種莖貯藏和浸水時(shí)間對(duì)木薯種苗抗旱性的影響

楊玉皎,魏云霞,韓學(xué)琴,黃 潔,段元杰,孟富宣,劉海剛*

(1.云南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院 熱區(qū)生態(tài)農(nóng)業(yè)研究所,云南 元謀 651399;2.中國(guó)熱帶農(nóng)業(yè)科學(xué)院 熱帶作物品種資源研究所/農(nóng)業(yè)部 木薯種質(zhì)資源保護(hù)與利用重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,海南 儋州 571737)

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種莖貯藏和浸水時(shí)間對(duì)木薯種苗抗旱性的影響

楊玉皎1,魏云霞2,韓學(xué)琴1,黃 潔2,段元杰1,孟富宣1,劉海剛1*

(1.云南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院 熱區(qū)生態(tài)農(nóng)業(yè)研究所,云南 元謀 651399;2.中國(guó)熱帶農(nóng)業(yè)科學(xué)院 熱帶作物品種資源研究所/農(nóng)業(yè)部 木薯種質(zhì)資源保護(hù)與利用重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,海南 儋州 571737)

以木薯品種華南124的種莖為試驗(yàn)材料,研究了不同貯藏時(shí)間(0、7、14 d)和不同浸水時(shí)間(0、2、4、6、8 h)對(duì)木薯種苗抗旱性的影響。結(jié)果表明:種莖貯藏時(shí)間與存活率呈極顯著負(fù)相關(guān);在存活率、薯干產(chǎn)量和淀粉產(chǎn)量上存在顯著的貯藏時(shí)間與浸水時(shí)間互作效應(yīng);不貯藏的莖段浸水會(huì)降低存活率和產(chǎn)量;貯藏后的莖段短時(shí)間浸水有利于提高木薯的存活率、薯干產(chǎn)量和淀粉產(chǎn)量；貯藏7～14 d的種莖浸水2 h比不浸水提高薯干產(chǎn)量和淀粉產(chǎn)量11.0%以上。

木薯;種莖;貯藏;浸水;抗旱性

我國(guó)木薯(ManihotesculentaCrantz)生產(chǎn)經(jīng)常遭受干旱影響,特別是萌芽期和苗期受旱已嚴(yán)重影響到木薯種植業(yè)的發(fā)展[1]。周鳳玨等[2]研究表明,葉面噴施多效唑可有效提高木薯適應(yīng)干旱逆境的潛在能力;莫凡等[3]研究指出,施用保水劑可以增產(chǎn)增收木薯;李一萍等[4]報(bào)道,葉面噴施水楊酸和油菜素內(nèi)酯溶液可有效提高木薯苗葉片的Pro含量、SOD和POD活性,使植株適應(yīng)干旱環(huán)境;劉海剛等[5]報(bào)道,木薯種莖經(jīng)浸水或蠟封后, 存活率以及鮮薯、薯干和淀粉的產(chǎn)量均有所提高。由于水分是種子萌發(fā)的首要影響因素,當(dāng)種子吸足水分后,其開(kāi)啟一系列酶的活動(dòng)并開(kāi)始萌發(fā)；在種子萌發(fā)關(guān)鍵需水期缺乏水分將導(dǎo)致種子萌發(fā)受阻；作物苗期干旱脅迫會(huì)抑制植物的光合作用,這都會(huì)造成種苗活力下降甚至缺苗[6-7]。我們?cè)谇捌谀臼矸N莖浸水研究[5]的基礎(chǔ)上,開(kāi)展了木薯莖段不同貯藏和浸水時(shí)間對(duì)木薯農(nóng)藝性狀及產(chǎn)量性狀的影響,以期為進(jìn)一步探討木薯抗旱栽培技術(shù)提供一定的理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)地位于云南省元謀縣黃瓜園鎮(zhèn),屬典型的干熱河谷氣候,海拔1050 m,年均氣溫21.6 ℃，最高氣溫43.5 ℃，最低氣溫8.4 ℃,年均降雨量432.5 mm,年均蒸發(fā)量3987.1 mm,年均空氣濕度52.6%[5],屬于特旱條件。試驗(yàn)地土壤類(lèi)型為沙壤土, pH 7.0,有機(jī)質(zhì)含量13.5 g/kg,全氮含量0.75 g/kg,全磷含量0.40 g/kg,全鉀含量0.40 g/kg。

