叶面喷施调节剂和微量元素对马铃薯块茎品质及产量的影响

赵晶晶，冯乃杰，郑殿峰，杨庆东，李东，孙福东，刘春娟，何天明，刘涛

（1.黑龙江八一农垦大学农学院，大庆163319；2.北大荒马铃薯研发中心）

叶面喷施调节剂和微量元素对马铃薯块茎品质及产量的影响

赵晶晶1，冯乃杰1，郑殿峰1，杨庆东2，李东1，孙福东1，刘春娟1，何天明1，刘涛1

（1.黑龙江八一农垦大学农学院，大庆163319；2.北大荒马铃薯研发中心）

选用当地主栽品种大西洋和抗疫白为试验材料，通过大田试验，研究了调节剂和微量元素对马铃薯块茎品质及产量的影响。结果表明：调节剂和微量元素均显著提高了块茎中维生素C含量，降低了还原糖含量；增加了大西洋蛋白质和有机酸含量，降低了淀粉含量和干重；抗疫白块茎中蛋白质和有机酸含量降低，淀粉含量和干重升高。对于马铃薯商品性状来说，调节剂和微量元素均增加了马铃薯的单株薯重和单薯薯重，对单株薯数的调控效果不显著。对产量而言，大西洋的产量分别比对照增加17.30%和16.29%，抗疫白的产量分别比对照增加19.18%和12.85%。

马铃薯；调节剂；微量元素；品质；产量

马铃薯（Solanum tuberosum L.）为茄科茄属一年生草本植物，粮菜兼用，营养全面，适应性广，是全球重要的粮食作物，其产量在世界粮食生产中仅次于小麦、水稻、玉米而位居第四［1］，块茎是其地下变态器官，它由匍匐茎顶端膨大形成，其中含有大量的淀粉，是工业淀粉的重要来源［2］。从营养角度来说，块茎中含有人体所不可缺少的营养物质，美国研究发表的膳食参考摄入量指出，块茎除含有丰富的碳水化合物和维生素以外，还含有大量的微量元素，一个鲜重200 g左右的马铃薯可以为人体提供26%的铜、17%～18%的钾、5%的锌和13%的镁［3］。

农业投入品的使用对马铃薯块茎品质及产量的影响很大，近年来调节剂和微量元素两类投入品的应用备受关注。调节剂是指那些由人工合成或从微生物中提取的具有植物激素活性的有机物质［4］，通过叶面喷施进入植株体内，进而促进或抑制作物的生长发育［5］。回振龙［6］等以陇薯6号为材料，在马铃薯苗期喷施不同浓度水杨酸溶液，结果表明，成熟块茎中淀粉和维生素C含量升高，还原糖含量降低。Tekalign和Hammes［7］于马铃薯播种后28 d，通过叶面喷施和土壤浇灌的方法，研究了不同浓度的多效唑对马铃薯产量和品质的影响，结果表明，多效唑的不同使用方法均可增加块茎的鲜重、干量和单株节薯数，改善块茎品质。栽培马铃薯所施肥料主要以氮、磷、钾肥为主，而马铃薯各生育时期除需大量元素以外，还需要从土壤中吸收微量元素，如微量元素锰、锌等参与重要的代谢作用，或催化植株体内某些生理生化反应，在马铃薯生长发育过程中发挥重要的作用，从而改善块茎品质、提高产量［8-9］。龚成文等［10］研究表明，施用105 kg·hm-2K2O钾肥可增加大中薯率、产量及干物质、淀粉和维生素C含量，施用60 kg·hm-2K2O钾肥可显著提高块茎中蛋白质含量。另有报道指出，硝态氮或铵态氮与镁肥配合施用均能增加马铃薯的大、中薯比例，提高块茎淀粉、蛋白质和维生素C含量［11］。

