達娃普尺 普窮

（1.西藏日喀則市農(nóng)牧業(yè)科學研究推廣中心；2.西藏自治區(qū)馬鈴薯工程技術研究中心，西藏 日喀則 857000）

西藏自治區(qū)日喀則市是重要的糧食生產(chǎn)基地，也是自治區(qū)最大的馬鈴薯生產(chǎn)區(qū)，占全區(qū)馬鈴薯種植面積的75%[1]。近年來日喀則市馬鈴薯種植比例逐年增加，2021 年播種面積達日喀則市作物種植面積的7.2%，達到1 萬hm2。日喀則市降雨量小而且蒸發(fā)率高，2021 年降雨量為295.8 mm，降雨量遠低于馬鈴薯生育期需水量。因此，選育抗旱高產(chǎn)品種為今后日喀則市馬鈴薯育種工作的首要任務和目標。

馬鈴薯根系吸收活力的強弱主要取決于馬鈴薯根系傷流量的數(shù)量和成分[2-5]，根系傷流量強度可以反應出植株自身的水分狀態(tài)，傷流量越大，根系吸收活力就越強，從而對地上抗旱能力、作物生育期以及最終產(chǎn)量具有積極作用[6,7]。因此，根系吸收能力通常被用來衡量作物的抗旱性，并與產(chǎn)量相結(jié)合進行綜合研究，但其在西藏自治區(qū)的研究較少。馬鈴薯塊莖膨大期對肥水的需求量特別高，此時根系吸收的養(yǎng)分和水分決定著馬鈴薯后期的產(chǎn)量和質(zhì)量，因此在此階段進行根系吸收活力與產(chǎn)量之間關系的探討，對日喀則市馬鈴薯產(chǎn)業(yè)的發(fā)展具有重要意義。本試驗選取西藏自治區(qū)日喀則市主推品種艾瑪系列、引進品種“L0109-4”、當?shù)仄贩N以及雜交后代新品系“M1314-09”5 個馬鈴薯品種（系），在常規(guī)管理條件下，對馬鈴薯塊莖膨大期根系吸收活力與產(chǎn)量關系進行研究，探討不同馬鈴薯品種（系）根系吸收活力與產(chǎn)量的關系，為馬鈴薯抗旱高產(chǎn)品種選育提供科學依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

供試馬鈴薯品種分別為“艾瑪土豆1 號”“艾瑪土豆2 號”、引進品種“L0109-4”、當?shù)仄贩N“亞東”和新品系“M1314-09”，共5個品種（系）。其中，“艾瑪土豆1 號”“艾瑪土豆2 號”“M1314-09”為日喀則市農(nóng)牧業(yè)科學研究推廣中心自育的品種（系），“亞東”為日喀則市亞東縣當?shù)仄贩N，“L0109-4”為甘肅省農(nóng)業(yè)科學院引進品種。

1.2 試驗地概況

試驗設在日喀則市農(nóng)牧業(yè)科學研究推廣中心院內(nèi)試驗地（N 29°14'11"，E 88°53'58"），海拔3 842m。試驗地地勢較平坦，肥力中等，土壤為沙壤土，前茬作物為青稞。水解性氮40.38 mg/kg，有效磷25.08 mg/kg，速效鉀95.00 mg/kg，有機質(zhì)10.66 g/kg，pH 7.92，可溶性鹽0.16 g/kg。

1.3 試驗設計

試驗時間為2021年5月15日至10月10日。采用完全隨機，3次重復，5個處理。5月15日播種，每小區(qū)2行，行長40 m，行距1 m、株距0.2 m，等行距種植。在馬鈴薯塊莖膨大期（8月24、25和26日）測定根系吸收活力、塊莖產(chǎn)量，每個小區(qū)隨機選取有代表性的植株5株進行測定。為確保馬鈴薯正常生長，生育期（出苗期、開花期）灌水兩次，后期為雨養(yǎng)。田間管理按常規(guī)進行。

1.4 數(shù)據(jù)采集及方法

根系吸收活力測定參照張永成和田豐[8]的方法。上午8：00 在距離地面8～10 cm 處剪去上部莖稈，然后用裝有2 g 脫脂棉的玻璃瓶套在傷口處使其緊密接觸脫脂棉，中午12：00 取回稱重。脫脂棉吸收傷流液前后重量差即為傷流量。根系吸收活力=傷流量/時間。

1.5 數(shù)據(jù)處理

試驗數(shù)據(jù)采用Excel 2007 和SPSS22 統(tǒng)計軟件進行處理，新復極差法進行品種（系）差異顯著性分析，綜合聚類分析方法對試驗品種進行抗旱高產(chǎn)分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 馬鈴薯不同品種（系）根系吸收活力和產(chǎn)量的比較

