调节剂对不同种植密度下马铃薯光合特性及产量品质的影响

何天明，赵晶晶，郑殿峰，冯乃杰，杨庆东，刘文斌，张洪鹏，李东，刘春娟，孙福东，王畅，徐延辉

（1.黑龙江八一农垦大学农学院，大庆 163319；2.北大荒集团马铃薯种薯研发中心）

调节剂对不同种植密度下马铃薯光合特性及产量品质的影响

何天明1，赵晶晶1，郑殿峰1，冯乃杰1，杨庆东2，刘文斌1，张洪鹏1，李东1，刘春娟1，孙福东1，王畅1，徐延辉1

（1.黑龙江八一农垦大学农学院，大庆 163319；2.北大荒集团马铃薯种薯研发中心）

在大田条件下，以克新1号为试验材料，设置常规（45000株·hm-2）和加密（常规+20%，54 000株·hm-2）2个密度，于苗期喷施调节剂胺鲜酯（DTA-6）、烯效唑（S3307）和缩节胺（DPC），研究调节剂对不同种植密度下马铃薯光合特性和产量的影响。结果表明，叶面喷施调节剂后，各处理的叶片叶绿素含量、Pn、Tr和Gs均高于CK，调节剂处理均改善了马铃薯叶片的光合特性，进而提高了马铃薯块茎产量，不同密度间呈现相同的变化规律。同一调节剂在不同密度条件下，其产量、叶片叶绿素含量、Pn、Tr和Gs均呈现加密＞常规的变化规律，适当密植的条件下喷施调节剂更加有利于马铃薯产量的提高。

调节剂；马铃薯；种植密度；光合特性；产量

马铃薯叶片的光合作用是块茎生长发育的基础，也是产量形成的关键因素[1-2]。众多研究结果表明，调节剂可提高叶片的光合速率[3-7]、蒸腾速率[3]、气孔导度[3]和叶绿素含量[3，5，6，8]，进而调控作物的生长发育，改善作物的光合作用，提高作物产量[9]。但前人关于调节剂与密度之间的关系研究较少，张倩[10]研究发现，玉米功能叶的叶绿素含量和光合速率随密度的增加呈下降趋势，相同密度条件下，喷施调节剂可显著提高叶片的叶绿素含量、光合速率、气孔导度和蒸腾速率。

综上可见，叶面喷施调节剂可延长叶片功能期，提高叶片光合特性，为作物产量的提高奠定了基础。国内外关于调节剂对作物光合特性及产量影响的研究比较活跃，但关于调节剂对不同密度下马铃薯叶片光合特性及产量、品质形成机理的研究尚未见报道。试验应用调节剂胺鲜酯（DTA-6）、烯效唑（S3307）和缩节胺（DPC）对比研究了，调节剂对不同种植密度下马铃薯叶片光合特性的影响，旨在探讨调节剂在不同密度下提高马铃薯产量的机理，为马铃薯的优质、高产、高效生产提供理论依据和技术支持。

1 材料与方法

1.1 试验设计

试验于2015年在黑龙江农垦九三管局进行。基地土壤类型为黑钙土，0～20 cm耕层土壤基础养分状况为：碱解氮266 mg·kg-1，有效磷38.1 mg·kg-1，速效钾183 mg·kg-1，有机质含量55.1 g·kg-1，pH值6.25。供试品种为克新1号。于2015年5月27日进行小区试验。垄距0.90 m垄上单行种植，设6垄区：行长8.0 m，垄距0.9 m，常规密度的株距为15 cm，加密密度的株距为12 cm，处理和对照公设4次重复，小区采用两因素随机区组排列。于苗期（植株高度约为10 cm，6～7片叶，7月3日）进行叶面喷施处理，分别为①CK，喷施清水，②胺鲜酯（DTA-6），浓度30 mg·L-1，③烯效唑（S3307），浓度40 mg·L-1，④缩节胺（DPC），浓度200 mg·L-1，用量均为225 L·hm-2，各调节剂浓度均经过前期调节剂浓度筛选试验选出。田间管理与常规相同，9月6日进行收获。

1.2 取样及测定方法

于块茎形成期、块茎膨大期和淀粉积累期用便携式叶绿素仪分别测定各处理功能叶片（植株的倒三叶，每次测定5株取平均值）的叶绿素值，采用LI-6400便携式光合仪（美国，Li-Cor公司）测定功能叶片的光合速率（Pn）、蒸腾速率（Tr）和气孔导度（Gs），测定时光照强度设为1 000 μmol·m-2·s-1。

