3種植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑對(duì)馬鈴薯產(chǎn)量和營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)的調(diào)控

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3種植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑對(duì)馬鈴薯產(chǎn)量和營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)的調(diào)控

項(xiàng)洪濤1，馮乃杰2，王立志1，王連敏1，鄭殿峰2*

（1.黑龍江省農(nóng)業(yè)科學(xué)院耕作栽培研究所，黑龍江哈爾濱150086；2.黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué)，黑龍江大慶163319 )

摘要：以馬鈴薯品種‘費(fèi)烏瑞它’、‘大西洋’和‘克新13號(hào)’為試驗(yàn)材料，于盛花期進(jìn)行葉面噴施2-N，N-二乙氨基乙基己酸酯（Diethyl aminoethyl hexanoate），簡(jiǎn)稱DTA-6；烯效唑（Uniconazole），簡(jiǎn)稱S3307；氯化膽堿（Cho?line chloride），簡(jiǎn)稱Cc。通過比較塊莖重量和塊莖內(nèi)可溶性蛋白含量、維生素C含量、淀粉含量、還原糖含量以及酚類物質(zhì)含量，分析3種植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑對(duì)馬鈴薯產(chǎn)量和品質(zhì)的調(diào)控效應(yīng)。結(jié)果表明，DTA-6可顯著提高‘大西洋’和‘克新13號(hào)’大薯重量，Cc可顯著提高‘大西洋’大薯重量；各處理對(duì)可溶性蛋白含量沒有顯著性影響，但都顯著提高了‘費(fèi)烏瑞它’酚類物質(zhì)的含量；DTA-6可顯著提高‘費(fèi)烏瑞它’和‘克新13號(hào)’維生素C的含量，而Cc可顯著提高‘費(fèi)烏瑞它’淀粉含量，DTA-6和Cc處理可顯著提高‘克新13號(hào)’還原糖含量。

關(guān)鍵詞：馬鈴薯；植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑；產(chǎn)量；營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)

馬鈴薯（Solanum tuberosum L.）是全球范圍內(nèi)繼小麥、水稻、玉米之后的第四大糧食作物[1]，是人類飲食及工業(yè)淀粉的重要來源作物[2]。中國(guó)是世界馬鈴薯第一大生產(chǎn)國(guó)，據(jù)預(yù)測(cè)，本世紀(jì)中國(guó)將成為亞太地區(qū)馬鈴薯生產(chǎn)、加工和銷售中心。馬鈴薯產(chǎn)業(yè)將成為中國(guó)農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)化最具有發(fā)展前景和競(jìng)爭(zhēng)力的產(chǎn)業(yè)之一，在面向21世紀(jì)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展體系中，馬鈴薯產(chǎn)業(yè)將具有重要地位和作用。

傳統(tǒng)栽培技術(shù)主要是通過改善肥水等外部條件的方法來提高馬鈴薯的生產(chǎn)效能，盡管這對(duì)馬鈴薯提高產(chǎn)量和品質(zhì)起到一定作用，但挖掘潛力業(yè)已十分有限。作物化控是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的新技術(shù)，其主要是通過外施植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑（Plant growth regulators，PGRs），有目的地調(diào)控植物體內(nèi)源激素系統(tǒng)，通過激素合成與代謝等內(nèi)在機(jī)理去調(diào)控植物的生長(zhǎng)發(fā)育，如運(yùn)用得當(dāng)，增產(chǎn)增效作用顯著[3]。

PGRs是人工合成具有植物激素能效的一類物質(zhì)，他們?cè)谳^低濃度下就可對(duì)植物生長(zhǎng)發(fā)育表現(xiàn)出促進(jìn)或抑制的效應(yīng)[4]。PGRs以調(diào)控作物生育為目的，對(duì)植物具有一定的生理活性，PGRs需進(jìn)入植株體內(nèi)方可起到調(diào)控作用，使植物體內(nèi)酶活動(dòng)互聯(lián)起來，在一定的部位通過生理代謝起作用，并以微小劑量表現(xiàn)出高效調(diào)節(jié)功能[5]。

