离子浓度、光质和激素对水培马铃薯苗薯繁殖及光合性能的影响

【摘要】：为筛选出水培马铃薯(Solanum tuberosum L.)微型薯最佳营养液离子浓度、最佳LED补光光质、最佳GA、6-BA组合配方和剪苗次数,优化马铃薯水培苗薯繁育效果,本项研究以鄂薯5号、渝薯1号和费乌瑞它3个马铃薯品种的脱毒苗为试验材料,于2014年~2016年期间进行了不同营养液离子浓度、不同红蓝LED补光光质和不同GA、6-BA组合浓度配合剪苗次数等对马铃薯生长发育调控试验,来研究这些调控手段对水培马铃薯植株生长发育、光合荧光性能以及微型薯和剪切苗繁殖效果的影响。主要研究结果如下:1.水培马铃薯生长营养液离子浓度优选。离子浓度为3186.38 mg·L~(-1),EC值为2.91 ms·cm-1的营养液最适于鄂薯5号和渝薯1号马铃薯全程生长,在此浓度下两个品种微型薯数量和产量最高,在营养生长期和块茎膨大期的根系活力、Pn、ΦPSⅡ、ETR和qP等指标均较高。营养液离子浓度过高过低都会影响叶片光合性能、根系生长和结薯。较低营养液离子浓度(C≤2124.26 mg·L~(-1))营养液虽可提高成薯率,但植株叶面积和根体积小,匍匐茎形成少,光合速率低,使微型薯产量和数量下降;4248.51 mg·L~(-1)的高离子浓度在马铃薯生长后期因根系活力、光合速率和光化学效率下降而影响微型薯产量。相关分析表明马铃薯生长前期适当提高营养液离子浓度可促进茎叶生长和匍匐茎形成;块茎形成期适度降低营养液浓度可促进微型薯形成,延缓早熟品种渝薯1号叶片衰老。2.水培马铃薯生长补光LED光质优选。红蓝光5:1处理下费乌瑞它结薯质量最佳,红蓝光7:1处理下微型薯数量最多。生长前期这两个处理下植株叶面积系数、叶绿素含量、气孔密度、Gs、Pn、ΦPSII、qP和ETR等显著高于白光处理,既有利于叶绿素合成,还可促进气孔开放,并提高PSII反应中心开放程度和光化学活性,生长后期加快光合产物向贮藏器官转运,块茎形成和膨大最快,成熟期提前,最终微型薯产量和成薯率最高。红光处理下马铃薯植株叶面积系数、叶绿素含量、Gs、Pn、Fv/Fo、ΦPSII和qP下降,NPQ升高,块茎的形成和膨大缓慢,最终产量最低,但不影响匍匐茎生成;蓝光处理下前期可促进叶片生长和气孔开放,促进植株生长,但块茎形成过早且抑制匍匐茎的形成,引起叶片早衰,限制了块茎产量和数量的提高。3.GA、6-BA配方和剪苗次数对水培马铃薯苗薯繁殖调控优化剪苗处理可促进分枝,扩大剪切苗繁殖倍数。但剪苗严重影响微型薯产量,第一次剪苗后就严重影响植株地上部分生长,导致叶面积、地上干重、地下干重和匍匐茎的形成速率均显著下降,导致微型薯产量下降。最终总体繁殖倍数随着剪苗次数的增加而增加,剪3次后繁殖倍数最高。GA叶面单独施用最大浓度限值是15 mg·L~(-1),过高不仅不利于结薯,还使剪切苗数量和质量下降;6-BA单独处理浓度超过0.5mg·L~(-1)会导致茎叶早衰。GA中添加6-BA有利于地下部分物质积累。外源GA和6-BA的相对浓度可调节马铃薯剪苗繁殖和块茎生长。GA 20mg·L~(-1)+6-BA 1.5 mg·L~(-1)处理下分枝数最大;GA 20 mg·L~(-1)+6-BA 0.5 mg·L~(-1)处理剪苗效果最佳。混合激素中提高6-BA浓度会显著减缓分枝的伸长,减少剪切苗数,但可减弱GA对匍匐茎的促进作用,促进块茎形成。叶面施用10 mg·L~(-1) GA及GA 20 mg·L~(-1)+6-BA 0.5 mg·L~(-1)可显著提高微型薯产量,高浓度6-BA可促进微型薯膨大,但会抑制匍匐茎形成,最终限制块茎产量提高。四个激素配方处理下繁殖倍数都显著高于空白对照,GA 20 mg·L~(-1)+6-BA 0.5mg·L~(-1)处理下的繁殖倍数最高,达到了34.22。剪苗次数和激素二因素互作显著影响马铃薯苗薯繁殖。(1)剪苗0次配合10mg·L~(-1) GA或GA 20 mg·L~(-1)+6-BA 0.5 mg·L~(-1)处理下微型薯产量最高;(2)剪苗3次配合GA 20 mg·L~(-1)+6-BA 0.5 mg·L~(-1)处理剪切苗繁殖效果和总体苗薯繁殖倍数最高。在实际生产中可根据生产目的来合理选择剪苗次数和激素处理配方。