源庫(kù)關(guān)系調(diào)控對(duì)木薯主要農(nóng)藝性狀的影響①

張光勇 杜 浩 孫寅虎 李宗鍇 高 梅 鄧成菊 劉學(xué)敏 楊紹瓊 陳偉強(qiáng)

(云南省紅河熱帶農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所 云南河口 661300)

源庫(kù)兩類器官的數(shù)量及其機(jī)能的相互協(xié)調(diào)，是作物生產(chǎn)力的重要決定因素[1]，自1928年Mason和Maskell提出作物產(chǎn)量的源庫(kù)理論以來(lái)[2]，各方面專家學(xué)者對(duì)以水稻、玉米、小麥為主的禾本科作物[3-6]以及棉花、果樹(shù)、馬鈴薯等其他作物[2,7-8]進(jìn)行了大量的研究，而對(duì)于木薯庫(kù)源關(guān)系的研究較少。

木薯(Manihot esculentaCrantz)，別稱樹(shù)番薯、樹(shù)木薯，大戟科木薯屬[9]，與紅薯、馬鈴薯構(gòu)成世界三大薯類作物，同時(shí)也是世界上第六大能源作物[10]。木薯是一種典型的塊根類作物，其收獲器官塊根屬于變態(tài)根的一種。深入了解木薯的源庫(kù)關(guān)系不僅有助于提高木薯的生產(chǎn)潛力，而且有助于了解塊根類作物的源庫(kù)關(guān)系。按照源庫(kù)關(guān)系理論原理，木薯的源是莖葉，是木薯生產(chǎn)光合同化物的場(chǎng)所；木薯的庫(kù)是地下部塊根，是積累光合同化物的場(chǎng)所，是經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量形成的器官[11]。當(dāng)前對(duì)木薯源庫(kù)關(guān)系的研究主要是生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑、氮肥用量等方面[11-13]。對(duì)于物理摘除莖葉和薯塊對(duì)源庫(kù)關(guān)系的影響研究，尚未有相關(guān)報(bào)道。本研究通過(guò)比較不同的源調(diào)控(莖葉摘除)和庫(kù)調(diào)控(薯塊摘除)條件下木薯的株高、莖粗、產(chǎn)量、薯塊數(shù)、淀粉含量等，探索分析其相關(guān)性，其結(jié)果為明確木薯源庫(kù)關(guān)系，木薯的選育種和進(jìn)一步提高木薯經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量提供參考依據(jù)。

1材料與方法

1.1材料

試驗(yàn)地點(diǎn)位于云南省紅河熱帶農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所，處于云南省河口縣紅河流域低熱河谷地區(qū)。試驗(yàn)供試品種 ‘華南10號(hào)’已引進(jìn)栽培多年，筆者連續(xù)幾年觀察發(fā)現(xiàn)其在該地區(qū)適應(yīng)性較好，該品種在當(dāng)?shù)氐脑囼?yàn)表明，氣溫20℃以上時(shí)10 d左右即可發(fā)芽出土，在70 d內(nèi)是生根發(fā)芽的旺盛期，這一階段的養(yǎng)分主要靠種莖貯藏養(yǎng)分供應(yīng)；70～90 d為結(jié)薯期，這時(shí)塊根數(shù)基本穩(wěn)定，單株平均結(jié)薯8個(gè)左右，這為后續(xù)摘除薯塊試驗(yàn)奠定了基礎(chǔ)；90～280 d為塊根膨大期，這時(shí)的養(yǎng)分供應(yīng)與肥水及光合作用有關(guān)，塊根的淀粉含量與干物質(zhì)積累在不斷提高，之后葉片開(kāi)始脫落，塊根生長(zhǎng)緩慢直至停止。

試驗(yàn)地木薯于2018年3月定植，株行距為1.2m×1.5 m，9株(3行×3列)為一個(gè)小區(qū)進(jìn)行拉線間隔標(biāo)記，共設(shè)置48個(gè)小區(qū)。

1.2 方法

1.2.1 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)處理分為4組。對(duì)照(CK)為常規(guī)栽培，不作任何處理； A組為摘除木薯葉片處理，木薯定植120 d，均勻摘除木薯全部葉片的20%、30%、40%、50%,記作A-1、A-2、A-3、A-4；B組為摘葉時(shí)間對(duì)比處理，分別于木薯定植60、90、120、150和180 d，均勻摘除木薯全部葉片的30%,記作B-1、B-2、B-3、B-4、B-5；C組摘除木薯地下塊根處理，于木薯定植150 d，小心挖出地下塊根，設(shè)置分別摘除1個(gè)、2個(gè)、3個(gè)、4個(gè)塊根處理，摘除的塊根稱重并納入單株產(chǎn)量、塊根數(shù)計(jì)算，分別記作為C-1、C-2、C-3、C-4；D組為摘除塊根對(duì)比處理，設(shè)置木薯定植90、120、150、180和240 d，摘除2個(gè)薯塊處理，摘除的塊根稱重并納入株產(chǎn)量、塊根數(shù)計(jì)算，記作D-1、D-2、D-3、D-4、D-5；以上所有處理均3次重復(fù)(小區(qū))，所有小區(qū)進(jìn)行隨機(jī)區(qū)組排列，其中處理A-2和B-3，C-2和D-3相同，不重復(fù)設(shè)置。

