28-高芸苔素内酯及其复配制剂对马铃薯农艺性状和产量的影响

张 傲 ，房雅丽 ，王德龙 ，吴 通 ，殷佑斗 ，张海旺 ，张治家

（1.山西农业大学 植物保护学院，山西 太原 030031；2.江西威敌生物科技有限公司，江西 南昌 330000）

28-高芸苔素内酯属于芸苔素内酯类植物生长调节剂[1]，和其结构类似并活性较高的还有28-表高芸苔素内酯和24-表芸苔素内酯[2]，28-高芸苔素内酯活性相当于天然芸苔素内酯的87%，在以上3种芸苔素内酯中活性最高，对提高作物产量和品质的效果最为明显，是一种高效且环保的植物生长调节剂[3]。28-高芸苔素内酯对多种作物的产量和品质均有提高的作用，如豆类[4]、棉花[3]、水稻[5]、小麦[6]等，此外，对作物受到的逆境胁迫有缓解作用，如施用28-高芸苔素内酯可以保护受到低温胁迫辣椒幼苗[7]和黄瓜的光合作用系统，从而增加生物量积累[8]。我国幅员辽阔，地形复杂，在不同地区存在对农业生产不同的不利因素，如在西北地区多干旱少雨，南方地区在春季易遭受冷害和冻害。28-高芸苔素内酯可以在一定程度上缓解作物受到的逆境胁迫。有研究表明，叶面喷施28-高芸苔素内酯可以提高干旱胁迫下玉米幼苗根系活力和吸水能力[9]。在铜、锌等金属离子胁迫环境下，喷施28-高芸苔素内酯能够降低植株内铜、锌离子含量[10-11]。

马铃薯具有耐瘠薄、耐干旱、耐低温和产量高等特点，是我国主要的粮食作物之一[12]，由于马铃薯自身的特点，在我国西南、西北、华北和东北地区种植，其中，西南地区如贵州、云南等地多为丘陵山地，有些地方较为干旱，西北地区气候多干旱少雨。因此，在这些地区马铃薯的机械化水平较低并且缺乏灌溉，使得马铃薯的单位面积产量低于华北和东北种植区[13]。有多项措施可提高马铃薯产量，如选用脱毒种薯、合理密植、高垄栽培和施足底肥等。但在马铃薯受到干旱和冷害等逆境时需要利用新型技术提高马铃薯的抗逆性，保证其产量和品质[14]。目前关于施用28-高芸苔素内酯对马铃薯植株生长发育和产量的影响尚未有公开报道。

本研究通过对早熟和晚熟马铃薯品种在不同生育期施用不同浓度28-高芸苔素内酯及其复配制剂，探究28-高芸苔素内酯及其复配制剂对马铃薯农艺性状和产量及其构成因素的影响，以明确合适的药剂及其使用浓度和时期，为28-高芸苔素内酯及其复配制剂在田间的应用和推广提供参考，同时为马铃薯高产优质栽培技术提供理论依据。

1 材料和方法

1.1 试验地概况

试验于2021年在山西省太原市阳曲县马头村进行。该地经纬度为E112°39′31.45″，N38°10′70″，属于第2积温带，年平均气温8.7 ℃，年降水量350～500 mm。试验地土壤类型为沙质壤土。

1.2 试验材料

供试马铃薯为早熟品种荷兰15号和晚熟品种晋薯16号。

供试药剂为0.01% 28-高芸苔素内酯可溶液剂（芸力威）和50% 28-高芸苔·氯化胆碱可溶液剂（薯多），其中，氯化胆碱含量49.995%、28-高芸苔素内酯含量0.005%。2种药剂均由江西威敌生物科技有限公司生产。

1.3 试验方法

马铃薯种薯切块后播种，种薯出苗后于植株苗期、块茎形成期和淀粉积累期采用茎叶喷雾的方法进行喷施处理[15]。苗期设置荷兰15号和晋薯16号喷施药剂为芸力威，并设置3000倍和4000倍稀释2个处理；块茎形成期荷兰15号喷施药剂为薯多，设置1000倍与1500倍稀释2个处理，晋薯16号喷施药剂为薯多和芸力威，薯多设置1000倍和1500倍稀释2个处理，芸力威设置1500倍和2500倍稀释2个处理；淀粉积累期荷兰15号喷施药剂为芸力威，设置3000倍与4000倍稀释2个处理，晋薯16号设置薯多和芸力威2个药剂，并均设置3000倍和4000倍稀释处理；对照为喷施清水。试验采用随机区组设计，小区面积为16 m2（2 m×8 m），每个处理设置3个重复。在苗期荷兰15号和晋薯16号共喷施药剂2次，间隔15 d；在块茎形成期（马铃薯植株现蕾期）荷兰15号各处理共喷施药剂2次，间隔14 d，晋薯16号各处理共喷施药剂3次，每次间隔分别为14、11 d；马铃薯淀粉积累期（植株花末期）荷兰15号各处理共喷施2次，间隔11 d，晋薯16号各处理共喷施3次，每次间隔分别为21、10 d。

