植物生长调节剂复配对甘薯薯苗生长及产量的影响

陈晶伟，马居奎，高方园，张成玲，杨冬静，唐伟，谢逸萍，孙厚俊

（江苏徐淮地区徐州农业科学研究所/农业农村部甘薯生物学与遗传育种重点实验室，江苏徐州 221131）

0 引言

植物生长调节剂是具备与天然植物激素类似结构与功效，能调节植物代谢与生理过程的人工合成化合物[1]。常见的植物生长调节剂主要包括生长素类、细胞分裂素类、赤霉素类及芸薹素内酯等[2]，在农业生产中可有效调节农业经济作物的生育过程，达到稳产增产、改善品质的重要作用[3-4]。二氢卟吩铁是一种新型植物生长调节剂，对植物具有抑制叶绿素酶活性、促进植物根系生长、提升发芽率和增加抗逆性等作用[5-6]。郭丽华等[7]在油菜上施用二氢卟吩铁，发现油菜的分枝数和产量均得到提升。邢宇俊等[8]在烟草中施用二氢卟吩铁可湿性粉剂，发现与对照相比烟草的生长和产量得到了提升。本研究团队通过田间试验验证二氢卟吩铁可溶性粉剂对甘薯产量提升具有一定促进作用[9]。此外，该试剂对葡萄、水稻和蒜薹等作物也具有促进生长、提高产量的作用[10-12]。

生长素能够促进植物细胞分裂和生长，引诱细胞分化，具有改变植物的花期与坐果等作用。萘乙酸(NAA)是最常用的生长素，可诱导植物根系及芽的生长。顾建新等[13]比较了不同浓度的NAA、吲哚丁酸(IBA)和吲哚乙酸(IAA)对马铃薯茎尖扦插成活率和单株结薯数的影响，发现NAA 50 mg/L+IBA 50 mg/L浸泡茎尖后，植株生长健壮且单株结薯数最多。郭洪云等[14]研究了NAA对马铃薯扦插苗生长和产量的影响，发现NAA 浓度在5 mg/L 左右时处理薯苗效果最佳。文明玲等[15]研究了NAA、IBA 和IAA 单独使用对紫甘薯脱毒苗快速繁殖的影响，结果表明低浓度的IAA和NAA能促进芽的生长以及根分化。付增光等[16]比较不同植物激素对甘薯脱毒种苗生长的影响，结果发现NAA 相比于细胞分裂素(BAP)更能促进甘薯苗的生长。NAA与IBA和IAA在甘薯中的研究主要集中于茎尖脱毒和离体快繁，在田间应用的报道较少。

植物生长调节剂种类丰富，不同的植物生长调剂科学配比混用，可进一步促进农作物生长，在应用中复配剂型相比于单独使用能够表现出更佳的增益效果[17-18]。目前，在甘薯中植物生长调节剂的应用大多单一，本研究比较0.02%二氢卟吩铁SP 与NAA、IBA 和IAA 的不同复配组合对甘薯田间生长的影响，旨在探究各植物生长调节剂与二氢卟吩铁复配对甘薯生长发育的增效作用，筛选对甘薯产量和品质提升最优的复配剂。

1 材料与方法

1.1 试验地概况

试验地位于江苏省徐州市农业科学院试验基地(117°17′E、34°16′N)，属亚热带和暖温带地区，寒暑变化显著，全年平均气温为13～16℃，降水充沛，年降水量724～1210 mm。试验田上茬作物为大豆(Glycine max)，土壤类型为黏质土，底肥施农家肥30 t/hm2、复合肥(15-15-15)750 kg/hm2、硫酸钾375 kg/hm2，集中条施深施。

1.2 试验材料

供试甘薯材料为‘烟薯25’，由江苏省徐州市农业科学院提供。供试植物生长调节剂0.02%二氢卟吩铁可溶性粉剂以及60%氯化胆碱水剂（对照药剂），由江苏省农业科学院提供；IAA、IBA 和NAA 纯度均为98%，为茉钡特生物公司生产。

1.3 试验方法

1.3.1 苗期试验设计基于前期试验结果，本研究共设计3组0.02%二氢卟吩铁SP与其他植物激素的复配处理、1 组对照药剂处理以及1 组清水对照，每个处理3次重复，每个重复3 株薯苗。详细信息见表1，其中药剂分配比例为体积比。

表1 不同植物生长调节剂处理

供试薯苗采用5节苗，仅保留1叶。采用蘸根法将薯苗底部浸没于各处理药剂中3 min，然后将薯苗2节扦插入盛满清水的育苗箱内。扦插12 d时取出所有薯苗，调查发根数、根长和根鲜重等情况，分析各植物生长调节剂复配组合对甘薯薯苗地下部生长的影响。

