烯效唑处理对甘薯产量、土壤残留和后茬小麦生长的影响

在甘薯膨大初期设置叶面喷施和随水根部滴灌烯效唑的施用方式,研究烯效唑对甘薯块根产量、土壤残留和后茬小麦生长的影响.结果表明,适当的烯效唑处理能抑制甘薯地上部的生长,促进块根膨大,提高块根产量,其中叶面喷施的增产效果优于随水根部滴灌.高效液相色谱检测表明,各处理组土壤中烯效唑残留浓度均低于0.1 mg/kg,但是后茬土壤的生物效应试验显示,烯效唑有效成分施用量≥10 g/666.7 m^(2)时,土壤中的残留有可能对后茬作物产生影响.后茬小麦田间试验结果发现,随着甘薯生产中烯效唑施用期延后和剂量的增加,后茬小麦的株高和产量显著下降.因此,北方薯区春薯栽后67 d左右,进行<10 g/666.7 m^(2)烯效唑叶面喷施可以提高甘薯产量,同时对后茬小麦没有不良影响.

菜用甘薯品种评价及营养品质分析

本研究对25个菜用甘薯品种进行茎尖表型性状描述、食味以及营养品质评价,并对产量进行比较。结果表明:福菜薯18号、万菜薯5号、湘菜薯2号、鄂菜薯2号、湘菜薯4号、宁菜薯3号、川菜薯211、鄂菜薯3号、福菜薯23、薯绿1号食用品质综合表现与对照福薯7-6相当。隶属函数法评价结果表明,叶片营养品质综合排名前十的依次为福菜薯23、福菜薯18号、万菜薯7号、湘菜薯4号、台农71、万菜薯5号、鄂菜薯2号、湘菜薯3号、宁菜薯4号、鄂菜薯10号;叶柄营养品质综合排名前十的依次为鄂菜薯2号、万菜薯5号、台农71、万菜薯1号、广菜薯3号、福菜薯22、宁菜薯4号、湘菜薯4号、湘菜薯3号、宁菜薯1号;茎营养品质综合排名前十的依次为万菜薯19号、湘菜薯4号、万菜薯8号、鄂菜薯10号、台农71、宁菜薯1号、福菜薯22、川菜薯211、万菜薯5号、福菜薯18号。参试品种中,湘菜薯4号和川菜薯211的茎叶产量显著低于对照品种福薯7-6,其余品种均高于对照或与对照相当。生产上可根据菜用甘薯的营养品质和产量特性进行开发利用及配套栽培技术管理。

不同品种甘薯淀粉组分、物化及粉条品质的比较研究

为探讨不同品种甘薯淀粉特性与其粉条品质的关系,本研究选用济薯25、济薯26以及商薯19共3个品种于丘陵山地进行试验,收获后进行块根干物质含量、产量测定以及淀粉分离,分析淀粉组分、老化和糊化特性,并对粉条品质进行测定。结果表明,济薯25的薯干产量显著高于其他2个品种(P<0.05),且3个品种的淀粉结晶结构、形态相似。3个品种甘薯的淀粉含量、组分以及糊化特性不同,其中济薯25淀粉的灰分和蛋白质含量、最终黏度、回生值高于其他2个品种,商薯19淀粉的直链淀粉、磷和粗纤维含量最高。济薯25淀粉加工的粉条硬度、拉伸强度和剪切性能均优于商薯19和济薯26。相关关系分析发现,直/支链淀粉比值与粉条硬度、拉伸强度和剪切行为呈正相关,淀粉的峰值黏度、最终黏度、回生值与其粉条硬度呈负相关。因此,筛选出的甘薯品种济薯25较适合粉条加工,适宜在丘陵山地种植,这不仅促进了丘陵山区甘薯产业的可持续发展,也为甘薯产业带动乡村振兴提供了品种支撑。

转录组学在甘薯研究中的应用

甘薯是我国的主要粮食作物,重要的加工原料和保健作物.随着二代高通量测序技术的发展,甘薯组学研究取得了一定的进展.以转录组学的研究方法、优缺点为基础,介绍了甘薯中转录组学的应用现状,重点介绍了当前转录组学中采用的技术手段在甘薯生长发育、抗逆机制以及块根品质形成中的研究进展.同时,也对转录组学在甘薯中的发展前景进行了展望.

