甘薯的生长期根据其生长发育特征可分为发根分枝期、薯蔓并长期和块根膨大期3个时期。研究[7-8]认为，干旱胁迫抑制甘薯叶片、茎蔓和根系的生长，导致甘薯块根产量下降，其中以发根分枝期干旱胁迫下降幅度最大。甘薯发根分枝期是根系分化的关键时期，此时期干旱胁迫会导致分化根体积减少，不定根分化为块根数目大幅度降低，导致产量下降，此时分化为块根的数目基本决定了甘薯的最终结薯数，且干旱胁迫发生的时间越早、持续时间越长影响程度越大[9-10]。甘薯茎蔓并长期和块根膨大期干旱胁迫会使甘薯因缺水而导致光合速率降低，根系无法正常吸收养分而生长停滞，导致干物质积累下降从而显著降低地上、地下部的生物量。此外，干旱胁迫还会使土壤硬度增加，增大了土壤机械阻力，使甘薯块根在膨大时受到一定限制。前期研究[11⇓-13]表明，甘薯水分临界期处于前中期。对淀粉型甘薯来说，不同程度的干旱会影响淀粉的组成和性质，如直链淀粉与支链淀粉的比例（直/支）、糊化特性等，而直/支和糊化特性又影响淀粉后期的加工品质[14]。研究[15⇓-17]发现，受干旱胁迫的影响，小麦直链淀粉和支链淀粉积累均呈下降趋势，但灌浆期干旱对直链淀粉积累的影响要比支链淀粉更加明显，干旱胁迫提高了支链淀粉的积累速率。另有研究[18-19]表明，干旱胁迫显著提高了小麦淀粉的谷值黏度和糊化温度，延长了糊化时间，但显著降低了小麦淀粉的峰值黏度。
目前，关于甘薯不同时期干旱对生长发育和产量方面的研究较为丰富，但针对淀粉型甘薯淀粉率、淀粉特性等方面的研究较少，尤其缺少不同生育时期干旱效应的比较研究。因此，本研究以商薯19号和烟薯29号2个淀粉型品种为试验材料，设置不同生长时期干旱胁迫，研究甘薯在不同时期干旱胁迫下生理响应及品质变化，为淀粉型甘薯的水分管理优化与产量和品质提升提供依据。
1 材料与方法
1.1 试验设计
试验选用2个淀粉型品种，分别为商薯19号和烟薯29号。试验设4个处理，分别为发根分枝期干旱（T1）、薯蔓并长期干旱（T2）、块根膨大期干旱（T3）和全生育期正常灌水（对照，CK），不同处理土壤水分参数设定见表1。试验于青岛农业大学胶州实验基地智能温棚内进行，土壤为砂浆黑土，含碱解氮48.5 mg/kg、有效磷15.5 mg/kg、速效钾70.1 mg/kg、有机质11.5 g/kg、pH 7.8。
表1 甘薯不同生长时期干旱胁迫试验土壤相对含水量设定
Table 1
| 处理 Treatment | 发根分枝期 Root branching stage (0~60 d) | 薯蔓并长期 The potato and vine growth together stage (61~90 d) | 块根膨大期 Tuber expansion stage (91~120 d) |
|---|---|---|---|
| CK | 70±5 | 70±5 | 70±5 |
| T1 | 35±5 | 70±5 | 70±5 |
| T2 | 70±5 | 35±5 | 70±5 |
| T3 | 70±5 | 70±5 | 35±5 |
试验采用抗旱池种植甘薯，池长10 m，宽2 m，深0.6 m，底部使用塑料膜铺垫阻断地下水。每个抗旱池为1个试验小区，每个抗旱池内沿纵向起2垄，分别种植商薯19号和烟薯29号，株距20 cm，每个处理重复3次。薯苗于2021年5月10日移栽，分别在移栽后第30、60、90天停止浇水后进行干旱胁迫处理，10 d后进行采样，采样后恢复正常浇水，在10月12日收获。土壤水分控制设备为青岛农业大学和潍坊汇金海物联网技术有限公司联合研制的水分原位监测与智能精准管理系统。在每个处理垄下15 cm分别埋3个土壤水分传感器，在控制系统上设定好各处理的土壤含水量临界值，设备根据土壤水分传感器发回的监测结果进行自动浇水，以控制不同处理在设定的土壤含水量范围。
1.2 测定项目与方法
1.2.1 生物量
每次干旱处理结束后进行采样，每次仅采集对照与干旱胁迫处理过的小区样品。采样时，每个小区随机采集5株，称量植株地上部和地下部鲜重。按照此采样方法，发根分枝期干旱处理共采样3次，分别为移栽后的第40、70和100天；薯蔓并长期干旱处理共采样2次，分别为移栽后的第70和100天；块根膨大期干旱处理则仅在移栽后的第100天采样1次。
