徐 翔,孫 勁
(1.四川省農(nóng)業(yè)農(nóng)村廳植物保護(hù)站,四川 成都 610041;2.西昌學(xué)院資源與環(huán)境學(xué)院,四川 西昌 615013)
【研究意義】馬鈴薯(SolanumtuberosumL.)屬茄科茄屬的一年生草本雙子葉植物,其生長適應(yīng)性廣,綜合加工和利用產(chǎn)業(yè)鏈長,營養(yǎng)豐富,是全球僅次于小麥、水稻和玉米的第四大重要糧食作物[1]?,F(xiàn)今,我國已經(jīng)成為馬鈴薯生產(chǎn)第一大國。隨著農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整,我國馬鈴薯的種植面積和總產(chǎn)量在不斷的增加,對種薯的需求量越來越大。馬鈴薯種薯如在其儲藏期間發(fā)芽過早、過長,栽培操作過程可能導(dǎo)致芽斷,最終導(dǎo)致馬鈴薯缺苗斷垅,最終影響馬鈴薯的產(chǎn)量。因此,研究馬鈴薯休眠的調(diào)控技術(shù),抑制馬鈴薯的萌發(fā)對馬鈴薯的安全貯藏和產(chǎn)業(yè)發(fā)展具有重要意義[6]?!厩叭搜芯窟M(jìn)展】目前,馬鈴薯貯藏方式主要為冷藏恒溫設(shè)施和化學(xué)藥劑處理,但恒溫貯藏庫建設(shè)成本昂貴,運行費用高,不利于馬鈴薯產(chǎn)業(yè)的發(fā)展[7]。常用馬鈴薯化學(xué)抑芽劑,氯苯胺靈(CIPC)過量使用存在易殘留,有致癌、致畸和易引起食物慢性中毒等不安全問題,并且會破壞薯芽,不能用于種薯貯藏[8]。關(guān)于馬鈴薯化學(xué)抑芽劑的研究報道有很多,短波紫外線(ultraviolet C,UV-C)[9]、薄荷醇、茉莉精油[10]、α-萘乙酸甲酯(MENA)[11]、赤霉素(gibberellin A3,GA3)、脫落酸(abscisic acid,ABA)[12]、香菜(CarumcarviL.)和蒔蘿(AnethumgraveolensL.)精油[13]等都有對馬鈴薯抑芽的效果,但少見馬鈴薯種薯抑芽劑的報道?!颈狙芯壳腥朦c】基于前期在馬鈴薯種薯抑芽劑的篩選中,發(fā)現(xiàn)烯效唑與二甲戊靈均有較好的效果,且二甲戊靈的抑芽效果優(yōu)于烯效唑。但在盆栽試驗中發(fā)現(xiàn),經(jīng)二甲戊靈浸種處理儲藏后的馬鈴薯種薯發(fā)芽率偏低,而烯效唑處理的馬鈴薯種薯發(fā)芽率不受影響,且能使馬鈴薯種薯的幼苗變矮而粗壯。因此,為延長馬鈴薯種薯休眠時間,增強(qiáng)馬鈴薯種薯儲藏后出苗率,選擇將二甲戊靈與烯效唑復(fù)配。【擬解決的關(guān)鍵問題】通過測定不同復(fù)配比例處理馬鈴薯種薯后,比較分析不同處理之間形態(tài)指標(biāo),如芽長、發(fā)芽率、失重率,以及生理生化指標(biāo),如還原糖含量和過氧化物酶活性等,確定二甲戊靈與烯效唑作為馬鈴薯種薯抑芽劑的最適配比,為后期抑芽劑研制及推廣應(yīng)用提供理論依據(jù)。
供試品種:中薯2號原種(由四川農(nóng)業(yè)大學(xué)馬鈴薯快繁中心提供)。
供試藥劑:89%烯效唑原藥(購自四川國光農(nóng)化有限責(zé)任公司),95%二甲戊靈原藥(購自廣東中迅農(nóng)科股份有限公司)。
按照藥劑處理二甲戊靈A(A0_0 mg/L; A1_33 mg/L; A2_165 mg/L; A3_330 mg/L),烯效唑B(B0_0 mg/L; B1_25 mg/L; B2_75 mg/L),分別配置出A0B0(清水對照)、A2B0(165 mg/L二甲戊靈)、A0B2(烯效唑75 mg/L)、A1B1(33 mg/L二甲戊靈+烯效唑25 mg/L)、A2B1(165 mg/L二甲戊靈+烯效唑25 mg/L)和A3B1(330 mg/L二甲戊靈+烯效唑25 mg/L)、A1B2(33 mg/L二甲戊靈+烯效唑75 mg/L)、A2B2(165 mg/L二甲戊靈+烯效唑75 mg/L)、A3B2(330 mg/L二甲戊靈+烯效唑75mg/L)共9個處理,每個處理配置300 mL藥液,設(shè)置3次重復(fù),每次重復(fù)40粒種薯,共計1080粒,單粒重為(8.5±1.3)g。
