水處理對(duì)芋生長(zhǎng)及產(chǎn)量的影響

黃新芳，柯衛(wèi)東，劉義滿，李雙梅，劉玉平，彭靜，李峰，葉元英

（武漢市蔬菜科學(xué)研究所，430065）

水處理對(duì)芋生長(zhǎng)及產(chǎn)量的影響

黃新芳，柯衛(wèi)東，劉義滿，李雙梅，劉玉平，彭靜，李峰，葉元英

（武漢市蔬菜科學(xué)研究所，430065）

為闡明水旱環(huán)境和深水脅迫對(duì)芋生長(zhǎng)和產(chǎn)量的影響，選用1個(gè)綠柄多子芋品種江漢芋，設(shè)計(jì)缸栽試驗(yàn)，采用4個(gè)處理，即淺水栽培、旱地栽培、7月上旬和8月下旬分別采用深水脅迫20 d后恢復(fù)淺水栽培，各處理重復(fù)3次，比較芋在各種處理下的生長(zhǎng)狀況及產(chǎn)量。試驗(yàn)結(jié)果表明，水處理對(duì)芋葉片葉綠素含量的影響差異不顯著，表明芋對(duì)水旱生態(tài)環(huán)境有一定的適應(yīng)能力；水生環(huán)境使芋的葉片數(shù)減少，根變短，使母芋質(zhì)量增大，子孫芋總質(zhì)量變小，球莖總質(zhì)量減小，芋形指數(shù)增大，延緩和阻礙干物質(zhì)從上一級(jí)球莖向下一級(jí)球莖的分配和積累。深水脅迫處理的時(shí)期越晚，變化趨勢(shì)越明顯。芋宜旱栽，在栽培過程中應(yīng)保持充足的水分供應(yīng)。

芋；水處理；生長(zhǎng)；產(chǎn)量

芋是天南星科多年生草本植物，原產(chǎn)中國(guó)、印度、馬來半島等熱帶沼澤地方，世界上廣為栽培。芋的原始種生長(zhǎng)在水濱地帶，隨著水的漲落而發(fā)生形態(tài)變異，經(jīng)過長(zhǎng)期的自然選擇及人類干預(yù)，形成了水芋、水旱兼用芋、旱芋3種生態(tài)型[1]。在實(shí)際栽培過程中，栽培者往往根據(jù)當(dāng)?shù)亻L(zhǎng)期形成的習(xí)慣來選擇品種和栽培方法，隨意性較大。因此，有必要對(duì)芋的水旱生態(tài)適應(yīng)性進(jìn)行研究。

芋分為多子芋、多頭芋、魁芋3種類型[1～3]，多子芋分為3個(gè)品種群，即綠柄品種群（葉柄綠色，芽白色）、紅紫柄品種群（葉柄紫色，芽白色）、烏綠柄品種群（葉柄烏綠色，芽淡紅色）[4]。多子芋是我國(guó)芋栽培中最為廣泛的一種芋類型[5]。因此，利用多子芋類型品種進(jìn)行水處理對(duì)芋生長(zhǎng)和產(chǎn)量的影響具有代表性。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

江漢芋，綠柄多子芋品種，湖北武漢地方品種，為國(guó)家種質(zhì)武漢水生蔬菜資源圃保存的芋資源。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)于2004年在武漢市蔬菜科學(xué)研究所進(jìn)行。采用缸栽，缸高33 cm，直徑40 cm。栽植前，將土?xí)窀?，敲碎并混合均勻，每缸裝土至缸3/4處。栽植前，先育苗。2004年4月16日，選擇球莖完整、頂芽健壯、質(zhì)量約50 g的子芋或?qū)O芋作種芋，在準(zhǔn)備好的苗床上育苗，正常管理。5月25日，當(dāng)芋長(zhǎng)有3片左右真葉、苗高20 cm左右時(shí)帶土移栽至缸中，每缸定植1株。試驗(yàn)為完全隨機(jī)排列，4個(gè)處理。

