廖霏霏，杜勇利，熊 湖，张德银

（宜宾市农业科学院，四川 宜宾 644000）

中国马铃薯生产面积和产量居世界之首[1]，然而中国的马铃薯单产水平却低于世界平均水平[2]。造成单产低的主要原因是脱毒种薯应用率较低，仅占全国马铃薯种植面积的30%[3]。提高脱毒原原种的生产效率是解决马铃薯产量低的关键[4]。雾培法作为一种生产脱毒马铃薯原原种的新型技术[5]，较传统基质栽培方法具有可控性、生产自动化、成本低、效率高等优点[6,7]。为优化该技术，在营养液配方、生产管理方式、抗逆性、雾培设施等方面进行了大量研究[8-10]。同时，在叶面喷施外源激素和叶面肥方面也有不少报道。陈亚兰[11]和吴巧玉等[12]研究表明，赤霉素能促进植株生长，对马铃薯原原种的单株结薯数有重要促进作用。邓兰生等[13]研究表明，在滴灌施肥中尿素能更好的促进植株营养生长。韦冬萍等[14]利用不同叶面肥对马铃薯品种‘合作88’进行叶面喷施，结果表明0.5%尿素或0.3%磷酸二氢钾能明显提高叶片含氮量、干物质积累和产量。刘喜平等[15]研究表明，通过叶面喷施0.6 g∕m2硝酸钙可使大田马铃薯产量明显提高。李文霞等[16]研究表明，适量钙素可提高马铃薯植株叶绿素含量和净光合速率，延缓植株衰老和提高商品薯数量。大量研究表明，适宜浓度的外源激素或叶面肥处理植株可有效提高马铃薯产量[17-20]。然而，关于外源激素赤霉素与硝酸钙和尿素的组合喷施对雾培马铃薯生长和产量的影响研究较少。因此，本研究以‘中薯5 号’为试验材料，在雾培生产时采用一定浓度的赤霉素、尿素和硝酸钙进行叶面喷施，筛选能有效提高雾培马铃薯单株结薯数的最佳叶面喷施方式。

1 材料与方法

1.1 试验时间地点

2018 年9 月～2019 年5月在宜宾市农业科学院进行，分别为春季（1～5 月）和秋季（9 月～翌年1月）两季试验。

1.2 试验材料

‘中薯5 号’脱毒试管苗，由国家马铃薯种质试管苗库（克山）提供。

1.3 试验设计

采用单因素随机区组设计，叶面喷施7个处理：清水（CK）、赤霉素（GA：10 mg∕L）、尿素（UREA：3 g∕L）、硝酸钙（CN：3 g∕L）、赤霉素（GA）+ 尿素（UREA）（10 mg∕L + 3 g∕L）、赤霉素（GA）+硝 酸 钙（CN）（10 mg∕L+3 g∕L）、尿 素（UREA）+ 硝酸钙（CN）（3 g∕L + 3 g∕L）。每个处理组合重复3 次，小区面积1.2 m2（76 株），间距为10 cm × 15 cm。

1.4 试验方法

脱毒苗雾培定植14 d 时进行叶面喷施，每隔7 d 喷施1 次，共喷施4 次，傍晚喷施尿素，其他处理均在早上喷施，喷施时用挡板遮挡，防止处理间交叉影响，以叶面均沾满喷施液为准。定植48 d 取样进行相关农艺性状测定，包括株高（直尺测量）、根长（直尺测量）、茎粗（游标卡尺测定）、匍匐茎长（直尺测量）、匍匐茎数、叶面积指数（打孔法测定并折算）、叶绿素含量指数（CCM-200 叶绿素测定仪测定）、干物质（采用烘干称重法计算）、单株产量和单株结薯数。每个重复随机选取5株测量，其平均值作为小区测量值。

薯块重量大于3 g 时进行采摘，最后一次采摘重量大于0.5 g的微型薯。

1.5 试验仪器及化学试剂

1.5.1 仪 器

电导率仪（成都世纪方舟科技有限公司），精度为0.1；pH 复合电极（上海仪电科学仪器股份公司），精度为0.01；电热鼓风干燥箱（上海博迅实业有限公司医疗设备厂），精度± 1℃；CCM-200叶绿素测定仪（澳作生态仪器有限公司），精度为± 1 CCI unit。

1.5.2 化学试剂

赤霉素（GA）（上海宇涵生物科技有限公司），生化试剂；尿素（UREA）和硝酸钙（CN）（成都市科隆化学品有限公司），分析纯。

1.6 数据分析

采用软件DPS 9.01 对试验数据进行方差分析和处理平均值多重比较（LSD 法），以及皮尔逊（Pearson）相关性分析，使用Microsoft Excel 2003进行图表绘制。