1.2.2 产量
在各处理小区每垄取5 m长度进行测产，并记录单个薯块重和单株结薯数指标，实验室105 °C杀青30 min后，65 °C恒温烘干测定含水量，然后计算薯干产量及干物率。
1.2.3 淀粉制备及RVA特性
淀粉制备：薯块去皮切成细块状放入高速打浆机，加适量水粉碎30 s，倒入100目纱袋，加0.5 L水连续洗提2次，将洗提液合并倒入100目筛静置12 h后，将滤出物在冷冻干燥机中干燥，研磨成粉末再过100目筛，然后密封干燥避光保存。参考唐忠厚等[14]方法，用Tech-master RVA仪（Perten公司）测定淀粉糊化参数，包括峰值黏度、谷值黏度、最终黏度、崩解黏度、回生黏度和糊化温度等。
1.3 数据处理
利用Microsoft Excel 2010和DPS 8.01对数据进行统计分析，利用Duncan法进行平均数间的多重比较（α=0.05），利用Origin 2021软件作图。
2 结果与分析
2.1 不同时期干旱对甘薯生物量的影响
2.1.1 对地上部生物量的影响
由图1a可以看出，不同时期干旱均造成甘薯地上部生物量下降，干旱发生越早对地上部生物量的影响越大。移栽后第100天的第3次采样结果显示，与CK相比，商薯19号3个处理地上部生物量分别较同时期CK降低35.7%、18.7%和11.4%；烟薯29号3个处理分别较同时期CK降低47.4%、20.9%和13.8%。2个品种均以T1处理下降幅度最大，其次是T2处理，下降最小的是T3处理。这可能是早期的干旱处理，甘薯生理功能遭到了不可逆的破坏，即使后期恢复了正常浇水，但是生物量会一直处于较低水平。不同时期采样结果均显示，干旱处理甘薯地上部生物量均显著低于CK处理，同一时期干旱商薯19号地上部生物量下降的幅度小于烟薯29号，表明商薯19号的耐旱性能优于烟薯29号。
图1
图1
不同时期干旱胁迫对甘薯地上部和地下部生物量的影响
不同小写字母表示差异显著（P < 0.05），下同。
Fig.1
Effects of drought stress at different stages on biomass of aboveground and underground parts in sweet potato
Different lowercase letters indicate significant difference at the P < 0.05 level, the same below.
2.1.2 对地下部生物量的影响
由图1b可以看出，不同时期干旱均造成甘薯地下部生物量下降，其表现与地上部一致。与CK相比，第100天采样时商薯19号3个处理地下部生物量分别较同时期CK降低55.4%、36.1%和20.8%；烟薯29号3个处理分别较同时期CK降低60.2%、49.9%和15.1%。2个品种均以T1处理下降幅度最大，其次是T2处理，下降最小的是T3处理。不同时期采样结果均显示，干旱处理甘薯地下部生物量均显著低于CK处理，同一时期干旱烟薯29号地下部生物量下降的幅度小于商薯19号，表明干旱对甘薯地上部和地下部生长的影响并不一致。
2.2 不同时期干旱对单株结薯数和单株结薯重的影响
由图2可以看出，不同时期干旱均造成甘薯单株结薯数下降。与CK相比，T1处理商薯19号和烟薯29号单株结薯数分别下降24.1%、20.0%，T2处理分别下降13.8%、12.3%，T3处理分别下降6.9%、5.7%。不同时期干旱对2个甘薯品种单株结薯数均造成影响，表现为发根分枝期>薯蔓并长期>块根膨大期。烟薯29号的单株结薯数高于商薯19号，说明单株结薯数与甘薯的品种特性有关。
图2
图2
不同时期干旱对甘薯单株结薯数、单株结薯重的影响
Fig.2
Effects of drought stress at different stages on the number and weight of sweet potato per plant