每個重復(fù)的種薯經(jīng)藥劑浸泡30 s后晾干,再分成兩組儲藏,其中一組種薯用于測定形態(tài)指標(biāo)如芽長、失重率以及發(fā)芽率;另一組種薯用于測定還原糖含量、過氧化物酶活性等。試驗主要儀器為紫外可見光分光光度計U-3000(天美科技有限公司)和CP214電子天平(奧豪斯儀器上海有限公司)。儲藏條件為常溫避光儲存,2013年10月至2014年4月,溫度為(12±5)℃。
1.3.1 形態(tài)指標(biāo) 藥劑處理前對每個處理種薯稱重,統(tǒng)計每個種薯芽眼數(shù),在藥劑處理后60、75和90 d,分別統(tǒng)計發(fā)芽情況及用游標(biāo)卡尺測量馬鈴薯芽長,計算出種薯失重率、發(fā)芽率。
1.3.2 生理生化指標(biāo) 3,5-二硝基水楊酸比色法測定還原糖含量[14]及愈創(chuàng)木酚法測定過氧化物酶活性[15]。
采用Excel2010和SPSS17.0軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。
由表1可知,馬鈴薯失重率隨貯藏時間的延長而上升。在供試藥劑處理馬鈴薯種薯60 d后,對照組A0B0失重率為5.40%,與其他處理差異均不顯著(P>0.05),A2B0組失重率最低,只有3.75%;在75 d時,對照組A0B0失重率為13.50%,與其他處理差異均顯著(P<0.05);在90 d后,對照組A0B0失重率為21.01%,與其他藥劑處理組差異顯著(P<0.05),其中A2B0組失重率最低,只有11.41%。
表1 供試藥劑對馬鈴薯種薯失重率的影響
由表2可知,供試藥劑處理馬鈴薯種薯60 d后,對照組A0B0發(fā)芽率為60.10%,且與A2B0、A3B1和A2B2處理組百分比相比發(fā)芽率較高且差異顯著(P<0.05),與其他處理組(38.86%~67.87%)差異不顯著(P>0.05)。在75 d后,對照組A0B0發(fā)芽率為68.07%,僅與A2B0處理組差異顯著(P<0.05),其余各處理組差異不顯著(P>0.05)。在90 d后,對照組A0B0發(fā)芽率為96.13%,且僅僅與A2B0處理組差異顯著(P<0.05),與其他處理組差異不顯著(P>0.05)。
表2 供試藥劑對馬鈴薯種薯發(fā)芽率的影響
由表3可知,供試藥劑處理馬鈴薯種薯60~90 d后,對照組A0B0芽長分別為10.38、21.4440 和23.06 mm,均明顯長于同時期的其他處理組(P<0.05)。其中,藥劑處理90 d后,A1B1、A2B1和A2B2組(11.20~13.06 mm)與A0B2、A2B0、A3B1、A1B2和A3B2組(0.46~3.33 mm)差異顯著(P<0.05)。
表3 供試藥劑對馬鈴薯種薯芽長的影響
由表4可知,供試藥劑處理馬鈴薯種薯60~90 d期間,對照組A0B0與A1B1、A3B2組的還原糖含量表現(xiàn)一直下降的趨勢,A0B2、A2B1、A3B1、A1B2、A2B2組還原糖含量呈現(xiàn)出先增加后減少的趨勢,而A2B0組還原糖含量呈現(xiàn)出一直增加的趨勢。供試藥劑處理馬鈴薯種薯60 d后,對照組A0B0還原糖含量為51.01 mg/g,與A2B0、A3B1和A1B2相比含量較高且差異顯著(P<0.05),與A0B2、A1B1、A2B1、A2B2和A3B2(45.09~61.37 mg/g)相比差異不顯著(P> 0.05);儲藏75 d后,對照組A0B0還原糖含量為34.52 mg/g,與藥劑處理A0B2、A1B2、A2B1、A2B2、A3B1相比含量較低且差異顯著(P<0.05),與A2B0、A1B1和A3B2(30.37~41.99 mg/g)相比差異不顯著(P> 0.05);在90 d后,對照組A0B0還原糖含量為28.64 mg/g,顯著高于藥劑A1B1、A1B2、A3B2、A2B1處理(P<0.05),顯著低于A2B0(P< 0.05),與A0B2、A3B1和A2B2(30.37~41.99 mg/g)相比差異不顯著(P> 0.05)。
表4 供試藥劑對馬鈴薯種薯還原糖含量的影響