1.4 测定项目及方法

在马铃薯植株现蕾期进行各处理田间农艺性状测定。各处理小区随机选取2个面积为2.25 m2（1.5 m×1.5 m）的区域，测量该区域内所有植株株高、茎粗和节间长度，在各区域内随机选取3株马铃薯植株，测定植株地上部分与地下部分鲜质量与干质量。

马铃薯块茎成熟后，对各处理马铃薯进行采收，各处理小区随机选取2个面积为2.25 m2（1.5 m×1.5 m）的区域，采收区域内所有马铃薯。使用电子秤称量各处理马铃薯单薯质量，计算各处理马铃薯单株产量和产量。

根据质量将单个马铃薯块茎进行大、中、小薯分类，其中，质量大于100 g为大薯，对各处理大薯所占比例进行计算[16]。

用电子天平称取各处理取样马铃薯100 g，将各处理马铃薯样品进行标号后置于烘箱中，设置烘箱工作温度105 ℃，烘干至恒质量后取出，使用电子天平测定各处理马铃薯块茎的干物质含量[17]。

1.5 数据分析

本研究采用Excel 2016及SPSS Statistics 26软件对2个品种马铃薯产量指标进行差异性分析，采用最小显著性差异法（LSD）对数据进行单因素差异显著性分析（P<0.05）。

2 结果与分析

2.1 28-高芸苔素内酯在苗期施用后对马铃薯块茎形成期农艺性状的影响

从表1可以看出，芸力威3000倍和4000倍稀释处理较对照显著提高了块茎形成期荷兰15号马铃薯植株茎粗，芸力威4000倍稀释处理显著提高了荷兰15号马铃薯植株株高和节间长度；芸力威3000倍稀释处理对荷兰15号植株的株高、节间长度和地上部分的干鲜质量无显著增加，但是对地下部分的干鲜质量有促进作用，4000倍稀释处理同样对地下部分的干鲜质量也有促进作用，说明2种稀释处理都可以促进荷兰15号干物质的积累。与对照相比，苗期茎叶喷施芸力威3000倍和4000倍稀释处理显著提高了块茎形成期晋薯16号的株高、茎粗和节间长度，同时4000倍稀释处理对马铃薯植株株高和节间长度的促进效果显著高于3000倍稀释处理；3000倍和4000倍稀释处理显著增加了地上部和地下部干鲜质量，其中，4000倍稀释处理的地上部干质量和地下部干鲜质量显著高于3000倍稀释处理，说明芸力威的2个稀释处理均可以促进晋薯16号地上和地下部干物质的积累，4000倍稀释处理的效果较好。

表1 苗期施用不同浓度芸力威对马铃薯块茎形成期农艺性状的影响Tab.1 Effects of applying different concentrations of 28-homobrassinolide at the seedling stage on the agronomic traits of potato at the tuber swelling stage

2.2 28-高芸苔素内酯及其复配制剂在块茎形成期施用对马铃薯产量的影响

从表2可以看出，与对照相比，植株块茎形成期喷施薯多1000倍和1500倍稀释处理对荷兰15号马铃薯的产量、单株产量、单薯质量、大薯率和单株薯块个数无显著提高。块茎形成期喷施芸力威1500倍稀释处理和薯多1000倍稀释处理显著提高了晋薯16号马铃薯产量（P<0.05），同时薯多1000倍稀释处理的产量和芸力威1500倍稀释处理间无显著差异。各处理与对照相比，薯多1000倍稀释处理增产72.19%；薯多1500倍稀释处理增产28.08%。块茎形成期喷施芸力威（1500倍和2500倍稀释）和薯多（1000倍和1500倍稀释）处理显著提高了马铃薯单株产量。从产量构成因素看，薯多1000倍稀释处理的单株产量显著高于薯多1500倍稀释处理。和对照相比，茎叶喷施薯多1000倍稀释、芸力威1500倍和2500倍稀释处理显著提高了单薯质量和大薯率。块茎形成期喷施薯多（1000倍和1500倍稀释）处理与对照相比显著提高了晋薯16号马铃薯单株薯块个数，且2个稀释处理间单株薯块个数无显著差异。与对照相比，块茎形成期喷施芸力威（1500倍和2500倍稀释）和薯多（1000倍和1500倍稀释）处理显著提高了晋薯16号块茎中干物质的含量，其中，芸力威1500倍稀释处理的块茎干物质含量显著高于芸力威2500倍稀释处理和薯多（1000倍和1500倍稀释）处理。