由图2还可以看出，不同时期干旱造成单株结薯重显著下降。与CK相比，T1处理下商薯19号和烟薯29号单株结薯重分别下降12.7%、18.5%，T2处理下分别下降5.5%、11.6%，T3处理下分别下降10.9%、12.9%。不同时期干旱对2个甘薯品种单株结薯重的影响均表现为发根分枝期>块根膨大期>薯蔓并长期。2个品种相比，不同时期干旱对烟薯29号单株薯块重的影响大于商薯19号。
2.3 不同时期干旱对薯干产量及淀粉率的影响
由表2可知，不同时期干旱胁迫均不同程度降低了鲜薯和薯干的产量，对2个甘薯品种鲜薯产量的影响均表现为T2处理最小，而T1处理最大。对薯干产量的影响与鲜薯产量表现并不完全一致，其中对薯干产量影响最大的均为T1处理，此时期干旱造成商薯19号和烟薯29号薯干产量较CK分别降低14.3%、16.3%。对商薯19号和烟薯29号薯干产量影响最小的分别为T2和T3处理，2个甘薯品种薯干产量分别较CK下降1.8%和3.8%。不同处理下商薯19号的薯干产量均高于烟薯29号，其差异主要由于2个甘薯品种在不同时期的干物率不同所致。薯块的干物率代表鲜薯的含水量，干旱处理可在一定程度提升薯块的干物率，且不同时期的干旱胁迫对干物率影响不同。不同处理对2个甘薯品种干物率的影响均表现为T3>T2>T1，说明干旱发生越晚薯块的干物率越高。T3处理下商薯19号和烟薯29号干物率最高，分别达到31.2%和32.5%，与同时期CK相比，2个甘薯品种薯块干物率分别提高了10.6%和8.7%。
表2 不同时期干旱对薯干产量和甘薯淀粉率的影响
Table 2
| 品种 Variety | 处理 Treatment | 鲜薯产量 Fresh potato yield (kg/hm2) | 薯干产量 Dried potato yield (kg/hm2) | 薯块干物率 Potato dry matter content (%) | 薯干增产率 Yield increase (%) | 淀粉率 Starch ratio (%) |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 商薯19号 Shangshu 19 | CK | 33 846.0±51.3a | 9544.5±11.76a | 28.2±0.48c | － | 22.8±0.33a |
| T1 | 28 573.5±52.6c | 8172.0±11.71c | 28.6±0.14c | -14.3±0.25c | 20.1±0.17c | |
| T2 | 31.8.5±67.5b | 9372.0±16.61ab | 30.1±0.30b | -1.8±0.15a | 20.2±0.27c | |
| T3 | 29 476.5±98.8bc | 9196.5±5.99b | 31.2±0.32a | -3.6±0.10b | 21.4±0.24b | |
| 烟薯29号 Yanshu 29 | CK | 31 849.5±33.2a | 9612.0±13.83a | 29.9±0.31c | － | 24.4±0.51a |
| T1 | 26 547.0±54.7c | 8043.0±2.80c | 30.3±0.05b | -16.3±0.45c | 20.4±0.17c | |
| T2 | 28 669.5±57.8b | 8928.0±9.24b | 30.5±0.19b | -7.1±0.32b | 20.5±0.25c | |
| T3 | 28 458.0±23.2b | 9249.0±5.50ab | 32.5±0.32a | -3.8±0.12a | 21.1±0.11b |
同列不同小写字母表示差异显著（P < 0.05），下同。
Different lowercase letters in the same column indicate significant difference (P < 0.05), the same below.