由表5可知,供試藥劑處理馬鈴薯種薯60~90 d期間,對照組A0B0與A1B2、A2B2、A3B2過氧化物酶活性一直呈現(xiàn)下降的趨勢,A0B2、A1B1、A2B1、A3B1的過氧化物酶活性呈現(xiàn)先升高后下降的趨勢,而A2B0的過氧化物酶活性呈現(xiàn)一直升高的趨勢。供試藥劑處理馬鈴薯種薯60 d后,對照組A0B0過氧化物酶活性為7.90(0.01A470·min-1),A0B2、A1B1、A2B0、A2B2處理過氧化物酶活性明顯低于A0B0(P<0.05),A1B2、A2B1、A3B1、A3B2(6.45~8.63A470·min-1)處理組與A0B0差異不顯著(P> 0.05);在75 d后,對照組A0B0過氧化物酶活性為6.31(0.01A470·min-1),與A0B2、A3B1和A2B2組相比活性較低且差異顯著(P<0.05),與其他處理組(5.09~9.06A470·min-1)差異不顯著(P> 0.05);在處理后90 d對照組A0B0過氧化物酶活性為3.71(0.01A470·min-1),與A0B2、A2B0、A3B1和A2B2處理組相比活性較低且差異顯著(P<0.05),與A1B1、A1B2、A2B1、A3B2(3.27~5.52 A470·min-1)處理組差異不顯著(P> 0.05)。
表5 供試藥劑對馬鈴薯種薯過氧化物酶活性(0.01A470·min-1)的影響
馬鈴薯失重率受呼吸作用失水與干物質(zhì)消耗的影響,休眠時馬鈴薯呼吸作用會降低,失重率也會降低[24]。表1說明烯效唑和二甲戊靈復(fù)配能夠有效降低馬鈴薯的失重率,減少其儲存時期的營養(yǎng)損失。由表3可知,90 d時A2B1、A2B2處理的芽長都在10 mm以上,在運輸過程中芽極易被折斷,容易造成缺苗;而A3B1處理芽長為1.53 mm,適合運輸。
脫落酸ABA促進(jìn)植株休眠,其含量與POD活性呈正相關(guān)[16]。且過氧化物酶POD還是吲哚乙酸IAA的側(cè)鏈氧化酶,參與IAA的分解作用,可控制IAA的濃度,POD活性越高,IAA含量減少,促使塊莖處于休眠狀態(tài)[17]。馬鈴薯種薯經(jīng)烯效唑和二甲戊靈不同復(fù)配方式處理后,其POD活性有明顯的變化,顯現(xiàn)出發(fā)芽率也有明顯的變化,前期維持在較低水平,后期與對照組差別不大,呈現(xiàn)出先抑制再促進(jìn)的趨勢,說明這幾種復(fù)配方式不僅可以延長馬鈴薯的休眠時間,還不會使其喪失發(fā)芽能力,可用于種薯貯藏。但是馬鈴薯的發(fā)芽率并不完全依照過氧化物酶活性變化趨勢而變化,這是可能是因為過氧化物酶活性不是馬鈴薯發(fā)芽率的唯一影響因子。
馬鈴薯貯藏過程中,還原糖含量變化趨勢可用“低溫糖化”現(xiàn)象和“高溫逆轉(zhuǎn)”現(xiàn)象來說明[18-21],大體上是前中期含量上升,后期還原糖含量下降。低溫條件下馬鈴薯塊莖細(xì)胞積累還原糖,提高抗逆性,其還原糖的含量越高,越利于長期貯藏[22-23]。溫度回升過后,還原糖轉(zhuǎn)化為淀粉,為馬鈴薯萌發(fā)提供營養(yǎng)[20]。通過表1可以發(fā)現(xiàn),馬鈴薯種薯還原糖的含量有些是一直降低,如對照組A0B0與A1B1、A3B2組,這可能是因為試驗儲存的溫度[(12±5)℃]沒有達(dá)到低溫糖化現(xiàn)象所需要的溫度(4 ℃)[18],從而沒有使馬鈴薯進(jìn)入休眠,或者休眠程度不夠。A0B0與A1B1、A3B2組的發(fā)芽率差異不顯著,這也證實了以上觀點。而A0B2、A2B1、A3B1、A1B2、A2B2組還原糖含量呈現(xiàn)出先增加后減少的趨勢,A3B1和A2B2的發(fā)芽率與A0B0相比降低且差異顯著,而A0B2、A2B1和A1B2與A0B0相比差異不顯著。這說明烯效唑和二甲戊靈復(fù)配對馬鈴薯種薯塊莖內(nèi)淀粉與還原糖的轉(zhuǎn)化有影響,A3B1和A2B2的復(fù)配方式不僅使馬鈴薯還原糖含量呈現(xiàn)先增后減的趨勢,而且60 d的發(fā)芽率大大降低,利于馬鈴薯種薯儲存。
烯效唑和二甲戊靈復(fù)配能夠使馬鈴薯發(fā)芽率和失重率降低,對延長馬鈴薯貯藏時間,減少其損失具有一定作用,但是不同復(fù)配方式產(chǎn)生的作用效果大相徑庭??偟膩砜矗珹3B1(二甲戊靈330 mg/L+烯效唑25 mg/L)處理濃度配比有效延長馬鈴薯種薯的儲存時間,且可以正常萌發(fā),可以作為烯效唑和二甲戊靈復(fù)配的一個適合配比。