4個(gè)處理分別為，對(duì)照（CK）：淺水（保持0～5 cm淺水層）栽培27株；T1：旱栽處理，缸底鉆一小孔，土壤保持疏松濕潤(rùn)，種植27株；T2：用淺水栽培CK作為處理樣本，6月16日至7月6日深水處理后恢復(fù)淺水栽培，種植18株；T3：用淺水栽培CK作為處理樣本，8月3~23日深水脅迫處理后恢復(fù)淺水栽培，種植18株。T2淹水深度為25 cm（最長(zhǎng)葉柄長(zhǎng)平均為31.4 cm），T3淹水深度為40 cm （最長(zhǎng)葉柄長(zhǎng)平均為58.8 cm）。每次深水脅迫處理20 d后及芋最終成熟收獲后取樣測(cè)試，每次測(cè)試取其中3次重復(fù)即9株，整個(gè)試驗(yàn)缸數(shù)共90缸，即90株。

1.3 測(cè)定指標(biāo)及方法

①農(nóng)藝性狀 株高、葉片數(shù)、分株數(shù)量等地上部分性狀于每次深水脅迫處理完畢后測(cè)定。單株母芋質(zhì)量、子芋質(zhì)量、子芋數(shù)量、孫芋質(zhì)量、孫芋數(shù)量、球莖縱徑、球莖橫徑、芋形指數(shù)等球莖性狀及根部性狀于每次深水脅迫處理完畢后及11月6日芋成熟采收后測(cè)定。芋形指數(shù)是指新鮮球莖的縱徑與橫徑的比值，即芋形指數(shù)=球莖縱徑/球莖橫徑[6]。

②葉綠素含量 每次深水處理完成后，立即采摘完全展開的最新功能葉，采用《現(xiàn)代植物生理學(xué)實(shí)驗(yàn)指南》中的光電比色法測(cè)定[7]。

③干物質(zhì)含量 烘干法，每個(gè)樣品兩次平行測(cè)定，取平均值。

2 結(jié)果與分析

2.1 水處理對(duì)芋的葉和根的影響

從表1可以看出，株高表現(xiàn) T1＞CK＞T2（T3），除第二次深水脅迫處理（T3）后各處理間株高差異不顯著外，第一次深水脅迫處理（T2）后各處理間的株高、葉片數(shù)及第二次深水脅迫處理后各處理間的葉片數(shù)差異達(dá)極顯著或顯著水平。第一次深水脅迫處理后，旱栽處理T1分株數(shù)顯著高于CK和T2；第二次深水脅迫處理后，旱栽處理T1極顯著高于CK和 T3。芋的分株是指新生子芋或?qū)O芋在膨大的過程中，因感受高溫而萌發(fā)的植株，分株的多少反映了芋球莖形成的早晚和多少?？梢钥闯?，旱栽處理的分株數(shù)最多，其子芋或?qū)O芋的形成時(shí)期最早，數(shù)量最多。

從表1還可以看出，水處理對(duì)根數(shù)的影響差異不顯著，但對(duì)根長(zhǎng)的影響達(dá)差異極顯著水平，表現(xiàn)為T1極顯著高于CK、T2、T3，表明旱栽處理對(duì)根數(shù)的影響差異不顯著，但卻使芋根長(zhǎng)極顯著地增加。

從表1還可以看出，水處理對(duì)葉片葉綠素含量的影響差異不顯著，說明在水旱生態(tài)環(huán)境中，芋植株葉色的變化不大，表明芋對(duì)水旱生態(tài)環(huán)境有一定的適應(yīng)能力。

2.2 水處理對(duì)芋生長(zhǎng)過程中球莖質(zhì)量和數(shù)量的影響

從表2可以看出，第一次深水脅迫處理后，各處理間除單株母芋質(zhì)量差異達(dá)極顯著水平外，單株子芋質(zhì)量及數(shù)量、單株孫芋質(zhì)量及數(shù)量、單株子孫芋總質(zhì)量的差異都不顯著，但從第一次深水脅迫（T2）到淺水對(duì)照（CK）到旱栽處理（T1），單株母芋的質(zhì)量，單株子芋、孫芋的質(zhì)量和數(shù)量呈增加趨勢(shì)。而第二次深水脅迫處理后，各處理間除單株母芋質(zhì)量、單株子芋數(shù)量差異不顯著外，旱栽處理（T1）的單株子芋質(zhì)量、單株孫芋質(zhì)量、單株子孫芋總質(zhì)量、單株孫芋數(shù)量極顯著或顯著地高于水生環(huán)境中的處理T3或CK，且從第2次深水脅迫處理（T3）到淺水對(duì)照CK到旱栽處理T1，所有項(xiàng)目數(shù)值都逐漸增加。對(duì)以上2次深水脅迫處理結(jié)果分析表明，水生環(huán)境不利于芋球莖的生長(zhǎng)；同時(shí)，深水脅迫處理的時(shí)期越晚，對(duì)芋球莖的形成越不利。