由表2还可以看出，不同时期的干旱处理降低了2个甘薯品种淀粉率，其变化规律与薯块干物率表现相反。T1处理对2个品种淀粉率影响最大，使商薯19号和烟薯29号淀粉率较CK分别减少了11.8%、16.4%，干旱时间发生越晚影响越小。在相同处理下烟薯29号的干物率都高于商薯19号，但淀粉率相差不大，烟薯29号更利于加工生产，但其薯干产量受干旱减产大于商薯19号。
2.4 不同时期干旱对淀粉糊化特性的影响
由表3可知，不同时期干旱显著影响淀粉糊化特性。除烟薯29号的崩解黏度外，T2处理使商薯19号和烟薯29号的峰值黏度、谷值黏度、最终黏度、崩解黏度和回生黏度均有所升高，其中商薯19号甘薯淀粉各黏度值达到了最大值，与CK相比分别增加了6.2%、6.0%、6.3%、6.7%和10.9%，差异显著；T3处理则使烟薯29号淀粉各黏度值达到最大，与CK相比分别增加2.9%、5.3%、1.3%、4.7%和3.5%，差异显著。而商薯19号则造成除回生黏度外的各黏度值显著降低，与CK相比分别降低4.6%、7.2%、2.7%、5.4%和0.9%；T1处理则对2个甘薯品种的淀粉各黏度值影响较小。由表3可知，不同时期干旱胁迫会使淀粉糊化温度降低，干旱越晚，降低越多，对峰值时间影响无明显规律。
表3 不同时期干旱胁迫对甘薯淀粉的糊化特性的影响
Table 3
| 品种 | 处理 Treatment | 峰值黏度 Peak viscosity (cP) | 谷值黏度 Valley viscosity (cP) | 崩解黏度 Breakdown (cP) | 最终黏度 Final viscsity (cP) | 回生黏度 Setback (cP) | 糊化温度 Pasting temperature (℃) | 峰值时间 Peak time (min) |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 商薯19号 Shangshu 19 | CK | 5550±18b | 2432±25b | 3118±43b | 3637±21b | 1175±26c | 82.55±0.06a | 4.67±0.04b |
| T1 | 5541±17b | 2402±17b | 3139±21b | 3641±11b | 1239±28b | 81.88±0.87b | 4.56±0.06bc | |
| T2 | 5893±9a | 2579±15a | 3313±24a | 3882±12a | 1303±24a | 80.27±0.64c | 4.46±0.03c | |
| T3 | 5292±30c | 2257±13c | 3035±19c | 3442±24c | 1185±20c | 80.33±0.60c | 4.72±0.07a | |
| 烟薯29号 Yanshu 29 | CK | 5778±4b | 2307±2c | 3471±3b | 3521±10b | 1214±9c | 80.25±0.43ab | 4.49±0.02b |
| T1 | 5705±26b | 2416±16b | 3289±13c | 3656±28a | 1240±43ab | 80.02±0.12b | 4.67±0.04a | |
| T2 | 5890±14a | 2428±13a | 3462±10b | 3661±9a | 1232±17b | 80.65±0.14a | 4.65±0.02a | |
| T3 | 5945±19a | 2429±11a | 3516±15a | 3686±16a | 1257±26a | 79.07±0.17c | 4.71±0.02a |
3 讨论
3.1 不同时期干旱对甘薯生长发育的影响
