甘薯塊根分化建成的氮素效應及與產(chǎn)量形成的關(guān)系.pdf

1、甘薯（Ipomoea batatas（L.）Lam.）生產(chǎn)中，生長中后期（莖葉封壟期至收獲期）莖葉生長過旺與塊根膨大緩慢，干物質(zhì)分配的不平衡是限制塊根產(chǎn)量提高的主要原因。促進甘薯生長前期根系生長發(fā)育和塊根庫器官分化建成，在單株有效薯塊數(shù)基本穩(wěn)定的封壟期形成較多的薯塊，可以有效的牽制封壟期以后的莖葉生長，促進塊根產(chǎn)量提高。而目前大田生產(chǎn)條件下基于該思路的栽培技術(shù)措施研究較少。本研究利用單株結(jié)薯數(shù)差異顯著的甘薯品種商薯19（S19）和濟徐2

2、3（J23）為材料，在60 Kg/hm2低氮（LN60）和180 Kg/hm2高氮（HN180）2個氮素營養(yǎng)水平下，比較研究銨態(tài)氮素硫酸銨（AN）和酰胺態(tài)氮素尿素（XN）對塊根分化建成的調(diào)控效應及其作用機制。主要研究結(jié)果如下：
　　1、不同氮素處理甘薯莖葉封壟期結(jié)薯特性及收獲期塊根產(chǎn)量
　　莖葉封壟期2個甘薯品種單株有效薯塊數(shù)目具有顯著的氮素水平和氮素形態(tài)處理效應，高水平氮素和酰胺態(tài)氮素處理不利于單株有效薯塊的形成，低水平銨

3、態(tài)氮素處理通過提高2個甘薯品種根徑介于0.5~1.0 cm和1.0~5.0cm的幼薯數(shù)目而顯著提高單株有效薯塊數(shù)目，其余氮素處理相較于不施氮對照不同程度的降低了單株有效薯塊的數(shù)目；
　　收獲時2個甘薯品種塊根產(chǎn)量具有顯著的氮素水平和氮素形態(tài)處理效應，高水平氮素和酰胺態(tài)氮素處理不利于塊根產(chǎn)量形成，其中低水平銨態(tài)氮素處理塊根產(chǎn)量顯著最高，且單株有效薯塊數(shù)高于不施氮對照和其余氮素處理。
　　2、不同氮素處理甘薯生長前期生物量積累、

4、分配特點及根系發(fā)生發(fā)育特征
　　氮素處理促進2個甘薯品種生長前期地上部基礎(chǔ)莖葉形態(tài)的建成，氮素形態(tài)處理效應顯著，銨態(tài)氮素處理顯著高于酰胺態(tài)氮素處理，其中低水平銨態(tài)氮素處理促進了植株主莖的伸長和分枝的形成，具有最多莖分枝和最大葉面積指數(shù)；
　　氮素處理對2個甘薯品種根系生長、塊根分化建成的影響大于對莖葉生長的影響，且氮素水平和氮素形態(tài)處理效應均顯著，低水平氮素處理好于高水平氮素，銨態(tài)氮素處理好于酰胺態(tài)氮素處理，且高水平氮素處理

5、和酰胺態(tài)氮素處理減少莖葉封壟期甘薯單株有效薯塊數(shù)，其中低水平銨態(tài)氮素處理具有顯著高的吸收根系生物量積累、不定根和粗根數(shù)目，較高的根系活力，和封壟期最高的單株有效薯塊數(shù)；
　　在整個生長前期，2個甘薯品種低水平銨態(tài)氮素處理具有最小的地上部莖葉/總根系生物量比值（T/TR），莖葉封壟期，低水平銨態(tài)氮素處理具有較小的地上部莖葉/塊根生物量比值（T/SR）。
　　3、不同氮素處理甘薯塊根分化建成的發(fā)育和生理機制
　　3.1不同

