霧培馬鈴薯植株生長及結(jié)薯能力的影響因素研究

霧培馬鈴薯植株生長及結(jié)薯能力的影響因素研究

甘薯是重要的谷物和蔬菜種類，在國家的糧食安全體系和農(nóng)民增收中發(fā)揮著重要作用。隨著我國西北地區(qū)紅薯種植面積的增加，脫毒種甘薯的需求也增加。甘薯甘薯的創(chuàng)造是通過提前研究建立的。作為甘薯甘薯的一種新育種，霧培在雞皮諾等新的育種方法方面進(jìn)行了大量研究。與無土栽培相比，密度較低，有效解決了根系環(huán)境和水分和土壤之間的矛盾。與無土栽培和水栽培相比，稀釋栽培的甘薯植株生長潛力增強(qiáng)，塊體形成時間短，莖數(shù)、塊數(shù)和塊體產(chǎn)量顯著增加。結(jié)果表明，在霧條件下，下層和上層處理可以提高葉片的體積系數(shù)，促進(jìn)微甘薯的產(chǎn)量。下層植物也可以提高甘薯的品質(zhì)和根系的體積。下層處理可以顯著降低植物的高度，促進(jìn)分枝。feussener等人（2001）、colomiets（2001）和馬崇堅等人的研究表明，脂氧合酶（lox）的活性與甘薯莖和莖的生長發(fā)育密切相關(guān)。對于甘薯云栽培的優(yōu)勢是明顯的。對于上部和下部處理，可以調(diào)整多個生產(chǎn)區(qū)品種的栽培間隔，但不同生產(chǎn)區(qū)品種的最小栽培間隔和高度，以及對gail罐根、莖和葉等器官的建設(shè)產(chǎn)生的誘導(dǎo)脂氧合酶（lox）活性的影響并不清楚。因此，在本試驗中，我們將不同品種的具體種植時間與實際的種植時間相結(jié)合，確定最有利于匍匐莖和腫瘤的最佳品種、最佳栽培時間和冠層長度。本研究將有助于理論上豐富紅薯的結(jié)氧機(jī)，為提高開闊水域的繁殖效率提供技術(shù)支持。1試驗材料和方法1.1材料來源及研究概況本試驗以馬鈴薯早熟品種費(fèi)烏瑞它、中早熟品種渝薯1號和中熟品種鄂薯3號脫毒試管苗為供試材料,由西南大學(xué)重慶市馬鈴薯工程技術(shù)研究中心提供,于2011年3-7月在西南大學(xué)現(xiàn)代農(nóng)業(yè)示范中心馬鈴薯霧化栽培溫室內(nèi)進(jìn)行.1.2固沙栽培槽/球管系構(gòu)建本試驗采用三因素三水平正交試驗設(shè)計,重復(fù)3次.因素分別為品種、定植節(jié)數(shù)和打頂次數(shù),同時每個品種增加1個定植2節(jié)、不打頂對照,試驗處理水平及處理組合詳見表1,試驗用試管苗6~8葉、株高8~10cm,水培生根后,于2011年3月10日用霧培專用聚氯乙烯泡沫管(長2.5cm,直徑1.5cm,孔徑0.25cm)包裹并固定于栽培槽定植孔中,通過栽培槽內(nèi)泡沫留節(jié)數(shù)實現(xiàn)定植節(jié)數(shù)控制;每個栽植板即1個處理組合定植220株;定植10d后,剪去主莖頂端0.5cm左右進(jìn)行第1次打頂處理,當(dāng)最上部分枝頂端高于主莖頂端時打頂?shù)?次,2次打頂后最上部分枝頂端再次高于主莖頂端時進(jìn)行第3次打頂.試驗期間控制溫室光照、水分和營養(yǎng)液一致.1.3微生物指標(biāo)試驗于定植15d開始每10d取樣測定1次,每次每處理取樣3株,共取樣5次.分期測定植株莖粗(用游標(biāo)卡尺)、LAI(葉面積系數(shù),采用打孔法測定并折算)、根系活力(TTC還原法測定)、根系體積(排水法測定)、葉片LOX活性;定植后70d收獲并測定匍匐莖、塊莖數(shù)量與質(zhì)量.采用EXCEL2007和DPS7.05進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和分析.2結(jié)果與分析2.1植物品種特性通過對最大莖粗(定植后55d),最大根系體積(定植后55d),平均根系活力和最大LAI(定植后55d)方差分析表明(表2),A因素對各指標(biāo)的影響均達(dá)到極顯著水平,B因素對莖粗和根系體積的影響達(dá)到極顯著水平,C因素對根系活力和LAI影響達(dá)到顯著水平.