产量测定方法：在马铃薯成熟期，各小区随机选取2 m2，记下收获株数，计算单株薯数和平均单薯重，按下列公式计算产量：

单株薯数（个·株-1）=总薯数/收获株数

平均单薯重（kg·个-1）=收获小区内块茎总量/块茎总数

产量（kg·hm-2）=单株薯数*平均单薯重*密度

1.3 统计与分析

数据处理及作图采用Mirosoft Excel 2003进行，用统计分析软件SPSS 19.0对数据进行方差分析和显著性检验。

2 结果与分析

2.1 不同处理对马铃薯产量及产量构成因素的影响

从表1可以看出，常规密度条件下，调节剂均增加了单薯重，处理与CK之间差异极显著；对于单株薯数而言，除DTA-6处理外，其余调节剂处理均低于CK，处理与CK之间差异显著，DTA-6与CK之间差异极显著；块茎产量大小依序为DTA-6＞S3307＞DPC＞CK，其增长率分别为31.05%、28.18%和5.80%，处理与CK均达差异极显著水平。加密条件下，调节剂均增加了单株薯数，降低了单薯重，处理与CK之间差异显著；块茎产量大小依序为DTA-6＞S3307＞DPC＞CK，其增长率分别为17.97%、9.48%和1.40%，处理与CK均达差异极显著水平。同一调节剂在不同密度处理下，DTA-6的单株薯数表现为常规＞加密，其余处理与之相反；DPC的单薯重表现为常规＞加密，其余处理与之相反；各处理产量的大小顺序为加密＞常规，经方差分析可知，处理与CK之间差异均达极显著水平。

表1 不同处理对马铃薯产量及产量构成因素的影响Table 1Effects of different treatment on potato yield and yield components

2.2不同处理对马铃薯叶片叶绿素含量的影响

叶片叶绿素含量是反映叶片生理活性变化的重要指标之一，与叶片光合机能的大小密切相关[14]。不同种植密度下，喷施调节剂对马铃薯叶片叶绿素含量的影响均达显著水平（图1）。在同一种植密度下，从块茎形成期至淀粉积累期，叶片叶绿素含量均呈先升高后下降的变化趋势。常规密度下，叶片SPAD值大小依序为S3307＞DPC＞DTA-6＞CK，处理与CK之间差异显著，S3307在整个生长过程中与CK之间的差异均达极显著水平；加密条件下，叶片SPAD值大小依序为S3307＞DTA-6＞DPC＞CK，除淀粉积累期DPC处理外，其余处理均与CK之间差异极显著。同一调节剂在不同密度处理下，块茎形成期时各处理的表现为常规＞加密，另两个时期与之相反。由此可见，调节剂增加了马铃薯叶片叶绿素含量，为马铃薯产量的提高奠定了基础，加密种植好于常规。

图1 不同处理对马铃薯叶片叶绿素的影响（A表示常规密度；B表示常规+20%，下同）Fig.1Effects of different treatment on potato leaf chlorophyll（A said conventional density;B said conventional+20%，the same below）

2.3 不同处理对马铃薯光合特性的影响

2.3.1 不同处理对马铃薯光合速率（Pn）和蒸腾速率（Tr）的影响

光合速率（Pn）是光合作用的重要指标之一，它反映了植株进行光合作用的强度以及同化有机物的能力。Pn越高，产生的光合产物就越多，越有利于作物产量的提高和品质的改善[11]。从图2中可以看出，叶片Pn在整个生长过程中均呈先降低后升高的变化趋势，其大小顺序为DTA-6＞S3307＞DPC＞CK，除块茎膨大期DPC处理外，其余处理与CK之间差异均达极显著水平。不同种植密度下，调节剂对马铃薯叶片Pn的调控效果相同。同一调节剂不同密度处理下，叶片Pn大小依序为加密＞常规，经方差分析可知，处理与CK之间差异均达极显著水平。综合分析表明，不同种植密度下，调节剂均能显著提高马铃薯功能叶的Pn，从而有利于增加功能叶光合产物的形成与积累，对块茎产量的提高具有重要作用，适当密植的效果好于常规密度处理。

图2 不同处理对马铃薯光合速率的影响Fig.2Effects of different treatment on potato photosynthetic rate

2.3.2 不同处理对马铃薯蒸腾速率（Tr）的影响蒸腾速率（Tr）的高低对作物根系水分和矿物质的吸收与运转有重要影响，Tr越大，根部吸收的水分和矿物质就越多，越有利于促进叶片光合产物的输送与分配[11]。马铃薯叶片Tr在整个生长过程中均呈先降低后升高的变化趋势（图3）。常规密度条件下，叶面喷施调节剂均增加了叶片Tr，除块茎膨大期DPC处理和淀粉积累期S3307处理外，其余处理与CK之间差异均达极显著水平。加密条件下，不同生育时期各调节剂处理的Tr均高于CK，除淀粉积累期DPC处理外，其余处理与CK之间差异均达极显著水平。同一调节剂不同密度处理下，DTA-6和DPC处理的叶片Tr大小依序为加密＞常规，S3307处理的叶片Tr大小依序为常规＞加密。综合分析表明，不同种植密度下，调节剂均能显著提高马铃薯功能叶Tr，从而有利于根部吸收更多的水分和矿物质，促进叶片光合产物的输送与分配增加功能叶光合物质的形成与积累，对块茎产量的提高具有重要作用。同一调节剂不同密度条件下，加密处理的效果好于常规密度。

图3 不同处理对马铃薯蒸腾速率的影响Fig.3Effects of different treatment on potato transpiration rate