综上可见，叶面喷施调节剂和微量元素可以改善作物品质，提高作物产量。国内外关于调节剂和微量元素对作物品质及产量影响的研究比较活跃，研究主要集中于大豆［12］、番茄［13］、甘薯［14］等作物，而在马铃薯上开展的研究较少。因此，试验研究了块茎膨大期喷施调节剂和微量元素对马铃块茎品质及产量的影响，旨在为马铃薯高产优质栽培提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 试验设计

试验于2014年在黑龙江省克山农场科技园区进行。试验地肥力均匀，地势平坦，土壤中碱解氮252 mg·kg-1，有效磷22.3 mg·kg-1，速效钾235 mg·g-1，有机质含量为4.17%，pH值6.4，前茬作物小麦，春起垄。5月10日播种，小区采用完全随机区组排列，处理和对照各设4次重复，6垄区，垄长8 m，垄距0.8 m，垄作方式种植，种植密度为82 500株·hm-2。试验采用大田叶面喷施方式，以喷施清水为对照，于块茎膨大期（大西洋喷施时间为6月30日；抗疫白喷施时间为7月15日）进行叶面喷施调节剂和微量元素，用量均为225 L·hm-2，兑水450 L。田间管理与常规相同，9月16日进行收获。

1.2 试验材料

供试品种：以当地主栽品种大西洋（下文用D表示）和抗疫白（下文用K表示）为试验材料。大西洋为中熟品种，块茎介于圆形和长圆形之间，顶部平，表皮为浅黄色，薯肉为白色，块茎大小中等而整齐，结薯集中，块茎休眠期中等，耐贮藏。抗疫白为中晚熟品种，块茎呈椭圆型，表皮为浅黄色，表皮光滑，薯肉为白色，结薯集中，休眠期长，耐贮性差。试验所用种薯由北大荒马铃薯研发中心提供。

供试药剂：调节剂（主要成分为烯效唑和胺鲜酯，浓度为40 mg·L-1，下文用T表示）；微量元素（主要成分为锰锌等微量元素，浓度为0.5 mg·L-1，下文用Y表示），以上药剂均由黑龙江八一农垦大学农学院化控研究室提供。

1.3 取样及测定方法

收获时，各小区随机选取连续的2 m2进行测产。室内进行品质分析。大、中、小薯划分标准为：单薯重大于等于100 g为大薯，单薯重大于50 g小于100 g为中薯，单薯重小于等于50 g为小薯［15］。

收获一个月后在室内测定品质指标。淀粉和干物质含量采用HD-W10A型淀粉含量测定仪测定；维生素C含量采用2，6-二氯靛酚法［16］测定；还原糖含量采用3，5-二硝基水杨酸法［17］测定；蛋白质含量采用考马斯亮蓝G-250法［18］测定；有机酸含量采用氢氧化钠滴定法［19］测定。

产量（kg·hm-2）=单株薯数*单薯重量*密度/1 000

1.4 统计与分析

数据处理和绘图运用Excel 2003，方差分析运用SPSS 17.0。

2 结果与分析

2.1 调节剂和微量元素对马铃薯块茎品质的影响

2.1.1 调节剂和微量元素对马铃薯块茎淀粉和干物质含量的影响

马铃薯块茎中淀粉和干物质含量是衡量块茎品质的重要指标，叶面喷施调节剂和微量元素对马铃薯淀粉和干物质含量的调控效果如表1所示，大西洋淀粉含量大小依序为CK＞T＞Y，处理的淀粉含量分别比对照降低了0.54%和4.85%；对于大西洋干物质含量来说，叶面喷施调节剂和微量元素后，处理比对照分别降低0.54%和1.98%。叶面喷施调节剂和微量元素后，抗疫白淀粉含量大小依序为T＞Y＞CK，处理的淀粉含量分别比对照增长1.59%和0.80%；处理的抗疫白干物质含量比对照分别增加1.39%和0.59%。由相关性分析可知，两供试品种的淀粉和干物质含量之间呈正相关，其中，微量元素处理的淀粉含量与干物质含量之间呈极显著正相关。

