隴中半干旱區滴灌條件下馬鈴薯淀粉積累期不同品種干物質的積累與分配規律

柳永強，謝奎忠，陸立銀，胡新元，羅愛花

（1.甘肅省農業科學院馬鈴薯研究所，蘭州，730070；2.甘肅省農業科學院）

隴中半干旱區滴灌條件下馬鈴薯淀粉積累期不同品種干物質的積累與分配規律

柳永強1，謝奎忠1，陸立銀1，胡新元2，羅愛花1

（1.甘肅省農業科學院馬鈴薯研究所，蘭州，730070；2.甘肅省農業科學院）

在隴中半干旱區，采用黑膜下滴灌模式種植，研究了19個馬鈴薯品種（系）淀粉積累期干物質的積累與分配規律。試驗結果表明，在淀粉積累期，馬鈴薯干物質主要通過葉片合成并在塊莖積累，塊莖干物質含量約占干物質總量的70%；19個品種中，隴薯9號和中薯18號干物質總量最高，中薯18號、中薯19號、中薯901、LY08104-12和莊薯3號干物質總量和塊莖干物質分配比率均較高；另外，19個馬鈴薯品種的莖稈干物質含量差異較大，L0527-4、隴薯8號、隴薯9號莖稈干物質含量很高，基本達到干物質總量的15%以上，同時，這3個品種的塊莖干物質分配率較低，均在60%以下，說明干物質從葉片向塊莖運輸時，莖稈截留也是塊莖干物質積累的限制因素。

馬鈴薯；淀粉積累期；干物質；積累；分配

馬鈴薯（Solanum tuberosumL.）是世界上重要的糧菜兼用作物之一，我國馬鈴薯種植面積及總產居世界首位[1，2]。馬鈴薯產量由其干物質的積累量所決定，莖、葉、根的干物質合成與分配是馬鈴薯塊莖產量形成的重要因素，干物質在各器官的分配隨馬鈴薯生長發育進程的不同而不同[3～5]。研究發現，合理的栽培措施可促進馬鈴薯干物質的積累與合理分配，提高馬鈴薯塊莖產量[6]，而馬鈴薯全株干物質積累量是產量形成的物質基礎，干物質的分配方向是影響產量的關鍵因素[7]。近年來，關于旱作區馬鈴薯干物質積累與分配的研究較多，且大多集中在研究特定品種在各個生育時期的干物質含量變化，而利用較多典型品種，研究特定生育期馬鈴薯干物質積累與分配規律的報道較少。本試驗在隴中半干旱區，采用黑膜下滴灌模式種植，通過測定19個馬鈴薯品種器官干物質含量，探討淀粉積累期的干物質積累和分配規律。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況

試驗地點位于甘肅定西市安定區香泉鎮香泉村，位于東經103°52′～105°13′、北緯34°26′～35°35′，海拔2 092 m，年無霜期138 d，年均降雨量400 mm，年均氣溫5.7℃，年均太陽輻射592.72 kJ/cm2，年均日照時數2 476.6 h，屬中溫帶半干旱區，土壤類型為黃綿土。

1.2 試驗材料

試驗供試品種（系）為隴薯10號、隴薯11號、隴薯12號、隴薯3號、隴薯6號、隴薯7號、隴薯8號、隴薯9號、L0527-2、L0527-4、L1039-6、LY08104-12由甘肅省農業科學院馬鈴薯研究所提供，青薯9號由青海省農業科學院提供，天薯11號由天水市農業科學院提供，中薯18號、中薯19號、中薯21號、中901由中國農科院蔬菜所提供，莊薯3號由莊浪縣農業技術推廣中心提供。

1.3 試驗設計

試驗于2015年在甘肅省農業科學院馬鈴薯研究所試驗基地進行。試驗設19個品種處理，隨機區組排列，3次重復。小區為4壟區，長8 m，寬4.8 m，小區面積38.4 m2。試驗于4月中下旬深耕整地，5月13日人工點播，播深8～10 cm，株距32 cm，密度52 080株/hm2。施肥為基施，每1 hm2施腐熟雞糞5625kg、尿素150 kg、撒可豐復合肥1 500 kg。種植模式為黑膜下滴灌壟作雙行，全生育期灌水量1 245 m3/hm2。