干旱胁迫已成为限制甘薯产量提高的主要因子，在我国北方地区，季节性干旱造成的减产已成为我国甘薯生产面临的重要问题[8,20]。已有研究[8,10,13]表明，甘薯对不同生育时期干旱表现的敏感程度存在差异，以生育前期对干旱的表现最为敏感，此时期干旱可降低甘薯发根速度、减少发根数量使茎蔓生长减缓，造成地上部生物量减少和叶面积下降；中期干旱可导致根系活力下降，对养分的吸收减少，抑制地上部和地下部的生长量；后期干旱则主要影响光合产物在甘薯体内的运输，影响地下部块根的膨大。这主要是因为前期和中期干旱甘薯茎叶生长发育受抑制，光合能力减弱，同化产物合成与运输减缓，导致甘薯生物量下降[21]。而后期干旱则使甘薯功能叶和纤维根均受到不同程度破坏，细胞膜透性增大了渗透调节物质的积累，破坏了生理代谢平衡，限制了营养物质的合成和向块根的转运，导致地下部生物量下降[22]。本试验中不同时期干旱胁迫均导致地上部和地下部生物量显著降低，2个品种均以发根分枝期干旱下降幅度最大，其次是薯蔓并长期和块根膨大期，这与前人[8,10,13]研究结果一致。本试验还发现，在早期发根分枝期和中期薯蔓并长期干旱后再进行恢复浇水，后续的地上部和地下部的生长量并不能恢复到正常水平，复水仍不足以弥补干旱胁迫的伤害，干旱发生越早差别越显著。2个品种相比，商薯19号的生产量下降幅度更小一些，抗旱能力强于烟薯29号，因此在干旱地区可考虑选种商薯19号。
3.2 不同时期干旱对甘薯产量形成及淀粉率的影响
甘薯块根的生长及最终产量形成主要依靠地上叶片的光合作用[21]。如果前期和中期受旱，甘薯茎叶生长发育受抑制，块根分化数量减少，从而导致甘薯结薯数下降，产量基础变得薄弱造成减产[9,21]。薯蔓并长期是甘薯生理代谢最快的时期，此时期的干旱可影响甘薯根系对养分的吸收，抑制茎叶快速生长与干物质积累，营养物质合成及运输受阻，造成甘薯产量下降。后期干旱则易造成纤维根功能退化，甘薯功能叶早衰，光合能力下降和营养物质合成减少，此时期干旱还易造成土壤机械阻力增大，从而影响块根的膨大[13,22]。本试验表明，不同时期的干旱均使甘薯产量不同程度下降，其中发根分枝期对单株结薯数和单株薯块重影响均为3个时期最大，中期干旱对单株结薯重影响最小。早期的干旱胁迫使根系分化为块根数量已经固定，即使后期复水，块根产量依旧无法达到正常水平，说明早期干旱胁迫造成的损伤是一直存在的。本研究中不同时期干旱均使淀粉率不同程度下降，其中T1处理降幅最大，T2和T3降幅较小且差异不明显，推测可能是干旱持续时间较短及中后期的植株抗逆性和修复能力的增强使其影响较小，研究结果与张海燕等[8]研究一致。李鑫[23]研究也表明，干旱胁迫下粉葛的含水率和淀粉含量降低，干物率提升，可溶性糖含量增加，可应对干旱造成的渗透胁迫。干旱时间发生越早对甘薯淀粉率影响越大，且复水后依旧无法恢复，干旱使薯块自由水含量下降，淀粉分解为游离糖的速率增加，薯块内各类生化反应加快均不利于淀粉的积累。
3.3 不同时期干旱对淀粉糊化特性的影响
淀粉糊化特性主要包括峰值黏度、谷值黏度、崩解黏度、最终黏度、回生黏度、糊化温度和糊化时间等，是反映甘薯淀粉品质的重要指标。甘薯淀粉的峰值黏度、崩解黏度、回生黏度等与甘薯粉条品质呈正相关[24-25]。已有研究[26]表明，干旱胁迫可使小麦淀粉的峰值黏度、最终黏度及崩解黏度等参数增大，从而在一定程度上改善面条品质。关于干旱对小麦淀粉糊化特性的影响研究[26⇓-28]也表明，干旱使豫麦34黏度参数增大，而使豫麦50峰值黏度、回生黏度和崩解黏度下降；谷值黏度和最终黏度在灌浆前期和中期干旱胁迫下增大，后期干旱胁迫则明显下降。有研究[29]表明，小麦花后15 d实施干旱胁迫会降低直链淀粉含量和糊化温度，但提高了峰值黏度、最终黏度和回生黏度。本试验显示，不同时期干旱在一定程度上增加了甘薯淀粉的峰值黏度、谷值黏度、最终黏度、崩解黏度和回生黏度，降低糊化温度，且中后期干旱对糊化特性的影响大于发根分枝期。主要因为前期为甘薯地下部纤维根发育和块根分化时期，光合作用形成的营养物质在根部积累少，因此受干旱胁迫的影响较小。而对于2个甘薯品种而言，商薯19号在前2个时期受到干旱均能增加其淀粉黏度参数，在薯蔓并长期干旱时达到最大，而块根膨大期干旱则表现出降低。烟薯29号淀粉黏度参数则在后期块根膨大时干旱达到最大值，可见干旱对甘薯淀粉糊化特性的影响还存在显著的基因型差异，这可能和品种应对干旱逆境做出的反应有关，不同甘薯品种对干旱胁迫的响应机理有待进一步研究。
4 结论
不同时期干旱胁迫均导致甘薯生物量和产量显著降低，发根分枝期干旱对甘薯地上和地下部生物量及块根产量的影响最大。不同时期干旱会降低薯块的含水率和淀粉率，提高干物率，干旱发生时间越晚影响越显著。块根膨大期干旱使甘薯块根干物率和淀粉率达到了最大，从生物量和薯干产量的表现看，商薯19号的耐旱性能优于烟薯29号。