1.2 試驗(yàn)材料

試驗(yàn)?zāi)臼砥贩N為華南124，全生育期為330 d。選取粗細(xì)基本一致(莖徑2.4～3.1 cm)的中下部老熟種莖,鋸成每段長(zhǎng)15.0 cm、具有9～13個(gè)芽眼的莖段作為種苗。參試種莖均以莖段的形態(tài)經(jīng)貯藏及浸水處理后種植。

供水的滴管帶為昆明協(xié)美雅塑膠制品有限公司生產(chǎn)的內(nèi)鑲貼片式滴管帶,流量3 L/h。施用的尿素為云南云天化股份有限公司生產(chǎn)的金沙江牌尿素(含氮量≥46.4%);復(fù)合肥為四川美豐化工股份有限公司生產(chǎn)的美豐比利夫牌復(fù)合肥(N∶P2O5∶K2O=17∶17∶17);噠螨靈為青島好利特生物農(nóng)藥有限公司生產(chǎn)的維·噠螨靈,總有效成分為10.5%。

1.3 試驗(yàn)方法

1.3.1 試驗(yàn)設(shè)計(jì) 采用兩因素完全隨機(jī)設(shè)計(jì),3次重復(fù): A因素設(shè)0、7和14 d三個(gè)貯藏時(shí)間,貯藏環(huán)境為普通貯藏室,室內(nèi)無(wú)太陽(yáng)光直射,通風(fēng)透氣,空氣濕度51.6%～54.2%,氣溫16.8～31.5 ℃; B因素設(shè)0、2、4、6、8 h五個(gè)浸水時(shí)間,把貯藏0、7和14 d的不浸水(0 h)處理分別作為CK1、CK2、CK3。種莖浸水前稱(chēng)重;浸水后,經(jīng)晾干種莖表皮水分后再次稱(chēng)重,然后種植。每個(gè)小區(qū)種植3行，每行9株，共27株;株行距1.0 m × 0.8 m,以45°角斜植種莖,芽眼朝上,入土深度10 cm，露出種莖5 cm。

1.3.2 種植后管理 種植日期為2014年4月17日。種植期為缺水季,為了保障最小吸水量,在種植后7、15和30 d分別補(bǔ)充滴灌1次,每次滴灌30 min；此后不再滴灌,靠雨養(yǎng)。種植后1個(gè)月(5月17日),穴施尿素900 kg/hm2,肥穴離種莖基部15 cm，深度10 cm,施后蓋土;種植后2個(gè)月(6月17日)第一次除草,同時(shí)穴施復(fù)合肥750 kg/hm2,施肥方法同上;種植后6個(gè)月(10月4～5日)第二次除草,并用3000倍噠螨靈乳油噴灑一次,防治薊馬和紅蜘蛛;種植后11個(gè)月(2015年3月3～5日)收獲。

1.3.3 觀測(cè)項(xiàng)目及方法 對(duì)各小區(qū)的27條莖段進(jìn)行稱(chēng)重,計(jì)算每天每條莖段的失水率、吸水率。計(jì)算公式如下:

失水率(%)=[(前1天莖段重量-當(dāng)天莖段重量)/前1天莖段重量]×100;

吸水率(%)=[(浸水后的莖段重量-浸水前的莖段重量)/浸水前的莖段重量]×100。

種植后58 d(2014年6月1日)第一次降雨,調(diào)查木薯的存活株數(shù),計(jì)算存活率;在生育期滿(mǎn)330 d后,參照黃潔等[8]的方法,調(diào)查每個(gè)小區(qū)內(nèi)除邊行外的中間7株木薯,調(diào)查指標(biāo)包括株高、莖徑、一級(jí)分枝高度、一級(jí)分枝數(shù)量、單株結(jié)薯數(shù)、單株鮮薯重,并全部收獲、測(cè)定小區(qū)的鮮莖葉(含纖維根)重量和鮮薯重量,測(cè)定薯干率DMC和鮮薯粗淀粉含量SC,然后計(jì)算薯干產(chǎn)量和淀粉產(chǎn)量。采用水比重法[9]測(cè)定薯干率和鮮薯粗淀粉含量,即隨機(jī)抽樣約5 kg鮮薯,先稱(chēng)其在空氣中的質(zhì)量W1,再稱(chēng)其在水中的質(zhì)量W2,之后按下列公式計(jì)算：

