馬鈴薯葉面積與產量、品質關系研究

李俊，鐘英娜，郭華春

（云南農業大學農學與生物技術學院，云南昆明650201）

馬鈴薯葉面積與產量、品質關系研究

李俊，鐘英娜，郭華春*

（云南農業大學農學與生物技術學院，云南昆明650201）

測定了5個馬鈴薯品種的葉面積和系數法的矯正系數，進行了葉面積與塊莖產量和品質的相關性分析。結果表明，5個馬鈴薯品種的葉面積和矯正系數（K）具有極顯著差異，矯正系數不能在品種間通用。葉面積與產量有顯著的正相關，但與淀粉、蛋白等品質指標無相關性，表明葉面積的增加能加強光合產物的輸出，提高馬鈴薯的經濟產量。

馬鈴薯；葉面積；矯正系數；產量；品質

葉片是綠色植物進行光合作用的主要器官。在農業生產中，作物產量的形成主要依靠葉片的光合作用，提高作物經濟產量的根本途徑是改善其光合性能，即：提高光合能力、增加光合面積、延長光合時間、降低產物消耗及經濟系數提高。葉面積的大小與光合面積直接相關，因此，葉面積的測量在研究植物營養、作物栽培、遺傳育種、農田生態系統及植保措施等諸多方面都具有重要作用。

葉面積的測定方法多種多樣，既有傳統的方格法、稱重法、求積儀法、系數法和回歸方程法等，也有用LI-3000和GSta等葉面積儀直接測定法[1]。隨著圖像處理技術及分析軟件的發展，數碼相機、掃描儀逐漸應用到葉面積的測定上來[2-6]。這些方法各有優缺點，如圖像分析法對于馬鈴薯葉面積具有較高的精度和準確性[7]，但是圖像采集需要數碼相機或掃描儀，數據分析需要電腦、相應的軟件，而測量外形復雜的葉片則使精度降低[8]。因此，實際應用時應根據測量對象、要求精度和條件采用不同的方法進行葉面積測定。

馬鈴薯作為四大作物之一，在我國栽培面積較廣，對廣大農村和基層科研部門來說，尋求一種簡易實用的測量方法是有必要的。系數法屬于一種傳統測量方法，具有較強的實用性。趙春燕等[9]曾用系數法測定了一個馬鈴薯品種的葉面積，得出其矯正系數（K值），但此值能否用于其他馬鈴薯品種的測定未給出結論。因此，采用系數法進一步增加測試品種數量，觀察馬鈴薯各品種間的K值是否具有通用性具有一定意義。同時，各品種葉面積的差異會影響到光合產物的輸出，葉面積大小和地下塊莖產量、品質是否具有一定的聯系，這些問題的闡明對于大田栽培、種質資源評價、育種等將提供有益的參考和借鑒。

1 材料與方法

1.1 材料

試驗的馬鈴薯品種，分別是‘合作88’、‘麗薯6號’、‘劍川紅’、‘轉心烏’及‘黑美人’，其中前2個是云南主栽品種，后3個都是彩色品種，‘劍川紅’與‘轉心烏’是云南地方品種，‘黑美人’是國外引進品種，種薯均由云南農業大學薯類作物研究所提供。

試驗于2011年3～10月在云南農業大學后山農場及云南農業大學薯類作物研究所進行。土壤施足底肥后于3月23日播種，采用單行起壟播種，株行距為0.3 m×0.6 m，每個品種40株；田間管理包括中耕除草、追肥培土、人工澆灌及病蟲害防治等，8月20日當大部分葉片變黃時收獲。

1.2 方法

1.2.1 葉面積測定

測定采用系數法，實際葉面積采用紙樣稱重法進行[9,10]。在馬鈴薯盛花期，每個品種隨機選擇15株長勢正常的植株，每株選取2片功能葉，平整放置后量取葉長和最大葉寬，隨后在標準A4紙上精確描繪葉片形狀，裁剪紙模烘干后在萬分之一電子分析天平上稱取重量。每個品種各測定30個葉片。以每片葉的實際面積除以長寬積得到系數，最后取各葉系數的平均值為矯正系數（K值）。

1.2.2 產量及品質分析

收獲時記錄每個品種的株數、總質量，并按質量大小對塊莖進行分級。每個品種選取5～6個0.05 kg以上的塊莖，稱重后切成薄片，放入烘箱烘烤至恒重，取出后即刻稱取重量，以干重比上鮮重得到干物質的百分含量。烘干的薄片用大德牌中藥粉碎機（DFY-500）進行粉碎得到干粉，用于品質分析。可溶性糖及可溶性蛋白分別用蒽酮硫酸法和雙縮脲法測定[11]，淀粉含量用碘比色法測定[12]。

