硼砂浸种处理对马铃薯萌发的影响

2010-11-12马光恕廉华林晓颖王彦宏杜景男

长江蔬菜 2010年4期

马光恕，廉华，林晓颖，王彦宏，杜景男

（黑龙江八一农垦大学农学院，黑龙江大庆，163319）

马铃薯是世界第四大粮食作物之一，2008年中国马铃薯种植面积为466.7万hm2，产量为 6 479万t，平均产量为13.88 t/hm2[1]。黑龙江省是我国马铃薯的主产省份，2006年黑龙江省马铃薯播种面积31.93万hm2，总产量 405万 t，每 1 hm2产量 12.685 t，播种面积和产量均居全国第7位[2]。同时，马铃薯也是黑龙江省单位面积经济效益最高的农作物，单位面积纯收益是小麦的 4 倍，大豆、玉米的 2 倍，水稻的 1.26 倍[3]，马铃薯产业在黑龙江省农业结构调整和促进农民增收中占有重要的地位。

早在1923年，Warington就证实硼是植物生长发育所必需的矿质营养元素。此后，人们研究发现硼对植物细胞壁和细胞膜的结构与稳定、碳水化合物的运输、蛋白质和核酸的代谢、花粉萌发和花粉管的生长等都有着广泛的影响[4]。

近年来，农业科学家们对硼素与农作物生长和发育之间的关系越来越重视，已在大豆、玉米、水稻及多种蔬菜中做过大量研究[5～7]，关于硼素在马铃薯生产上的研究近些年来也逐渐重视起来[8～10]。本试验利用不同浓度的硼砂浸种马铃薯，研究硼素对马铃薯种薯萌发的影响，旨在探明硼素在马铃薯萌发过程中的作用效果与作用机理。

1 材料与方法

1.1 试验材料

供试品种为马铃薯克新13。

1.2 试验设计

试验共设置4个处理，即硼浓度分别为B1：0.1 mg/L，B2：0.5 mg/L，B3：2.0 mg/L，B4：5.0 mg/L。以清水为对照（CK）。试验在室外盆栽基地进行，播种前各处理和对照均浸种24 h。2009年5月7日选取萌发程度一致的顶芽（质量25 g）播种，每个处理播种36盆，采用完全随机设计，3次重复。播种后每天浇1次不含硼的Hoagland营养液，每3 d用水淋洗1次。播种后第4天开始取样，各处理取代表性的植株5株，每4 d取样1次，共5次。

1.3 试验方法

植物学指标包括芽条长度（直尺测量）、芽条直径（游标卡尺测量）、芽条鲜质量（天平直接称重法）和干质量（烘干法测定）；生理指标包括种薯蔗糖含量、淀粉含量采用蒽酮比色法[11]测定；种薯还原糖含量采用3，5-二硝基水杨酸法[12]；种薯淀粉酶活性采用碘-淀粉比色法[13]。

1.4 数据分析

数据的统计分析采用Excel和DPS软件。

2 结果与分析

2.1 硼砂浸种对种薯淀粉含量变化的影响

在萌发过程中，各处理马铃薯淀粉含量均呈现下降趋势，说明种薯萌发期内淀粉逐渐分解成糖以供幼芽萌发利用。由表1可以看出，在萌发过程中，不同浓度的硼砂可不同程度的促进种薯淀粉的分解、转化与利用。播后 4 d，B1、B2、B3、B4淀粉含量均显著低于 CK；播后8～12 d，B4淀粉含量极显著低于CK；播后16 d，B3、B4淀粉含量显著低于 CK；播后 20 d，B2、B3、B4淀粉含量显著低于CK。由此说明，硼素对初始萌发种薯内的淀粉分解具有促进作用，这种促进作用随后下降，但高浓度的硼素作用效果依然存在，随着萌发的进行，低浓度硼素处理的作用效果会逐渐增加。因此，硼素具有促进种薯内淀粉分解代谢及糖分运输的生理功能。硼素通过加速种薯内淀粉的分解，把块茎内贮藏的不可供给态的淀粉分解成糖类物质，通过输导系统源源不断地运输至芽眼，促进幼芽萌发、生长。

