吉勇　樂(lè)春　陳庭珠　申時(shí)榮　朱勇　翟培雄　吳毓飛

摘要 重金屬污染土壤不僅影響馬鈴薯生長(zhǎng)發(fā)育，還造成食品安全隱患。選擇2個(gè)不同馬鈴薯基因型為材料，設(shè)置4個(gè)鋅處理水平。采用兩因素系統(tǒng)分組設(shè)計(jì)，分析不同濃度的鋅對(duì)馬鈴薯生長(zhǎng)發(fā)育的影響。結(jié)果表明，品種對(duì)薯數(shù)、薯重、塊莖長(zhǎng)、根長(zhǎng)均有顯著影響。鋅處理對(duì)馬鈴薯莖長(zhǎng)、根長(zhǎng)有顯著影響。

關(guān)鍵詞 馬鈴薯；鋅濃度；性狀；影響

中圖分類(lèi)號(hào) S532 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 1007-5739（2016）05-0089-02

馬鈴薯（Solanum tuberosum），多年生草本，其含有大量碳水化合物和淀粉，同時(shí)含有蛋白質(zhì)、礦物質(zhì)（磷、鈣等）、維生素等。做主食，可作為蔬菜食用，或做輔助食品如薯?xiàng)l、薯片等，更可用來(lái)制作淀粉、粉絲等，還可以釀造酒或作為牲畜的飼料。

目前，馬鈴薯的總產(chǎn)量和栽培面積僅次于小麥、水稻和玉米，為世界第四大糧食作物[1-2]。因馬鈴薯種植范圍廣，適應(yīng)性強(qiáng)。因此，在全球人口不斷增加、耕地面積不斷減少情況下，其糧食主導(dǎo)地位日益顯現(xiàn)，其產(chǎn)業(yè)已真正成為當(dāng)?shù)刎炌ㄒ欢a(chǎn)業(yè)、輻射千家萬(wàn)戶(hù)、統(tǒng)籌城鄉(xiāng)發(fā)展、帶動(dòng)農(nóng)民增收、引領(lǐng)區(qū)域經(jīng)濟(jì)的戰(zhàn)略性主導(dǎo)產(chǎn)業(yè)。作為我國(guó)最具增產(chǎn)和發(fā)展?jié)摿Φ脑耘嘧魑镏?，其產(chǎn)量與品質(zhì)已越來(lái)越受到各級(jí)地方政府的高度重視。

鋅（Zn），原子序數(shù)為30，相對(duì)原子質(zhì)量為65，是人和植物所必要的微量元素之一，但又是污染環(huán)境的重金屬元素之一。作為必要的微量元素，一定含量的鋅能促進(jìn)人體的生長(zhǎng)發(fā)育，維持人體正常食欲，增強(qiáng)免疫力，促進(jìn)傷口和創(chuàng)傷的愈合，影響維生素A代謝和視覺(jué)正常以及維持男性正常生精功能等作用。因此，研究和開(kāi)發(fā)富鋅農(nóng)產(chǎn)品對(duì)于改善人體缺鋅狀況，促進(jìn)鋅的健康、高效吸收具有重要的現(xiàn)實(shí)意義[3]。鋅屬于重金屬元素之一，當(dāng)植物細(xì)胞膜吸附過(guò)高濃度的鋅時(shí)，其細(xì)胞的滲透平衡受到影響，膜結(jié)構(gòu)被破壞，從而使細(xì)胞不能正常生長(zhǎng)發(fā)育，最終降低植株的產(chǎn)量和品質(zhì)，嚴(yán)格控制重金屬含量已逐漸成為種植蔬菜食物中刻不容緩需要解決的一件事。

土壤中鋅濃度的不同，對(duì)馬鈴薯表現(xiàn)為促進(jìn)和抑制2個(gè)方面的作用。馬鈴薯缺鋅時(shí)，植株生長(zhǎng)受抑，節(jié)間短，頂端葉片直立，葉小，葉面上呈現(xiàn)灰色至古銅色不規(guī)則斑點(diǎn)，葉緣上卷。這時(shí)，適當(dāng)增加土壤含鋅量，會(huì)顯著改善此類(lèi)情況，對(duì)馬鈴薯具有一定的增產(chǎn)作用。嚴(yán)重時(shí)，葉柄及莖上均出現(xiàn)褐點(diǎn)或斑塊，植株早期就會(huì)死亡。過(guò)高劑量的鋅對(duì)馬鈴薯地上部分的生長(zhǎng)具有一定的抑制作用。

