不同浓度NAA/6BA配比对不同品种甘薯茎尖培养特性的影响

为明确不同品种甘薯茎尖培养的最佳NAA/6BA配比,设置0.1 mg/L/2.5 mg/L、0.2 mg/L/2.5 mg/L、0.2 mg/L/1.0 mg/L 3组NAA/6BA浓度配比处理,观测不同浓度激素处理对‘北京553’、‘红香蕉’、‘苏薯8号’、‘烟薯25’、‘安吉芋’、‘济徐23’、‘渝紫7号’、‘商薯19’茎尖培养成苗率、愈伤组织直径、不定根数目、叶片数和植株高度的影响,同时调查不同品种试管苗的移栽成活率。结果表明,‘红香蕉’、‘济徐23’、‘渝紫7号’、‘商薯19’在0.1 mg/L/2.5 mg/L的处理下培养效率最高;‘安吉芋’在0.2 mg/L/2.5 mg/L的处理下培养效率最高;‘苏薯8号’、‘北京553’、‘烟薯25’在0.2 mg/L/1.0 mg/L的处理下培养效率最高。因此,在甘薯茎尖培养过程中,不同甘薯品种适宜的NAA/6BA配比存在显著差异,在实际生产中应根据品种特性来进行调整激素的用量和比例。     

钾肥对甘薯块根营养成分的影响及其与烘烤风味的关系

  【目的】  探讨不同施钾量条件下食用型甘薯块根烘烤后风味品质的变化，及其与生块根中关键营养成分和烘烤后特征挥发性物质的关系。  【方法】  选用烟薯25和北京553两个鲜食型甘薯品种，在山东农业大学农学实验站进行田间小区试验。设置4个钾肥 (K₂O) 用量，分别为0、12、24、36 g/m2。在甘薯收获期，测定了块根中主要营养成分含量以及烘烤后挥发性物质含量，同时对块根烘烤后的风味进行评价。  【结果】  施用钾肥不同程度地提高了甘薯块根中可溶性糖、淀粉、可溶性蛋白、维生素C、β-胡萝卜素和纤维素含量，提高了烘烤后甘薯中挥发物质二丙酮醇、苯乙醛、壬酸、4-乙烯基愈创木酚、丁酸丁酯、未知物-1、十五烷酸、植物醇和香叶基香叶醇的浓度，提高了风味评分。4个钾肥处理中，各成分含量以施钾量24 g/m2处理达到或者接近最高。通过逐步回归和通径分析发现，施用钾肥改善块根烘烤后风味品质的关键营养成分是果糖、葡萄糖、氨基酸、可溶性蛋白质、支链淀粉和蔗果三糖，施用钾肥改善块根烘烤后风味的主要特征挥发性物质是丁酸丁酯、苯乙醛和未知物-1。  【结论】  施用钾肥主要通过提高甘薯收获期块根中营养物质含量和块根烘烤后有益挥发性物质（如苯乙醛、丁酸丁酯等）的浓度，改善块根的烘烤风味。在本试验条件下，K₂O用量为240 kg/hm2为最适用量。     

腐植酸提高食用型甘薯块根可溶性糖含量的生理基础

选用典型的食用型甘薯品种北京553,设置施用腐植酸和对照处理,于2008-2009年2个生长季在山东农业大学农学试验站进行试验。在甘薯块根膨大过程中定期取样,测定块根可溶性糖和淀粉含量及相关酶活性、功能叶蔗糖含量及相关酶活性变化。结果表明, 与对照比较,施用腐植酸显著提高了功能叶磷酸蔗糖合酶活性和蔗糖含量,生育期内平均增幅分别为30.90%和9.48%,显著降低了块根蔗糖合酶活性,平均降幅为11.04%,促进了蔗糖、果聚糖等在块根中的积累;同时,施用腐植酸还显著提高了块根中淀粉酶活性,α-淀粉酶和β-淀粉酶平均增幅分别为11.33%、15.70%,促进了后期葡萄糖、果糖等在块根中的积累。在甘薯收获期,块根可溶性总糖含量提高了15.49%、淀粉含量降低了3.56%。总之,施用腐植酸能够增加块根中蔗糖的供应量、抑制可溶性糖向淀粉转化、促进淀粉水解,这些是提高块根可溶性总糖含量的生理基础。     