2019年1月進(jìn)行木薯收獲，測(cè)量記錄株高、莖粗、莖重，株產(chǎn)量、薯塊數(shù)、淀粉含量等。淀粉含量測(cè)定參照 《植物生理學(xué)實(shí)驗(yàn)手冊(cè)》[14]中蔥酮比色法測(cè)定。

1.2.2 數(shù)據(jù)分析

采用SPSS 22.0和Excel 2003進(jìn)行數(shù)據(jù)處理及分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同摘葉數(shù)量源調(diào)控下木薯農(nóng)藝性狀分析

不同摘葉數(shù)量對(duì)木薯農(nóng)藝性狀的影響見(jiàn)表1。隨著摘葉數(shù)量的增加，木薯的莖粗、薯重、淀粉含量、收獲指數(shù)差異顯著且依次降低，摘葉數(shù)量20%、30%、40%、50%，木薯單株產(chǎn)量依次減少9.0%、19.7%、30.9%、49.4%。株高差異顯著且依次增高，莖重除摘除葉片20%與對(duì)照未達(dá)到顯著水平外，其余均達(dá)到顯著水平且依次降低，薯塊數(shù)差異不顯著，均在8.7～8.9。由此可見(jiàn)，摘葉處理后木薯源光合同化葉減少，產(chǎn)量顯著降低。

2.2 不同摘葉時(shí)間源調(diào)控下木薯農(nóng)藝性狀分析

不同摘葉時(shí)間對(duì)木薯農(nóng)藝性狀的影響見(jiàn)表2。木薯定植60、90、120、150和180 d，摘除木薯葉片，與對(duì)照相比株高顯著增高，但處理間差異不顯著；莖粗、收獲指數(shù)60、90、120 d處理顯著降低，150、180 d處理與對(duì)照未達(dá)到顯著水平；單株產(chǎn)量除180 d處理未達(dá)顯著水平外， 60、90、120、150 d處理產(chǎn)量依次降低33.7%、29.8%、19.7%；莖重除180 d處理未達(dá)顯著水平外，與對(duì)照相比，均顯著降低；薯塊數(shù)60、90 d處理顯著降低，其余處理未達(dá)到顯著水平；淀粉含量180 d處理未達(dá)到顯著水平，其余均顯著降低。由此可見(jiàn)，隨著摘葉時(shí)間往后推移，摘葉處理對(duì)木薯產(chǎn)量的影響逐步減小。

表1 不同摘葉數(shù)量源調(diào)控下木薯農(nóng)藝性狀

表2 不同摘葉時(shí)間源調(diào)控下木薯農(nóng)藝性狀

2.3 不同摘薯數(shù)量庫(kù)調(diào)控對(duì)木薯農(nóng)藝性狀的影響

不同摘薯數(shù)量庫(kù)調(diào)控對(duì)木薯農(nóng)藝性狀的影響見(jiàn)表3。木薯株高、莖重、薯塊數(shù)、淀粉含量與對(duì)照未達(dá)顯著水平；莖粗除摘除1個(gè)塊根處理與對(duì)照未達(dá)到顯著水平外，其余處理莖粗顯著增加；木薯單株產(chǎn)量顯著增高，摘除1、2、3、4個(gè)塊根處理產(chǎn)量依次增高5.1%、12.4%、15.7%、21.9%；收獲指數(shù)除摘除1個(gè)塊根處理與對(duì)照未達(dá)到顯著水平外，其余處理收獲指數(shù)顯著增高。由此可見(jiàn)，150 d摘除薯塊處理未能改變木薯的結(jié)薯量，但促進(jìn)了木薯產(chǎn)量的顯著增高，且在處理范圍內(nèi)，摘薯量越多，最終產(chǎn)量越高。

