冬种马铃薯生长发育规律观测

覃维治 熊军 郑虚 邓英毅 梁任繁

摘要：【目的】明确冬种马铃薯的生长发育规律，为提高冬种马铃薯的产量和品质及推进广西冬种马铃薯产业发展提供理论依据。【方法】以冬种马铃薯主栽品种费乌瑞它和广西选育品种桂农薯1号为研究对象，观测其株高、茎粗、叶干重、茎干重、块茎数和块茎干重等6个关键生长指标的变化动态。【结果】两个参试冬种马铃薯的生长发育指标呈规律变化，株高、茎粗、块茎数和块茎干重等4个指标均发生三段式的S形变化规律，叶干重和茎干重则呈倒U形变化规律；地上“源”器官（叶、茎）与地下“库”器官（块茎）呈极显著（P<0.01）或显著（P<0.05）相关。【结论】可将冬种马铃薯生长发育阶段分为5个时期，即出苗期、现蕾期、块茎形成期、块茎膨大期和块茎成熟期，生产上可依据不同生长时期的特点安排生产管理，使地上“源”器官和地下“库”器官相协调，达到增产增收的目的。

关键词： 冬种马铃薯；生长规律；生育期划分

中图分类号： S532.037 文献标志码：A 文章编号：2095-1191（2017）06-0985-06

Growth and develoment regulation of winter-planting potato

Abstract：【Objective】Growth and development regulation of winter-planting potato was studied in order to provide theoretical guidance for improving yield and quality of winter-planting potato and promote the development of potato industry. 【Method】Major potato variety Favorite and new variety bred in Guangxi Guinongshu 1 were used as study materials. The dynamic changes of six key growth indexes were observed， including plant height，stem diameter，leaf dry weight，stem dry weight， tuber number and tuber dry weight. 【Result】The potato growth indexes showed regular changes in the two winter-planting varieties. The four important indexes， namely plant height， stem diameter，tuber number，and tuber dry weight showed a three-period S pattern variation， and leaf dry weight and stem dry weight presented a U shape variation. Organs above the ground（leaf and stem） and the ones underground（tuber） were extremely significantly（P<0.01） correlated or significantly（P<0.05） correlated. 【Conclusion】The growth stage of winter-planting potato can be divided into five stages，namely seedling stage，budding stage，tuber formation stage，tuber expansion stage，and tuber maturation stage. In actual cultivation， management can be arranged based on the features of different growth stages， to coordinate the relationship between organs above ground and organs underground，and increase yield and benefits.

Key words： winter-planting potato； growth regulation； growth stage division

0 引言

【研究意义】马铃薯是世界三大薯类作物之一，我国马铃薯种植面积和总产量均居世界第一。2007年3月农业部把马铃薯发展规划重点放在南方冬作区（何新民等，2009），主要包括华南、中南等双季稻区，约占我国马铃薯种植面积的5%（黄丕金，2008）。广西的气候和土地资源等条件均较适合马铃薯种植，马铃薯已成为广西冬季农业发展的重要途径（李丽淑等，2012）。但我国马铃薯单位面积平均产量仅14.4 t/ha，与欧美发达国家（荷兰为44.2 t/ha）（张招娟等，2009）相比仍存在較大差距。广西推广冬种马铃薯栽培较晚，栽培技术相对落后，单产也比常规种植低，限制了广西冬种马铃薯产业的快速发展。因此，观测研究冬种马铃薯生长发育规律，探明冬种马铃薯高产栽培技术特点，对指导生产高产优质马铃薯、增加农民收入具有重要意义。【前人研究进展】针对马铃薯发育进程的研究，不同生产区域、不同时期已有相关报道。Taguchi和Tomiichi（1977）将马铃薯的生育过程划分为植株地表萌芽期、开叶期、块茎形成期和块茎肥大期。蒋先明等（1988）根据我国农民长期种植经验，利用14CO2示踪技术探察马铃薯在生长过程中不同生长时期光合产物的流向，并对马铃薯生育过程中植株的形态、生理等进行分析研究，结果表明，马铃薯出苗后14C同化物首先用来满足叶自身建设和维护活动的需要，剩余量经过茎流向植株其他部位，其中在主茎同化系统建成后主要流向块茎，分配量在55%以上，根据这些分配和竞争特点，可将马铃薯发育进程分为发芽期、幼苗期、发棵期、结薯期和休眠期。黄冲平（2003）利用现代计算机信息技术对马铃薯生长发育动态进行模拟研究，将马铃薯从生理上划分为幼苗期、发棵期和结薯期，并阐明在这些过程中地上部与地下部有着密切关系，彼此间发生光合产物的转移和交换。Stark和Love（2003）根据栽培管理需要，将马铃薯生长时期划分为出苗时期、植物生长期、块茎形成期、块茎膨大期和成熟期5个时期。【本研究切入点】随着广西马铃薯冬种面积的扩大，与冬种马铃薯相关的研究越来越多，但前人研究主要集中在品种适应性筛选（韦本辉等，2004；李丽淑等，2012），针对冬种马铃薯生长发育规律的研究相对较少，且目前已有研究对马铃薯生长发育阶段划分的标准不一致，特别是对冬种马铃薯还未作出明确划分。【拟解决的关键问题】以冬种马铃薯主栽品种费乌瑞它和广西选育品种桂农薯1号为试验材料，探讨冬种马铃薯生长发育特性，并对其发育时期进行科学划分，使其更具适用性、针对性和生产指导性，为提高冬种马铃薯的产量和品质及推进广西冬种马铃薯产业发展提供理论依据。