DMC=158.3×W1/(W1-W2)-142.0;

SC=210.8×W1/(W1-W2)-213.4;

薯干產(chǎn)量=鮮薯產(chǎn)量×DMC;

淀粉產(chǎn)量=鮮薯產(chǎn)量×SC。

用Excel對(duì)各小區(qū)試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析,用DPS統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行方差分析,采用Duncan氏法檢驗(yàn)差異顯著性。

2 結(jié)果與分析

2.1 莖段失水率

貯藏14 d莖段的每天失水率見(jiàn)圖1,隨著貯藏時(shí)間的延長(zhǎng),失水率總體上呈下降趨勢(shì)。其中,貯藏后第1、2天的莖段失水率較高且達(dá)顯著性差異；此后的失水率略有波動(dòng)而平穩(wěn)下降。貯藏第1天的失水量最多,達(dá)4.4 g/(條·d)；貯藏后2～5 d的失水量為1.8～2.5 g/(條·d),僅為第1天的40.9%～56.8%;貯藏后6～14 d為種莖穩(wěn)定失水期,失水量為1.1～1.6 g/(條·d),僅為第1天的25.0%～36.4%。

圖1 不同貯藏時(shí)間莖段的失水率

2.2 莖段吸水量與吸水率

不同貯藏時(shí)間的莖段吸水量見(jiàn)表1。當(dāng)浸水時(shí)間為0～2 h時(shí),貯藏時(shí)間越長(zhǎng),莖段吸水量越多；當(dāng)浸水時(shí)間為4～8 h時(shí),吸水量隨著貯藏時(shí)間的延長(zhǎng)而呈先下降后上升的趨勢(shì)。以每2 h作為一個(gè)間隔,比較莖段每個(gè)小時(shí)的平均吸水量,結(jié)果如下：貯藏0 d莖段的平均吸水量表現(xiàn)為浸水2～4 h [1.65 g/(h·段)]>0～2 h [1.30 g/(h·段)]>6～8 h [0.55 g/(h·段)]>4～6 h [0.50 g/(h·段)];貯藏7 d的莖段吸水量表現(xiàn)為浸水0～2 h [2.20 g/(h·段)]>2～4 h [0.65 g/(h·段)]>6～8 h [0.45 g/(h·段)]>4～6 h [0.15 g/(h·段)];貯藏14 d的莖段吸水量表現(xiàn)為浸水0～2 h [3.4 g/(h·段)]>2～4 h [0.75 g/(h·段)]>4～6 h [0.65 g/(h·段)]>6～8 h [0.40 g/(h·段)]。

表1 不同貯藏時(shí)間莖段的吸水量

不同貯藏時(shí)間的莖段在不同浸水時(shí)間條件下的吸水率見(jiàn)圖2。由圖2可見(jiàn)：在相同的浸水時(shí)間條件下,貯藏時(shí)間越長(zhǎng)的莖段,其吸水率越高,但吸水率之間差異不大;隨著浸水時(shí)間的延長(zhǎng),吸水率均呈現(xiàn)先升后降最后趨于平穩(wěn)的趨勢(shì),例如浸水2 h的吸水率為1.2%～1.8%,而浸水4 h、6 h或8 h的吸水率僅為0.5%左右。

2.3 種莖貯藏時(shí)間對(duì)木薯農(nóng)藝性狀的影響

從表2可以看出：與不貯藏比較,貯藏后莖段的存活率會(huì)極顯著下降，降幅達(dá)11.1～14.8個(gè)百分點(diǎn)；

單株結(jié)薯數(shù)極顯著提高，提高率達(dá)21.7%～29.3%。貯藏后莖段的單株結(jié)薯數(shù)之所以提高,可能是由于其存活率降低后,植株生長(zhǎng)空間有所擴(kuò)大。

圖2 不同貯藏時(shí)間的莖段在不同浸水時(shí)間下的吸水率

表2 種莖不同貯藏時(shí)間對(duì)木薯農(nóng)藝性狀的影響

2.4 種莖貯藏時(shí)間對(duì)木薯產(chǎn)量的影響

不同貯藏時(shí)間對(duì)木薯產(chǎn)量的影響見(jiàn)表3。與不貯藏比較,貯藏7 d和14 d的單株鮮薯重量和鮮薯產(chǎn)量略有提高,而貯藏14 d的薯干率和鮮薯淀粉含量有所降低,從而導(dǎo)致薯干產(chǎn)量和淀粉產(chǎn)量有所下降。