腐植酸对甘薯吸收利用矿质元素的影响

为探讨腐植酸对甘薯吸收利用矿质元素的影响,并为研究甘薯植株及土壤中矿质元素含量的变化情况,在大田生产条件下施用腐植酸。结果表明：施用腐植酸以后,甘薯对各矿质营养元素的吸收积累量均显著增加,增幅为12.87%~29.84%;矿质元素吸收积累量增加与腐植酸提高了不同生长时期甘薯对矿质元素的吸收速率有关,生长后期的吸收速率增幅最大。同时,施用腐植酸提高了收获期土壤中有效P、Ca、Mg和K元素的含量;使N、K、Ca、S、B和Cu的块根生产效率显著提高。施用腐植酸可以改善甘薯的矿质营养条件、提高部分矿质元素的块根生产效率。     

不同类型甘薯品种块根淀粉粒粒度的分布特征

 【目的】阐明不同类型甘薯块根淀粉粒粒度的分布特征及其与淀粉品质的关系。【方法】选用6个淀粉型品种、5个食用型品种和1个兼用型品种,研究块根中淀粉粒的体积和数目分布、淀粉粒体积和数目分布与淀粉及其组分含量的相关性。【结果】甘薯块根含有小（粒径＜3.36 µm）、中（粒径3.36—19.76 µm）和大（粒径＞19.76 µm）3种类型淀粉粒,其粒径范围为0.39—55.14 µm。淀粉粒体积和数目都表现为双峰分布,低谷粒径均为3.36 µm;其中,粒径＜3.36 µm的淀粉粒体积占总体积的9.8%—18.5%,而粒径＜3.36 µm的淀粉粒数目占总数目的97.7%—99.1%。与淀粉型品种相比,食用型品种粒径＜3.36 µm的淀粉粒所占体积百分比和粒径＜1.00 µm的淀粉粒所占数目百分比较高。块根总淀粉、直链淀粉和支链淀粉含量与小型和中型淀粉粒的体积百分比呈显著负相关,与大型淀粉粒的体积百分比呈显著正相关;支/直链淀粉比率与小型和中型淀粉粒的体积百分比呈显著正相关,与大型淀粉粒的体积百分比呈显著负相关。【结论】食用型甘薯块根中小型淀粉粒所占比例较高,而淀粉型甘薯块根中大型淀粉粒所占比例较高。     

甘薯萌芽性与贮藏期块根内源激素变化及淀粉代谢的关系

以萌芽性差异显著的5个甘薯品种济徐23、烟薯25、红香蕉、泰中6号和心香为试验材料,在贮藏期间定期取样分析块根中内源激素变化及碳水化合物代谢,贮藏结束后在小拱棚内排种育苗,调查出苗情况。结果表明：济徐23、烟薯25和红香蕉萌芽较早,采苗数量显著多于泰中6号和心香。贮藏结束、排种前,济徐23、烟薯25和红香蕉块根中的淀粉含量和支链淀粉含量显著高于泰中6号和心香,济徐23、烟薯25和红香蕉淀粉含量和支链淀粉含量较高主要是由于贮藏期间块根淀粉和支链淀粉含量降低幅度较小所致。济徐23、烟薯25和红香蕉块根中总淀粉酶和α-淀粉酶活性显著高于泰中6号和心香,济徐23、烟薯25和红香蕉块根中α-淀粉酶活性较高主要是由于贮藏期间增加幅度较大所致。贮藏结束、排种前,与泰中6号和心香比较,济徐23、烟薯25和红香蕉块根中GA3含量较高、IAA含量较低、GA3/ABA和ZR/IAA较高。即贮藏结束、排种前,块根中淀粉和支链淀粉含量高、α-淀粉酶活性高、内源GA3含量高及IAA含量低是其萌芽性好的生理指标。     