1 材料与方法

1. 1 试验材料

供试品种为马铃薯冬种区主栽品种费乌瑞它和广西选育品种桂农薯1号，均为早熟品种。费乌瑞它脱毒种薯由甘肃省兰州陇海园艺有限公司提供，桂农薯1号脱毒种薯由广西农业科学院经济作物研究所提供。

1. 2 试验方法

试验地点选在广西农业科学院经济作物研究所院部试验地。试验地前作为甘薯，土壤土质为粘性土，肥力中等，排灌方便。

1. 2. 1 田间设计 播种日期为2014年12月9日。采用完全随机区组设计，3次重复，单行种植，行距0.65 m，株距0.25 m，每小区4行，小区面积20.8 m2，每行32株，每小区种128株。在播种出苗后每间隔7～14 d取样观测（全生育期共10次），前9次每小区选植株长势基本一致的3株，收获期（2015年3月20日）则每小区取20株。

1. 2. 2 种薯处理及基肥用量 种薯处理：选择健康种薯作种，统一采取切薯，选用单个种薯重大于50 g，然后将其纵切成25～30 g小块，切后用石灰+

10%多菌灵混合粉抹切口，并晾晒愈合，最后在散射光下进行催芽（有利于早齐苗）。

基肥：试验地土壤整碎整平后按行距65 cm开种植沟，每公顷用复合肥（15-15-15）750 kg作基肥。将出芽整齐、芽长约0.3 cm的薯块按25 cm摆种后，覆盖一层薄细土，再覆盖一层厚约5 cm的稻草，最后盖5～10 cm碎土，并开好沟形成畦，整平畦面。

1. 2. 3 田间管理 马铃薯播种后，及时淋水，保持土壤湿润以利出苗。出齐苗一周后进行间苗，每株留一个主茎。生长中后期，干旱及时淋水促进薯块膨大生长。齐苗后，每隔7～10 d交替使用克露、银法利、阿米妙收防病。其他管理与广西冬种马铃薯大田栽培管理一致。

1. 2. 4 调查项目 从2014年12月9日起进行实地观测，并结合气象部门数据，获取马铃薯生育期内当地气温等状况。从2014年12月24日（出苗期）起，在各马铃薯生长发育阶段不定期取样测定马铃薯平均单株株高、茎粗、块茎数、叶干重、茎干重和块茎干重等指标，于2015年3月20日全田收獲马铃薯。