氮素不同控释期对甘薯光合特性及干物质积累与分配的影响

以甘薯[Ipomoea batatas(L.)Lam.]品种济薯25为试材,在大田条件下,设置控释期为30 d(T30)、50 d(T50)、70 d(T70)、90 d(T90)4个氮素控释肥处理,以施用等量养分含量的普通复合肥作为对照(CK),研究不同氮素控释期对甘薯光合特性及干物质积累与分配的影响。结果表明,氮素适当控释(控释期30~70 d)提高了甘薯中后期(80~160 d)叶片光合性能,促进了干物质向地下部的快速积累和转运分配,甘薯中后期叶片光合指标、地下部干物质积累(积累量和积累速率)和分配(分配比例和根冠比)指标均明显高于对照,其中以T50、T70较好,收获期(160 d)2个处理净光合速率、叶绿素SPAD、地下部干物质积累量、根冠比分别比对照提高了14.01%、11.32%、21.75%、18.48%和15.62%、11.84%、20.65%、18.84%;当控释期达90 d时,后期(120~160 d)地下部干物质积累与分配指标均低于对照,说明氮素控释期过长不利于甘薯后期干物质向地下部的快速积累和转运分配。

基于文献计量的甘薯栽培学科研究现状及热点分析

基于文献计量法,利用检索到的2010-2019年的1658条WebofScience(WOS)和1840条中国知网(CNKI)文献,使用CiteSpace软件,从国家、机构、作者、关键词和引文等角度,对甘薯栽培学科的相关文献进行可视化计量分析,多维度展示学科的研究动态与发展历程。WOS数据显示:相关SCI文献数量呈上升趋势,2015年和2017年增速明显,2019年达到峰值;CNKI统计表明国内相关文献数量整体比较平稳,说明甘薯栽培学科已逐步走向成熟。SCI文献数量中国位列首位,中国、美国、韩国、日本和巴西发文总量占全部文献量的52%,国际间科研合作非常密切。国际上共有347家科研机构发表过与甘薯栽培学科相关的SCI文献;国际上发表过甘薯栽培学科SCI文献的作者共有444位,发文量最高的作者发文45篇,高产作者之间合作关系密切,说明科研合作可促进成果产出;国内发文量超过5篇的作者共有98位,发文量最高的作者发文41篇,国内作者的中心度为零,跨单位科研合作需要进一步加强。国际相关研究热点主要集中在栽培、花青素、淀粉、理化性质、抗逆等方面;国内主要集中在栽培、品质、紫甘薯、脱毒、薯苗、产量、施肥等方面。国际上甘薯栽培学科的研究前沿为新品种栽培技术、营养成分及功能、抗性以及延长贮藏方式等,研究热点和研究前沿之间存在交叉;国内相关研究前沿为抗逆性、品质、营养价值、间作、地膜种植等方面。

甘薯IbbZIP22基因克隆与表达分析

本研究以济薯25为材料,克隆得到IbbZIP22基因。该基因编码区全长1 368 bp,编码455个氨基酸。序列和结构分析发现该基因编码的蛋白上有bZIP_plant_RF2保守结构域,推测其属于RF2类bZIP转录因子;对IbbZIP22蛋白进行亚细胞定位预测,推测该蛋白位于细胞核中;系统发育分析表明,IbbZIP22蛋白与三裂叶薯中的ItRF2a-like蛋白亲缘关系最近。采用实时定量PCR技术对济薯25和徐紫薯8号不同部位的IbbZIP22基因表达模式进行分析,发现IbbZIP22基因均在两个品种块根中表达量最高,且济薯25块根中的表达量显著高于徐紫薯8号,推测该基因参与淀粉调控。利用同源克隆技术,从济薯25基因组DNA中克隆IbbZIP22基因的启动子序列,该序列中除包含CAAT-box、TATA-box等核心启动子元件外,还存在多个参与光响应、抗逆和激素应答等元件。本研究结果为探究甘薯抗逆和淀粉调控机制提供了理论依据。