各指標測定完成后，以實際葉面積進行相關性分析。

1.2.3 數據分析

數據分析采用Microsoft Excel 2003和IBM SPSS Statistics 19進行。

2 結果與分析

2.1 各品種葉面積

通過紙樣稱重法得到實際葉面積，與葉長×葉寬的值相比就可得到各品種的矯正系數（K值），各品種矯正系數和實際葉面積見表1。

表1 各品種的矯正系數和葉面積Table 1 Corrected coefficient and leaf area for each of varieties

從表1中可以看出，各品種間所得到的矯正系數具極顯著的差異（F=5.237，p＜0.01），數值在0.7632～0.8132之間，最大的‘劍川紅’與最小的‘合作88’間差值為0.0500，即使是較為接近的‘麗薯6號’與‘黑美人’之間差值也有0.0079，這些K值如果在這5個品種間相互通用的話將造成0.13～1.35 cm2的葉面積誤差，最終影響到測定結果的準確性。

各品種間的葉面積也具有極顯著差異（F=23.865，p＜0.01），普通品種‘合作88’與‘麗薯6號’具有較大的葉面積，均超過20 cm2，而3個彩色品種的葉面積相對較小，與前2個品種差異極其顯著（p＜0.01），而‘黑美人’是5個品種中葉面積最小的。

2.2 產量及品質分析

測產結果見表2，葉面積較小的彩色品種產量較低，塊莖以小薯為主；2個普通品種產量明顯高于彩色品種，單薯重、中大薯比例增加，其中‘麗薯6號’中大薯比例達到70%以上。葉面積大小與植株單產具有顯著的正相關性（r=0.915，p=0.029＜0.05），如圖1所示。

表2 各品種的產量指標及分級Table 2 Tuber yield and distribution for each of five varieties

圖1 各品種葉面積與單株產量的相關性Figure 1 Correlation between leaf area and tuber yield per hill in five potato varieties

表3 塊莖營養品質分析（%）Table 3 Nutritional quality in five potato varieties

各品種主要營養指標如表3，干物質、可溶性蛋白與糖含量、淀粉含量這些營養指標與葉面積大小無相關性（p＞0.05）。

3 討論

系數法測定植物葉片具有不損傷葉片、簡便易行特點，實用性較強。實際應用中，只需得到矯正系數K值就可以通過測量葉長和最大葉寬的值得到葉面積。馬鈴薯葉片較為柔軟，使用需要快速拉動的葉面積測定儀時容易撕裂葉片，同時葉片會部分重疊，造成測定誤差。如本試驗中曾使用進口的CI-203手持式激光葉面積儀進行測定，但由于上述原因而放棄，最終用紙樣稱重法確定實際葉面積。本次測定的5個品種K值都不一樣，具有品種特異性，與‘大西洋’0.7264的矯正系數[9]也有大的差異，這說明了不同馬鈴薯品種間葉形變化較大，矯正系數也具有明顯差異，品種間不具備通用性。因此在使用系數法測定馬鈴薯葉面積時，不同品種都應單獨計算矯正系數。由于各地區推廣栽培的品種不一樣，葉片性狀特征也具有差異，因此某一個品種的K值是不能應用于其他品種的。

作物產量的形成和品質都依賴于光合器官向貯藏器官的輸出，灌溉、施肥、修剪等田間管理措施及培育良種的主要目的就是為了改善其光合性能，提高經濟產量。雖然葉面積大小與作物的總光合面積不一定成正比關系，農業生產中更多采用的是葉面積指數（LAI）[13-16]，但研究顯示作物的葉面積與產量具有正相關關系[17,18]。在本研究中，5個品種的葉面積與產量有顯著的正相關性，說明相對較大的葉面積有利于提高馬鈴薯的經濟產量。當然，馬鈴薯經濟產量的形成較為復雜，與植株的葉面積指數、光合效率、葉片功能期及主莖（分枝）數、結薯數等均有密切的關系[19-21]，在研究時葉面積只能作為參數之一，產量的相關性要綜合多個因素考慮。

另外，這5個品種的葉面積與塊莖品質之間并無相關性，這可以從源庫關系進行分析，即光合產物輸出多少與貯藏庫的容量成正比，與品質不一定相關，如淀粉這一主要指標在5個品種間并無顯著差異。

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Correlation of Leaf Area with Yield and Quality in Potato

LI Jun,ZHONG Yingna,GUO Huachun＊
(College of Agronomy and Biological Technology,Yunnan Agricultural University,Kunming,Yunnan 650201,China)

The leaf area and corrected coefficient of five potato varieties were measured and furthermore the correlation between leaf area,and yield and quality was analyzed.The results showed that the leaf area and corrected coefficient of five potato varieties had highly significant difference and the coefficient obtained in one variety would not be applied in another. Moreover,leaf area had significant positive correlation with tuber yield but not with any quality trait.These suggested that the enlargementofleafarea could enhance the exportofphotosynthetic productand cause increase in economic yield.

potato;leaf area;corrected coefficient;yield;quality

S532

A

1672－3635（2013）01-0034-04

2012-12-10

國家現代農業產業技術體系建設專項資金（CARS-10）；國家自然基金：馬鈴薯高花色苷品種（系）的UV-B輻射耐受性研究（項目批準號：31260342）

李俊（1971-），男，碩士，講師，主要從事馬鈴薯栽培生理研究。

郭華春，教授，主要從事馬鈴薯栽培、育種等研究，E-mail:ynghc@126.com。