2-N，N-二乙氨基乙基己酸酯（Diethyl aminoethyl hexanoate），簡(jiǎn)稱DTA-6，是一種安全高效的作物高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)抗逆基因誘導(dǎo)劑，其具有生長(zhǎng)素、赤霉素及細(xì)胞分裂素的多種功能，能夠促進(jìn)細(xì)胞分裂、伸長(zhǎng)和植株碳代謝，具有增產(chǎn)、早熟、改善品質(zhì)的功效[3]。低濃度DTA-6可誘導(dǎo)β-類胡蘿卜素合成，提高β-類胡蘿卜素含量[6]，可大幅度提高作物產(chǎn)量，提高水果汁液含量，明顯改善產(chǎn)品品質(zhì)[7, 8]。烯效唑（Uniconazole），簡(jiǎn)稱S3307，是抑制作用較強(qiáng)的生長(zhǎng)延緩劑，其主要機(jī)理是抑制赤霉素的生物合成，降低植物體內(nèi)赤霉素水平，同時(shí)抑制淄醇生物合成并影響脫落酸（Abscisic acid，ABA）、細(xì)胞分裂素（Cytokinin, CTK）和多胺的生物代謝[9]。與同類的多效唑相比其生物活性更高。

氯化膽堿（Choline chloride），簡(jiǎn)稱Cc，是一種季胺鹽，在植物體內(nèi)可轉(zhuǎn)化為甜菜堿或磷脂酰膽堿[10]，磷脂酰膽堿是生物膜重要組成部分，可以作為酰基膜脂去飽和的底物，在調(diào)節(jié)膜脂流動(dòng)性方面有重要作用[11,12]，有報(bào)道指出Cc可以調(diào)控馬鈴薯葉片的碳代謝[13]。

1　材料與方法

1.1試驗(yàn)材料

1.1.1植物材料

供試馬鈴薯（Solanum tuberosum L.）品種3個(gè)，分別為早熟品種‘費(fèi)烏瑞它’（荷蘭7號(hào)）和中熟品種‘克新13號(hào)’、‘大西洋’。

1.1.2植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑

DTA-6是一種植物生長(zhǎng)促進(jìn)劑；S3307是一種植物生產(chǎn)延緩劑；Cc是一種植物生長(zhǎng)延緩劑。3種植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑由黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué)化控研究室提供。

1.2試驗(yàn)方法

試驗(yàn)采用大田栽培方式，以葉面噴施植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑為處理，以葉面噴施清水為對(duì)照（文中用CK表示），于花期進(jìn)行處理。小區(qū)為8行區(qū)，行長(zhǎng)10 m，行距為0.65 m，株距為0.25 m。試驗(yàn)采用隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，4次重復(fù)。DTA-6、S3307和Cc的使用濃度分別為100 mg/L、40 mg/L和200 mg/ L，各調(diào)節(jié)劑用量均為225 L/hm2。

1.3試驗(yàn)地點(diǎn)

試驗(yàn)在黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué)林甸試驗(yàn)基地進(jìn)行。試驗(yàn)土壤類型為草甸黑鈣土，地勢(shì)平坦，肥力均勻，0~20 cm耕層土壤基本狀況如表1所示。

1.4栽培管理

試驗(yàn)于2012年5月2日播種，采用機(jī)械趟溝人工精量點(diǎn)播，機(jī)械覆土鎮(zhèn)壓。施硫酸鉀型摻混肥料（N-P2O5-K2O = 15-23-10）55 kg/667m2，5月24日出全苗，田間保苗率100%，田間管理常規(guī)。

1.5取樣標(biāo)準(zhǔn)和測(cè)定方法

1.5.1取樣時(shí)期及標(biāo)準(zhǔn)

馬鈴薯達(dá)到成熟后，進(jìn)行收獲。為了消除邊際效應(yīng)對(duì)小區(qū)產(chǎn)量的影響，收獲中間行。產(chǎn)量實(shí)測(cè)選取無邊際效應(yīng)一壟上連續(xù)10株測(cè)定，折合測(cè)定面積為1.625 m2。收獲60 d后進(jìn)行塊莖品質(zhì)測(cè)定。

