營養(yǎng)因素對馬鈴薯塊莖發(fā)育生理特性影響的研究.pdf

1、馬鈴薯是世界第四大糧食作物，也是是新世紀(jì)最有發(fā)展前景的高產(chǎn)經(jīng)濟(jì)作物之一，在我國糧食、蔬菜、飼料和加工業(yè)生產(chǎn)上占有重要的地位。但是目前我國馬鈴薯整體生產(chǎn)水平較低，單位產(chǎn)量不高，先進(jìn)的實(shí)用栽培技術(shù)和基礎(chǔ)栽培理論比較欠缺。為此開展馬鈴薯高產(chǎn)栽培技術(shù)及高產(chǎn)栽培理論研究，充分發(fā)揮馬鈴薯的生產(chǎn)潛力，節(jié)約生產(chǎn)資源，降低生產(chǎn)成本，對推動我國馬鈴薯再上臺階，提升市場競爭力，對保證我國糧食安全，有效提高農(nóng)業(yè)綜合經(jīng)濟(jì)效益和增加農(nóng)民收入，具有重要的意義。本研究

2、選用鮮食品種、高淀粉和低淀粉加工型品種為研究材料，立足于改善促進(jìn)塊莖發(fā)育的營養(yǎng)條件，從塊莖發(fā)育中的激素行為和酶行為的動態(tài)變化入手，探討營養(yǎng)條件對馬鈴薯塊莖發(fā)育過程影響的機(jī)理，闡明營養(yǎng)條件影響馬鈴薯產(chǎn)量和品質(zhì)的內(nèi)在機(jī)制，并從光合作用以及葉綠素?zé)晒馓匦苑矫嫣接憼I養(yǎng)條件對馬鈴薯光能利用的影響機(jī)制。同時研究春、秋馬鈴薯對氮肥的需求特性，為馬鈴薯的高產(chǎn)栽培，合理的營養(yǎng)運(yùn)籌，充分發(fā)揮馬鈴薯品種的遺傳潛力提供理論依據(jù)和參考。研究結(jié)果表明： 1

3、.過低、過高的營養(yǎng)供給，降低了塊莖發(fā)育前期細(xì)胞分裂素(ZT)的含量，中期細(xì)胞生長素(IAA)的含量以及促進(jìn)塊莖發(fā)育的脫落酸(ABA)、茉莉酸(JAs)含量，增加了各時期促進(jìn)匍匐莖發(fā)生的赤霉素(GA3)含量，導(dǎo)致在塊莖形成和膨大的關(guān)鍵時期，GA3/ABA和GA3/JAs比值失衡，抑制了塊莖的正常發(fā)育。而合理營養(yǎng)水平供給，保持了前期較高水平的ZT含量，中期較高的ABA、IAA、JAs含量和較低的GA3含量，保證了塊莖發(fā)育各時期對重要激素的需

4、要，GA3/ABA和GA3/JAs在塊莖發(fā)育各時期也保持在合理的水平。 2.馬鈴薯塊莖中的多胺(polyamines)以腐胺(put)含量最多，亞精胺(spd)次之，精胺(spm)最少，三種多胺在塊莖發(fā)育初期、中期含量高，呈降低—升高—降低的變化趨勢，但對不同肥力水平的響應(yīng)有差異，中等肥力水平處理在塊莖發(fā)育中期高于低肥力和高肥力水平，高肥力水平使put含量降低，峰值出現(xiàn)時間提前，而使spd和spm峰值出現(xiàn)時間延后。put/spd

5、呈現(xiàn)隨肥力水平的提高，峰值不斷降低，峰值出現(xiàn)時間提前的趨勢。茉莉酸(JAs)與多胺(polyamines)的相關(guān)性較大，其中與腐胺(put)為正相關(guān)，與精胺(spm)、亞精胺(spd)顯著負(fù)相關(guān)，spm與spd極顯著正相關(guān)，GA3與三種多胺均為負(fù)相關(guān)，但均未達(dá)顯著水平，JAs與GA3的相關(guān)性也很小。 3.馬鈴薯的重要光合參數(shù)凈光合速率(Pn)、氣孔導(dǎo)度(Gs)、胞間CO2濃度(Ci)均隨著施氮量的增加出現(xiàn)先增長后降低的單峰變化趨