表1 水處理對(duì)芋的葉和根的影響

表2 水處理對(duì)芋生長(zhǎng)過程中球莖質(zhì)量和數(shù)量的影響

表3 水處理對(duì)芋球莖最終產(chǎn)量及芋形指數(shù)的影響

2.3 水處理對(duì)芋最終產(chǎn)量及芋形指數(shù)的影響

從表3可以看出，各處理間單株母芋質(zhì)量、單株子芋質(zhì)量及數(shù)量、單株子孫芋總質(zhì)量、單株球莖總質(zhì)量差異不顯著，各處理間單株孫芋質(zhì)量及數(shù)量的差異達(dá)顯著水平?？梢钥闯觯h(huán)境使單株母芋質(zhì)量變大，而使單株子孫芋總質(zhì)量及單株球莖總質(zhì)量變小，深水脅迫處理的時(shí)期越晚，變化趨勢(shì)越明顯。另外，旱栽處理T1的曾孫芋質(zhì)量及數(shù)量極顯著地高于其他處理。從單株母芋質(zhì)量、單株子孫芋總質(zhì)量及單株球莖總質(zhì)量的變幅來看，T3、T2及CK的單株母芋質(zhì)量分別比 T1增加 45.4%、23.2%、26.0%，T1的單株子孫芋總質(zhì)量分別比T3、T2及CK增加139.5%、85.2%、36.0%，T1的單株球莖總質(zhì)量分別比T3、T2、CK增加61.2%、48.0%、19.3%。說明深水脅迫處理及淺水對(duì)照不利于芋球莖的形成，深水脅迫處理的時(shí)期越晚，對(duì)芋球莖最終產(chǎn)量的形成越不利。

芋形指數(shù)在一定程度上反映了芋的形狀，芋形指數(shù)越大，表示芋越長(zhǎng)。從表3可以看出，水生環(huán)境（T3、CK、T2）中母芋的芋形指數(shù)與旱栽處理（T1）之間的差異達(dá)極顯著水平；不同處理間子芋的芋形指數(shù)差異不顯著；不同處理間孫芋的芋形指數(shù)差異達(dá)顯著水平。從T3、T2、CK到T1，母芋、子芋、孫芋的芋形指數(shù)呈變小趨勢(shì)，僅個(gè)別處理間的母芋、孫芋的芋形指數(shù)有較小的波動(dòng)，可能是由試驗(yàn)誤差引起。

2.4 水處理對(duì)芋球莖干物質(zhì)含量的影響

在表4中，從縱向來看，2次深水脅迫處理完成時(shí)，芋同級(jí)球莖干物質(zhì)含量表現(xiàn)為T1＞CK＞T2（T3）。芋成熟收獲后，芋同級(jí)球莖干物質(zhì)含量表現(xiàn)為T1＞ CK＞T2＞T3，僅T2的孫芋比T3略低。從橫向來看，當(dāng)?shù)谝淮紊钏{迫處理 （T2）完成時(shí)，T2和淺水對(duì)照CK的母芋的干物質(zhì)含量都比子芋高，而旱栽處理（T1）球莖的干物質(zhì)含量已出現(xiàn)子芋高于母芋的情況。當(dāng)?shù)诙紊钏{迫處理（T3）完成時(shí)，T3和淺水對(duì)照CK球莖干物質(zhì)含量表現(xiàn)為母芋＞子芋＞孫芋，而T1球莖的干物質(zhì)含量表現(xiàn)為孫芋＞子芋＞母芋。當(dāng)芋成熟收獲時(shí)，T3、T2、CK球莖的干物質(zhì)含量才出現(xiàn)孫芋＞子芋＞母芋，而T1的球莖干物質(zhì)含量已出現(xiàn)曾孫芋＞孫芋＞子芋＞母芋。不同水處理間球莖干物質(zhì)含量的這種關(guān)系變化，表明水生環(huán)境延緩了干物質(zhì)從上一級(jí)球莖向下一級(jí)球莖的分配和積累，深水脅迫處理的時(shí)期越晚，影響越嚴(yán)重。