化肥和生物有机肥配施对鲜食型甘薯块根产量、品质及土壤肥力的影响

【目的】研究生物有机肥和化肥对鲜食型甘薯干物质积累、产量品质及土壤肥力的影响,为鲜食型甘薯的优质高效生产提供技术支撑。【方法】2018和2019年,以鲜食型主栽品种‘济薯26’为供试品种,在山东济南丘陵区进行了两年定位田间试验。设置不施肥(对照)、单施化肥、单施生物有机肥、化肥生物有机肥配施处理。在移栽后50、100和150天,取样分析植株干物质积累和分配。于成熟期,调查分析块根产量及品质,以及0—20 cm土层土壤肥力指标。【结果】与单施化肥相比,单施生物有机肥和化肥生物有机肥配合处理均显著提高了两年度移栽后150天甘薯植株干重和块根干重,块根产量以化肥配合生物有机肥处理最高,单施生物有机肥次之,均显著高于单施化肥。与单施化肥相比,单施生物有机肥可显著提高两个年度土壤脱氢酶和蔗糖酶活性,显著提高第二年度土壤脲酶和碱性磷酸酶活性及土壤速效磷、速效钾和有机质含量,促进干物质向块根分配,显著提高了第二年度块根还原糖、可溶性糖和维生素C含量。与施用生物有机肥相比,化肥生物有机肥配施显著提高了两个年度移栽后100天和150天植株干重和块根干重,显著提高第二年度土壤碱性磷酸酶和脱氢酶活性,提高土壤碱解氮和速效磷含量,还原糖和可溶性糖含量无显著变化,但显著增加类胡萝卜素和维生素C含量。相关分析表明,块根品质指标与土壤有机质、速效磷和速效钾含量显著正相关,与土壤酶活性亦有显著正相关关系。【结论】连续进行化肥与生物有机肥配施,可显著提高土壤碱性磷酸酶和脱氢酶活性,增加土壤碱解氮和速效磷含量,促进甘薯植株和块根干物质的持续积累,获得高产,同时保持较高的块根糖含量和维生素C含量,是提高鲜食型甘薯产量和品质的有效措施。

不同甘薯品种抗旱性评价及耐旱指标筛选

在人工控水条件下,以15个甘薯品种为试验材料,设置干旱胁迫和正常灌水2个处理,研究了干旱胁迫条件下不同甘薯品种产量和农艺性状差异。根据产量抗旱系数法分级,抗旱品种(抗旱系数≥0.6)为济薯21、济薯25、济徐23、济薯15、烟薯25;中等抗旱品种(0.4≤抗旱系数<0.6)为徐薯18、济薯26、北京553、济紫薯2号、济薯18;不抗旱品种(抗旱系数<0.4)为郑薯20、济紫薯3号、济薯22、济紫薯1号、凌紫。干旱胁迫导致甘薯的叶片数、蔓长、叶面积系数和生物量下降,品种间降幅不同,抗旱性强的品种降幅小,抗旱性弱的品种降幅大。这些农艺性状指标与甘薯品种的抗旱性呈显著正相关,可作为甘薯品种抗旱性鉴定的指标。徐薯18可作为甘薯品种抗旱性鉴定的标准品种。

栽插方式和密度对鲜食型甘薯品种干物质积累分配、块根产量及品质的影响

为了确定鲁中丘陵薄地鲜食型甘薯适宜的栽插方式和密度,在大田条件下,以济薯26(J26)和龙薯9号(L9)为供试品种,每个品种设置直栽(S)和水平栽(H) 2种栽插方式,各栽插方式下设置不同栽插密度37 500(D1),52 500(D2),67 500株/hm^2(D3),研究了不同栽插方式和密度对鲜食型甘薯干物质积累分配、产量和品质的影响。结果表明,增加密度可提高两品种生长中后期植株干物质积累量,显著降低相同栽插方式下济薯26生长中期侧枝叶的干物质分配比例。相同栽插方式下,D2处理可降低龙薯9号生长后期侧枝茎干物质分配比例,并显著提高两品种生长中期的块根干物质分配比例。直栽方式下,D2和D3处理显著提高济薯26生长后期块根干物质分配比例。相同栽插方式下,D2和D3处理显著提高两品种块根可溶性糖含量和淀粉含量,D2处理可显著提高两品种块根产量。与直栽相比,水平栽显著提高济薯26生长前期D2处理和后期D2和D3处理下、龙薯9号生长中期相同密度下的植株干物质积累量;有利于提高济薯26 D1处理下、龙薯9号各密度下的块根可溶性糖含量,提高两品种单株薯重和块根产量。综合考虑产量和品质,水平栽+D2处理是本试验条件下的最优处理组合。