干旱胁迫与正常供水钾肥影响甘薯光合特性及块根产量的差异

【目的】干旱胁迫影响甘薯叶片光合特性及块根产量,研究通过施肥缓解干旱胁迫机理可为甘薯抗旱高产栽培提供理论依据。【方法】选用食用型甘薯品种“泰中6号”为材料,以硫酸钾(K2SO4)为供试肥料,水分处理设为土壤最大持水量的60%~70%(正常供水W1)和30%~40%(干旱处理W0); 钾肥设K0、 K1、 K2、 K3四个水平,K2O用量分别为0、 12.0、 24.0和36.0 g/m2。分析不同钾肥用量对不同生长时期甘薯叶片相对含水量、 叶绿素荧光参数、 光合特性及收获期块根产量的影响。【结果】在干旱胁迫和正常灌水条件下,施钾处理均显著增加了甘薯叶面积和叶片叶绿素含量,提高净光合速率(Pn),增加光合产物的生产和积累,提高块根产量和收获指数。两种水分条件下,块根产量均以K2处理最高, 干旱胁迫下K2与K3处理差异显著,正常灌水处理不显著。两种水分条件下,甘薯叶片光合参数对钾肥的响应存在显著差异,干旱胁迫下施钾使叶片水分利用效率(WUE)增大,气孔导度(Gs)降低,气孔阻力增大,蒸腾速率(Tr)和胞间CO2浓度(Ci)降低,水分蒸腾量减少; 而正常灌水条件下上述指标对钾肥的响应趋势相反。两种水分条件下施钾均可以增大叶片相对含水量(RWC),提高实际光化学效率(ΦPSII)和最大光化学效率(Fv/Fm),但是干旱胁迫下施钾增幅较大。【结论】干旱胁迫下适量施钾可以提高甘薯的抗旱性,增加甘薯产量,过量施钾使甘薯产量显著降低,而正常水分供应时,稍多钾肥对产量影响不显著。干旱胁迫与正常灌水条件下施钾对叶片光合参数的调控效应存在显著差异。施用钾肥可增大叶面积,提高叶绿素含量和光合性能,调节叶片气孔关闭,增大叶片气孔阻力,减少水分蒸腾损失,增加叶片相对含水量,提高水分利用效率和净光合速率; 施钾还能提高叶片PSⅡ原初光能转换效率和实际光化学效率,减少过剩激发能对光合机构的破坏,提高甘薯叶片的光合能力。干旱条件下钾肥的调节功能优于正常水肥供应。     

施钾时期对甘薯产量及钾肥利用率的影响

为了明确不同时期施用钾肥对甘薯块根产量及钾肥利用率的影响,以济徐23为材料,进行大田试验。研究钾肥施用时期对甘薯块根干物质积累特性、干物质分配、钾肥利用率的影响。结果表明,不同时期施用钾肥均可提高块根产量,基施增产幅度最大,为26.09%,封垄期追施次之,高峰期追施最小。与对照处理相比,施用钾肥提高了块根膨大速率,基施和封垄期追施处理块根膨大前期增幅较大,而高峰期追施钾肥块根膨大后期增幅略高;基施处理显著降低全时期甘薯茎叶鲜重与块根鲜重的比值(T/R值),而封垄期追施处理显著降低生长中后期T/R值;施肥处理均可提高收获期块根干物质分配率,基施钾肥处理达到显著水平。基施钾肥处理钾肥产块根效率、钾肥收获指数、钾肥农学利用率和钾肥偏生产力显著高于其他施钾处理。基施钾肥通过提高钾肥农学利用率、偏生产力和钾肥收获指数,降低T/R值,促进块根膨大,最终获得高产。     