1.4 指標測定與數據分析

每區選代表性植株3株，將葉片、莖稈、根系和塊莖分切，稱鮮質量后取樣封裝，120℃殺青30 min，80℃烘干后稱質量。干物質含量=樣品干質量/樣品鮮質量，取平均值；器官干物質分配比率（%）=100%×（器官干物質含量/干物質總量）。采用Excel軟件進行數據分析及作圖。

2 結果與分析

2.1 隴中半干旱區馬鈴薯淀粉積累期各器官干物質含量

表1顯示，在淀粉積累期，19個馬鈴薯品種（系）中，隴薯7號、隴薯8號和隴薯9號的莖稈干物質 含 量 較 高 ， 而 L0527-2、LY08104-12、隴薯6號、天薯11號和中薯19號的莖稈干物質含量較低，并且，前3個品種（系）的莖稈干物質含量基本達到后5個品種（系）的3倍。19個馬鈴薯品種（系）中，L0527-2、LY08104-12、隴薯8號、隴薯9號、中薯901和莊薯3號的葉片干物質含量較高，而L1039-6、隴薯10號和隴薯12號的葉片干物質含量較低。馬鈴薯根系干物質含量普遍較低，只有隴薯6號、隴薯9號和中薯19號品種根系干物質含量較高。而馬鈴薯塊莖干物質含量均較高，約占植株干物質總量的70%，其中，中薯18號和中薯19號的塊莖干物質含量最高，分別達到289.18、285.95 g/kg；L0527-4、隴薯12號和隴薯6號的塊莖干物質含量較低，分別為70.05、80.80、107.35 g/kg。綜合表1可以看出，在淀粉積累期，馬鈴薯干物質主要集中在葉片和塊莖，莖稈干物質含量較低，根系干物質含量極低，說明干物質在馬鈴薯葉片合成后，通過莖稈向塊莖運輸，最后在塊莖積累。

表1 19個品種（系）馬鈴薯淀粉積累期各器官干物質分配比率

2.2 隴中半干旱區馬鈴薯淀粉積累期各器官干物質的分配

由表1可看出，在馬鈴薯淀粉積累期，不同品種馬鈴薯干物質總含量差異很大，其中，隴薯9號和中薯18號干物質總量明顯較高，分別達到422.06、412.46 g/kg，相反，L0527-4和隴薯12號干物質總量極低，分別為146.74、126.17 g/kg，前者基本是后者的3倍左右。從干物質在馬鈴薯各器官中的分配比率來看，馬鈴薯塊莖和根系中的干物質分配量比較穩定，塊莖干物質含量基本占干物質總量的50%～80%，根系干物質含量普遍在10%以下。馬鈴薯莖稈干物質分配在品種間差異極大，L0527-4、隴薯8號和隴薯9號的莖稈干物質含量很高，基本達到干物質總量的 15%以上，而 L0527-2、LY08104-12、天薯11號、中薯18號和中薯19號的莖稈干物質分配比率僅為3%左右。另外發現，塊莖干物質含量較低的品種（系）L0527-4、隴薯8號和隴薯9號，其莖稈干物質含量很高，這種對應說明，馬鈴薯干物質合成后，在從葉片向塊莖運輸的過程中，莖稈截留是塊莖干物質積累受阻的因素之一。