2 结果与分析

2.1 不同叶面处理对株高的影响

‘中薯5号’在定植48 d时，GA+CN处理下株高最高，春季（90.07 cm）高于秋季（75.04 cm），较CK分别增加249.31%、42.83%。在GA和GA+UREA处理下，秋季的株高分别为70.56和72.35 cm，春季的株高分别为89.02 和88.93 cm，以上3 个处理均显著高于CK，但3个处理间差异不显著。UREA、CN和UREA+CN 处理下，2 个季节的株高与CK 差异不显著，但UREA+CN处理后株高均稍低于CK。在秋季，‘中薯5号’的株高在各处理下的大小依次为GA+CN＞GA+UREA＞GA＞CK＞CN＞UREA＞UREA +CN；在春季，‘中薯5 号’的株高在各处理下的大小依次为GA+CN＞GA＞GA+UREA＞UREA＞CK＞UREA + CN＞CN（图1）。

图1 不同处理植株定植48 d的株高Figure 1 Plant height after 48 days of transplanting under different treatments

2.2 不同叶面处理对根长的影响

春秋两季，部分处理对植株的根长影响不同。在秋季，‘中薯5 号’定植48 d 时GA + CN 处理下根长为85.76 cm，显著高于CK（73.33 cm）；GA、UREA、CN 和GA + UREA 处理下，根长稍长于CK，但差异不显著。在春季，GA + UREA处理下根长最长（74.88 cm），但与CK（64.81 cm）相比差异不显著；在UREA、CN 和UREA + CN 处理下，根长稍短于CK，但差异不显著（图2）。

图2 不同处理植株定植48 d的根长Figure 2 Root length after 48 days of transplanting under different treatments

2.3 不同叶面处理对茎粗的影响

春秋两季‘中薯5 号’在定植48 d 时，不同处理对植株的茎粗影响不同。在秋季，GA、GA +UREA 和GA + CN 处理下，茎粗均显著粗于CK，增幅分别为24.09%、23.64%、25.91%，三者间差异不显著，UREA、CN、UREA+CN 与CK 相比差异不显著；茎粗从大到小分别是GA+CN＞GA＞GA+UREA＞UREA＞CN＞CK＞UREA+CN，大小分 别 为6.93， 6.83， 6.80， 5.95， 5.78， 5.50 和5.43 mm。在春季，所有处理对植株茎粗的影响不显著（图3）。

图3 不同处理植株定植48 d的茎粗Figure 3 Stem diameter after 48 days of transplanting under different treatments

2.4 不同叶面处理对匍匐茎长的影响

在春秋两季，GA、GA+UREA和GA+CN处理下，‘中薯5号’在定植48 d时匍匐茎长均显著大于CK，但3 个处理间差异不显著。在秋季，GA+CN处理下‘中薯5 号’匍匐茎长最长（24.18 cm），为CK的4.52倍；在春季，GA+UREA处理下匍匐茎最长（65.65 cm），为CK的2.60倍。UREA、CN、UREA+CN与CK相比，两个季节差异均不显著（图4）。

图4 不同处理植株定植48 d的匍匐茎长Figure 4 Stolon length after 48 days of transplanting under different treatments

2.5 不同叶面处理对匍匐茎数的影响

在春秋两季，不同处理对植株匍匐茎数量的影响不同。在秋季，GA、GA + UREA 和GA + CN处理下，匍匐茎数均多于CK，分别为6.50，6.00和5.75条，但差异不显著；在春季，仅UREA处理的匍匐茎数量较CK 增加0.7 条，但差异不显著。同一处理下，春季匍匐茎数量均高于秋季（图5）。

图5 不同处理植株定植48 d的匍匐茎数Figure 5 Stolon number after 48 days of transplanting under different treatments

2.6 不同叶面处理对叶面积指数的影响

在秋季，GA、UREA、GA+UREA和GA+CN处理下，‘中薯5号’在定植48 d时叶面积指数（Leaf area index，LAI）均极显著高于CK，分别为7.78、5.69、7.80、9.46，是CK 的2.41、1.76、2.41、2.93 倍；在UREA + CN 处理下LAI 值显著高于CK；UREA、CN 和UREA + CN 处理间差异显著。在春季GA、GA+UREA和GA+CN处理下，‘中薯5号’在定植48 d 时LAI 值均极显著高于CK，分别为11.45、11.87 和11.36，是CK 的2.30、2.38 和2.28倍（表1）。

表1 不同处理对叶面积指数的影响Table 1 Effects of different treatment on leaf area index

2.7 不同叶面处理对叶绿素含量指数的影响

植株定植48 d 时，秋季‘中薯5 号’的叶绿素含 量 指 数（Chlorophyll content index， CCI）在GA、GA + UREA 和GA + CN 处理下均极显著低于其他处理；春季‘中薯5 号’的CCI 值在GA 处理下显著低于CK，在GA + UREA 和GA + CN 处理下极显著低于CK（表2）。

表2 不同处理对叶绿素含量指数的影响Table 2 Effects of different treatment on chlorophyll content index

2.8 不同叶面处理对干物质含量的影响

不同处理对秋季和春季植株干物质含量影响不同。在秋季，定植48 d 时GA 处理下‘中薯5 号’干物质含量极显著高于其他处理，占全植株的17.33%，是CK 的1.91 倍，而其他处理间差异不显著。在春季，GA + UREA 处理显著降低干物质含量，其他处理与CK相比差异不显著（表3）。