1. 3 统计分析

采用Excel 2007进行数据整理和制图，利用SPSS 13.0进行差异显著性及相关性分析。

2 结果与分析

2. 1 冬种马铃薯出苗、现蕾、匍匐茎出现与开花等特征分析

广西冬季种植马铃薯一般在11～12月播种，次年2～4月收获上市，早于我国其他马铃薯主产区收获期（5～11月）。因此，广西冬种马铃薯与区外常规种植有不同的生长发育特征。在本研究中，费乌瑞它和桂农薯1号两个品种的出苗时间均在播种（12月9日）后的15 d左右，可称此期为出苗期（播种至出苗），此时植株的生长主要以根的生长为主；地上部主茎在次年的1月9日开始陆续现蕾，至1月11日现蕾在90%以上，在此期间，根、茎和叶同时生长，匍匐茎也开始零星出现，可将此期划分为现蕾期，即出苗至现蕾，约17 d。由图1可推算出，广西南宁市冬季（2014年12月9日～2015年3月20日）平均气温为12～19 ℃，其中有78 d在15 ℃以下，占总天数的76%；由图2可知，广西南宁市冬季气候长期低温多雨，其中阴天和雨天分别占19.0%和35.0%，这种长期低温寡照高湿天气不利于马铃薯开花（一般在18～20 ℃、相对湿度70%时最有利于开花）。因此，广西冬种马铃薯很少有开花现象，只有现蕾特点，该特征有别于我国其他马铃薯主产区。

2. 2 冬种马铃薯叶、茎、块茎、产量等指标差异性及相关性分析

由表1可知，在不同的生长阶段，马铃薯的株高、茎粗、块茎数、叶干重、茎干重、块茎干重等指标均发生一系列阶段性变化。对各指标不同时期进行方差分析，结果表明，株高（桂农薯1号，F=578.36；费乌瑞它，F=391.52）、茎粗（桂农薯1号，F=53.08；费乌瑞它，F=91.29）、茎干重（桂农薯1号，F=236.48；费乌瑞它，F=60.79）、块茎干重（桂农薯1号，F=479.94；费乌瑞它，F=409.80）等指标的变化均达极显著水平（P<0.01，下同），而块茎数（桂农薯1号，F=36.63；费乌瑞它，F=21.16）、叶干重（桂农薯1号，F=51.23；费乌瑞它，F=17.12）的指标变化桂农薯1号达极显著水平（P<0.01，下同），费乌瑞它则达显著水平（P<0.05，下同），说明马铃薯经历明显的不同生长阶段，且每个阶段的差异均显著。依照上述指标变化可将马铃薯生长发育划分为前期、中期和后期3个阶段。综上所述，除茎粗外，桂农薯1号相应指标的F均大于费乌瑞它，说明桂农薯1号体内物质合成、分配和转移变化较明显，是马铃薯获得高产的保证。测产结果也表明桂农薯1号的产量（31674.7 kg/ha）比费乌瑞它高（26520.6 kg/ha）。

从表2和表3可知，桂农薯1号和费乌瑞它的地上器官（叶、茎）和地下器官（块茎）各指标间均达极显著或显著相关水平，说明冬种马铃薯“源”与“库”的关系密切相关，与其发生光合物质交换、分配和转移有关。

2. 3 冬种马铃薯株高、茎粗、块茎数生长发育规律

从图3和图4可看出，冬种条件下，桂农薯1号和费乌瑞它在整个生育期内的株高、茎粗及块茎数生长发育变化规律基本一致，均呈上升—平缓—不变的三段式平缓S形曲线变化。株高、茎粗及块茎数在后期基本稳定，说明马铃薯生长发育阶段主要发生在前、中期，生产上要注意前、中期的管理，以达到高产目的。

2. 4 冬种马铃薯叶干重、茎干重、块茎干重变化

由图5可知，冬种条件下，桂农薯1号和费乌瑞它两个品种在其整个生育期内，块茎干重与株高、茎粗等指标的生长规律相似，呈平缓S曲线，表现为发生—快速积累—趋于稳定的三阶段生长趋势；叶干重、茎干重的变化规律基本一致，整体表现为上升—峰值—下降的倒U形曲线变化趋势，说明冬种马铃薯叶、茎、块茎等器官生长均经历一个物质合成积累和分配转移的过程。