表1 不同处理对马铃薯淀粉和干物质含量的影响Table 1Effects of different treatments on content of starch and dry matter of potato

2.1.2 调节剂和微量元素对马铃薯块茎维生素C含量的影响

维生素C能增强人体免疫能力、提高机体应急能力和预防癌症，对人体生命活动具有重要作用，马铃薯块茎中含有丰富的维生素C，是人类获取维生素C的主要来源作物［20］，故维生素C是衡量马铃薯营养品质的重要指标。由图1分析可知，叶面喷施调节剂和微量元素后，大西洋和抗疫白块茎中维生素C含量变化一致，其大小依序为：T＞Y＞CK，T与CK之间达到了极显著差异水平，Y与CK之间差异不显著。说明调节剂对马铃薯维生素C含量的调控效果较好。

图1 不同处理对马铃薯维生素C含量的影响Fig.1Effects of different treatments on content of Vitamin C of potato

2.1.3 调节剂和微量元素对马铃薯块茎还原糖含量的影响

还原糖含量是马铃薯深加工的重要指标，其含量的高低除影响马铃薯的营养价值外，还会影响食品风味、加工工艺和产品品质［21］。马铃薯块茎中还原糖含量的调控效果如图2所示，喷施调节剂和微量元素后，大西洋块茎内还原糖含量分别比对照降低2.23%和4.45%，处理与对照之间差异不显著；抗疫白块茎内还原糖含量分别比对照降低43.03%和42.24%，由方差分析可知，处理的还原糖含量与对照之间差异达到了极显著水平。综合分析而言，调节剂和微量元素均降低了块茎中还原糖含量。其中，抗疫白各处理还原糖含量极显著低于对照，说明调节剂和微量元素对抗疫白的调控效果好于大西洋。

图2 不同处理对马铃薯还原糖含量的影响Fig.2Effects of different treatments on content of reducing sugar of potato

2.1.4 调节剂和微量元素对马铃薯块茎蛋白质含量的影响

蛋白质是人类生命活动所必需的复合型营养物质，马铃薯的蛋白质主要由游离氨基酸和酰胺酸组成，质量与动物蛋白质相近，能很好地被人体所消化吸收，其含量的高低可以反映马铃薯品质的好坏［22］。叶面喷施调节剂和微量元素后，块茎中蛋白质含量变化如图3所示，大西洋的蛋白质含量大小依序为Y＞T＞CK，处理比对照分别增长了0.06%和0.35%，Y与CK之间达到极显著差异水平，T与CK之间无显著差异；抗疫白的蛋白质含量分别比对照降低了0.02%和0.01%，经方差分析可知，处理与对照差异不显著。综合分析而言，调节剂和微量元素均提高了大西洋块茎中蛋白质含量，说明调节剂和微量元素对大西洋块茎品质的调控效果好于抗疫白。

图3 不同处理对马铃薯蛋白质含量的影响Fig.3Effects of different treatments on content of protein of potato

2.1.5 调节剂和微量元素对马铃薯块茎有机酸含量的影响

马铃薯块茎细胞液中含有许多有机酸，主要含有草酸、柠檬酸和苹果酸，此外还有丙酮酸、酒石酸、异柠檬酸等有机酸，提高有机酸的含量可以减轻薯肉煮熟变黑现象的发生［23］。叶面喷施调节剂和微量元素对块茎中有机酸含量的调控效果如图4所示，大西洋的有机酸含量大小依序为Y＞T＞CK，处理比对照分别增长了0.46%和1.13%，Y与CK之间差异极显著，T与CK之间差异不显著；抗疫白块茎中有机酸含量大小依序为CK＞T＞Y，处理比对照分别降低了0.22%和0.68%，T与CK之间差异显著，Y与CK之间差异极显著。综合分析而言，调节剂和微量元素对不同基因型马铃薯有机酸含量的调控效果不同，调节剂和微量元素对抗疫白块茎品质的调控效果好于大西洋。

图4 不同处理对马铃薯有机酸含量的影响Fig.4Effects of different treatments on content of organic acid of potato

