不同浓度锌处理对马铃薯性状的影响

吉勇　乐春　陈庭珠　申时荣　朱勇　翟培雄　吴毓飞

摘要 重金属污染土壤不仅影响马铃薯生长发育，还造成食品安全隐患。选择2个不同马铃薯基因型为材料，设置4个锌处理水平。采用两因素系统分组设计，分析不同浓度的锌对马铃薯生长发育的影响。结果表明，品种对薯数、薯重、块茎长、根长均有显著影响。锌处理对马铃薯茎长、根长有显著影响。

关键词 马铃薯；锌浓度；性状；影响

中图分类号 S532 文献标识码 A 文章编号 1007-5739（2016）05-0089-02

马铃薯（Solanum tuberosum），多年生草本，其含有大量碳水化合物和淀粉，同时含有蛋白质、矿物质（磷、钙等）、维生素等。做主食，可作为蔬菜食用，或做辅助食品如薯条、薯片等，更可用来制作淀粉、粉丝等，还可以酿造酒或作为牲畜的饲料。

目前，马铃薯的总产量和栽培面积仅次于小麦、水稻和玉米，为世界第四大粮食作物[1-2]。因马铃薯种植范围广，适应性强。因此，在全球人口不断增加、耕地面积不断减少情况下，其粮食主导地位日益显现，其产业已真正成为当地贯通一二三产业、辐射千家万户、统筹城乡发展、带动农民增收、引领区域经济的战略性主导产业。作为我国最具增产和发展潜力的栽培作物之一，其产量与品质已越来越受到各级地方政府的高度重视。

锌（Zn），原子序数为30，相对原子质量为65，是人和植物所必要的微量元素之一，但又是污染环境的重金属元素之一。作为必要的微量元素，一定含量的锌能促进人体的生长发育，维持人体正常食欲，增强免疫力，促进伤口和创伤的愈合，影响维生素A代谢和视觉正常以及维持男性正常生精功能等作用。因此，研究和开发富锌农产品对于改善人体缺锌状况，促进锌的健康、高效吸收具有重要的现实意义[3]。锌属于重金属元素之一，當植物细胞膜吸附过高浓度的锌时，其细胞的渗透平衡受到影响，膜结构被破坏，从而使细胞不能正常生长发育，最终降低植株的产量和品质，严格控制重金属含量已逐渐成为种植蔬菜食物中刻不容缓需要解决的一件事。

土壤中锌浓度的不同，对马铃薯表现为促进和抑制2个方面的作用。马铃薯缺锌时，植株生长受抑，节间短，顶端叶片直立，叶小，叶面上呈现灰色至古铜色不规则斑点，叶缘上卷。这时，适当增加土壤含锌量，会显著改善此类情况，对马铃薯具有一定的增产作用。严重时，叶柄及茎上均出现褐点或斑块，植株早期就会死亡。过高剂量的锌对马铃薯地上部分的生长具有一定的抑制作用。

毒害在生理上表现：重金属吸附于植物的细胞膜上并对其加以破坏，改变细胞内外的渗透平衡；与细胞内酶或关键代谢物结合后阻碍细胞正常代谢，抑制细胞的生长、分裂、光合作用、蒸腾作用、呼吸作用、氮素代谢等各种生理过程[3]。主要表现在2个方面的影响：一方面，进入土壤中的锌过多，直接对植物造成毒害，使其成分发生改变；另一方面，过量的锌对土壤中根际微生物造成毒性，导致微生物群落多样性发生了改变，使微生物生物量和呼吸强度降低或显著增加，酶的活性严重损害，从而间接影响植株生长发育。

1 材料与方法

1.1 供试材料

本试验用2个马铃薯品种（系），即N9-34、会薯2号。

1.2 试验设计

采用两因素系统分组试验设计：A因素为品种，B因素为锌处理，每个因素分4个处理水平（表1），3次重复。

1.3 试验实施

首先选择完好且无病害、重量适中、大小相近的N9-34、会薯2号马铃薯各300个，用1∶1 000甲基托布津水溶液浸种2 h，取出后用清水浸泡30 min，沥干种薯表面。播种前将盆上压平，将种子按适当的距离均匀排列好（播种密度为每盆播种3株），再将盖土均匀覆盖在种子上并轻轻压平，并浇施在播种前预先根据对应Zn2+处理浓度配制好水溶液，上面再盖上1层干净的石英砂，防止浇水时形成板结。处理后，按常规生产进行管理，直至收获。