1.3.2 田间试验设计试验小区设计为5行区，垄长4 m，垄距0.85 m。试验药剂处理同表1。统一选取甘薯顶苗，于2022 年6 月15 日栽种，10 月21 日收获，分别在栽种后10 d（缓苗发根期）、55 d（薯块膨大期）喷施各处理药剂，共计施药2 次。施药器械为“市下牌SXMD15DA”15 L 电动喷雾器喷雾，喷头采用圆锥雾喷头，喷头孔径0.7 mm，压力0.30～0.45 MPa，流量为0.70～0.90 L/min，全田均匀喷雾。

各处理设置3 个重复，随机区组排列，每次施药后，定期观察是否存在药害；在第2次施药后10 d和收获前10 d，每个小区取6株调查2次甘薯最长蔓长和分枝数；收获时，调查大薯率(300 g≤x＜500 g)、中薯率(150 g≤x＜300 g)、小薯率(30 g≤x＜150 g)；将测产区内中间3行薯块全部挖出，进行商品薯率[式(1)]、裂薯率[式(2)]的调查，同时以小区为单位称块根鲜重。中薯率和小薯率计算方法同大薯率[式(3)]。

1.4 数据分析

用Microsoft Excel 2016 软件对数据进行录入和计算，运用SPSS 20软件进行单因素方差分析，不同处理间的多重比较采用Duncan新复极差法(α=0.05)。

2 结果与分析

2.1 植物生长调节剂对甘薯薯苗生长的影响

甘薯薯苗在各植物生长调节剂处理后，观察期内均未出现药害情况。由表2 可知，0.02%二氢卟吩铁SP 和IAA、IBA、NAA 的3 个复配处理组发根数均高于清水对照，其中二氢卟吩铁与IBA和NAA复配处理组与清水对照呈显著差异。二氢卟吩铁和IAA 复配处理组根长显著高于清水对照，二氢卟吩铁与IBA 和NAA 的2 个复配处理组低于清水对照但无显著差异。二氢卟吩铁和IAA、IBA、NAA的3个复配处理组根鲜重均高于清水对照，但各处理间无显著差异。对照药剂处理组薯苗的发根数及根鲜重与清水对照无显著差异，根长显著高于清水对照，综合各项指标二氢卟吩铁和IAA、IBA、NAA的3个复配处理组对甘薯苗期地下部分生长的效果优于对照药剂处理，其中二氢卟吩铁与NAA复配处理效果最佳。

表2 植物生长调节剂复配对薯苗农艺性状的影响

2.2 植物生长调节剂对甘薯田间生长的影响

2.2.1 植物生长调节剂复配对甘薯地上部分生长的影响在田间每次施药后3 d，未观察到甘薯出现卷叶、烧叶及黄叶等药害现象。不同植物生长调节剂处理后，甘薯的叶色无明显变化。从图1A可看出，第1次田间甘薯最长蔓长调查中，0.02%二氢卟吩铁SP 分别与IAA、IBA 和NAA 的复配处理组平均最长蔓长均短于清水对照，但略高于对照药剂60%氯化胆碱AS 处理组，各处理之间无显著性差异。在第2次调查结果中，所有处理组平均最长蔓长均略短于清水处理，其中0.02%二氢卟吩铁SP 分别与IAA、IBA 复配组及对照药剂60%氯化胆碱AS 处理组与清水处理存在显著差异，0.02%二氢卟吩铁SP 分别与IAA、IBA 和NAA 的复配处理组平均最长蔓长略高于对照药剂组。

图1 植物生长调节剂复配对甘薯地上部分的影响

从图1B可看出，在第1次田间甘薯分枝数量的调查中，0.02%二氢卟吩铁SP与NAA复配处理组平均分枝数最多且与其他处理组呈显著差异。0.02%二氢卟吩铁SP分别与IAA、IBA的复配处理组平均分枝数显著多于对照药剂组和清水对照。在第2 次调查中，各药剂处理组平均分枝数均多于清水处理，但差异不显著，其中，0.02%二氢卟吩铁SP 与NAA 的复配处理组平均分枝数高于对照药剂组60%氯化胆碱AS。结果表明0.02%二氢卟吩铁SP分别与IAA、IBA、NAA复配可以促进薯蔓的分枝，其中0.02%二氢卟吩铁SP 与NAA复配处理对甘薯分枝能力增益最强，效果强于对照药剂。

2.2.2 不同植物生长调节剂复配对甘薯薯型的影响从表3 可知，大薯率在各处理之间无显著差异，除0.02%二氢卟吩铁SP与NAA的复配处理组大薯率略低于清水对照外，其余处理组均高于清水对照，其中0.02%二氢卟吩铁SP 与IBA 的复配处理组大薯率最高，达42.7%。各药剂处理大薯数均高于清水对照，其中0.02%二氢卟吩铁SP与IBA的复配处理组与清水对照呈显著差异；中薯率在各药剂处理之间无显著差异，但是均高于清水对照，其中0.02%二氢卟吩铁SP与NAA的复配处理组大薯率虽然最低，但是中薯率最高，达56.7%。各药剂处理中薯数均高于清水对照，其中0.02%二氢卟吩铁SP 与NAA 的复配处理组与清水对照呈显著差异；小薯率与小薯数在各处理之间无显著性差异，其中0.02%二氢卟吩铁SP 与IAA、IBA、NAA的复配处理组小薯率均低于对照药剂和清水对照处理组。这表明各药剂处理对甘薯薯型的增大具有一定的促进作用，其中0.02%二氢卟吩铁SP与NAA的复配处理组对中薯率的提升效果最佳，0.02%二氢卟吩铁SP与IBA 对大薯率的提升效果最佳，均强于对照药剂和清水处理组。