不同时期施钾对甘薯光合产物运转动力的调控

【目的】通过甘薯不同时期施用钾肥的大田试验,探讨不同时期施用钾肥对甘薯光合产物运转动力的调控效应。【方法】选用典型的食用型甘薯品种"北京553",以硫酸钾(K2SO4)为供试肥料,于2011 2012年2个生长季在山东农业大学农学试验站进行大田试验。试验处理为:不施用钾肥(CK)、全部钾肥基施(JS)、全部钾肥封垄期追施(FS)和全部钾肥高峰期追施(GS)。分析不同时期施用钾肥对功能叶光合产物的输出能力、运输茎的农艺特性、源-库间光合产物运输的渗透动力(茎顶-基部间碳水化合物、氨基酸和K+浓度梯度)及块根中光合产物积累特性的影响。【结果】施用钾肥可显著提高块根鲜薯产量和干重,提高块根膨大速率,其中,基施和封垄期追施钾肥处理增幅较大。基施钾肥显著降低生长前期(栽秧后50 d左右)功能叶碳水化合物含量和蔗糖/淀粉比值,提高生长中后期(栽秧后110 d、170 d左右)功能叶中蔗糖和蔗糖/淀粉比值,增幅分别为10.01%和27.14%(2011),16.16%和61.57%(2012),提高该时期功能叶蔗糖的输出能力。基施还提高生长前期基部茎粗,两年增幅均在20%以上,增大光合产物运输的横截面积;基施和封垄期追施钾肥处理提高生长中后期分枝数,基施处理两年增幅的均值为36.53%和48.44%,封垄期追施的为19.60%和46.17%;同时,降低生长中后期源-库距离,提高有效距离(51—200 cm)所占比例。茎顶部到基部间氨基酸和K+浓度逐渐降低,施用钾肥能提高该浓度梯度的降幅,提高渗透动力,以基施和封垄期追施效果较好,其中,氨基酸浓度两处理的平均增幅分别为87.58%和39.56%,K+浓度的平均增幅分别为272.81%和75.58%。基施钾肥显著降低生长前中期茎基部蔗糖和淀粉含量,基施和封垄期追施钾肥可显著降低生长后期茎顶部和基部蔗糖含量,同时降低淀粉含量。【结论】施用钾肥可减少生长前期功能叶中淀粉的合成,保证块根中光合产物的充足供应,扩大运输通道的横截面积,提高茎部运输的渗透动力促进茎基部光合产物的卸载,及时形成较强的库,提高生长中后期功能叶蔗糖含量和可运输态(蔗糖)的比例,增加光合产物运输通道数量,降低运输距离,提高运输有效性,并提高茎部运输的渗透动力,促进茎基部光合产物卸载,促进块根的膨大,形成高产。在本试验条件下,基施钾肥处理最优。     

钾素对食用型甘薯糖代谢相关酶活性的影响

为了探讨钾素提高甘薯块根可溶性糖含量的生理基础。选用典型的食用型甘薯品种北京553,设置不同施钾处理,于2009～2010年2个生长季在山东农业大学农学试验站进行试验。采用甘薯块根膨大过程中定期取样的方法,测定块根可溶性糖和淀粉含量及相关酶活性、功能叶蔗糖含量及相关酶活性。结果表明,与对照比较,施用钾肥能显著提高块根产量、可溶性糖及各糖组分含量,其中K2O用量为24 g/m2处理增幅最大,为最适用量。进一步研究发现,适宜供钾处理显著提高了功能叶磷酸蔗糖合成酶活性和蔗糖含量,生育期内平均增幅分别为10.31%和34.13%,同时提高了块根中蔗糖合成酶、不溶性酸性转化酶的活性,生育期内平均增幅为16.47%和3.66%,在提高源端光合产物供应的同时促进蔗糖在库端的卸载,促进块根中淀粉和可溶性糖的积累;适宜供钾处理还提高了块根中-和-淀粉酶的活性,生育期内平均增幅分别为26.06%和14.64%,促进淀粉向可溶性糖转化。此外,适宜供钾处理还显著提高了生长前期和后期块根中可溶性酸性转化酶活性、以及生长后期块根中蔗糖-蔗糖果糖基转移酶活性,促进了葡萄糖、果糖和果聚糖在块根中的积累。在甘薯收获期,块根可溶性糖和淀粉含量分别提高了13.52%和3.02%。即钾肥能够增加块根中蔗糖的供应量、促进块根对蔗糖的吸收、促进淀粉水解,是其提高块根可溶性糖含量的生理原因。