毒害在生理上表現(xiàn)：重金屬吸附于植物的細(xì)胞膜上并對(duì)其加以破壞，改變細(xì)胞內(nèi)外的滲透平衡；與細(xì)胞內(nèi)酶或關(guān)鍵代謝物結(jié)合后阻礙細(xì)胞正常代謝，抑制細(xì)胞的生長(zhǎng)、分裂、光合作用、蒸騰作用、呼吸作用、氮素代謝等各種生理過(guò)程[3]。主要表現(xiàn)在2個(gè)方面的影響：一方面，進(jìn)入土壤中的鋅過(guò)多，直接對(duì)植物造成毒害，使其成分發(fā)生改變；另一方面，過(guò)量的鋅對(duì)土壤中根際微生物造成毒性，導(dǎo)致微生物群落多樣性發(fā)生了改變，使微生物生物量和呼吸強(qiáng)度降低或顯著增加，酶的活性嚴(yán)重?fù)p害，從而間接影響植株生長(zhǎng)發(fā)育。

1 材料與方法

1.1 供試材料

本試驗(yàn)用2個(gè)馬鈴薯品種（系），即N9-34、會(huì)薯2號(hào)。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

采用兩因素系統(tǒng)分組試驗(yàn)設(shè)計(jì)：A因素為品種，B因素為鋅處理，每個(gè)因素分4個(gè)處理水平（表1），3次重復(fù)。

1.3 試驗(yàn)實(shí)施

首先選擇完好且無(wú)病害、重量適中、大小相近的N9-34、會(huì)薯2號(hào)馬鈴薯各300個(gè)，用1∶1 000甲基托布津水溶液浸種2 h，取出后用清水浸泡30 min，瀝干種薯表面。播種前將盆上壓平，將種子按適當(dāng)?shù)木嚯x均勻排列好（播種密度為每盆播種3株），再將蓋土均勻覆蓋在種子上并輕輕壓平，并澆施在播種前預(yù)先根據(jù)對(duì)應(yīng)Zn2+處理濃度配制好水溶液，上面再蓋上1層干凈的石英砂，防止?jié)菜畷r(shí)形成板結(jié)。處理后，按常規(guī)生產(chǎn)進(jìn)行管理，直至收獲。

1.4 取樣與測(cè)定方法

考察出苗情況，出苗達(dá)到90%時(shí)，選取各處理間幼苗長(zhǎng)勢(shì)整齊的盆供試驗(yàn)用。每周觀察植株的葉色并測(cè)量葉高、記錄。每個(gè)處理隨機(jī)選擇2盆分單苗掛牌標(biāo)記，作為持續(xù)形態(tài)考察抽樣植株。出苗后，每周1次（直到收獲），每個(gè)處理隨機(jī)取樣2盆（重復(fù)），進(jìn)行植株的產(chǎn)量與性狀考察。收獲時(shí)每個(gè)處理以盆為單位取樣進(jìn)行測(cè)定。首先將樣品（地上部分、地下部分）用自來(lái)水沖洗干凈，再用去離子水沖洗，晾干。考察每盆株數(shù)、薯數(shù)（計(jì)算平均每盆單株薯數(shù)，個(gè)）和薯重（計(jì)算平均單株薯重，g）。分別測(cè)定薯塊莖、莖葉和根的長(zhǎng)度，計(jì)算平均塊莖長(zhǎng)度、莖葉長(zhǎng)度、根長(zhǎng)度。

1.5 數(shù)據(jù)分析

用DPS統(tǒng)計(jì)分析軟件對(duì)各時(shí)期性狀考察值進(jìn)行兩因素方差分析，用Excel作折線圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 產(chǎn)量性狀與形態(tài)性狀分析

表2為各時(shí)期產(chǎn)量性狀方差分析F值及其顯著水平。

方差分析表明，除第14、21天外，品種間薯數(shù)差異均達(dá)到極顯著；而品種對(duì)薯重的影響除第28天外均達(dá)到顯著或極顯著水平。2個(gè)品種各時(shí)期薯數(shù)、薯重見(jiàn)圖1、2。

由圖1可知，隨著時(shí)間的推移，品種間的馬鈴薯薯數(shù)都呈增長(zhǎng)趨勢(shì)。比較2個(gè)品種間差異可見(jiàn)，在任何時(shí)期，會(huì)薯2號(hào)的薯數(shù)都明顯高于N9-34的薯數(shù)。并且在除第14、21天外，品種間薯數(shù)差異均達(dá)到極顯著。