表3 種莖不同貯藏時(shí)間對(duì)木薯產(chǎn)量的影響

2.5 種莖浸水時(shí)間對(duì)木薯農(nóng)藝性狀的影響

不同浸水時(shí)間對(duì)木薯農(nóng)藝性狀的影響見(jiàn)表4。與不浸水比較,種莖的短時(shí)間浸水有利于提升木薯的各項(xiàng)農(nóng)藝性狀,其中存活率以浸水4 h為優(yōu),單株結(jié)薯數(shù)以浸水2 h為優(yōu)。

表4 種莖不同浸水時(shí)間對(duì)木薯農(nóng)藝性狀的影響

2.6 種莖浸水時(shí)間對(duì)木薯產(chǎn)量的影響

從表5可以看出：不同的浸水處理對(duì)木薯產(chǎn)量指標(biāo)的影響較小，處理間差異均沒(méi)有達(dá)到顯著水平。其中,鮮薯產(chǎn)量、薯干率、薯干產(chǎn)量、鮮薯淀粉含量、淀粉產(chǎn)量均以浸水2 h為優(yōu)。

2.7 種莖貯藏時(shí)間與浸水時(shí)間互作對(duì)木薯農(nóng)藝性狀的影響

不同貯藏時(shí)間與浸水時(shí)間互作對(duì)木薯農(nóng)藝性狀的影響見(jiàn)表6。由表6可知：不同互作處理間各項(xiàng)指標(biāo)差異均達(dá)顯著或極顯著水平。在同等條件下,貯藏時(shí)間越長(zhǎng)的莖段,存活率越低;不貯藏的新鮮莖段浸水可能會(huì)降低存活率;貯藏后的莖段短時(shí)間浸水有利于提高存活率,但長(zhǎng)時(shí)間浸水不一定有利;貯藏7 d的莖段以浸水4 h存活率最高,貯藏14 d的莖段以浸水6 h存活率最高；單株結(jié)薯數(shù)均以浸水2 h為優(yōu)。

2.8 種莖貯藏時(shí)間與浸水時(shí)間互作對(duì)木薯產(chǎn)量的影響

不同貯藏時(shí)間與浸水時(shí)間互作對(duì)木薯產(chǎn)量的影響見(jiàn)表7。對(duì)不同互作處理間產(chǎn)量性狀的差異而言，只有單株鮮莖葉重量達(dá)極顯著水平,薯干產(chǎn)量、淀粉產(chǎn)量達(dá)顯著水平。種莖貯藏時(shí)間的延長(zhǎng)會(huì)導(dǎo)致減產(chǎn);不貯藏的新鮮莖段浸水也導(dǎo)致減產(chǎn)。貯藏后的莖段短時(shí)間浸水有利于提高薯干產(chǎn)量和淀粉產(chǎn)量,但長(zhǎng)時(shí)間浸水不一定有利。貯藏7 d的莖段浸水2 h的鮮薯產(chǎn)量比不浸水提高16.9%，薯干產(chǎn)量提高13.3%，淀粉產(chǎn)量提高11.8%；貯藏14 d的莖段浸水2 h的鮮薯產(chǎn)量、薯干產(chǎn)量和淀粉產(chǎn)量分別比不浸水提高4.7%、11.0%和11.0%。

表5 種莖不同浸水時(shí)間對(duì)木薯產(chǎn)量的影響

表6 種莖不同貯藏時(shí)間與浸水時(shí)間互作對(duì)木薯農(nóng)藝性狀的影響

表7 種莖不同貯藏時(shí)間與浸水時(shí)間互作對(duì)木薯產(chǎn)量的影響

3 結(jié)論與討論

在浸水過(guò)程中,貯藏時(shí)間越長(zhǎng)的莖段在浸水頭2 h內(nèi)的吸水量越多,吸水速率越快,此后轉(zhuǎn)慢,表現(xiàn)為“前快后慢直至平穩(wěn)”。這與張金香等[6]的研究結(jié)果一致。究其原因,可能是種莖靠表皮吸脹作用進(jìn)行物理吸水,初期吸水速率大；經(jīng)過(guò)初期的快速吸水后,種莖水合程度趨向飽和,細(xì)胞膨壓增加,使細(xì)胞的進(jìn)一步吸水受阻,使吸水速率減慢最終趨向平緩。