表1　0～20 cm耕層土壤基本農(nóng)化狀況Table 1 Basic chemical properties of soil (0-20 cm soil layer)

1.5.2測(cè)定方法

可溶性蛋白質(zhì)含量，使用考馬斯亮藍(lán)G-250法測(cè)定[14]；維生素C含量，使用2,6-二氯酚靛酚法測(cè)定[15]；淀粉含量，使用碘比色法測(cè)定[16]；還原糖含量，使用3,5-二硝基水楊酸法進(jìn)行測(cè)定[17]；酚類物質(zhì)含量，使用Folin酚試劑法進(jìn)行測(cè)定[16]。

2　結(jié)果與分析

2.1植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑對(duì)馬鈴薯產(chǎn)量的影響

如表2所示，盛花期噴施植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑對(duì)馬鈴薯產(chǎn)量的影響不大。整體來看，各不同處理對(duì)不同品種馬鈴薯的總產(chǎn)沒有顯著影響，但對(duì)大薯重量具有一定的調(diào)控效應(yīng)。方差分析結(jié)果表明，S3307處理對(duì)各供試馬鈴薯品種大薯重的影響差異不顯著；而DTA-6和Cc處理能夠顯著提高‘大西洋’的大薯重量，DTA-6處理可顯著提高‘克新13號(hào)’的大薯重量。

2.2植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑對(duì)馬鈴薯營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)的影響

2.2.1對(duì)可溶性蛋白含量的影響

表2　植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑對(duì)馬鈴薯產(chǎn)量的影響Table 2 Effects of PGRs on yield of potato

表3　植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑對(duì)馬鈴薯可溶性蛋白含量的影響Table 3 Effects of PGRs on content of soluble protein in potato　(mg/g FW)

如表3所示，植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑對(duì)馬鈴薯可溶性蛋白含量的影響不大。對(duì)‘大西洋’來說，各處理的可溶性蛋白都等于或者高于CK，方差分析結(jié)果表明，各處理與CK差異不顯著。對(duì)于‘費(fèi)烏瑞它’而言，各處理的可溶性蛋白都低于CK，但方差分析可知，各處理與CK差異不顯著。對(duì)于‘克新13號(hào)’而言，S3307和DTA-6處理的可溶性蛋白含量都低于CK，而Cc處理高于CK，但方差分析結(jié)果表明各處理與CK之間無顯著性差異。

2.2.2對(duì)維生素C含量的影響

由表4可知，各調(diào)節(jié)劑對(duì)‘大西洋’塊莖維生素C含量調(diào)控效應(yīng)較弱，經(jīng)過方差分析可知，各處理與CK間未達(dá)到顯著差異水平。對(duì)于‘費(fèi)烏瑞它’來說，各調(diào)節(jié)劑處理的維生素C含量都高于CK，方差分析結(jié)果表明，DTA-6處理的維生素C含量顯著高于CK，其他處理與CK之間無顯著性差異。對(duì)‘克新13號(hào)’而言，各處理的維生素C含量都高于CK，方差分析結(jié)果表明DTA-6和Cc處理的維生素C含量顯著高于CK，S3307處理無明顯影響。

表4　植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑對(duì)馬鈴薯塊莖維生素C含量的影響Table 4 Effects of PGRs on content of vitamin C in potato　（×10-2mg/g FW）

2.2.3對(duì)淀粉含量的影響

由表5可知，植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑對(duì)不同品種馬鈴薯淀粉含量的調(diào)控效果不一。3種植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑均可提高‘大西洋’塊莖的淀粉含量，但方差分析結(jié)果表明各處理與CK之間差異不顯著。各處理對(duì)‘克新13號(hào)’馬鈴薯淀粉含量的調(diào)控效果不同，經(jīng)過方差分析可知各處理與CK之間差異不顯著。另外，各處理均可提高‘費(fèi)烏瑞它’的淀粉含量，經(jīng)過方差分析可知Cc處理可顯著提高淀粉含量，而DTA-6 和S3307處理無顯著影響。

表5　植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑對(duì)馬鈴薯塊莖淀粉含量的影響Table 5 Effects of PGRs on content of starch in potato　(%)