由圖2可知，隨著時(shí)間的推移，品種間的馬鈴薯薯重都呈上升趨勢(shì)。比較2個(gè)品種間差異可見(jiàn)，在任何時(shí)期，會(huì)薯2號(hào)的薯重都明顯高于N9-34的薯重。并且在除第28天外，品種間薯重差異均達(dá)到顯著或極顯著。

只有第14天時(shí)鋅處理間薯數(shù)差異達(dá)到極顯著和第49天時(shí)鋅處理間薯重差異達(dá)到顯著外，其余均不顯著，說(shuō)明鋅處理對(duì)薯數(shù)和薯重的影響不大。

2.2 形態(tài)性狀分析

表3為形態(tài)性狀的方差分析F值及其顯著水平。

方差分析表明，第7、14天品種間塊莖長(zhǎng)差異達(dá)到極顯著；第21、28、35天差異達(dá)到顯著。對(duì)于莖長(zhǎng)，鋅處理間只有第21天時(shí)差異達(dá)到極顯著，第7、14、28天品種間莖長(zhǎng)差異達(dá)到顯著；品種處理水平間差異均不顯著，說(shuō)明品種處理對(duì)莖長(zhǎng)影響不大。對(duì)于根長(zhǎng)，鋅處理則在第21、35、42天時(shí)差異達(dá)到極顯著；莖長(zhǎng)第7、14、28天品種間差異達(dá)到顯著。

3 結(jié)論與討論

理論上，鋅屬于植物生長(zhǎng)所必需的微量元素，添加適當(dāng)?shù)匿\會(huì)促進(jìn)馬鈴薯生長(zhǎng)發(fā)育[4]。但另一方面，鋅同樣屬于重金屬元素，過(guò)量鋅會(huì)導(dǎo)致馬鈴薯細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)被破壞，影響滲透平衡，從而影響馬鈴薯生長(zhǎng)發(fā)育。另外，有文獻(xiàn)表明，植物對(duì)鋅的積累存在品種間差異[5]。本試驗(yàn)從產(chǎn)量性狀與形態(tài)性狀2個(gè)方面考察馬鈴薯的基本情況。對(duì)于產(chǎn)量性狀，品種差異對(duì)馬鈴薯的薯數(shù)、薯重影響較大，差異達(dá)到極顯著，無(wú)論是薯數(shù)還是薯重，會(huì)薯2號(hào)都略高于N9-34。

鋅處理對(duì)馬鈴薯薯數(shù)在前期影響顯著，后期處于穩(wěn)定狀態(tài)。對(duì)馬鈴薯薯重在49 d時(shí)影響顯著，可能是由于馬鈴薯后期開(kāi)始進(jìn)行果實(shí)膨脹，所以影響顯著。

對(duì)于形態(tài)性狀，根據(jù)數(shù)據(jù)顯示，馬鈴薯平均薯重、塊莖長(zhǎng)、根長(zhǎng)均呈現(xiàn)與理論符合的數(shù)據(jù)，即鋅添加量在一定范圍內(nèi)有助于馬鈴薯生長(zhǎng)發(fā)育，促進(jìn)根、塊莖生長(zhǎng)，但超過(guò)一定范圍，則會(huì)抑制馬鈴薯生長(zhǎng)發(fā)育。但此試驗(yàn)結(jié)果表明，馬鈴薯莖長(zhǎng)隨著鋅濃度的增高而不斷增長(zhǎng)，與理論依據(jù)不符。如要研究馬鈴薯莖長(zhǎng)在鋅處理濃度為多少時(shí)，達(dá)到最大值，需要更精細(xì)的試驗(yàn)。

有相關(guān)研究表明，植物莖葉對(duì)鋅元素有奢侈吸收的效應(yīng)[5]。鋅在馬鈴薯體內(nèi)的含量分布為莖>塊莖>葉片。因此，相對(duì)于塊莖、根的生長(zhǎng)，馬鈴薯莖中含有稍高的鋅濃度并不影響其生長(zhǎng)發(fā)育，反而會(huì)促進(jìn)其莖葉的生長(zhǎng)。這可能也是一種馬鈴薯自身解毒機(jī)制，將莖葉中的重金屬元素轉(zhuǎn)移到其他植株部位，降低對(duì)莖葉的毒害作用[6]。

4 參考文獻(xiàn)

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[3] 李華.施鋅對(duì)馬鈴薯產(chǎn)量和品質(zhì)的影響[J].山西農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，1997（3）：270-272.

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