2.3 28-高芸苔素内酯及其复配制剂在淀粉积累期施用对马铃薯产量的影响

从表3可以看出，淀粉积累期茎叶喷施芸力威4000倍稀释处理较对照显著提高了荷兰15号马铃薯产量、单株产量、单薯质量和大薯率，较对照增产23.33%。对于晋薯16号，淀粉积累期茎叶喷施芸力威（3000倍和4000倍稀释）及薯多（3000倍和4000倍稀释）处理较对照显著提高了马铃薯产量、单薯质量、单株产量和单株薯块个数，其中,薯多3000倍稀释处理对晋薯16号马铃薯增产效果最好，并且在不同药剂和稀释度间无显著差异。茎叶喷施芸力威4000倍稀释处理及薯多（3000倍和4000倍稀释）处理和对照相比显著提高了晋薯16号马铃薯大薯率，且薯多3000倍稀释处理的大薯率显著高于芸力威4000倍稀释处理及薯多4000倍稀释处理。淀粉积累期喷施芸力威（3000倍和4000倍稀释）及薯多（3000倍和4000倍稀释）处理较对照显著提高了晋薯16号马铃薯块茎干物质含量，其中，芸力威（3000倍和4000倍稀释）处理块茎干物质含量显著高于薯多4000倍稀释处理。

表3 淀粉积累期施用不同浓度芸力威和薯多对马铃薯产量的影响Tab.3 Effects of applying 28-homobrassinolide and 28-homobrassinolide·choline chloride at the starch accumulation stage on yields of potato

3 结论与讨论

28-高芸苔素内酯是人工合成芸苔素内酯中活性较高的一个成分，可以促进细胞的有丝分裂和增大[18]，因此，对多种作物营养生长和产量均有促进作用[19]。本研究结果基本与在其他作物上的研究结果相似[20]。将芸力威在马铃薯苗期茎叶喷施，可以提高早熟品种荷兰15号和晚熟品种晋薯16号马铃薯植株的株高、茎粗和节间长度，但对于不同生育期的品种，其作用方式和浓度不同，荷兰15号对28-高芸苔素内酯更为敏感，在实际应用中需要较低的稀释度，而晋薯16号对28-高芸苔素内酯的适应性更宽泛些。

马铃薯块茎形成期由地上部茎叶生长为中心，转向地上部茎叶生长与地下部块茎形成并进阶段，是决定单株结薯数的关键时期[21]。在此时期茎叶喷施薯多对早熟品种荷兰15号的产量和大薯率无显著提高作用，而对于晚熟品种晋薯16号茎叶喷施2种稀释倍数的薯多均可以显著提高产量，这可能是早熟品种生育期短，只喷施了2次，而晚熟品种喷施了3次植物生长调节剂或者是不同品种对植物生长调节剂的敏感性不同。唐鑫华等[22]研究表明，高浓度的油菜素内酯对马铃薯生长无促进作用，因此，需要降低浓度进一步试验。对于晋薯16号，薯多1000倍稀释比1500倍稀释能显著提高单株产量、单薯质量和大薯率，与芸力威的2个稀释处理的效果没有显著差异，在实际生产中，芸力威2500倍稀释更为经济实用。对于单株薯块个数，薯多1000倍稀释处理的促进作用较为明显，有利于种薯的生产。目前已有报道烯效唑可以促进结薯率，但不能提高有效薯率和平均单薯质量[23]，然而薯多对产量和薯块质量均有提高作用。

在淀粉积累期喷施芸力威4000倍稀释处理与对照相比，显著提高了荷兰15号马铃薯产量、单株产量、单薯质量和大薯率，而3000倍稀释处理与对照相比无显著差异，进一步说明了荷兰15号对28-高芸苔素内酯较为敏感。这一现象与项洪涛等[24]的研究结果相似，同样的植物生长调节剂浓度对马铃薯不同品种的促生长效果不同。对于晋薯16号，淀粉积累期茎叶喷施芸力威（3000倍和4000倍稀释）和薯多（3000倍和4000倍稀释）与对照相比均可以显著提高马铃薯产量，但从产量构成因素上看，芸力威4000倍稀释与对照相比可以显著提高大薯率，而薯多3000倍稀释处理与芸力威4000倍稀释处理相比显著提高了单株产量和大薯率。因此，在该时期进行薯多3000倍稀释喷雾可以更大程度上提高马铃薯的产量和大薯率。该研究结果和唐鑫华等[22]的结果相似。氯化胆碱是一种植物生长延缓剂[24]，喷施马铃薯后可以延缓芽和匍匐枝的生长，通过拮抗赤霉素的产生促进马铃薯的结薯率[25-27]，利于微型种薯的生产。本研究中氯化胆碱和28-高芸苔素内酯复配后不仅可以促进结薯率，还可以增加薯块质量。与早熟品种荷兰15号相比，28-高芸苔素内酯及其复配制剂对晋薯16号较为明显，可能因为其生育期较长，药剂喷施次数较多，并且药剂的吸收和利用较好。

综合上述，在田间试验剂量下0.01% 28-高芸苔素内酯可溶液剂和50%28-高芸苔·氯化胆碱可溶液剂在马铃薯苗期喷施可显著促进植株的生长，对于晚熟品种晋薯16号在块茎形成期和淀粉积累期喷施0.01%28-高芸苔素内酯可溶液剂和50%28-高芸苔·氯化胆碱可溶液剂可显著提高产量，而对于早熟品种荷兰15号在淀粉积累期喷施0.01%28-高芸苔素内酯可溶液剂和50%28-高芸苔·氯化胆碱可溶液剂可显著提高产量。