不同馬鈴薯品種（系）的根系吸收活力和塊莖產(chǎn)量見表1。對不同馬鈴薯品種（系）的根系吸收活力和塊莖產(chǎn)量進行方差分析，得出馬鈴薯根系吸收活力、塊莖產(chǎn)量不同品種（系）之間的F 值分別為4.45、3.79，均高于顯著標準值F0.05,4,10（3.48）。因此，進一步進行多重比較，結(jié)果為新品系“M1314-09”的根系吸收活力最高，與“艾瑪土豆2號”無顯著差異，但與其他品種均達到顯著差異；“艾瑪土豆2 號”的根系吸收活力次之，與當?shù)仄贩N“亞東”和引進品種“L0109-4”無顯著差異，但與“艾瑪土豆1 號”呈顯著差異；當?shù)仄贩N“亞東”、引進品種“L0109-4”和“艾瑪土豆1 號”3 個品種之間無顯著差異。新品系“M1314-09”單株產(chǎn)量最高，與其他4個品種均達到顯著差異，且這4個品種之間無顯著差異。根據(jù)綜合分析，新品系“M1314-09”的根系吸收活力、單株塊莖產(chǎn)量具有明顯的優(yōu)勢，“艾瑪土豆2 號”的根系吸收活力、單株產(chǎn)量次之，但與其他品種無顯著差異（“L0109-4”和“艾瑪土豆1 號”吸收活力除外），當?shù)仄贩N“亞東”是第3、引進品種“L0109-4”是第4，“艾瑪土豆1 號”的根系吸收活力和產(chǎn)量均最低。綜上所述，各品種（系）的根系吸收活力與產(chǎn)量有著特定的關系。

表1 馬鈴薯不同品種（系）根系吸收活力、塊莖產(chǎn)量及差異比較

2.2 馬鈴薯不同品種（系）吸收活力與塊莖產(chǎn)量的關系

2.2.1 馬鈴薯根系吸收活力與塊莖產(chǎn)量相關性分析。對不同品種（系）馬鈴薯根系吸收活力與產(chǎn)量的原始數(shù)據(jù)進行相關分析得出每個品種（系）的相關系數(shù)，同時將5 個品種（系）根系吸收活力與產(chǎn)量平均數(shù)進行相關分析得出5 個品種（系）綜合的相關系數(shù)（表2）。

表2 馬鈴薯根系吸收活力與產(chǎn)量的相關系數(shù)

由表2 得知，不同馬鈴薯品種（系）根系吸收活力與產(chǎn)量的相關系數(shù)在0.776～0.991，均高于r0.01，.13=0.641 值的極顯著水平，將不同品種（系）的根系吸收活力與相應的產(chǎn)量進行分析，其相關系數(shù)為0.903，高于r0.05，3=0.903 值的顯著水平，說明馬鈴薯根系吸收活力與塊莖產(chǎn)量呈顯著正相關。馬鈴薯根系吸收活力越高，其綜合產(chǎn)量越高，為馬鈴薯高產(chǎn)奠定了基礎。根據(jù)本試驗結(jié)果表明，根系吸收活力越高，其產(chǎn)量越高。

2.2.2 根系吸收活力與產(chǎn)量回歸分析。由相關分析可見，馬鈴薯塊莖膨大期上午8：00～12：00 階段，馬鈴薯根系吸收活力與塊莖產(chǎn)量呈顯著正相關關系，但此時是否存在真實的直線回歸關系，對根系吸收活力與產(chǎn)量做回歸分析，試求出根系吸收活力與產(chǎn)量的最優(yōu)方程。

其中：y為產(chǎn)量，x為根系吸收活力。

由逐步回歸方程可以看出，如果沒有一定的根系吸收活力，就沒有塊莖產(chǎn)量，當根系吸收活力大于3.68 mg/h時，馬鈴薯才有產(chǎn)量，根系吸收活力越大，產(chǎn)量越高。在馬鈴薯塊莖膨大期，根系的吸水能力對馬鈴薯的高產(chǎn)有著重要的意義。此時根系吸收活力與馬鈴薯產(chǎn)量之間存在著真實的直線回歸關系，根系吸收活力直接影響著馬鈴薯的產(chǎn)量，因此在干旱半干旱農(nóng)作區(qū)，馬鈴薯根系吸收活性可作為評價現(xiàn)有馬鈴薯品種抗旱性的直接指標。