2.2 调节剂和微量元素对马铃薯商品性状的影响

由表2分析可知，调节剂和微量元素均显著增加了马铃薯的单株薯重，为高产奠定了基础。此外，也马铃薯的商品性状也得到了不同程度的改善。对于大西洋来说，调节剂处理增加了大、中薯重和大、中薯率，降低了小薯率，其中大薯率和中薯率分别比对照增长0.84%和1.64%，处理与对照之间差异极显著；微量元素处理降低了大薯率和中薯率，增加了大薯重和中薯重，其中大薯重和中薯重分别比对照增加11.61 g和2.37 g，处理与对照之间差异极显著。对于抗疫白来说，调节剂处理降低了大薯率和中薯率，增加了大薯重和中薯重，其中大薯重和中薯重分别比对照增加了70.96 g和9.9 g，处理与对照之间差异极显著；微量元素处理增加了大、中薯重和大、中薯率，降低了小薯率，其中大薯率和中薯率分别比对照增长了0.61%和4.36%，处理与对照之间差异极显著。综合分析而言，调节剂和微量元素对不同基因型马铃薯的调控效果不同，其中，调节剂对大西洋商品薯性状的调控效果好于抗疫白，微量元素对抗疫白商品薯性状的调控效果好于大西洋。

表2 不同处理对马铃薯商品性状的影响Table 2Effects of different treatments on commodity character of potato

2.3 调节剂和微量元素对马铃薯产量及产量构成因素的影响

由表3可知，在马铃薯块茎膨大期叶面喷施调节剂和微量元素均不同程度提高了单薯薯重，增加了单株薯数，为高产奠定了基础。除抗疫白微量元素处理的单株薯数略有减少外，其余处理均高于对照，处理与对照之间差异不显著，而各处理的单株薯重均明显高于对照，处理与对照之间差异极显著，在马铃薯块茎膨大期块茎数量已经确定，此时，外施农业投入品只能促进作物的“源”产生更多的光合产物运向“库”，进而提高作物的产量。叶面喷施调节剂和微量元素后，大西洋的产量比分别对照增加17.30%和16.29%，处理与对照之间差异极显著；抗疫白的产量分别比对照增加19.18%和12.85%，处理与对照之间差异达到极显著水平。总体而言，两供试品种的产量大小依序为：T＞Y＞CK，说明调节剂对产量的调控效果好于微量元素。

表3 不同处理对马铃薯产量及产量构成因素的影响Table 3Effects of different treatments on yield and yield composition of potato

3 讨论与结论

淀粉含量的高低是评价马铃薯品质的重要指标。刘富圆等［24］以荷兰15为供试品种，在开花初期喷施烯效唑和胺鲜酯的混合剂，提高了块茎中淀粉含量。代明等［25］以鲁引一号为试验材料，在氮磷钾等量的基础上施用不同硝基肥为基肥，所有施用复合肥处理的块茎淀粉含量均显著高于对照。试验中，叶面喷施调节剂和微量元素后，抗疫白块茎中淀粉含量增加，与刘富圆和代明的研究结果相一致；大西洋块茎中淀粉含量降低，与前人研究结果不一致［25-26］，这可能与药剂的喷药时期和药剂配比不同有关，此外，淀粉含量属于多基因控制的数量性状，其含量的高低除与品种本身特性有关外，很大程度还受种植当年的气候、土壤及栽培措施等外界因素的影响［23］。

从国内外研究进展来看，调节剂和微量元素在改善马铃薯商品薯性状方面具有显著作用。研究结果表明，微量元素显著增加了抗疫白的大中薯率，与邓小强［26］的结果相一致；Bandara等［27］研究表明，在匍匐茎形成期和块茎形成初期叶面喷施多效唑可以提高马铃薯的小薯率，而试验喷施调节剂显著增加了大西洋的大中薯率，降低了小薯率，这与Bandara的结果不一致，这可能与调节剂的剂量不同有关，试验施用的调节剂是烯效唑，烯效唑属于植物生长延缓剂，可以抑制植株体内赤霉素的合成，而赤霉素含量的降低有利于块茎形成［28］，胺鲜酯属于植物生长促进剂，可以提高叶绿素的含量，加快植株的光合速率，积累更多的碳水化合物向块茎运输，从而改善块茎品质，提高块茎鲜重。