2.2.4對(duì)還原糖含量的影響

由表6可知，植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑對(duì)不同品種馬鈴薯還原糖含量的調(diào)控效果不一。3種植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑均可影響‘大西洋’和‘費(fèi)烏瑞它’塊莖的還原糖含量，但方差分析結(jié)果表明，各處理與CK之間差異不顯著。各處理對(duì)‘克新13號(hào)’還原糖均具有提高含量的調(diào)控效應(yīng)，經(jīng)過方差分析可知，DTA-6和Cc處理可顯著提高還原糖含量，而S3307處理與CK差異不顯著。

2.2.5對(duì)酚類物質(zhì)含量的影響

由表7可知，植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑對(duì)不同品種馬鈴薯酚類物質(zhì)含量的調(diào)控效果不同。3種植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑均可調(diào)控‘大西洋’的酚類物質(zhì)含量，但方差分析結(jié)果表明，各處理與CK之間差異不顯著。對(duì)于‘費(fèi)烏瑞它’來說，各處理均可提高塊莖內(nèi)酚類物質(zhì)含量，方差分析結(jié)果表明，各處理均顯著高于CK，但未達(dá)到極顯著的水平。對(duì)于‘克新13號(hào)’來說，各處理酚類物質(zhì)的含量均高于CK，但方差分析結(jié)果表明S3307處理顯著高于CK，但沒有達(dá)到極顯著水平，另2個(gè)處理與CK之間的差異不顯著。

表6　植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑對(duì)馬鈴薯塊莖還原糖含量的影響Table 6 Effects of PGRs on content of reduced sugar in potato　(mg/g FW)

表7　植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑對(duì)馬鈴薯塊莖酚類物質(zhì)含量的影響Table 7 Effects of PGRs on content of hydroxybenzene in potato　(mg/g FW)

3　討論

馬鈴薯是以塊莖為收獲對(duì)象的糧菜兼用作物，通過栽培技術(shù)協(xié)調(diào)好塊莖膨大與品質(zhì)形成的關(guān)系，對(duì)于增產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)具有重要意義。對(duì)PGRs的研究過程中，研究者們發(fā)現(xiàn)，不同時(shí)期施用不同濃度的PGRs對(duì)馬鈴薯的塊莖發(fā)育都可以產(chǎn)生影響[3]。PGRs具有微量刺激的獨(dú)特特點(diǎn)，所以研究者們一直十分重視PGRs對(duì)產(chǎn)量和品質(zhì)的調(diào)控效應(yīng)[18]。葉面噴施膨大素可以提高馬鈴薯產(chǎn)量[19]，增產(chǎn)幅度可達(dá)13.3%。多效唑處理馬鈴薯后，產(chǎn)量可發(fā)生顯著增加，當(dāng)使用濃度在適當(dāng)范圍內(nèi)，馬鈴薯塊莖具有較高的增產(chǎn)作用[20]，主要是因?yàn)轳R鈴薯的頂端生長(zhǎng)受到抑制，使光合產(chǎn)物相對(duì)大量地向塊莖運(yùn)送，從而促進(jìn)塊莖膨大進(jìn)而增產(chǎn)[21]，另外噴施多效唑不利于單株結(jié)薯，噴后可抑制小薯產(chǎn)生；這對(duì)提高商品薯大薯率有利，其原因是抑制馬鈴薯生育后期再結(jié)薯，促進(jìn)已形成薯塊大幅度均衡增重而增產(chǎn)[22]。周銀珠[23]的研究表明，不同生育期（除淀粉積累期）噴施PGRs均有增產(chǎn)效果，但增產(chǎn)幅度因處理時(shí)期不同而有較大差異。