表3 植物生长调节剂复配对甘薯薯型及其结薯率的影响

2.2.3 不同植物生长调节剂复配对甘薯产量及薯块品质的影响在甘薯生育期128 d时进行田间调查。由表4 可看出，0.02%二氢卟吩铁SP 分别与IAA、IBA 和NAA 的复配处理组及对照药剂组小区产量均高于清水处理组，其中0.02%二氢卟吩铁SP 和IBA、NAA 的复配处理组小区平均产量高于对照药剂，与清水处理相比增产幅度分别为12.2%和21.3%，但各处理之间无显著差异；0.02%二氢卟吩铁SP和NAA的复配处理组单株结薯重量最高，高于对照药剂及清水处理组，但各处理间未呈现显著差异；各药剂处理裂薯率为5.33%～6.67%，与清水对照无显著性差异；0.02%二氢卟吩铁SP与IAA复配处理组商品薯率较低为82.00%，低于清水对照，但是各处理之间无显著差异。

表4 植物生长调节剂复配对甘薯产量和品质的影响

3 结论与讨论

在农业生产中，不同的植物生长调节剂混合使用相比于单独使用可表现出更佳的增益效果，同时可减少药剂用量，扩大其应用范围[17-19]。二氢卟吩铁是一种可调节作物生长，对作物抗逆和产量都有增效作用的新型植物生长调节剂[5-7]。目前，二氢卟吩铁与其他植物生长调节剂复配在甘薯中的应用还未见报道。本研究比较了0.02%二氢卟吩铁SP 分别与IAA、IBA 和NAA 的复配处理对甘薯苗期生长的影响，结果发现0.02%二氢卟吩铁SP和IAA、IBA、NAA的3个复配处理组均能促进甘薯薯苗的生长，处理组发根数和根鲜重均高于清水对照，其中二氢卟吩铁和NAA复配处理组发根数与清水对照呈显著差异，综合各项指标二氢卟吩铁和NAA 的复配处理对甘薯苗期地下部分生长的效果最佳。NAA是一种常见的生长素，可使插穗基部淀粉加速水解，形成还原糖等营养物质为插穗提供能量，从而促进根系生长。李春平等[20]研究发现，NAA对石榴扦插苗的发根率、发根数及根长具有良好的促进效果。何国振等[21]利用NAA 处理阳春砂根状茎茎尖后，其再生根的数量提高了56.7%。刘传飞等[22]和Swamy 等[23]发现外施生长素类物质可以诱导植物生根，提高生根率，这些结论与本研究结果一致。本研究仅利用水培法初步探究了各植物生长调节剂复配组合对甘薯苗期地下部分生长的促进作用，而其对于薯苗地上部分指标如茎长、茎粗和叶片数量等性状的影响还需利用盆栽等试验进一步研究。

田间施用各处理药剂均无药害发生，各处理裂薯率为5.3%～6.7%，处理间无显著差异。各植物生长调节剂复配处理的甘薯产量均高于空白对照，其中0.02%二氢卟吩铁SP和IBA、NAA的复配处理组小区平均产量高于对照药剂，相比对空白对照产量增幅分别为12.2%和21.3%。郭丽华等[7]和邢宇俊等[8]在油菜和烟草中施用二氢卟吩铁后，其对油菜和烟草生长指标与产量均具有一定提升效果。闫鹏等[24]研究了NAA 和激动素(KT)复配对新植蔗产量、根系发育及抗倒伏能力的影响，发现药剂处理提高了新植蔗叶片鲜重和蔗茎产量，提高了根系活力，促进了根系发育，这与本研究结果一致。各植物生长调节剂复配处理后，甘薯的大薯率和中薯率均高于空白对照，植物生长调节的施用促进了薯块膨大速度，中薯和大薯占比的提升可能是甘薯产量提升的重要原因之一。甘薯块根的品质和产量受到内部自身和外部环境的共同影响，常伴随着多种因素的共同调控，是一个复杂的生理、生化及分子过程[25-26]。甘薯块根的形成与其内源激素含量密切相关，其整个膨大过程均受到激素调控的影响[27]。植物生长调节剂如何影响甘薯各类激素受体、信号转导、合成和代谢相关基因最终促进薯块膨大仍需深入研究。

综上所述，甘薯薯苗在田间扦插前，使用0.02%二氢卟吩铁SP 和NAA 的复配药剂蘸根处理薯苗，可以促进薯苗根系生长，提升其环境适应能力。在田间生产中，在甘薯分枝结薯期及薯块膨大期喷施2次药剂，可促进薯块膨大，提升甘薯产量。