王青峰等[10]研究表明,通過(guò)改進(jìn)種子采收、貯藏、處理等技術(shù)可提高玉米種子活力及田間出苗率。在本研究中,在同等條件下,貯藏時(shí)間越長(zhǎng)的莖段存活率越低,故宜及早種植;不貯藏的新鮮莖段浸水可能會(huì)降低存活率和導(dǎo)致減產(chǎn),因此,不建議對(duì)新鮮種莖進(jìn)行浸水處理;貯藏的莖段短時(shí)間浸水有利于提高木薯的存活率、薯干產(chǎn)量和淀粉產(chǎn)量,因此建議對(duì)貯藏7 d和14 d的莖段浸水2 h。上述研究結(jié)果與水稻[11]和黑豆[12]浸種研究的結(jié)果相似。

生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)表明,收獲木薯種莖后的短時(shí)間貯藏可能有利于提高木薯的存活率,但長(zhǎng)時(shí)間貯藏容易造成存活率降低及減產(chǎn)。因此要注意對(duì)木薯種莖采取遮蔭防曬等保水貯藏措施；對(duì)貯藏時(shí)間較長(zhǎng)、貯藏條件不良而失水較多的木薯種莖,或種植時(shí)遇上干旱等不良條件的木薯種莖,應(yīng)進(jìn)行浸水等抗逆處理,以促進(jìn)其萌芽、生根及幼苗的健壯生長(zhǎng)。

本研究直接使用15 cm長(zhǎng)的木薯莖段作為試驗(yàn)材料,而生產(chǎn)中基本上是貯藏1 m以上的長(zhǎng)種莖,在種植時(shí)才砍斷或鋸斷；此外,采用長(zhǎng)種莖浸水容易操作且適于種植機(jī)操作。因此,今后應(yīng)進(jìn)一步探索不同木薯品種的長(zhǎng)種莖在不同貯藏時(shí)間后的最佳浸水時(shí)間。

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(責(zé)任編輯:黃榮華)

Effects of Seed-stem Storage and Soaking Time on Drought Resistance of Cassava Seedlings

YANG Yu-jiao1, WEI Yun-xia2, HAN Xue-qin1, HUANG Jie2,DUAN Yuan-jie1, MENG Fu-xuan1, LIU Hai-gang1*

(1. Institute of Tropical Eco-agricultural Sciences, Yunnan Academy of Agricultural Sciences, Yuanmou 651399, China; 2. Institute of Tropical Crop Genetic Resources, Chinese Academy of Tropical Agricultural Sciences / Key Laboratory of Conservation and Utilization of Cassava Genetic Resources, Ministry of Agriculture, Danzhou 571737, China)

The effects of different seed-stem storage time (0, 7 and 14 d) and various water-soaking time (0, 2, 4, 6 and 8 h) on the drought resistance of seedlings of cassava variety SC124 were studied. The results showed that: there was a very significant negative correlation between seed-stem storage time and survival rate; the significant interaction of storage time and soaking time existed in survival rate, dry tuber yield, and starch yield; soaking the fresh seed-stems could reduce survival rate and yield; soaking the preserved seed-stems for a short time was beneficial to the increase in survival rate, dry tuber yield, and starch yield of cassava; for the seed-stems preserved for 7～14 days, the 2-h soaking treatment could enhance both dry tuber yield and starch yield by over 11.0% in comparison with the not-soaking treatment.

Cassava; Seed-stem; Storage; Soaking; Drought resistance

2016-05-17

現(xiàn)代木薯產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系建設(shè)專(zhuān)項(xiàng)資金(CARS-12-hnhj);中國(guó)熱帶農(nóng)業(yè)科學(xué)院熱帶作物品種資源研究所非營(yíng)利性科研機(jī) 構(gòu)改革專(zhuān)項(xiàng)啟動(dòng)費(fèi)資助項(xiàng)目(PZS-201518)。

楊玉皎(1989─),女,研究實(shí)習(xí)員,從事木薯抗旱栽培研究。*通訊作者:劉海剛。

S533

A

1001-8581(2016)11-0010-05