不同时期干旱胁迫对甘薯生长和抗氧化能力的影响

【目的】研究不同时期干旱胁迫导致甘薯减产的机理,为旱作地区甘薯生产提供理论依据和技术支撑。【方法】在人工控水条件下,以抗旱品种济薯21和不抗旱品种济紫薯1号为试验材料,每个品种设4个水分处理,分别为WW(全生育期正常灌水,对照)、DS1(发根分枝期干旱胁迫)、DS2(蔓薯并长期干旱胁迫)和DS3(快速膨大期干旱胁迫),研究不同时期干旱胁迫对甘薯生长和抗氧化能力的影响。【结果】干旱胁迫导致甘薯薯干产量显著下降,早期干旱胁迫薯干产量下降幅度最大,济薯21(抗旱品种)的DS1、DS2和DS3处理产量分别比对照减产32.24%、30.68%和13.76%,济紫薯1号(不抗旱品种)分别比对照减产44.02%、39.54%和17.87%。功能叶、纤维根和块根抗氧化酶活性均在干旱胁迫后升高,且干旱胁迫时间越早,抗氧化酶活性升高的幅度越大;各生育时期纤维根的酶活性均高于块根和功能叶,说明甘薯纤维根对干旱胁迫的敏感性最强。干旱胁迫可导致甘薯功能叶相对电导率升高,功能叶、纤维根和块根的MDA含量升高,且胁迫时间越早,升高的幅度越大。【结论】干旱胁迫时间越早,功能叶、纤维根和块根的抗氧化酶系统受破坏程度越大,从而抑制了甘薯叶片和根系的正常生长,限制了块根的形成和膨大,发根分枝期是甘薯块根产量对水分最敏感的时期。

不同时期干旱胁迫对甘薯生长和渗透调节能力的影响

在人工控水条件下,以抗旱品种济薯21和不抗旱品种济紫薯1号为试验材料,每个品种设全生育期正常灌水(WW,对照)、发根分枝期干旱胁迫(DS1)、蔓薯并长期干旱胁迫(DS2)、快速膨大期干旱胁迫(DS3)4个水分处理,研究不同时期干旱胁迫对甘薯生长和渗透调节能力的影响。结果表明,干旱胁迫导致甘薯鲜薯产量显著下降,不同时期干旱胁迫比较,以发根分枝期干旱胁迫(DS1)下降幅度最大,品种间比较,以不抗旱品种下降幅度最大。从3年平均数据来看,DS1处理,济薯21和济紫薯1号的鲜薯产量分别比对照降低28.59%和38.77%;DS2处理分别比对照降低25.20%和33.50%;DS3处理分别比对照降低14.55%和19.56%。干旱胁迫导致甘薯生物量显著下降,栽后100 d,DS1、DS2、DS3的地上部生物量与对照相比,济薯21分别降低32.68%、20.79%、11.72%,济紫薯1号分别降低46.45%、31.89%、18.43%;地下部生物量与对照相比,济薯21分别降低37.69%、25.86%、10.67%,济紫薯1号分别降低54.34%、33.48%、14.20%。干旱胁迫条件下,甘薯功能叶相对含水量下降,功能叶、纤维根和块根中的可溶性糖、可溶性蛋白、游离氨基酸总量和脯氨酸等渗透调节物质含量均上升,干旱胁迫时间越早,下降或升高的幅度越大。前期干旱胁迫对渗透调节能力的影响无法在复水后得到有效恢复,而后期干旱胁迫对渗透调节能力的影响可在复水后恢复到对照水平。