表3 不同处理对干物质含量的影响Table 3 Effects of different treatment on dry matter content

2.9 不同叶面处理对单株产量和结薯数的影响

GA 对单株产量和结薯数的影响显著。在秋季，单株结薯数从高到低依次是GA＞GA + CN＞GA + UREA＞CK＞UREA+CN＞CN＞UREA，分 别 为12.20，11.42，10.68，8.19，7.80，7.36 和6.68 粒；GA、GA+UREA和GA+CN处理下，单株产量和单株结薯数与CK 间差异极显著，较CK 分别增加41.89%、33.96%、50.92%和48.96%、30.40%、39.44%；UREA 处理下单株结薯数与CK 相比差异显著。在春季，单株结薯数从高到低依次是GA +CN＞GA + UREA＞UREA + CN＞GA＞CN＞UREA＞CK，分别为13.98，13.55，12.65，12.44，10.63，10.33和10.23 粒；GA、GA + UREA、GA + CN 和UREA+CN处理下能显著提高单株产量和单株结薯数，分别较CK 增加27.43%、31.69%、43.38%、27.65%和21.60%、32.45%、36.66%、23.66%；GA + CN 处理后单株产量和单株结薯数与CK 相比差异极显著（表4）。

表4 不同处理对单株产量和结薯数的影响Table 4 Effects of different treatment on tuber yield and number per plant

2.10 单株产量、单株结薯数与农艺性状的相关性分析

定植48 d 时的各农艺性状与单株产量和单株结薯数相关性存在差异。匍匐茎长和叶面积指数与单株产量、单株结薯数呈极显著正相关；叶绿素含量指数与单株产量、单株结薯数呈极显著负相关；株高与单株产量呈极显著正相关；匍匐茎数与单株结薯数呈显著正相关（表5）。

表5 单株产量和单株结薯数与农艺性状（48 d）的相关性分析Table 5 Correlation analysis of tuber yield,tuber number per plant and agronomic traits(48 d)

3 讨 论

马铃薯块茎的形成不仅与基因有关，还受外界因素如光照、温度和内部因素如激素的影响[21-23]。喷施外源激素能有效促进植株生长和块茎的形成[24,25]。秦忠群[19]研究发现10 mg∕kg GA 处理能增加马铃薯品种‘大西洋’的单株结薯数。本试验中，通过春、秋两季对‘中薯5 号’雾培植株进行7个叶面处理，发现GA、GA+UREA和GA+CN 的处理明显增加‘中薯5 号’的株高、匍匐茎长、叶面积指数、单株产量和单株结薯数，显著降低马铃薯植株倒4 叶的CCI 值，与秦忠群[19]和Wang 等[26]的研究结果一致。GA、GA + UREA 和GA + CN 处理单株产量和单株结薯数显著高于CK，其值分别提高了27.43%～50.92%、21.60%～48.96%。可见，GA可促进植株早期营养生长，为块茎生成创造了条件，从而增加雾培马铃薯产量。

氮素是马铃薯生长发育中必须的大量元素之一，对马铃薯生长发育有重要作用[27,28]。王克秀等[29]研究表明，对雾培马铃薯植株进行适当的氮素处理可提高原原种产量。钙素是植物生长所需的矿质元素，在雾培生产马铃薯过程中，喷施一定浓度的钙素可提高幼苗的抗寒能力[30]。刘喜平等[15]研究表明，通过叶面喷施0.6 g∕m2硝酸钙可使大田马铃薯产量显著提高。在春季雾培中，UREA + CN 能显著增加‘中薯5 号’的单株产量和单株结薯数，且与GA、GA + UREA 和GA + CN处理差异不显著，而单施UREA 或CN 却对产量影响不显著，说明UREA和CN在春季生产气候下具有协同作用。春季定植时，植株在幼苗期，CN处理可能提高了植株抗寒能力，随着温度回升，UREA处理可能促进植株营养生长，为后期薯块的形成提供营养基础，从而提高产量。

地上部分的营养积累是提高产量的重要保障，本试验中马铃薯植株株高和叶面积指数与单株产量呈正相关，与前人研究一致[31,32]。匍匐茎长与单株产量和单株结薯数呈极显著正相关，匍匐茎数与单株结薯数呈显著正相关，表明匍匐茎长和匍匐茎数是提高雾培产量的重要影响因素[33]。

本试验结果表明，在秋季和春季雾培中GA、GA + UREA 和GA + CN 处理能促进‘中薯5 号’营养生长，从而提高单株结薯数和单株产量。3 个处理下‘中薯5 号’单株产量与CK 相比提高27.43%～50.92%，单株结薯数与CK 相比提高21.60%～48.96%。而单施3 g∕L UREA 和3 g∕L CN对单株结薯数和产量影响不显著。同时在春季，3 g∕L UREA 与3 g∕L CN 共同作用也可有效提高雾培产量。生产上可以根据不同种植季节和不同马铃薯品种合理选择叶面处理方式，以期有效地提高马铃薯原原种产量。