氮素形态对马铃薯块茎形成和发育的影响及其机制

马铃薯的经济器官是块茎，由地下匍匐茎顶端膨大而成。其形成过程、生长发育以及物质积累直接关系到最终的产量和品质。本课题组研究发现，氮素形态与马铃薯块茎的形成有密切关系。与供应硝态氮相比，供应铵态氮,马铃薯匍匐茎较短，而且块茎出现较早。由于施用氮肥是作物生产的必需环节，而且马铃薯块茎大小、品质、形状等重要商品指标极易受氮肥供应的影响，因此本项目将通过分析比较不同形态氮素供应条件下马铃薯植株内源激素的变化，以及同化物消耗、物质分配等生理过程的差异，解析氮素形态影响马铃薯块茎形成的机制，并观察这种影响的持续性，为最终提出调控马铃薯块茎发育的氮素管理策略奠定基础。

块茎是马铃薯的经济器官，由地下匍匐茎顶端膨大而来，因此匍匐茎及块茎的发育过程和影响因素备受关注。本课题研究发现：. 氮素形态与马铃薯匍匐茎及块茎发育的关系密切。硝态氮供应条件下，马铃薯植株产生较多的匍匐茎，单株结薯数量较铵态氮处理高。而且在块茎形成期前供应不同形态的氮素对结薯数量影响显著， 但在块茎形成期之后，氮素形态对结薯数量不具影响，不同品种均表现出相似的规律。铵态氮供应条件下马铃薯块茎形成较早。上述发现不仅丰富了马铃薯营养生理理论， 而且为马铃薯氮素养分管理提供了依据。. 在匍匐茎形成前，马铃薯叶片、根系的GA/ABA、ZR/ABA表现为NH+4-N处理大于NO-3-N处理，之后，当匍匐茎停止生长，顶端准备膨大时，叶片、根系、匍匐茎的GA/ABA、ZR/ABA逐渐转变为NO-3-N处理大于NH+4-N处理，在块茎形成过程中，叶片、根系、匍匐茎均呈现这一趋势。这充分支持课题申请中提出的假设， 氮素形态对马铃薯块茎形成的影响是通过体内激素调节，即匍匐茎的GA/ABA、ZR/ABA比值的降低是块茎形成的前提。由于马铃薯是喜酸性的作物，而植物吸收硝态氮分泌OH- 、吸收铵态氮分泌H+，因此本项目在申请时提出的另一个假设是氮素形态可能通过影响马铃薯根际pH进而影响马铃薯的块茎发育。但在不同pH条件下的研究结果表明，pH对马铃薯生长发育的影响较复杂， 目前还不能确定氮素形态对马铃薯块茎形成的影响与根际pH有关。. 块茎形成前供应不同形态氮素条件下，马铃薯收获时单株块茎总重无显著差异，而块茎形成后供应的氮素形态对收获时单株块茎重具有显著影响，后期供应NH4-N的单株块茎重显著大于后期供应NO3-N的处理。就氮素形态组合而言，前硝后铵NO3-NH4显著大于硝硝组合NO3-NO3，且NH4-NH4显著大于NH4-NO3。上述发现充分说明马铃薯氮素养分管理应对以获得较大块茎数量为目的的马铃薯种薯繁育和以获得较大块茎产量为目的的商品薯生产体系加以区别，根据不同生产目的，在块茎形成前后分别供应适宜形态的氮素以实现效益最大化。