡蘿卜素含量在所有的藍光強度下均呈上升趨勢，相同的扦插時間下，250 lx藍光處理葉片類胡蘿卜素含量始終顯著高于150 lx和350 lx處理，扦插第1天分別高50.8％、10.6％，扦插第5天分別高31.1％、10.2％，扦插第10天分別高34.5％、8.3％。

3 討論

蔗糖是馬鈴薯塊莖形成的重要影響因素之一，馬鈴薯葉片中合成的蔗糖可運輸?shù)綁K莖形成的部位，并促使塊莖形成[7]。本研究表明，在250 lx藍光處理下，葉片的蔗糖含量最高，推測250 lx光強可有效促進光合作用。該結(jié)果與250 lx下提前結(jié)薯、結(jié)薯量高的結(jié)果一致。

植物因光強、光質(zhì)的不同而不斷調(diào)整葉綠素含量，保證光合系統(tǒng)的優(yōu)化運轉(zhuǎn)，適應不斷變化的環(huán)境[8]。楊夢平（2022）[9]研究表明，利用藍光光照培養(yǎng)馬鈴薯試管苗可明顯促進光合色素的合成，與本研究藍光照射下的扦插莖段葉片葉綠素及類胡蘿卜素含量增加的結(jié)果一致。在其他光質(zhì)中增加藍光強度可有效增加產(chǎn)量和品質(zhì)。張悅（2021）[10]研究表明，紅藍組合光在3∶3處理下，萵苣總?cè)~綠素含量和類胡蘿卜素含量最高。今后有必要進一步進行藍光和其他光質(zhì)組合對扦插莖段腋芽薯形成的研究，為馬鈴薯腋芽薯真正應用到微型薯生產(chǎn)提供更翔實的數(shù)據(jù)。

參考文獻：

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[8]王哲，王宇航，解山森，等.植物工廠LED光質(zhì)調(diào)控對生菜幼苗生長的影響[J].現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科技，2023（3）：76-81.

[9]楊夢平.不同光質(zhì)LED光源對馬鈴薯組培苗光合色素含量的影響[J].黑龍江農(nóng)業(yè)科學，2022（6）：27-30.

[10]張悅.不同光質(zhì)、光照強度及光周期對苦苣生長特性及營養(yǎng)品質(zhì)的影響[D].武漢：華中農(nóng)業(yè)大學，2021.

（編輯：王雨荷）