综合分析表明，调节剂和微量元素改善了块茎中淀粉、干重、维生素C、还原糖、蛋白质和有机酸含量，提高单株薯重和大、中薯比例，从而提高了马铃薯的产量，调节剂和微量元素对不同基因型马铃薯的调控效果不同。试验测定了与马铃薯块茎品质相关的指标，参与代谢过程中的酶活性未进行测定，今后将继续进一步深入研究品质相关酶活性及分子生物学方面的机理，为调节剂和微量元素在马铃薯方面的使用提供更加全面的理论指导。

［1］焦峰，贺海霞，魏贤斌，等.不同氮水平对马铃薯块茎增长、产量和维生素C含量的影响［J］.黑龙江八一农垦大学学报，2013，25（4）：1-3.

［2］Ferreira S J，Senning M，Sonnewald S，et al.Comparative transcriptome analysis coupled to X-ray CT reveals sucrose supply and growth velocity as major determinants of potato tuber starch biosynthesis［J］.BMC Genomics，2010，11（1）：93.

［3］White P J，Bradshaw J E，Finlay M，et al.Relationships between yield and mineral concentrations in potato tubers［J］.HortScience，2009，44（1）：6-11.

［4］文廷刚，陈昱利，杜小凤，等.不同植物生长调节剂对小麦籽粒灌浆特性及粒重的影响［J］.麦类作物学报，2014，34（1）：84-90.

［5］宋桂云，韩中华，张冬梅，等.氮肥运筹对粮饲兼用型玉米生理特性的影响［J］.内蒙古民族大学学报，2015（1）：31-34.

［6］回振龙，王蒂，李宗国，等.外源水杨酸对连作马铃薯生长发育及抗性生理的影响［J］.干旱地区农业研究，2014，24（4）：1-8.

［7］Tekalign T，Hammes P S.Response of potato grown under non-inductive condition paclobutrazol：shoot growth，chlorophyll content，net photosynthesis，assimilate partitioning，tuber yield，quality，and dormancy［J］.Plant Growth Regulation，2004，43（3）：227-236.

［8］Shil K N C，Naser H M，Brahma S，et al.Response Of Chilli（Capsium annuum L.）To Zinc And Boron Application［J］.Bangladesh Journal of Agricultural Research，2013，38（1）：49-59.

［9］钱建民，王晓岑，段雪娇，等.微生物肥对马铃薯产量及品质的影响［J］.作物杂志，2015（1）：99-102.

［10］龚成文，冯守疆，赵欣楠，等.不同钾肥品种对甘肃中部地区马铃薯产量及品质的影响［J］.干旱地区农业研究，2013（3）：112-117.

［11］丁玉川，焦晓燕，聂督，等.不同氮源与镁配施对马铃薯产量，品质及养分吸收的影响［J］.农学学报，2012（6）：49-53.

［12］Gulluoglu L，Arioglu H，Arslan M.Effects of some plant growth regulators and nutrient complexes on aboveground biomass and seed yield of soybean grown under heat-stressed environment［J］.Journal of Agronomy，2006（2）：368-372.

［13］Khodakovskaya M V，Kim B S，Kim J N，et al.Carbon nanotubes as plant growth regulators：effects on tomato growth，reproductive system，and soil microbial community［J］.Small，2013（1）：115-123.

［14］Jaleel C A，Ragupathi G，Panneerselvam R.Biochemical alterations in white yam（Dioscorea rotundata Poir.）under triazole fungicides：impacts on tuber quality［J］. Czech J.Food Sci.，2008，26（4）：297-307.

