硼砂浸種處理對馬鈴薯萌發的影響

馬光恕，廉華，林曉穎，王彥宏，杜景男

（黑龍江八一農墾大學農學院，黑龍江大慶，163319）

馬鈴薯是世界第四大糧食作物之一，2008年中國馬鈴薯種植面積為466.7萬hm2，產量為 6 479萬t，平均產量為13.88 t/hm2[1]。黑龍江省是我國馬鈴薯的主產省份，2006年黑龍江省馬鈴薯播種面積31.93萬hm2，總產量 405萬 t，每 1 hm2產量 12.685 t，播種面積和產量均居全國第7位[2]。同時，馬鈴薯也是黑龍江省單位面積經濟效益最高的農作物，單位面積純收益是小麥的 4 倍，大豆、玉米的 2 倍，水稻的 1.26 倍[3]，馬鈴薯產業在黑龍江省農業結構調整和促進農民增收中占有重要的地位。

早在1923年，Warington就證實硼是植物生長發育所必需的礦質營養元素。此后，人們研究發現硼對植物細胞壁和細胞膜的結構與穩定、碳水化合物的運輸、蛋白質和核酸的代謝、花粉萌發和花粉管的生長等都有著廣泛的影響[4]。

近年來，農業科學家們對硼素與農作物生長和發育之間的關系越來越重視，已在大豆、玉米、水稻及多種蔬菜中做過大量研究[5～7]，關于硼素在馬鈴薯生產上的研究近些年來也逐漸重視起來[8～10]。本試驗利用不同濃度的硼砂浸種馬鈴薯，研究硼素對馬鈴薯種薯萌發的影響，旨在探明硼素在馬鈴薯萌發過程中的作用效果與作用機理。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

供試品種為馬鈴薯克新13。

1.2 試驗設計

試驗共設置4個處理，即硼濃度分別為B1：0.1 mg/L，B2：0.5 mg/L，B3：2.0 mg/L，B4：5.0 mg/L。以清水為對照（CK）。試驗在室外盆栽基地進行，播種前各處理和對照均浸種24 h。2009年5月7日選取萌發程度一致的頂芽（質量25 g）播種，每個處理播種36盆，采用完全隨機設計，3次重復。播種后每天澆1次不含硼的Hoagland營養液，每3 d用水淋洗1次。播種后第4天開始取樣，各處理取代表性的植株5株，每4 d取樣1次，共5次。

1.3 試驗方法

植物學指標包括芽條長度（直尺測量）、芽條直徑（游標卡尺測量）、芽條鮮質量（天平直接稱重法）和干質量（烘干法測定）；生理指標包括種薯蔗糖含量、淀粉含量采用蒽酮比色法[11]測定；種薯還原糖含量采用3，5-二硝基水楊酸法[12]；種薯淀粉酶活性采用碘-淀粉比色法[13]。

1.4 數據分析

數據的統計分析采用Excel和DPS軟件。

2 結果與分析

2.1 硼砂浸種對種薯淀粉含量變化的影響

在萌發過程中，各處理馬鈴薯淀粉含量均呈現下降趨勢，說明種薯萌發期內淀粉逐漸分解成糖以供幼芽萌發利用。由表1可以看出，在萌發過程中，不同濃度的硼砂可不同程度的促進種薯淀粉的分解、轉化與利用。播后 4 d，B1、B2、B3、B4淀粉含量均顯著低于 CK；播后8～12 d，B4淀粉含量極顯著低于CK；播后16 d，B3、B4淀粉含量顯著低于 CK；播后 20 d，B2、B3、B4淀粉含量顯著低于CK。由此說明，硼素對初始萌發種薯內的淀粉分解具有促進作用，這種促進作用隨后下降，但高濃度的硼素作用效果依然存在，隨著萌發的進行，低濃度硼素處理的作用效果會逐漸增加。因此，硼素具有促進種薯內淀粉分解代謝及糖分運輸的生理功能。硼素通過加速種薯內淀粉的分解，把塊莖內貯藏的不可供給態的淀粉分解成糖類物質，通過輸導系統源源不斷地運輸至芽眼，促進幼芽萌發、生長。

2.2 硼砂浸種對種薯淀粉酶活性的影響

由表2可知，在種薯萌發過程中，不同處理種薯淀粉酶活性均隨著萌發進程推進，逐漸增強，在萌發的不同時期，各處理淀粉酶活性隨著硼素的增加也呈現出增高的趨勢。播后4 d，B4淀粉酶活性顯著高于CK，其他處理淀粉酶活性高于CK，但不顯著；播后8 d，B2、B3、B4淀粉酶活性極顯著高于 CK； 播后 12～20 d，各處理淀粉酶活性均極顯著高于CK。由此說明，種薯萌發初期，高濃度硼素（B4）對淀粉酶活性促進效果顯著，隨著萌發的進行，其他處理的作用效果也逐漸增強。因此，硼素具有增強淀粉酶活性，提高種薯生理活性的功能，從而促進種薯淀粉的分解，使淀粉水解為可用態的糖，從而為芽條的生長提供了碳素營養和能量，加速種薯萌發。