6、氮素處理甘薯塊根分化建成相關(guān)基因的表達特點
　　在塊根分化建成前期（秧苗栽后14 d），2個甘薯品種的低水平銨態(tài)氮素處理的SporaminA基因、SporaminB基因和IbEXP1基因的相對表達量均顯著上升，但隨著根系的生長發(fā)育基因相對表達量的提升幅度均變小（秧苗栽后21 d）；塊根分化建成后期（秧苗栽后28 d），基因的相對表達發(fā)生變化，其中SporaminA基因、SporaminB基因的相對表達量相似或略高于不施氮對照，而I

7、bEXP1基因表達下調(diào)，顯著低于不施氮對照與其余的氮素處理。
　　3.2不同氮素處理甘薯塊根分化建成IAA及其相關(guān)酶活生理機制
　　在塊根分化建成中（秧苗栽后14、21、28 d），相較于甘薯J23，具有更多單株有效薯塊數(shù)的甘薯S19根系具有低活性的IAAO、PPO、POD和高含量的IAA；
　　在整個生長前期，2個甘薯品種根系IAA含量和IAAO、PPO、POD活性氮素形態(tài)處理效應顯著，銨態(tài)氮素處理根系 IAA含量、

8、PPO活性顯著高于酰胺態(tài)氮素處理，銨態(tài)氮素處理根系IAAO、POD活性均顯著低于酰胺態(tài)氮素處理，其中低水平銨態(tài)氮素處理，其根系具有顯著低的IAAO、POD活性和顯著高的IAA含量。
　　3.3不同氮素處理甘薯生長前期根系內(nèi)源ZR、IAA及其相互平衡關(guān)系
　　甘薯整個生長前期根系ZR、IAA的積累代謝受到氮素營養(yǎng)的調(diào)節(jié)，相較于ZR、IAA各自絕對含量的變化，ZR/IAA比值的變化更具有規(guī)律性；
　　在甘薯塊根分化建成前期

9、和中期（秧苗栽后14、21 d），具有更多單株有效結(jié)薯的甘薯S19根系ZR/IAA比值相似于甘薯J23，塊根分化建成后期和封壟期（秧苗栽后28、49 d）則顯著的低于甘薯J23；
　　2個甘薯品種根系ZR/IAA比值氮素形態(tài)處理效應顯著，銨態(tài)氮素處理根系ZR/IAA比值顯著低于酰胺態(tài)氮素處理，其中低水平銨態(tài)氮素處理，在整生長前期具有顯著低和相似于不施氮對照的ZR/IAA比值，其余氮素處理的ZR/IAA比值顯著高。
　　3.4

10、不同氮素處理甘薯塊根分化的解剖發(fā)育機制
　　低水平銨態(tài)氮素處理使2個甘薯品種幼根的解剖結(jié)構(gòu)發(fā)生了特異性變化：在秧苗栽后7 d，幼根放射狀原生木質(zhì)部束由相聯(lián)排列的多層厚壁細胞組成，并且具有最多的初生木質(zhì)部導管數(shù)目和中柱木質(zhì)化薄壁細胞數(shù)目；秧苗栽后14 d，多層厚壁細胞間薄壁分生組織活動而原生木質(zhì)部束數(shù)增加，同時具有顯著多的次生木質(zhì)部；
　　秧苗栽后21 d，與不施氮對照相比較，氮素處理中柱的木質(zhì)化程度較高，而低水平銨態(tài)氮素處理

11、的次生木質(zhì)部束數(shù)顯著多，中柱薄壁細胞的木質(zhì)化少于高水平氮素處理，且中柱占根橫截面比例高。
　　3.5不同氮素處理甘薯生長前期根系蔗糖、淀粉代謝及其相關(guān)酶活生理機制
　　甘薯塊根分化建成前期、后期（秧苗栽后14、28 d），具有較多單株有效結(jié)薯的甘薯 S19相較于甘薯J23，根系具有更高的CWI、SNI活性和顯著低的根系蔗糖含量；2個甘薯品種根系 CWI、SNI活性氮素水平處理效應顯著，低水平氮素處理根系 CWI、SNI活性顯