甘薯塊根分化建成的氮素效應(yīng)及與產(chǎn)量形成的關(guān)系.pdf

1、甘薯（Ipomoea batatas（L.）Lam.）生產(chǎn)中，生長(zhǎng)中后期（莖葉封壟期至收獲期）莖葉生長(zhǎng)過(guò)旺與塊根膨大緩慢，干物質(zhì)分配的不平衡是限制塊根產(chǎn)量提高的主要原因。促進(jìn)甘薯生長(zhǎng)前期根系生長(zhǎng)發(fā)育和塊根庫(kù)器官分化建成，在單株有效薯塊數(shù)基本穩(wěn)定的封壟期形成較多的薯塊，可以有效的牽制封壟期以后的莖葉生長(zhǎng)，促進(jìn)塊根產(chǎn)量提高。而目前大田生產(chǎn)條件下基于該思路的栽培技術(shù)措施研究較少。本研究利用單株結(jié)薯數(shù)差異顯著的甘薯品種商薯19（S19）和濟(jì)徐2

2、3（J23）為材料，在60 Kg/hm2低氮（LN60）和180 Kg/hm2高氮（HN180）2個(gè)氮素營(yíng)養(yǎng)水平下，比較研究銨態(tài)氮素硫酸銨（AN）和酰胺態(tài)氮素尿素（XN）對(duì)塊根分化建成的調(diào)控效應(yīng)及其作用機(jī)制。主要研究結(jié)果如下：
　　1、不同氮素處理甘薯莖葉封壟期結(jié)薯特性及收獲期塊根產(chǎn)量
　　莖葉封壟期2個(gè)甘薯品種單株有效薯塊數(shù)目具有顯著的氮素水平和氮素形態(tài)處理效應(yīng)，高水平氮素和酰胺態(tài)氮素處理不利于單株有效薯塊的形成，低水平銨

3、態(tài)氮素處理通過(guò)提高2個(gè)甘薯品種根徑介于0.5~1.0 cm和1.0~5.0cm的幼薯數(shù)目而顯著提高單株有效薯塊數(shù)目，其余氮素處理相較于不施氮對(duì)照不同程度的降低了單株有效薯塊的數(shù)目；
　　收獲時(shí)2個(gè)甘薯品種塊根產(chǎn)量具有顯著的氮素水平和氮素形態(tài)處理效應(yīng)，高水平氮素和酰胺態(tài)氮素處理不利于塊根產(chǎn)量形成，其中低水平銨態(tài)氮素處理塊根產(chǎn)量顯著最高，且單株有效薯塊數(shù)高于不施氮對(duì)照和其余氮素處理。
　　2、不同氮素處理甘薯生長(zhǎng)前期生物量積累、

4、分配特點(diǎn)及根系發(fā)生發(fā)育特征
　　氮素處理促進(jìn)2個(gè)甘薯品種生長(zhǎng)前期地上部基礎(chǔ)莖葉形態(tài)的建成，氮素形態(tài)處理效應(yīng)顯著，銨態(tài)氮素處理顯著高于酰胺態(tài)氮素處理，其中低水平銨態(tài)氮素處理促進(jìn)了植株主莖的伸長(zhǎng)和分枝的形成，具有最多莖分枝和最大葉面積指數(shù)；
　　氮素處理對(duì)2個(gè)甘薯品種根系生長(zhǎng)、塊根分化建成的影響大于對(duì)莖葉生長(zhǎng)的影響，且氮素水平和氮素形態(tài)處理效應(yīng)均顯著，低水平氮素處理好于高水平氮素，銨態(tài)氮素處理好于酰胺態(tài)氮素處理，且高水平氮素處理

5、和酰胺態(tài)氮素處理減少莖葉封壟期甘薯單株有效薯塊數(shù)，其中低水平銨態(tài)氮素處理具有顯著高的吸收根系生物量積累、不定根和粗根數(shù)目，較高的根系活力，和封壟期最高的單株有效薯塊數(shù)；
　　在整個(gè)生長(zhǎng)前期，2個(gè)甘薯品種低水平銨態(tài)氮素處理具有最小的地上部莖葉/總根系生物量比值（T/TR），莖葉封壟期，低水平銨態(tài)氮素處理具有較小的地上部莖葉/塊根生物量比值（T/SR）。
　　3、不同氮素處理甘薯塊根分化建成的發(fā)育和生理機(jī)制
　　3.1不同