表1 硼砂浸種對馬鈴薯種薯萌發期淀粉含量的影響

表2 硼砂浸種對馬鈴薯種薯萌發期淀粉酶活性的影響

表3 硼砂浸種對馬鈴薯種薯萌發期還原糖含量影響

表4 硼砂浸種對馬鈴薯種薯萌發期蔗糖含量影響

2.3 硼砂浸種對種薯還原糖含量的影響

由表3可知，在種薯萌發過程中，不同處理種薯內還原糖的含量呈現增加的趨勢。播后4～8 d，B3、B4還原糖含量極顯著高于CK，B1、B2顯著高于CK；播后12 d，B2、B3、B4還原糖含量極顯著高于 CK，B1與 CK無顯著性差異；播后16～20 d，各處理還原糖含量均極顯著高于CK，并且各處理之間存在顯著性差異。由此說明，種薯萌發過程中，由于硼素促進了淀粉酶活性，加速了淀粉的分解，致使還原糖含量顯著增加，從而保證了幼芽生長有充分營養物質供應，并且提高了其生命活動，有利于種薯萌發與幼芽生長。

2.4 硼砂浸種對馬鈴薯蔗糖含量的影響

由表4可知，在種薯萌發過程中，種薯內蔗糖的含量也呈現出增高的趨勢。播后4 d，B3、B4蔗糖含量極顯著高于 CK，B1、B2顯著高于 CK；播后 8 d，各處理蔗糖含量均極顯著高于CK；播后12 d，B4蔗糖含量顯著高于 CK；播后 16～20 d，B4極顯著高于 CK，B2、B3顯著高于CK。由此說明，種薯萌發過程中，硼素具有促進糖類代謝，提高種薯內生理活性的作用。硼素對蔗糖含量的影響和還原糖含量的影響基本一致。

圖1 硼砂浸種對馬鈴薯芽長的影響

圖2 硼砂浸種對馬鈴薯芽粗的影響

圖3 硼砂浸種對馬鈴薯芽鮮質量的影響

圖4 硼砂浸種對馬鈴薯芽干質量的影響

2.5 硼砂浸種對馬鈴薯芽長、芽粗的影響

如圖1、圖2所示，在種薯萌發過程中，不同處理馬鈴薯芽長、芽粗呈增加的趨勢。在不同時期均表現為芽長、芽粗均隨硼素濃度增加而增加。播后4～8 d，B4芽長顯著高于CK，其他處理與CK無顯著性差異；播后 12～20 d，B3、B4芽長顯著高于 CK；各處理芽粗在幼芽生長過程中均顯著高于CK。由此說明硼素能夠改善馬鈴薯幼芽有機物質的供應，促進幼芽膨大。因此適量施硼能促進種薯萌芽，幼芽伸長，促進有機物質積累和運輸，增強芽勢。

2.6 硼砂浸種對馬鈴薯芽質量的影響

由圖3、圖4可知，在播后4～8 d，各處理芽鮮質量、芽干質量增長量較少，幼芽處于萌發初期，除B4顯著高于CK外，其他處理與CK差異不顯著；播后12～16 d，各處理芽鮮質量、芽干質量增長迅速，各處理增長量均顯著高于CK；播后20 d，除B1外，其他處理增長量均顯著高于CK。由此說明，硼素具有增加干物質積累的作用，芽鮮質量、芽干質量的增加與幼芽伸長、增粗相一致。

3 結論與討論

本試驗結果表明，適量硼素（2.0～5.0 mg/L）可有效地提高馬鈴薯淀粉酶活性，加速種薯內淀粉的分解，提高可溶性糖和蔗糖含量，促進種薯萌發與幼芽伸長、增粗，增強馬鈴薯芽勢，在馬鈴薯栽培過程中是保證苗齊、苗壯的必要基礎，為今后種薯播前處理提供了理論依據。

在本試驗中，硼素對幼芽的生長作用效果顯著，特別是在播后12 d以后，作用效果更明顯，這可能與此時期根系開始形成有緊密的聯系。這也與硼素能促進植物對各種營養元素的吸收[14]，提高根系活力和氮化合物的運輸和代謝[15～16]有關。

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