2.5 水處理對(duì)芋球莖干物質(zhì)分配率的影響

干物質(zhì)質(zhì)量＝鮮質(zhì)量×干物質(zhì)含量。在表5中，從縱向來看，2次深水脅迫處理完成后，各處理間同級(jí)別球莖的干物質(zhì)分配率表現(xiàn)為從T2（T3）到CK到T1，母芋逐漸減少，子芋和孫芋呈增加趨勢(shì)，僅第二次深水脅迫處理完成后，T3的孫芋略高于淺水栽培對(duì)照（CK）的孫芋。到芋成熟收獲時(shí)，從T3、T2、CK到T1，母芋和子芋逐漸減少 （僅T2的子芋比CK略低），孫芋呈增加趨勢(shì)，且旱栽處理（T1）的干物質(zhì)已分配至曾孫芋。從橫向來看，第一次深水脅迫（T2）完成后，T2、CK與T1的干物質(zhì)分配率都是母芋高于子芋。第二次深水脅迫處理（T3）完成后，T3、CK的干物質(zhì)分配率以母芋最高，而T1是以子芋最高，且孫芋高于母芋。到芋成熟收獲時(shí)，干物質(zhì)分配率表現(xiàn)為T3的母芋最高，而T2與CK已出現(xiàn)子芋最高的情況，而T1卻已出現(xiàn)孫芋最高的情況。以上結(jié)果進(jìn)一步表明水生環(huán)境阻礙了干物質(zhì)從上一級(jí)球莖向下一級(jí)球莖的分配和積累。

表4 水處理對(duì)芋球莖干物質(zhì)含量的影響 %

表5 水處理對(duì)芋球莖干物質(zhì)分配率的影響 %

3 小結(jié)與討論

本試驗(yàn)研究表明，水處理對(duì)芋葉片葉綠素含量的影響差異不顯著，同時(shí)，深水脅迫處理未出現(xiàn)根腐爛現(xiàn)象，這從一個(gè)側(cè)面反映了芋對(duì)水生環(huán)境有一定的適應(yīng)能力。水生環(huán)境使芋的葉片數(shù)減少，旱生環(huán)境使芋的葉片數(shù)增加，從而導(dǎo)致水生環(huán)境中芋葉片光合作用的合成物質(zhì)減少，而旱栽處理中芋葉片光合作用的合成物質(zhì)增加。水生環(huán)境使芋的根變短，而旱栽處理使芋的根變長(zhǎng)，從而使旱栽處理植株可吸收深層土壤營(yíng)養(yǎng)，這與已有的研究成果基本一致[8]。由于水生環(huán)境中芋葉片光合作用合成的物質(zhì)減少，根部吸收的營(yíng)養(yǎng)減少，致使水生環(huán)境中植株的球莖總質(zhì)量減小，這與黃新芳等[9]的研究結(jié)果一致。

同時(shí)，研究還表明，水生環(huán)境延緩和阻礙了芋干物質(zhì)從上一級(jí)球莖向下一級(jí)球莖的分配和積累，結(jié)果在球莖總質(zhì)量減小的前提下，植株母芋質(zhì)量增大，子孫芋總質(zhì)量變小，深水脅迫處理的時(shí)期越晚，變化趨勢(shì)越明顯。彭靜等[10]研究表明，多子芋在實(shí)行水栽時(shí)，不僅球莖的干物質(zhì)含量下降，而且淀粉和可溶性糖的含量也降低，僅蛋白質(zhì)含量略升高。因此，芋雖然是喜濕作物，但水分過多對(duì)芋生長(zhǎng)不利。我們認(rèn)為，芋適宜旱栽，但旱栽時(shí)，應(yīng)保持充足的水分供應(yīng)，尤其是在7～8月的高溫季節(jié)，葉片蒸發(fā)量大，植株進(jìn)入生長(zhǎng)盛期，畦溝內(nèi)可保持少量淺水，滲濕上壟，切不可長(zhǎng)期淹水[11～14]。本試驗(yàn)以多子芋為試驗(yàn)材料進(jìn)行研究，多子芋以食子孫芋為主，母芋的食用價(jià)值較低，一般不食用。對(duì)多子芋而言，水生環(huán)境不利于芋的生長(zhǎng)和產(chǎn)量的形成。而對(duì)于以食用母芋為主的檳榔芋而言，水生環(huán)境對(duì)其生長(zhǎng)和產(chǎn)量的影響還有待研究。

[1]中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院蔬菜研究所．中國(guó)蔬菜栽培學(xué)[M]．北京：農(nóng)業(yè)出版社，1987.