［15］宫占元，郑殿峰，马光恕，等.3种植物生长调节剂对马铃薯产量及品质的影响［J］.中国马铃薯，2008，11（2）：73-76.

［16］王学魁.植物生理生化实验理论与技术［M］.2版.北京：高等教育出版社，2008.

［17］李合生.植物生理生化实验原理和技术［M］.5版.北京：高等教育出版社，2007.

［18］赵世杰，史国安，董新纯.植物生理学实验指导［M］.4版.北京：中国农业科学技术出版社.

［19］郝建军，康宗利，于洋.植物生理学实验技术［M］.2版.北京：化学工业出版社，2004.

［20］Suttle J.Symposium introduction：enhancing the nutritional value of potato tubers［J］.American Journal of Potato Research，2008，85（4）：266-268.

［21］Piikki K，Vorne V，Ojanpera¨K，et al.Potato tuber sugars，starch and organic acids in relation to ozone exposure［J］. Potato Esearch，2003，46（1-2）：67-79.

［22］肖国举，仇正跻，张峰举，等.增温对西北半干旱区马铃薯产量和品质的影响［J］.生态学报，2015，35（3）：830-836.

［23］门福义，刘梦云.马铃薯栽培生理［M］.3版.北京：中国农业出版社，1999.

［24］刘富圆.胺鲜酯和烯效唑在马铃薯上的调控效果及机理研究［D］.泰安：山东农业大学，2014.

［25］代明，侯文通，陈日远，等.硝基复合肥对马铃薯生长发育，产量及品质的影响［J］.中国土壤与肥料，2014（3）：84-87.

［26］邓小强，范贵国，周世龙.氮、钾肥运筹对马铃薯经济性状与产量的影响［J］.中国土壤与肥料，2011（2）：48-50.

［27］Bandara M S，Tanino K K，Waterer D R.Effect of Plant Growth Regulators on Seed Tuber Yield in Potatoes［J］. Journal of Integrative Plant Biology，2013（4）：294-388.

［28］Aksenova N P，Konstantinova T N，Golyanovskaya S A，et al.Hormonal regulation of tuber formation in potato plants［J］.Russian Journal of Plant Physiology，2012，59（4）：451-466.

Effect of Regulator and Microelement on Quality and Yield of Potato Tuber Through Leaf-spraying

Zhao Jingjing1，Feng Naijie1，Zheng Dianfeng1，Yang Qingdong2，Li Dong1，Sun Fudong1，Liu Chunjuan1，He Tianming1，Liu Tao1
（1.College of Agronomy，Heilongjiang Bayi Agricultural University，Daqing 163319；2.Potato Research and Development Center of Beidahuang）

The local potato varieties，Atlantic and Kennebec were selected as the test materials，the effects of regulators and microelements on quality and yield of potato through field experiments were studied.The results showed that regulators and microelements both could increase the content of tuber vitamin C and reduce the content of reducing sugar.The content of protein and organic acid increased while the content of starch and dry matter reduced in tuber of Atlantic，on the contrary to Kennebec.For potato commodity character，regulators and microelements increased the weight of per plant and weight of per tuber，the control effect was not significant for the number of tubers per plant.The yield of Atlantic and Kennebec increased 17.30%，16.29%，19.18%and 12.85%，respectively.

potato；regulator；microelements；quality；yield

S435.22

A

1002-2090（2016）04-0012-06

10.3969/j.issn.1002-2090.2016.04.004

2015-05-15

全国基层农技推广补助项目（HKKKJSF-07）；黑龙江农垦总局科技攻关项目（HNK2D10A-05-10；HNK12A-06-03）；黑龙江省教育厅产前培育项目（1254CGZH29）；黑龙江八一农垦大学研究生创新科研项目（YJSCX2015-Y08）。

赵晶晶（1991-），女，黑龙江八一农垦大学农学院2014级硕士研究生。

冯乃杰，女，教授，博士研究生导师，E-mail：dqfnj@126.com。