表明霧培馬鈴薯植株根系、莖粗、LAI受品種特性影響較大,定植節(jié)數(shù)主要影響莖粗和根系體積,打頂次數(shù)主要影響根系活力和LAI.進(jìn)一步多重比較(表3)發(fā)現(xiàn),莖粗比較顯示A3和A1極顯著高于A2,同時A3顯著高于A1;B1顯著高于B2和B3,C因素各水平間差異不顯著.根系體積比較A3極顯著高于A1和A2,B1極顯著高于B2,顯著高于B3,C因素各水平間差異不顯著.根系活力比較A1和A3極顯著高于A2,B因素各水平間差異不顯著,C3顯著高于C1.LAI比較A1和A3極顯著高于A2,C2顯著高于C1,B因素各水平間差異不顯著.品種A1,A2,A3與未做處理對照品種CK1,CK2,CK3相比(表4)除根系活力出現(xiàn)下降外,莖粗、根系體積、LAI均有不同程度的提高.2.2不同品種對轉(zhuǎn)移馬鈴薯lox活性的影響各處理組合葉片平均LOX活性(圖1),以處理組合2最高為156.68ΔA234/(min·g),其次為處理組合6,4,3.進(jìn)一步方差分析表明(表5),A因素和C因素對葉片LOX活性影響達(dá)到極顯著差異,B因素影響不顯著;多重比較表明(表6),A1的LOX活性最高,為145.31ΔA234/(min·g),且A1和A2的LOX活性極顯著高于A3,同時A1顯著高于A2,說明霧培馬鈴薯栽培中隨著品種熟期的增加,LOX活性呈現(xiàn)出下降的趨勢,與對照相比(表4)A1,A2品種的LOX活性均有增強(qiáng),且A2增幅較大,A3稍有降低;C2的LOX活性最大為133.18ΔA234/(min·g),次之為C1,并極顯著高于C3,說明打頂1次或2次均具有較高的LOX活性.2.3對霧培馬鈴薯結(jié)薯發(fā)生的影響由表5可知,A因素和B因素對匍匐莖數(shù)量的影響差異達(dá)到極顯著水平,C因素影響達(dá)到顯著水平.通過進(jìn)一步的多重比較發(fā)現(xiàn)(表6),A1極顯著高于A2,同時A2極顯著高于A3,A1匍匐莖數(shù)量最多為34.82個,即早熟品種更利于馬鈴薯霧化栽培中匍匐莖的形成,同時由表4可知,A1,A2,A3匍匐莖數(shù)量與對照相比均有增加且以A1增幅最大為53.1%;B1顯著高于B3,B1和B2間差異不顯著;C2極顯著高于C3并顯著高于C1.因此,可得出利于匍匐莖發(fā)生的最優(yōu)組合為A1B1C2或A1B2C2,而實際的處理組合中不包括前者,對各處理組合匍匐莖數(shù)量的多重比較發(fā)現(xiàn)(表7),處理組合2(A1B2C2)和處理組合1(A1B1C1)顯著高于處理組合3并極顯著高于其他處理組合,其中處理2組各最多為38.53個/株,綜合直觀分析結(jié)果與產(chǎn)量最高組合結(jié)果,最利于匍匐莖發(fā)生的處理組合為處理2(A1B2C2),即品種費(fèi)烏瑞它結(jié)合定植3節(jié)和打頂2次.對塊莖數(shù)量進(jìn)行分析發(fā)現(xiàn)(表5),A因素和B因素對塊莖數(shù)量影響的差異達(dá)極顯著水平,C因素影響達(dá)顯著水平;各因素對塊莖質(zhì)量的影響差異均達(dá)到極顯著水平.進(jìn)一步多重比較表明(表6),不同品種的塊莖數(shù)量與質(zhì)量均表現(xiàn)為品種A1極顯著高于A2,極顯著高于A3,即早熟品種更利于馬鈴薯霧化栽培中塊莖的形成,同時由表4可知,A1,A2,A3塊莖數(shù)量、質(zhì)量與對照相比均有較大增加,說明試驗處理有效地促進(jìn)了霧培馬鈴薯結(jié)薯;B2塊莖數(shù)量最多、質(zhì)量最重且與B1差異不顯著,但塊莖數(shù)量和質(zhì)量顯著高于B3;C1,C2塊莖數(shù)量與質(zhì)量極顯著高于C3,且C2大于C1.