钾肥用量对瘠薄地甘薯产量和钾肥利用率的影响

为探索瘠薄地条件下甘薯的最佳钾肥用量,以淀粉型甘薯品种济薯25为试验材料,设3个处理:CK(不施钾肥)、K1(K2O,150 kg·hm^-2)、K2(K2O,300 kg·hm^-2),研究钾肥用量对瘠薄地甘薯产量和钾肥利用率的影响。结果表明,施钾显著提高了鲜薯和薯干产量,K1增产幅度较大,鲜薯和薯干产量分别较CK增加22.84%和32.13%,K2分别较CK增产11.39%和20.30%。施钾促进了甘薯块根的膨大,K1和K2的块根膨大速率均显著高于CK,T/R值均显著低于CK。施钾促进干物质的积累,K1和K2的叶片、叶柄、茎和纤维根干重以及总生物量显著高于CK,且K1优于K2。施钾显著增加了甘薯各器官的钾素积累量,且整体表现为施钾量越多,各器官的钾素积累量越高。钾肥利用率随施钾量的增加而降低,K1的钾素产块根效率、产干物质效率、钾肥吸收利用率、钾肥农学利用率和钾肥偏生产力均显著高于K2。在本试验瘠薄地条件下,钾肥的最佳用量为150 kg·hm^-2。本研究为瘠薄地甘薯田间施肥提供了理论依据,可达到节本增效的目的。

不同抗旱性甘薯品种叶片生理性状差异及抗旱指标筛选

在人工控水条件下,以15个甘薯品种为试验材料,设置正常灌水和干旱胁迫2个土壤水分处理,研究了干旱胁迫条件下不同甘薯品种叶片生理特性的差异。结果表明,干旱胁迫条件下,叶面积系数均不同程度下降,反映了品种抗旱性的差异。通过抗旱系数聚类分析,将15个甘薯品种分为3个抗旱类型,抗旱品种:济薯21、济薯25、济徐23、济薯15、烟薯25;中等抗旱品种:徐薯18、济薯26、北京553、济紫薯2号、济薯18;不抗旱品种:郑薯20、济紫薯3号、济薯22、济紫薯1号、凌紫。叶面积系数与抗旱系数的相关性分析表明,干旱胁迫条件下抗旱性强的甘薯品种可维持较高的叶面积系数;而正常灌水条件下的叶面积系数不能反映甘薯品种抗旱性。干旱胁迫导致功能叶叶绿素含量和相对含水量下降,叶片相对电导率升高。干旱胁迫条件下,功能叶叶绿素含量和相对含水量与甘薯品种的抗旱性呈显著正相关关系,而功能叶相对电导率则与甘薯品种抗旱性呈显著的负相关关系。因此,叶面积系数以及功能叶叶绿素含量、相对含水量和相对电导率等指标可作为甘薯品种抗旱性鉴定的评价指标。

有机多肽酶活性促进剂施用方式对鲜食型甘薯干物质积累分配、产量及品质的影响

为探究有机多肽酶活性促进剂对鲜食型甘薯产量和品质的调控效应,在大田条件下,以鲜食型甘薯品种龙薯9号和苏薯8号为供试材料,每个品种设置全生育期不喷施有机多肽酶活性促进剂(CK)、有机多肽酶活性促进剂栽插前蘸根+栽后40 d叶面喷施(P1)和有机多肽酶活性促进剂栽插时灌根+栽后40 d叶面喷施(P2) 3个处理,研究其对鲜食型品种干物质积累分配、产量及品质的影响。结果表明,2个品种的P1和P2处理生长中后期叶片的磷酸蔗糖合成酶(SPS)活性、蔗糖含量、收获期植株总干重和块根干重均显著高于CK。龙薯9号各处理收获期的侧枝茎和块根干物质分配比例均无显著差异,P1和P2处理的主茎下部叶、主茎下部茎干物质分配比例均显著低于CK;苏薯8号P2处理的主茎下部叶、主茎下部茎、侧枝茎和侧枝生长点干物质分配比例均显著低于CK和P1处理,块根干物质分配比例显著高于CK和P1,分别提高8. 98%和6. 23%。龙薯9号P2处理收获期块根可溶性糖含量与P1无显著差异,但显著低于CK,降低5. 22%,P2处理的块根淀粉含量显著高于CK和P1,分别提高18. 76%和9. 23%,干率与P1处理无显著差异,但均显著高于CK,分别提高4. 56%和5. 71%;苏薯8号块根的可溶性糖含量各处理无显著差异,且P2处理的块根淀粉含量和干率与P1均无显著差异,但显著高于CK,其中淀粉含量提高6. 13%,干率提高4. 51%。2个品种P2处理的块根产量均显著高于CK和P1,其中龙薯9号分别提高30. 46%和14. 42%,苏薯8号分别提高27. 72%和11. 69%。综上,施用有机多肽酶活性促进剂有利于提高鲜食型品种块根产量和淀粉含量,其中P2处理增产幅度最高,其对可溶性糖含量的调控存在品种间差异。本研究为鲜食型甘薯提质增效和生态种植技术提供了理论依据。