不同时期干旱会显著影响甘薯淀粉的糊化特性。在甘薯生长中、后期干旱可使甘薯淀粉峰值黏度、谷值黏度、最终黏度、崩解黏度和回生黏度升高，降低淀粉的糊化温度，对峰值时间无明显影响。商薯19号和烟薯29号的各黏度值分别在薯蔓并长期和块根膨大期达到最大。
参考文献
中国甘薯产业和种业发展现状与未来展望
DOI:10.3864/j.issn.0578-1752.2021.03.003
[本文引用: 1]
甘薯是世界上重要的粮食、饲料及工业原料作物,中国是世界上最大的甘薯生产国。本文总结了中国甘薯产业和种业发展的历史、现状、成效及问题,分析了国内外甘薯产业和种业的发展趋势,提出中国甘薯产业和种业未来的发展目标和任务。目前中国甘薯产业稳步发展,种植面积趋于平稳,年种植面积稳定在4×10<sup>6</sup> hm<sup>2</sup>左右;单产稳步提高,已达到世界平均水平的1.96倍;产业实现了从量到质的转型升级,鲜食市场供应比例不断提高,甘薯逐步实现餐桌化,休闲、保健和功能食品得到适度发展;鲜食消费比例逐年增加,提升了甘薯种植效益;品牌建设得到了长足发展。甘薯种业在国家甘薯产业技术体系的推动下,初步建立了甘薯分子育种平台,甘薯基因组测序基本完成,构建了高密度分子连锁图谱,开发出一批与甘薯茎线虫病抗性相关的分子标记和与甘薯淀粉含量等性状相关的主效QTL,发掘出甘薯品质、抗病、耐盐、抗旱等相关的重要功能基因;建立了甘薯主要病虫害抗性评价平台,创制出一批甘薯特异新材料;构建了优质专用甘薯品种评价平台,育成一批甘薯专用型新品种,良种自育品种覆盖率达95%以上;制定了甘薯新品种的DUS测试国家标准和行业标准,规范了种薯种苗市场;完成了脱毒种薯种苗生产关键技术研究;建立了产学研结合的种业协同创新体系,推动种薯种苗企业重组。现阶段中国甘薯产业和种业还存在许多问题,一是优异种质数量少,无法满足育种的需求;二是优质品种评价指标缺乏,专用化品种少,无法满足加工需求;三是脱毒种薯种苗的应用率低,种薯种苗繁育技术和市场不规范;四是甘薯种业尚未形成规模,政府对种薯种苗繁育企业扶持力度较弱,区域性的种薯种苗企业数量少,远不能满足生产的需要。未来5—10年,中国应注重资源收集、评价和保存平台建设;打造甘薯育种公共服务平台建设;选育和推广优质高产多抗专用品种;着力推进育繁推一体化健康种薯种苗繁育体系建设;进一步延长加工产业链,提高产业效益;在“一带一路”国家示范推广高品质淀粉、富含膳食纤维、花青素、胡萝卜素及多酚类物质等专用品种。
Greenhouse and field evaluation of selected sweet potato [Ipomoea batatas (L.) LAM] accessions for drought tolerance in South Africa
不同时期干旱胁迫对甘薯光合效率和耗水特性的影响
DOI:10.13287/j.1001-9332.201806.024
[本文引用: 1]
在2014—2015年遮雨棚下种植甘薯品种‘济薯21’,以全生育期正常灌水(WW)为对照,研究了全生育期(DS)、发根分枝期(DS<sub>1</sub>)、蔓薯并长期(DS<sub>2</sub>)和快速膨大期(DS<sub>3</sub>)干旱胁迫对甘薯光合作用、产量和耗水特性的影响.结果表明: DS、DS<sub>1</sub>、DS<sub>2</sub>和DS<sub>3</sub>的生物产量分别比WW降低31.3%、21.2%、19.6%和7.7%,收获指数分别降低19.9%、14.5%、14.1%和6.5%,薯干产量分别降低45.3%、33.1%、31.3%和14.2%.栽后100 d,DS、DS<sub>1</sub>、DS<sub>2</sub>和DS<sub>3</sub>的叶面积系数分别比WW减少77.1%、60.1%、39.2%和17.1%;栽后90 d,叶片光合速率分别比WW降低56.7%、26.6%、18.7%和9.5%.干旱胁迫降低了甘薯垄间的日蒸发量、蒸腾速率、耗水量和日耗水量,降低了土壤水利用效率而提高了灌溉水利用效率.干旱胁迫通过降低叶面积系数和光合速率,减少了生物产量及其向块根的分配,进而导致薯干产量显著降低.干旱胁迫时间越早、持续时间越长,对叶面积系数和光合速率,以及生物产量和收获指数的不利影响越大、导致减产幅度越大,水分利用效率越低.在有限的灌水条件下,甘薯生产中应尽可能减少前期干旱.