[2]中國(guó)科學(xué)院中國(guó)植物志編輯委員會(huì)編．中國(guó)植物志（第13卷第2分冊(cè)）[M]．北京：科學(xué)出版社，1979：68-74.

[3]張志．芋的起源、演變和分類[J]．江西農(nóng)業(yè)科技，1982（7）：24-25，31.

[4]黃新芳，柯衛(wèi)東，葉元英，等．多子芋葉柄及芽色的多樣性及芋形觀察[J]．中國(guó)蔬菜，2002（6）：13-15.

[5]張谷曼，楊振華．中國(guó)芋的染色體數(shù)目研究[J]．園藝學(xué)報(bào)，1984，11（3）：187-190.

[6]黃新芳，柯衛(wèi)東．芋種質(zhì)資源描述規(guī)范和數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)[M]．北京：中國(guó)農(nóng)業(yè)出版社，2006：26-28.

[7]中國(guó)科學(xué)院上海植物生理研究所，上海市植物生理學(xué)會(huì)．現(xiàn)代植物生理學(xué)實(shí)驗(yàn)指南[M]．北京：科學(xué)出版社，1999：95-96.

[8]周廣生，徐才國(guó)，靳德明，等．分蘗期節(jié)水處理對(duì)水稻生物學(xué)特性的影響[J]．中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)，2005，38（9）：1 767-1 773.

[9]黃新芳，柯衛(wèi)東，李峰，等．多子芋3個(gè)品種群球莖質(zhì)量和數(shù)量的差異顯著性及變異性比較[J]．植物遺傳資源學(xué)報(bào)，2008，9（1）：73-78.

[10]彭靜，黃新芳，柯衛(wèi)東，等．水旱生態(tài)環(huán)境對(duì)芋品質(zhì)性狀的影響[J]．長(zhǎng)江蔬菜，2010（14）：46-48.

[11]鄭世發(fā)，趙應(yīng)忠．通山多子芋生長(zhǎng)動(dòng)態(tài)與產(chǎn)量構(gòu)成的初步觀察[J]．中國(guó)蔬菜，1985（1）：17-19.

[12]周雙慶，張庚林，李粉林，等．金壇紅香芋地膜覆蓋高效栽培技術(shù)[J]．長(zhǎng)江蔬菜，2008（2）：29-30.

[13]邢兆光，趙長(zhǎng)花.覆膜芋頭豐產(chǎn)栽培技術(shù)[J]．現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科技，2008（11）：38，41.

[14]王康．荔浦香芋高產(chǎn)無公害栽培技術(shù)[J]．長(zhǎng)江蔬菜，2008（2）：20.

EffectsofWaterTreatmentsonGrowthandYieldofTaro[Colocasiaesculenta(L.)Schott]

HUANG Xinfang,KE Weidong,LIU Yiman,LI Shuangmei,LIU Yuping, PENG Jing,LI Feng,YE Yuanying
(Wuhan Vegetable Research Institute,Wuhan 430065)

To explain the effects of aquatic and xeric ecological environments and deep water stress on the growth and yield of taro [Colocasia esculenta(L.)Schott],a bowl experiment including four treatments was designed by using the green-petiole taro cultivar Jianghanyu with numerous cormels as material.The four treatments were shallow water cultivation,xeric cultivation,and 20 days'deep water stress in the first ten-day period of July and last ten-day period of August and then being regained the shallow water cultivation.The results showed that there were no significant differences among the water treatments on the chlorophyll content in leaves,which indicated that taro had both adaptability to aquatic and xeric ecological environments.In the aquatic environment,the leaf number and root length of taro reduced,with the yield of corm increased,the yield of cormels and total yield of corm and cormels reduced,the index of corm and cormels enlarged,and the distribution and accumulation of dry matter delayed and blocked.The later the deep water stress treatment carried out,the more obvious the above changing trends were.Taro should be cultivated in drylands,in addition, enough water should be supplied in the cultivation.

Taro;Water treatment;Growth;Yield

10.3865/j.issn.1001-3547.2012.16.016

湖北省自然科學(xué)基金項(xiàng)目（2002AB097）資助

黃新芳（1968-），男，高級(jí)農(nóng)藝師，主要從事芋種質(zhì)資源研究，E-mail：huangxinfang99@163.com

柯衛(wèi)東，通信作者，推廣研究員，主要從事水生蔬菜種質(zhì)資源及育種研究，E-mail：wdke63@163.com

2012-06-28