綜上直觀分析可得出,利于塊莖數(shù)量和質(zhì)量的最優(yōu)組合均為A1B2C2組合,對各處理組合塊莖數(shù)量和質(zhì)量的多重比較表明(表7),處理組合2(A1B2C2)塊莖數(shù)量最多,質(zhì)量最重,極顯著高于處理組合1以外的其他處理,且塊莖質(zhì)量顯著高于處理1,此結(jié)果與直觀分析結(jié)果一致.因此最有利于塊莖形成和增加質(zhì)量的處理組合為處理組合2(A1B2C2),即品種費(fèi)烏瑞它結(jié)合定植3節(jié)和打頂2次.2.4提高馬鈴薯lox活性對各指標(biāo)進(jìn)行相關(guān)分析發(fā)現(xiàn)(表8),植株莖粗與根系體積、LAI、根系活力間為顯著正相關(guān);根系活力與LAI間為極顯著正相關(guān);LOX活性與莖粗、根系體積為顯著負(fù)相關(guān).因此,為了提高LOX活性需控制植株莖粗及根系體積.馬鈴薯匍匐莖數(shù)量、塊莖數(shù)量及塊莖質(zhì)量均表現(xiàn)為與莖粗負(fù)相關(guān)、與根系體積顯著負(fù)相關(guān),與LAI及根系活力正相關(guān),與LOX活性顯著正相關(guān).因此,提高LAI、根系活力及LOX活性將有利于匍匐莖及塊莖的發(fā)生,同時匍匐莖數(shù)量與塊莖數(shù)量和質(zhì)量具有極顯著正相關(guān)性.因此,通過促進(jìn)匍匐莖的發(fā)生可以有效地促進(jìn)塊莖的形成.3討論和結(jié)論3.1春季霧培溫室溫度對結(jié)薯結(jié)薯的影響本試驗發(fā)現(xiàn)早熟品種費(fèi)烏瑞它塊莖數(shù)量、質(zhì)量均優(yōu)于中早熟品種渝薯1號和中晚熟品種鄂薯3號,與劉芳等大田晚熟品種優(yōu)于早熟品種結(jié)果不一致.分析其原因可能與春季霧培溫室后期溫度過高有關(guān)(5月10日左右,高于30℃,不利于結(jié)薯),此期正好與早熟品種費(fèi)烏瑞它的有效生育期相近(60~70d),因此霧培條件下溫室環(huán)境更加有利于早熟品種結(jié)薯;另外,品種費(fèi)烏瑞它在霧培條件下能夠形成強(qiáng)大的根系活力、LOX活性和較大的LAI,有利于植株充分吸收養(yǎng)分的同時建立較強(qiáng)的光合勢,以促進(jìn)霧培馬鈴薯結(jié)薯.通過本試驗確定溫室霧培馬鈴薯品種最優(yōu)為費(fèi)烏瑞它.3.2本試驗結(jié)果分析定植2節(jié)和3節(jié)匍匐莖數(shù)量、塊莖數(shù)量和塊莖質(zhì)量顯著高于定植4節(jié),其中又以定植3節(jié)塊莖數(shù)量最多,質(zhì)量最重.莖粗及根系體積的影響結(jié)果與何慶學(xué)等用下放植株的研究結(jié)果不一致,分析出現(xiàn)此結(jié)果的原因可能是本試驗中幼苗期定植4節(jié)導(dǎo)致地上部葉面積減少,光合面積小,不利于植株生長,其匍匐莖數(shù)、塊莖數(shù)也減少,表明合適的地上部、地下部高度比例對調(diào)節(jié)植株生長與塊莖發(fā)育十分重要.另外,可能后者雖為下放處理但無具體節(jié)位,與本試驗處理稍有不同,同時后者是在定植21d后下放,此時馬鈴薯根系已經(jīng)初步建成,本試驗為幼苗定植,定植時期的不同導(dǎo)致結(jié)果可能存在差異.由本試驗可知,最利于結(jié)薯的是定植3節(jié)處理.由于未見關(guān)于定植節(jié)數(shù)更多的研究報道,因此有待進(jìn)一步研究.3.3打頂次數(shù)對霧培馬鈴薯微型薯結(jié)薯的影響打頂處理能夠增加植株根系活力、LAI和LOX活性,同時促進(jìn)霧培馬鈴薯結(jié)薯.本試驗中打頂對LAI及結(jié)薯的影響結(jié)果與何慶學(xué)等的研究結(jié)果一致,另外,芶久蘭等(2012)的研究也證明打頂能夠削弱頂端優(yōu)勢,增加LAI,有效地促進(jìn)脫毒馬鈴薯結(jié)