Growth dry-matter partitioning and yield of sweet potato (Ipomoea batatas L.) as influenced by soil mechanical impedance and mineral nutrition under different irrigation regimes
干旱胁迫下喷施外源植物激素对甘薯生理特性和产量的影响
DOI:10.13287/j.1001-9332.202001.026
[本文引用: 4]
为探讨不同时期干旱胁迫下喷施外源植物激素对甘薯生理特性和产量的影响,明确喷施外源植物激素的最佳时期,在人工控水条件下研究了移栽后20(前期)、60(中期)和100 d(后期)干旱胁迫下喷施6-苄氨基嘌呤(6-BA)、α-萘乙酸(NAA)和脱落酸(ABA)对甘薯内源激素含量、光合荧光特性和产量的影响。结果表明: 与喷清水相比,喷施外源植物激素均能显著提高甘薯产量,以6-BA增幅最大,其次是NAA和ABA;前期喷施效果好于中期和后期。不同时期干旱胁迫下,喷施外源植物激素可显著提高甘薯叶片的光合和叶绿素荧光参数,缓解因干旱引起的玉米素核糖核苷(ZR)和生长素(IAA)含量下降的现象。逐步回归分析表明,内源激素和光合特性是影响甘薯产量的关键指标。通径分析表明,前期干旱胁迫下喷施外源植物激素主要通过影响净光合速率(P<sub>n</sub>)、IAA、ZR、最大光化学效率和光化学性能指数来影响甘薯产量。生长前期喷施6-BA可调控甘薯内源激素含量,提高光合特性,有效缓解干旱造成的产量损失。
施钾对甘薯常规品质性状及其淀粉RVA特性的影响
以1980年建立的砂壤质潮土土壤肥力与肥料效益长期监测基地(徐州点)的长期肥料定位试验为研究平台,研究缺钾(ＮＰ)和施钾(ＮＰＫ)处理对甘薯品质性状和ＲＶＡ特性的影响。结果表明：施钾(NPK)处理加大不同基因型甘薯品质性状及其RVA特性差异,有利于碳水化合物和蛋白质合成代谢与积累,降低鲜薯块根干率,最高粘度和崩解值等呈极显著差异(P＜0.01),表现出甘薯钾素遗传特性的多样性；缺钾(NP)处理,品质性状指标与RVA特征值间表现良好相关性,显示RVA特征参数反映甘薯淀粉品质特性的可行性。
干旱胁迫对小麦不同品种胚乳淀粉结构和理化特性的影响
DOI:10.3864/j.issn.0578-1752.2017.02.006
[本文引用: 1]
【目的】全面了解干旱胁迫对小麦不同品种胚乳淀粉组成、粒度分布、糊化特性以及晶体特性的影响，揭示小麦淀粉结构与理化特性的内在关系。【方法】2013—2015年度以小麦品种京冬8（JD8）、河农825（HN825）、冀麦585（JM585）、农大211（ND211）为试验材料，设节水灌溉（W）和旱作（D）2种处理，研究干旱胁迫对小麦胚乳淀粉结构及其理化特性的影响。【结果】干旱胁迫显著抑制了小麦胚乳淀粉的积累，但对小麦淀粉直/支比的影响不显著。小麦胚乳淀粉粒体积、表面积和数目分布均呈双峰曲线变化，干旱胁迫对淀粉粒粒度分布的影响因基因型和粒径大小的不同而存在差异，其中对粒径＜5 μm淀粉粒的表面积、数目分布影响最大。干旱胁迫未改变小麦胚乳淀粉的晶体类型，但显著提高了小麦淀粉的结晶度，对小麦淀粉X-衍射图谱中各尖峰强度的影响因品种和衍射角的不同而存在差异。