表3 不同摘薯數(shù)量庫(kù)調(diào)控對(duì)木薯農(nóng)藝性狀的影響

2.4 不同摘薯時(shí)間庫(kù)調(diào)控對(duì)木薯農(nóng)藝性狀的影響

不同摘薯時(shí)間庫(kù)調(diào)控對(duì)木薯農(nóng)藝性狀的影響見(jiàn)表4。木薯株高、莖重、淀粉含量與對(duì)照未達(dá)到顯著水平；莖粗除150 d處理莖粗顯著高于對(duì)照外，其余處理未達(dá)到顯著水平；株產(chǎn)量、收獲指數(shù)150、180、240 d處理產(chǎn)量顯著高于對(duì)照， 90、120 d處理未達(dá)到顯著水平，株產(chǎn)量分別增產(chǎn)12.4%，15.7%，11.8%；薯塊數(shù)90、120 d處理顯著高于對(duì)照，其余未達(dá)到顯著水平。由此可見(jiàn)，摘薯處理促進(jìn)木薯產(chǎn)量增加，且木薯定植150 d后摘薯處理產(chǎn)量增加顯著，90、120 d摘薯處理增產(chǎn)不顯著考慮是由于摘薯時(shí)間較早，摘除的薯塊未能足夠膨大，對(duì)最終產(chǎn)量貢獻(xiàn)較少導(dǎo)致。

表4 不同摘薯時(shí)間庫(kù)調(diào)控對(duì)木薯農(nóng)藝性狀的影響

2.5 木薯源庫(kù)相關(guān)性分析

木薯的株高、莖粗、木薯重、莖重、薯塊數(shù)、淀粉含量、收獲指數(shù)兩兩相關(guān)性分析結(jié)果見(jiàn)表5，在試驗(yàn)范圍內(nèi)，木薯株高與莖粗、木薯重、莖重、淀粉含量、收獲指數(shù)均呈極顯著負(fù)相關(guān)，與薯塊數(shù)顯著負(fù)相關(guān)； 株高、莖粗、木薯重、莖重、淀粉含量、收獲指數(shù)之間均為極顯著正相關(guān)。

表5 源庫(kù)相關(guān)性分析

3 討論與結(jié)論

結(jié)合2.1、2.2木薯摘葉源處理對(duì)木薯各農(nóng)藝指標(biāo)分析表明：對(duì)木薯進(jìn)行摘葉處理，木薯的莖粗、莖重、薯重、淀粉含量、收獲指數(shù)均出現(xiàn)顯著或不顯著下降，這說(shuō)明在結(jié)薯盛期與塊根膨大期薯塊養(yǎng)分供應(yīng)與葉面積有明顯相關(guān)，可能是光合作用同化葉片的減少導(dǎo)致的；株高顯著增加，考慮是摘葉處理促進(jìn)了木薯的抗逆性生長(zhǎng)，其機(jī)理還有待進(jìn)一步研究。而木薯的薯塊數(shù)僅在60和90 d摘葉顯著低于對(duì)照，說(shuō)明薯塊數(shù)的多少與品種特性以及這時(shí)期養(yǎng)分的主要來(lái)源是靠種莖貯藏的養(yǎng)分，與摘葉數(shù)量無(wú)顯著相關(guān)，這可能是由于木薯塊根數(shù)量的形成在木薯定植90 d內(nèi)已基本穩(wěn)定導(dǎo)致的。

結(jié)合2.3、2.4木薯摘薯庫(kù)處理對(duì)木薯各農(nóng)藝指標(biāo)分析表明：木薯定植150、180、240 d進(jìn)行摘除薯塊處理，木薯薯重、收獲指數(shù)均顯著高于對(duì)照，且隨著摘薯數(shù)量的增加，木薯產(chǎn)量顯著增加，90、120 d摘薯處理薯重、收獲指數(shù)與對(duì)照相比差異不顯著，考慮是由于摘薯時(shí)間較早，摘除的薯塊未能足夠膨大，對(duì)最終產(chǎn)量貢獻(xiàn)較少導(dǎo)致的。木薯薯塊數(shù)90、120 d處理顯著高于對(duì)照，150、180、240 d處理與對(duì)照未達(dá)到顯著水平，這可能是由于木薯定植120 d以前摘除木薯塊促進(jìn)了薯塊的再生，而150、180、240 d處理，薯塊已經(jīng)無(wú)法再生導(dǎo)致。

對(duì)木薯的株高、莖粗、木薯重、莖重、薯塊數(shù)、淀粉含量、收獲指數(shù)進(jìn)行兩兩相關(guān)性分析表明：木薯薯重、薯塊數(shù)、收獲指數(shù)與莖重、薯塊數(shù)、莖粗、薯塊數(shù)、淀粉含量呈極顯著正相關(guān)，與株高呈顯著或極顯著負(fù)相關(guān)。這一結(jié)論與李標(biāo)對(duì)馬鈴薯結(jié)薯性能的影響相關(guān)性分析具有一定的一致性[15]，據(jù)于此，木薯選種上應(yīng)盡量選擇矮粗品種以達(dá)到高產(chǎn)的目的。