3 結論與討論

作物的源和庫由作物不同器官構成，源為庫提供養料，庫貯存、轉化或消耗這些養料，二者相輔相成[8]。源是產量庫形成和充實的物質基礎，在一定范圍內增源即能增產，馬鈴薯植株的源器官主要是葉片，塊莖是永恒的庫，這與其他作物的生物學特性不同[9]。同化物向各個器官的運輸與分配，直接關系到植物體生長發育的好壞與經濟產量的高低[10]。從19個馬鈴薯品種淀粉積累期器官干物質積累與分配特點來看，馬鈴薯干物質主要集中在塊莖和葉片中，塊莖干物質含量基本在70%左右，馬鈴薯葉片干物質含量在18%左右，這是因為，馬鈴薯首先在葉片合成干物質，然后向塊莖運輸并積累。本研究也發現，馬鈴薯莖稈干物質分配在品種間差異極大，L0527-4、隴薯8號和隴薯9號的莖稈干物質含量遠高于平均值，達到干物質總量的15%。同時，L0527-4、隴薯8號和隴薯9號塊莖干物質分配低于60%，說明馬鈴薯干物質合成后，從葉片向塊莖運輸過程中，莖稈截留是塊莖干物質積累受阻的重要因素之一，這些研究結論在以前的文獻中未見報道。另外，本研究選用的19個旱作區常用馬鈴薯品種（系），其本身的熟性差異對淀粉的積累與分配也存在影響，因此，試驗結論的穩定與系統性還有待進一步驗證。

[1]柳永強，楊謀，馬廷蕊，等.隴東旱塬麥后搶茬夏播繁育馬鈴薯脫毒種薯[J].長江蔬菜，2012（8）：44-45.

[2]柳永強，王一航，高彥萍，等.馬鈴薯移栽苗剪插快繁脫毒微型種薯技術[J].長江蔬菜，2010（7）：13-14.

[3]高聚林，劉克禮，張寶林，等.馬鈴薯干物質積累與分配規律的研究[J].中國馬鈴薯，2003，17（4）：209-212.

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[5]王愛華，張文芳，黃沖平.馬鈴薯干物質分配與器官建成的動態模擬研究[J].生物數學學報，2005（20）：356-362.

[6]盧建武，邱慧珍，張文明，等.半干旱雨氧農業區馬鈴薯干物質和鉀素積累與分配特性[J].應用生態學報，2013（24）：423-430.

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[10]楊進榮，王成社，李景琦.馬鈴薯干物質積累及分配規律研究[J].西北農業學報，2004，13（3）：118-120.

Dry Matter Accumulation and Distribution Pattern of Different Potato Cultivars in Starch Accumulation Period in Longzhong Semiarid Area by Using Drip Irrigation

LIU Yongqiang1,XIE Kuizhong1,LU Liyin1,HU Xinyuan2,LUO Aihua1
(1.Potato Research Institute,Gansu Academy of Agricultural Sciences,Lanzhou 730070; 2.Gansu Academy of Agricultural Sciences)

This paper researched the dry matter accumulation and distribution pattern of 19 potato cultivars in starch accumulation period by using drip irrigation planting mode under black mulch in Longzhong semiarid area.The results showed that potato dry matter mainly synthesized in leaves and accumulated in tubers,and tuber dry matter content was about 70%of the total dry matter.The total dry matter of Longshu No.9 and Zhongshu No.18 was the highest,and Zhongshu No.18,Zhongshu No.19,Zhongshu 901,LY08104-12 and Zhuangshu-3 had higher partitioning ratios of dry matter and tuber dry matter.In addition,the potato stem dry matter content had large differences among the 19 cultivars. L0527-4,Longshu No.8 and Longshu No.9 had higher stem dry matter content,which reached more than 15%of total dry matter,but they had lower tuber dry matter distribution ratio,all below 60%,indicating that stem throttle was the limiting factor of tuber dry matter accumulation when dry matter transported from leaves to tuber.

Potato;Starch accumulation period;Dry matter;Accumulation;Distribution

S532

A

1001-3547（2016）16-0057-03

10.3865/j.issn.1001-3547.2016.16.021

科技部農轉資金項目（2014GB2G100146）；農業部公益性行業（農業）科研專項（201503001-7）

柳永強（1982-），男，碩士，助理研究員，主要從事馬鈴薯栽培，電話：13659480919，E-mail：potatos@126.com

胡新元（1972-），通信作者，男，碩士，副研究員，主要從事植物營養與肥料

2016-06-14