由图5还可看出，两个马铃薯品种均是叶干重比茎干重出现峰值早，且后期叶干重比茎干重下降的程度和速度更快；叶干重和茎干重激烈下降的时期正是块茎膨大的高峰时期，进一步说明茎和叶物质积累可能向块茎转移，即“源”的物质可能发生重新分配并转移到“库”。因此，根据块茎干重变化规律，可将块茎的发育分成3个时期，即块茎形成期、块茎膨大期和块茎成熟期。由表1可知，两个马铃薯品种的块茎均在2015年1月17日时出现，结合图5可将此期划分为块茎形成期即现蕾（1月11日）至块茎形成（约8 d），此间根、茎和叶也同时生长。此后至3月14日，块茎急促生长，因此可将之称为块茎膨大期，在此期间，由于块茎的膨大速度不一致，又可细分为膨大前期（1月17日～24日）、膨大中期（1月24～2月13日）和膨大后期（2月13日～3月14日）。膨大前期，块茎干重和茎干重的增加速度缓慢，但叶干重的增加速度较快；膨大中期，块茎干重急剧增加，茎干重也较快增加，但叶干重急剧增加，至2月2日后开始下降；膨大后期，两个品种的块茎干重均继续明显增加，同时，两个品种的茎干重和费乌瑞它的叶干重均明显下降，而桂农薯1号的叶干重基本不变。3月14～20日两个品种的块茎干重保持平稳，但叶干重和茎干重均下降，叶和茎开始转黄（成熟），因此可将此段时期称为块茎成熟期。

3 讨论

马铃薯从种植、出苗、现蕾，直到块茎形成与膨大、成熟和采收，涉及一系列生理和形态上的变化，因此，研究马铃薯生长发育规律，做好生育时期划分是采取适宜农艺措施的依据。在马铃薯出苗到结薯前，有研究将该阶段划分为发芽期、幼苗期和发棵期（蒋先明等，1988），但本研究发现冬种马铃薯在块茎形成前，根、茎和叶同步生长，且在现蕾后因光照和温度条件不适宜，花蕾基本脱落，极少开花，总的来说此阶段时间较短，故可结合地上部外观形态特征，将之缩短划分为出苗期和现蕾期。门福义等（1980）、Zheng（2007）的研究表明，茎叶生长的整个过程以鲜重最高峰为界，呈前长后短的抛物线倒U形，块茎鲜重增长的整个过程略呈中间长的平缓S形曲线。本研究也得到相似的结论。同时，由于马铃薯是无性繁殖作物，其个体生育不像谷类作物那样非常明显地区分出器官形成的各个时期。因此，本研究结合地上部与地下部间的合成、积累、分配的相互关系及形態特点，将马铃薯发育时期分为出苗期、现蕾期、块茎形成期、块茎膨大期和块茎成熟期，以期为生产上准确、及时地采取各项农业技术措施提供可靠的依据。

大多研究均表明，根茎类作物的地上器官与地下器官有显著相关性。本研究中，两个早熟马铃薯品种均表现地上器官与地下器官存在极显著或显著相关，块茎干重快速增重过程也是叶片干重快速增重过程，且叶片衰老慢，获得产量（桂农薯1号31674.7 kg/ha，费乌瑞它26520.6 kg/ha）也高。这些规律说明马铃薯叶片始终作为块茎最大的“源”，地下块茎的膨大，是由叶片合成物质不断输送到地下块茎的结果（谭亮萍和寿森炎，2006；苑智华等，2008；Zheng et al.，2009），储藏在茎中的碳水化合物在干旱、遮阴等胁迫条件下重新分解转运到块茎中，对产量的贡献可达37%～54%（Zheng et al.，2009）。可见，马铃薯植株茎、叶干物重的高低，是其丰产长相的重要生物学指标，可通过栽培协调地上器官“源”与地下器官“库”的关系以保证地下块茎快速及长时间膨大。

4 结论

冬种马铃薯的生长发育指标呈规律变化，据此可将冬种马铃薯的生长发育划分为5个时期，即出苗期、现蕾期、块茎形成期、块茎膨大期和块茎成熟期。生产上可根据不同的生长时期，通过栽培措施来协调地上“源”器官与地下“库”器官的关系，达到增产的目的。

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（责任编辑 邓慧灵）