2.2 硼砂浸种对种薯淀粉酶活性的影响

由表2可知，在种薯萌发过程中，不同处理种薯淀粉酶活性均随着萌发进程推进，逐渐增强，在萌发的不同时期，各处理淀粉酶活性随着硼素的增加也呈现出增高的趋势。播后4 d，B4淀粉酶活性显著高于CK，其他处理淀粉酶活性高于CK，但不显著；播后8 d，B2、B3、B4淀粉酶活性极显著高于 CK；播后 12～20 d，各处理淀粉酶活性均极显著高于CK。由此说明，种薯萌发初期，高浓度硼素（B4）对淀粉酶活性促进效果显著，随着萌发的进行，其他处理的作用效果也逐渐增强。因此，硼素具有增强淀粉酶活性，提高种薯生理活性的功能，从而促进种薯淀粉的分解，使淀粉水解为可用态的糖，从而为芽条的生长提供了碳素营养和能量，加速种薯萌发。

表1 硼砂浸种对马铃薯种薯萌发期淀粉含量的影响

表2 硼砂浸种对马铃薯种薯萌发期淀粉酶活性的影响

表3 硼砂浸种对马铃薯种薯萌发期还原糖含量影响

表4 硼砂浸种对马铃薯种薯萌发期蔗糖含量影响

2.3 硼砂浸种对种薯还原糖含量的影响

由表3可知，在种薯萌发过程中，不同处理种薯内还原糖的含量呈现增加的趋势。播后4～8 d，B3、B4还原糖含量极显著高于CK，B1、B2显著高于CK；播后12 d，B2、B3、B4还原糖含量极显著高于 CK，B1与 CK无显著性差异；播后16～20 d，各处理还原糖含量均极显著高于CK，并且各处理之间存在显著性差异。由此说明，种薯萌发过程中，由于硼素促进了淀粉酶活性，加速了淀粉的分解，致使还原糖含量显著增加，从而保证了幼芽生长有充分营养物质供应，并且提高了其生命活动，有利于种薯萌发与幼芽生长。

2.4 硼砂浸种对马铃薯蔗糖含量的影响

由表4可知，在种薯萌发过程中，种薯内蔗糖的含量也呈现出增高的趋势。播后4 d，B3、B4蔗糖含量极显著高于 CK，B1、B2显著高于 CK；播后 8 d，各处理蔗糖含量均极显著高于CK；播后12 d，B4蔗糖含量显著高于 CK；播后 16～20 d，B4极显著高于 CK，B2、B3显著高于CK。由此说明，种薯萌发过程中，硼素具有促进糖类代谢，提高种薯内生理活性的作用。硼素对蔗糖含量的影响和还原糖含量的影响基本一致。

图1 硼砂浸种对马铃薯芽长的影响

图2 硼砂浸种对马铃薯芽粗的影响

图3 硼砂浸种对马铃薯芽鲜质量的影响

图4 硼砂浸种对马铃薯芽干质量的影响

2.5 硼砂浸种对马铃薯芽长、芽粗的影响

如图1、图2所示，在种薯萌发过程中，不同处理马铃薯芽长、芽粗呈增加的趋势。在不同时期均表现为芽长、芽粗均随硼素浓度增加而增加。播后4～8 d，B4芽长显著高于CK，其他处理与CK无显著性差异；播后 12～20 d，B3、B4芽长显著高于 CK；各处理芽粗在幼芽生长过程中均显著高于CK。由此说明硼素能够改善马铃薯幼芽有机物质的供应，促进幼芽膨大。因此适量施硼能促进种薯萌芽，幼芽伸长，促进有机物质积累和运输，增强芽势。

2.6 硼砂浸种对马铃薯芽质量的影响

由图3、图4可知，在播后4～8 d，各处理芽鲜质量、芽干质量增长量较少，幼芽处于萌发初期，除B4显著高于CK外，其他处理与CK差异不显著；播后12～16 d，各处理芽鲜质量、芽干质量增长迅速，各处理增长量均显著高于CK；播后20 d，除B1外，其他处理增长量均显著高于CK。由此说明，硼素具有增加干物质积累的作用，芽鲜质量、芽干质量的增加与幼芽伸长、增粗相一致。