2.3.3 不同处理对马铃薯叶片气孔导度（Gs）的影响

气孔导度（Gs）是限制光合作用提高的因素之一，气孔导度的下降会导致CO2供应受阻而造成光合速率的下降[12]。叶面喷施调节剂对马铃薯叶片Gs变化规律如图4所示。常规密度条件下，叶片Gs均呈先降低后升高的变化趋势，整个生长过程中除膨大期DPC处理外，其余处理与CK之间差异极显著；加密条件下，块茎形成期叶片Gs大小依序为DTA-6＞S3307＞DPC≥CK，DTA-6和S3307与CK之间差异极显著，D与CK之间差异不显著。块茎膨大期叶片Gs大小依序为DTA-6＞DPC＞S3307＞CK，处理与CK均达到差异极显著水平。淀粉积累期叶片Gs大小依序为S3307＞DTA-6＞CK＞DPC，处理与CK之间差异极显著。而同一调节剂不同密度处理下，各处理叶片的Gs大小依序为常规＞加密。

图4 不同处理对马铃薯气孔导度的影响Fig.4Effects of different treatment on potato stomatal conductance

3 结论与讨论

作物叶片的Pn、Tr、Gs和叶绿素含量是衡量作物光合作用的重要生理指标。关于调节剂对作物光合特性的影响，前人研究发现[13-15]，叶面喷施调节剂能增加叶片叶绿素含量，促进叶片光合速率和蒸腾速率，进而提高作物产量。王惠群等[16]通过叶面喷施不同浓度矮壮素（CCC）研究发现，较低浓度的CCC可促进马铃薯植株光合色素含量的提高，从而使光合速率提高，而较高浓度的CCC则可能抑制马铃薯植株叶片的生长，从而使其光合速率降低；不同浓度CCC在其生长后期均增加了叶片SPAD值，即促进了植株中叶绿素含量的提高。黄承建等[17]研究得出，从块茎形成期至块茎增长期，Pn、Gs和Tr呈上升趋势。试验研究发现，同一种植密度下，叶面喷施调节剂均可增加叶片叶绿素含量，进而提高叶片的光合速率和蒸腾速率，为马铃薯产量的提高奠定了基础，这与前人研究结果相一致[13-15]。但叶片Pn、Tr和Gs在整个生长过程中均呈先降低后升高的变化趋势，与前人的研究结果不同[17]，这可能与调节剂的喷药时期、调节剂浓度以及调节剂配比不同有关，此外，叶片的光合特性很大程度还受种植当年的气候、光照及栽培措施等外界因素的影响。

综合分析表明，叶面喷施调节剂后，调节剂处理还显著增加了叶片叶绿素含量、Pn、Tr和Gs，改善了马铃薯叶片的光合特性，进而提高了马铃薯块茎的产量，不同密度间呈现相同的变化规律。同一调节剂在不同密度条件下，其产量和叶片叶绿素含量、Pn、Tr和Gs均为加密＞常规，适当密植的条件下喷施调节剂更加有利于马铃薯产量的提高。试验研究了马铃薯叶片光合特性相关的指标，对参与代谢过程中的酶活性尚未开展研究，今后将继续进一步深入研究光合特性相关酶活性及分子生物学方面的机理，为调节剂在马铃薯生产上的使用提供更加全面的理论指导。

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Effects of Regulators on Photosynthetic Characteristics，Yield and Quality of Potato under Different Planting Density

He Tianming1，Zhao Jingjing1，Zheng Dianfeng1，Feng Naijie1，Yang Qingdong2，Liu Wenbin1，Zhang Hongpeng1，Li Dong1，Liu Chunjuan1，Sun Fudong1，Wang Chang1，Xu Yanhui1
（1.College of Agronomy，Heilongjiang Bayi Agricultural University，Daqing 163319；2.Research and Development Center of Seed Potato of Beidahuang Group）

The comparative study was conducted on the effect of spraying regulators on photosynthetic characteristics and yield of potato（Kexin 1）through field experiments，by setting up 2 density such as regular（45 000 plants per hm）and conventional+20% （54 000 plants per hm）with water as control and regulators as treatments during seedling stage.The results showed that regulators couldincreasetheleafchlorophyllcontent，photosyntheticrate，transpirationrateandstomatalconductance，improvethe photosynthetic characteristics of potato leaves，raise the yield of potato and improve the quality building up a foundation.Different densities had the same change rule.The yield，the leaf chlorophyll content，photosynthetic rate，transpiration rate and stomatal conductance of the same regulator under the condition of different density showed the change rule of encryption＞conventional density.Regulator was more beneficial to the improvement of the potato yield.

regulator;potato;planting density;photosynthetic characteristics;yield;quality

S513

A

1002-2090（2017）03-0005-05

10.3969/j.issn.1002-2090.2017.03.002

2016-03-24

黑龙江八一农垦大学研究生创新科研项目（YJSCX2015-Y08）。

何天明（1990-），男，黑龙江八一农垦大学农学院2014级硕士研究生。

郑殿峰，男，教授，博士研究生导师，E-mail：zdffnj@263.net。