高氮水条件下植物生长调节剂对甘薯同化物和肥料分配的影响

在大田高氮水条件下,以济薯25和济薯26为试验材料,在甘薯块根膨大初期进行烯效唑和多效唑叶片喷施处理,研究甘薯产量性状、干物质和营养元素积累及肥料利用效率和收获指数的变化。试验结果表明,与喷清水对照相比,在高氮水条件下植物生长调节剂处理显著降低甘薯地上部的干物质积累,促进干物质向块根的转运,提高大中薯率进而显著提高甘薯的产量。在大量营养元素积累方面,两种生长调节剂均显著降低甘薯叶片N、P、K的积累,对茎和叶柄的影响因品种而异;烯效唑和多效唑基本显著增加块根N、P、K的积累。两种生长调节剂均显著提高氮、磷、钾肥料的收获指数,济薯25烯效唑处理的磷肥收获指数显著低于多效唑处理,而钾肥收获指数正好相反。

甘薯IbSUT1基因的克隆及在不同浓度氮肥和烯效唑处理下的基因表达

甘薯贮藏根中的淀粉主要是叶片中的光合作用产物以蔗糖的形式经过茎转运到贮藏根中合成的,蔗糖转运体在这个过程中发挥重要作用.试验从甘薯栽培种济薯25中克隆了蔗糖转运体IbSUT1基因,开放阅读框长度为1512个核苷酸,编码503个氨基酸;亚细胞定位分析揭示IbSUT1蛋白质定位在细胞质膜上;外源施加氮肥和烯效唑,叶片和茎中的IbSUT1基因呈现不同程度的上调表达,推测IbSUT1基因参与了蔗糖在叶片和茎中的转运.

外源ABA对水分胁迫条件下甘薯幼苗生理特性的影响

为了探究外源ABA提高甘薯苗期抗旱性的生理机制,筛选出最佳施用浓度,以抗旱品种济薯21和不抗旱品种济紫薯1号为试验材料,研究水分胁迫条件下外源ABA对甘薯幼苗生理特性的影响。结果表明,水分胁迫后济薯21和济紫薯1号的叶片相对含水量、叶绿素含量以及根系活力均低于清水对照,而叶片相对电导率、叶片和根的MDA含量均高于清水对照;济薯21的叶片相对电导率、叶片和根的MDA含量显著低于济紫薯1号,而根系活力和叶绿素含量显著高于济紫薯1号。水分胁迫条件下,外源ABA处理两品种的叶片相对含水量、叶绿素含量以及根系活力均显著高于对照,而叶片相对电导率、叶片和根的MDA含量显著低于对照;不同浓度的外源ABA均可显著提高甘薯的抗旱性,以150μmol/L处理的效果最显著。因此认为,外源ABA降低叶片相对电导率和MDA的积累,可以缓解干旱胁迫对膜的损伤,提高叶片相对含水量及叶绿素含量,提高根系活力从而增强根系吸收能力。

硝态氮对不同耐氮性甘薯苗期根系生长和氮代谢的影响

本试验选用氮敏感型甘薯品种济薯26(J26)和耐氮型品种徐薯32(X32)为材料,设置硝态氮浓度为0(N0)、7(N1)、14(N2)、28(N3)mmol/L共4个处理,采用Hoagland营养液水培法,研究不同硝态氮浓度对不同耐氮性甘薯品种根系生长和氮代谢的影响。结果表明,与N1和N3处理相比,N2处理可保持两品种较高的根系长度、根体积、根表面积,较高的叶片和根系硝酸还原酶(NR)、亚硝酸还原酶(NiR)活性,较高的地上部鲜重以及根系鲜重。随硝态氮浓度增加,两品种叶片和根系硝态氮含量及SPAD值均显著提高。在相同施氮量条件下,与徐薯32相比,济薯26具有较大的根系总长度和根表面积,较高的叶片NiR活性、根系NR、NiR活性和硝态氮含量,氮素代谢水平高,硝态氮浓度对其调控效应明显。