PGRs在調(diào)控植物碳水化合物的運(yùn)輸與分配等方面都具有重要作用，淀粉作為糖的貯藏形式，對(duì)作物的生殖生長(zhǎng)以及產(chǎn)品營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)的提高具有積極作用[13]。蛋白質(zhì)是植物細(xì)胞中最重要的有機(jī)物質(zhì)之一，是細(xì)胞結(jié)構(gòu)中最重要的成分，同時(shí)植物蛋白也是人類重要的營(yíng)養(yǎng)來源。研究PGRs對(duì)馬鈴薯淀粉、蛋白等營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)的調(diào)控，有利于人類生活生產(chǎn)所需。張春娟等[24]指出，DTA-6和S3307處理的馬鈴薯均降低了馬鈴薯塊莖還原糖含量，S3307處理可提高可溶性蛋白含量。宮占元和項(xiàng)洪濤[25]指出，DTA-6處理對(duì)馬鈴薯塊莖品質(zhì)影響不大，楊偉力等[26]研究表明，葉面噴施烯效唑能夠增加塊莖內(nèi)淀粉、可溶性糖及維生素C的含量，張春娟等[27]研究表明DTA-6處理提高塊莖淀粉和可溶性蛋白含量但差異水平均不顯著。也有報(bào)道指出DTA-6處理能夠顯著提高馬鈴薯塊莖維生素C含量，但同時(shí)也顯著降低了淀粉的含量[28]。另有報(bào)道指出，烯效唑能夠顯著提高馬鈴薯塊莖淀粉和維生素C含量，同時(shí)可以顯著降低還原糖含量。Sharma等[29]研究表明，噴施矮壯素可以觀察到馬鈴薯匍匐莖的淀粉含量明顯的下降，可以使碳水化合物向塊莖轉(zhuǎn)移，并且可以有效地提高淀粉的合成。

試驗(yàn)結(jié)果表明，PGRs對(duì)馬鈴薯產(chǎn)量和品質(zhì)具有一定的調(diào)控效應(yīng)，其中以Cc和DTA-6處理的效果較為明顯，但這2種調(diào)節(jié)劑分別是延緩性和促進(jìn)性，至于其分子水平的原因有待進(jìn)一步研究。

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病蟲防治

Effects of Three Plant Growth Regulators on Yield and Nutritional Quality of Potato

XIANG Hongtao1, FENG Naijie2, WANG Lizhi1, WANG Lianmin1, ZHENG Dianfeng2*

( 1. Crop Tillage and Cultivation Institute, Heilongjiang Academy of Agricultural Sciences, Harbin, Heilongjiang 150086, China; 2. Heilongjiang Bayi Agricultural University, Daqing, Heilongjiang 163319, China )

Abstract:A field experiment was conducted with three potato cultivars, 'Favorita', 'Atlantic' and 'Kexin 13' in this study.Three regulators, 'Diethyl aminoethyl hexanoate (DTA-6)', 'Uniconazole (S3307)' and 'Choline chloride (Cc)' were used by foliar application. The aim of this experiment was to study the effects of plant growth regulators (PGRs) on yield and nutritional qualities of potatoes by comparing the change of tuber weight and the content of soluble protein, vitamin C, starch, reduced sugar and hydroxybenzene. DTA-6 increased the weight of large-sized tubers of 'Atlantic' and 'Kexin 13', and Cc had the same effect on 'Atlantic'. There was no significant impact on soluble protein content with those three treatments, but they significantly increased the content of hydroxybenzene of 'Favorita'. DTA-6 significantly increased the content of vitamin C of 'Favorita' and 'Kexin 13', and Cc increased the starch content of 'Favorita', significantly. DTA-6 and Cc significantly increased the content of the reducing sugar content of 'Kexin 13'.

Key Words:potato; PGRs; yield; nutritional quality

*通信作者（

Corresponding author）：鄭殿峰，教授，博士，主要從事作物化控及大豆生理研究，E-mail: zhengdianfeng@hlau.cn。

作者簡(jiǎn)介：項(xiàng)洪濤（1982-），男，助理研究員，博士，從事作物化控及冷害生理研究。

基金項(xiàng)目：國(guó)家科技支撐項(xiàng)目（2012BAD20B0304和2012BAD20B0402）；公益性行業(yè)（氣象）科研專項(xiàng)（GYHY201306036）。

收稿日期：2014-10-30

文章編號(hào)：1672－3635（2015）02-0097-06

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B

中圖分類號(hào)：S532；S143.8