1.4 取样与测定方法

考察出苗情况，出苗达到90%时，选取各处理间幼苗长势整齐的盆供试验用。每周观察植株的叶色并测量叶高、记录。每个处理随机选择2盆分单苗挂牌标记，作为持续形态考察抽样植株。出苗后，每周1次（直到收获），每个处理随机取样2盆（重复），进行植株的产量与性状考察。收获时每个处理以盆为单位取样进行测定。首先将样品（地上部分、地下部分）用自来水冲洗干净，再用去离子水冲洗，晾干。考察每盆株数、薯数（计算平均每盆单株薯数，个）和薯重（计算平均单株薯重，g）。分别测定薯块茎、茎叶和根的长度，计算平均块茎长度、茎叶长度、根长度。

1.5 数据分析

用DPS统计分析软件对各时期性状考察值进行两因素方差分析，用Excel作折线图。

2 结果与分析

2.1 产量性状与形态性状分析

表2为各时期产量性状方差分析F值及其显著水平。

方差分析表明，除第14、21天外，品种间薯数差异均达到极显著；而品种对薯重的影响除第28天外均达到显著或极显著水平。2个品种各时期薯数、薯重见图1、2。

由图1可知，随着时间的推移，品种间的马铃薯薯数都呈增长趋势。比较2个品种间差异可见，在任何时期，会薯2号的薯数都明显高于N9-34的薯数。并且在除第14、21天外，品种间薯数差异均达到极显著。

由图2可知，随着时间的推移，品种间的马铃薯薯重都呈上升趋势。比较2个品种间差异可见，在任何时期，会薯2号的薯重都明显高于N9-34的薯重。并且在除第28天外，品种间薯重差异均达到显著或极显著。

只有第14天时锌处理间薯数差异达到极显著和第49天时锌处理间薯重差异达到显著外，其余均不显著，说明锌处理对薯数和薯重的影响不大。

2.2 形态性状分析

表3为形态性状的方差分析F值及其显著水平。

方差分析表明，第7、14天品种间块茎长差异达到极显著；第21、28、35天差异达到显著。对于茎长，锌处理间只有第21天时差异达到极显著，第7、14、28天品种间茎长差异达到显著；品种处理水平间差异均不显著，说明品种处理对茎长影响不大。对于根长，锌处理则在第21、35、42天时差异达到极显著；茎长第7、14、28天品种间差异达到显著。

3 结论与讨论

理论上，锌属于植物生长所必需的微量元素，添加适当的锌会促进马铃薯生长发育[4]。但另一方面，锌同样属于重金属元素，过量锌会导致马铃薯细胞膜结构被破坏，影响渗透平衡，从而影响马铃薯生长发育。另外，有文献表明，植物对锌的积累存在品种间差异[5]。本试验从产量性状与形态性状2个方面考察马铃薯的基本情况。对于产量性状，品种差异对马铃薯的薯数、薯重影响较大，差异达到极显著，无论是薯数还是薯重，会薯2号都略高于N9-34。

锌处理对马铃薯薯数在前期影响显著，后期处于稳定状态。对马铃薯薯重在49 d时影响显著，可能是由于马铃薯后期开始进行果实膨胀，所以影响显著。

对于形态性状，根据数据显示，马铃薯平均薯重、块茎长、根长均呈现与理论符合的数据，即锌添加量在一定范围内有助于马铃薯生长发育，促进根、块茎生长，但超过一定范围，则会抑制马铃薯生长发育。但此试验结果表明，马铃薯茎长随着锌浓度的增高而不断增长，与理论依据不符。如要研究马铃薯茎长在锌处理浓度为多少时，达到最大值，需要更精细的试验。

有相关研究表明，植物茎叶对锌元素有奢侈吸收的效应[5]。锌在马铃薯体内的含量分布为茎>块茎>叶片。因此，相对于块茎、根的生长，马铃薯茎中含有稍高的锌浓度并不影响其生长发育，反而会促进其茎叶的生长。这可能也是一种马铃薯自身解毒机制，将茎叶中的重金属元素转移到其他植株部位，降低對茎叶的毒害作用[6]。

4 参考文献

[1] 程天庆.马铃薯栽培技术[M].北京：金盾出版社，1996：37.

[2] 康玉林，黄新江，徐雨昌.马铃薯对锌元素的奢侈吸收[J].马铃薯杂志，1992，6（2）：17-18.

[3] 李华.施锌对马铃薯产量和品质的影响[J].山西农业大学学报，1997（3）：270-272.

[4] 李卉.重金属Cd、Zn对马铃薯生长及品质的影响[J].湖南农业大学，2008（5）：15-16.

[5] 康朵兰，王惠群.马铃薯主要生理性状和产量性状相关研究[J].中国马铃薯，2007（3）：105-107.

[6] 孙小龙，王延明，张春红，等.不同锌肥对旱作马铃薯植株锌的吸收、积累与分配的影响[J].干旱地区农业研究，2015，33（3）：72-78.