6、勢。在對光量子通量密度(PFD)以及CO2的響應(yīng)中，馬鈴薯凈光合速率(Pn)也隨著施氮量的增加出現(xiàn)先增加后降低的趨勢。從氮營養(yǎng)對馬鈴薯需光特性、CO2需求特性以及葉綠素?zé)晒馓匦缘挠绊懣?，最大凈光合速?Am)、表觀量子效率(ψ)、CO2飽和點(diǎn)(CSP)等參數(shù)也隨著施氮量的增加呈現(xiàn)先升高后下降的變化趨勢，光化學(xué)猝滅系數(shù)(qP)、實(shí)際光化學(xué)效率(ФPSII)、電子傳遞速率(ETR)也存在同樣的變化規(guī)律。 4.不同類型的馬鈴薯品種在光

7、能利用上表現(xiàn)出一定的差異。高淀粉品種QS2的氣孔導(dǎo)度(Gs)、蒸騰速率(Trmmol)、光化學(xué)猝滅系數(shù)(qP)、非光化學(xué)猝滅系數(shù)(qN)、在同樣施氮條件下高于低淀粉品種C117，且光能利用率(LUE)和凈光合速率(Pn)比低淀粉品種C117更具優(yōu)勢。但是低淀粉品種C117在各施氮條件下的水分利用率(WUE)、光飽和點(diǎn)(LSP)、光補(bǔ)償點(diǎn)(LCP)、潛在光化學(xué)效率(Fv/Fm)和實(shí)際光化學(xué)效率(ФPSII)比高淀粉品種QS2高，且C117

8、在同水平施氮條件，不同濃度CO2下的最大凈光合速率(Am)、CO2補(bǔ)償點(diǎn)(CCP)高于QS2。 5.不同施氮量下塊莖總淀粉、支鏈淀粉和直鏈淀粉的含量呈“S”曲線變化，符合Logistic方程Y=K/(1+ae-bT)，但是不同施氮量對各淀粉積累強(qiáng)度，達(dá)到最大積累強(qiáng)度的時間存在差異，品種之間的影響也不盡一致。對于低淀粉品種C117，隨著施氮量的增加，直鏈淀粉的最大積累強(qiáng)度呈逐漸下降，支鏈淀粉呈不斷上升，總淀粉呈先上升后又下降的變化

9、趨勢。對于高淀粉品種QS2，直鏈淀粉的最大積累強(qiáng)度在中間施肥水平較低，而在低、高施肥水平時較高，支鏈淀粉、總淀粉隨著施氮量的增加呈先升后降的變化趨勢。 6.隨著生育期的推進(jìn)，各馬鈴薯塊莖中不同施氮水平下的ADPGPPase、SSS、GBSS、SBE呈現(xiàn)先逐漸增加，達(dá)到最大值后又開始下降的單峰曲線變化趨勢，各施氮水平均在出苗后54-61d左右達(dá)到最大值。隨著施氮量的增加，ADPGPPase、SSS也出現(xiàn)先升后降的單峰曲線變化趨勢，

10、而對于GBSS和SBE的影響，品種間表現(xiàn)差異。低淀粉品種C117的ADPG-PPase、SSS的含量在各施氮水平下均高于高淀粉品種QS2，具有較高的ADPG-PPase、SSS活性。在氮營養(yǎng)影響條件下，SSS活性與淀粉總含量和支鏈淀粉的含量極顯著正相關(guān)(r總淀粉＝0.86**，r支鏈淀粉=0.83**)，而與直鏈淀粉含量相關(guān)不大。 7.氮肥運(yùn)籌結(jié)果說明，底肥和追肥對春馬鈴薯產(chǎn)量影響很大，合理追肥的增產(chǎn)作用明顯，對于秋馬鈴薯，底肥