6、氮素處理甘薯塊根分化建成相關(guān)基因的表達(dá)特點(diǎn)
　　在塊根分化建成前期（秧苗栽后14 d），2個(gè)甘薯品種的低水平銨態(tài)氮素處理的SporaminA基因、SporaminB基因和IbEXP1基因的相對(duì)表達(dá)量均顯著上升，但隨著根系的生長(zhǎng)發(fā)育基因相對(duì)表達(dá)量的提升幅度均變小（秧苗栽后21 d）；塊根分化建成后期（秧苗栽后28 d），基因的相對(duì)表達(dá)發(fā)生變化，其中SporaminA基因、SporaminB基因的相對(duì)表達(dá)量相似或略高于不施氮對(duì)照，而I

7、bEXP1基因表達(dá)下調(diào)，顯著低于不施氮對(duì)照與其余的氮素處理。
　　3.2不同氮素處理甘薯塊根分化建成IAA及其相關(guān)酶活生理機(jī)制
　　在塊根分化建成中（秧苗栽后14、21、28 d），相較于甘薯J23，具有更多單株有效薯塊數(shù)的甘薯S19根系具有低活性的IAAO、PPO、POD和高含量的IAA；
　　在整個(gè)生長(zhǎng)前期，2個(gè)甘薯品種根系IAA含量和IAAO、PPO、POD活性氮素形態(tài)處理效應(yīng)顯著，銨態(tài)氮素處理根系 IAA含量、

8、PPO活性顯著高于酰胺態(tài)氮素處理，銨態(tài)氮素處理根系IAAO、POD活性均顯著低于酰胺態(tài)氮素處理，其中低水平銨態(tài)氮素處理，其根系具有顯著低的IAAO、POD活性和顯著高的IAA含量。
　　3.3不同氮素處理甘薯生長(zhǎng)前期根系內(nèi)源ZR、IAA及其相互平衡關(guān)系
　　甘薯整個(gè)生長(zhǎng)前期根系ZR、IAA的積累代謝受到氮素營(yíng)養(yǎng)的調(diào)節(jié)，相較于ZR、IAA各自絕對(duì)含量的變化，ZR/IAA比值的變化更具有規(guī)律性；
　　在甘薯塊根分化建成前期

9、和中期（秧苗栽后14、21 d），具有更多單株有效結(jié)薯的甘薯S19根系ZR/IAA比值相似于甘薯J23，塊根分化建成后期和封壟期（秧苗栽后28、49 d）則顯著的低于甘薯J23；
　　2個(gè)甘薯品種根系ZR/IAA比值氮素形態(tài)處理效應(yīng)顯著，銨態(tài)氮素處理根系ZR/IAA比值顯著低于酰胺態(tài)氮素處理，其中低水平銨態(tài)氮素處理，在整生長(zhǎng)前期具有顯著低和相似于不施氮對(duì)照的ZR/IAA比值，其余氮素處理的ZR/IAA比值顯著高。
　　3.4

10、不同氮素處理甘薯塊根分化的解剖發(fā)育機(jī)制
　　低水平銨態(tài)氮素處理使2個(gè)甘薯品種幼根的解剖結(jié)構(gòu)發(fā)生了特異性變化：在秧苗栽后7 d，幼根放射狀原生木質(zhì)部束由相聯(lián)排列的多層厚壁細(xì)胞組成，并且具有最多的初生木質(zhì)部導(dǎo)管數(shù)目和中柱木質(zhì)化薄壁細(xì)胞數(shù)目；秧苗栽后14 d，多層厚壁細(xì)胞間薄壁分生組織活動(dòng)而原生木質(zhì)部束數(shù)增加，同時(shí)具有顯著多的次生木質(zhì)部；
　　秧苗栽后21 d，與不施氮對(duì)照相比較，氮素處理中柱的木質(zhì)化程度較高，而低水平銨態(tài)氮素處理

11、的次生木質(zhì)部束數(shù)顯著多，中柱薄壁細(xì)胞的木質(zhì)化少于高水平氮素處理，且中柱占根橫截面比例高。
　　3.5不同氮素處理甘薯生長(zhǎng)前期根系蔗糖、淀粉代謝及其相關(guān)酶活生理機(jī)制
　　甘薯塊根分化建成前期、后期（秧苗栽后14、28 d），具有較多單株有效結(jié)薯的甘薯 S19相較于甘薯J23，根系具有更高的CWI、SNI活性和顯著低的根系蔗糖含量；2個(gè)甘薯品種根系 CWI、SNI活性氮素水平處理效應(yīng)顯著，低水平氮素處理根系 CWI、SNI活性顯