2.3 品種抗旱性聚類分析

為篩選抗旱高產(chǎn)品種，以馬鈴薯根系吸收活性和產(chǎn)量為指標，采用綜合聚類分析方法對試驗品種進行抗旱高產(chǎn)分析。從圖1 可以看出，供試品種可分為3種類型，歐氏距離為5?！鞍斖炼? 號”為一種類型，該類品種根系吸收活力相對較弱，塊莖產(chǎn)量較低，抗旱性較差?！癓0109-4”“亞東”“艾瑪土豆2 號”為一種類型，這類品種根系吸收活性高，產(chǎn)量適中，屬于中等抗旱品種?！癕1314-09”為一種類型，這類品種具有較高的根系吸收活性和產(chǎn)量，屬于抗旱高產(chǎn)品種，是一種理想的抗旱節(jié)水性品種

圖1 品種抗旱性聚類圖

3 討論

3.1 不同基因型馬鈴薯其根系吸收活力不同，塊莖產(chǎn)量也不同

影響作物根系吸收活力的因素很多，有內(nèi)在因素（基因型）、外在因素（環(huán)境和人為因素）［9,10］。本試驗設計在同等水平的環(huán)境條件下，由一個工作人員進行采集數(shù)據(jù)，避免了環(huán)境因素和人為因素帶來的數(shù)據(jù)誤差。作為根系吸收活力的指標，傷流量強度可以準確反映根系活力的變化［11］，其方法簡單，易于掌握。因此，對小麥、水稻、玉米和馬鈴薯等農(nóng)作物的抗旱性和產(chǎn)量的鑒定研究較多［8,12,13］。目前，在國內(nèi)馬鈴薯有關根系拉力、吸收活力與產(chǎn)量相關研究較多［14-16］，楊明君和樊民夫［14］認為馬鈴薯根系拉力與塊莖產(chǎn)量呈顯著正相關；張永成和田豐［8］認為馬鈴薯根系吸收活力越大，其生物產(chǎn)量和塊莖產(chǎn)量就越高。張磊［15］認為馬鈴薯根系活力與產(chǎn)量呈極顯著正相關。根據(jù)本試驗結(jié)果推斷，在馬鈴薯塊莖膨大期，不同基因型馬鈴薯，其根系吸收活力大小不同，塊莖產(chǎn)量也有所差異。根系吸收活力越大，塊莖產(chǎn)量越多。根系吸收活力與產(chǎn)量呈顯著正相關，并且有真實直線回歸關系，這與楊明君和樊民夫［14］、張永成和田豐［8］、張磊［15］試驗結(jié)果一致。

但在馬鈴薯塊莖膨大期根系吸收活力與產(chǎn)量的關系研究較少。本試驗試圖在高原農(nóng)作區(qū)干旱半干旱條件下，研究馬鈴薯塊莖膨大期根系吸收活力與產(chǎn)量之間的關系。本試驗設置在清晨8：00～12：00 收集試驗數(shù)據(jù)，避免一天的高溫、高蒸散后，準確測量根系傷流量，從而準確計算根系吸收活力。經(jīng)過試驗，結(jié)果表明，8月下旬雨養(yǎng)水分虧缺條件下，清晨馬鈴薯根系吸水能力對塊莖膨大具有重要的意義，根系活力直接影響著馬鈴薯塊莖產(chǎn)量。

3.2 提高馬鈴薯根系吸收活力，增加馬鈴薯塊莖產(chǎn)量

前人指出生物有機肥有助于提高土壤的生物活性，改善馬鈴薯的根際環(huán)境，進而提高了馬鈴薯的根系活力，增加了馬鈴薯的塊莖產(chǎn)量［17-22］。由此說明，增加馬鈴薯塊莖產(chǎn)量，需要提高單株馬鈴薯根系吸收活力。因此，應使用各種方法來提高馬鈴薯根系吸收活力［23-29］。這與本試驗結(jié)果相似。本試驗結(jié)果表明，在干旱半干旱缺水條件下，根系吸收活力與產(chǎn)量存在真實的直線回歸關系，根系吸收活力越強，產(chǎn)量越高。只有提高根系吸收活力，才能提高馬鈴薯塊莖產(chǎn)量，為篩選抗旱節(jié)水品種提供有力依據(jù)。

本試驗結(jié)果表明，馬鈴薯新品系“M1314-09”的根系活力最強，塊莖產(chǎn)量最高，其根系吸收活力均優(yōu)于其他品種，塊莖產(chǎn)量顯著高于其他品種，可作為育種下階段工作的重要材料；馬鈴薯根系吸收活力與塊莖產(chǎn)量呈顯著正相關，具有直接線性關系；通過本試驗表明高產(chǎn)品種（系）“M1314-09”是一種比較理想的抗旱節(jié)水性品種，為日喀則市馬鈴薯育種工作及馬鈴薯產(chǎn)業(yè)化發(fā)展提供了科學依據(jù)。