干旱胁迫显著提高了小麦淀粉的低谷黏度和糊化温度，延长了糊化时间，但显著降低了小麦淀粉的峰值黏度和稀懈值，对终结黏度和回生值的影响存在基因型差异。相关分析表明，小麦胚乳淀粉结晶度与总淀粉和直链淀粉含量呈显著负相关，与支链淀粉呈显著正相关。总淀粉含量与峰值黏度呈显著正相关。直链淀粉含量与峰值黏度和稀懈值呈显著正相关，与糊化温度呈显著负相关。支链淀粉含量与糊化特性的相关性不显著，而淀粉直/支比仅与糊化时间呈显著负相关。小麦胚乳淀粉中粒径＜5 μm和＜10 μm的淀粉粒体积百分比与终结黏度和回生值均分别呈显著、极显著负相关，而粒径＞15 μm的淀粉粒与终结黏度和回生值均呈显著正相关。小麦淀粉粒体积分布与结晶度的相关性不显著。小麦淀粉糊化峰值黏度和稀懈值与结晶度分别呈极显著和显著负相关，而糊化温度与结晶度呈显著正相关。【结论】干旱胁迫改变了小麦胚乳淀粉组分、粒度分布、结晶度及其主要糊化参数。小麦胚乳淀粉结构与晶体特性和糊化特性之间均存在明显的相关性，表明干旱对小麦淀粉结构的影响，间接影响了其理化特性，因此，可以通过调节水分条件来生产一定品质的小麦。
Starch content and granule size distribution in grains of wheat in relation to post‐anthesis water deficits
不同时期干旱胁迫对甘薯生长和渗透调节能力的影响
DOI:10.3724/SP.J.1006.2020.04079
[本文引用: 2]
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100d,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。
4种不同甘薯淀粉成分、物化特性及其粉条品质的相关性研究
DOI:10.11869/j.issn.100-8551.2015.04.0734
[本文引用: 1]
为了研究不同品种甘薯淀粉性质与其粉条品质之间的关系, 本文研究了4种不同淀粉型甘薯(卢选1号、徐薯22、冀薯65和冀薯98)来源淀粉化学成分和物化特性, 并分析了甘薯淀粉成分和物化特性与粉条品质间的相关性.结果表明, 不同品种间甘薯淀粉由于化学成分的不同而使其物化特性和粉条品质都发生不同程度的变化;通过对甘薯淀粉的成分和物化性质与其粉条品质之间的相关性分析, 发现甘薯淀粉的直链淀粉和脂质含量、回生黏度、峰值时间、糊化温度、膨胀势、老化值等指标与甘薯粉条品质呈正相关, 而甘薯淀粉的最终黏度、溶解度和粒径等指标与甘薯粉条品质呈负相关.通过综合比较, 卢选1号的粉条品质优于其他3个品种的粉条.因此, 本研究为合理选择甘薯粉条制备所需淀粉原料提供了理论依据, 为进一步选育粉条专用型甘薯提供了基础数据.
干旱胁迫对春小麦淀粉糊化特性的影响
DOI:10.3969/j.issn.1004-3268.2008.08.007
[本文引用: 2]
结合品种抗旱性鉴定，研究了不同水分处理对春小麦全麦粉淀粉糊化特性的影响。结果表明，淀粉的峰值黏度、低谷黏度、终结黏度、稀懈值及反弹值等糊化参数均随干旱胁迫而增大，其中以稀懈值、终结黏度受水分胁迫的影响较大，而糊化黏度受影响最小。表明干旱胁迫在一定程度上可改善中筋小麦品种面条加工品质。不同品种间淀粉黏度参数差异达极显著水平，且受水分胁迫的影响大小存在明显差异。不同抗旱性品种随抗旱指数降低各黏度参数呈减小趋势，表明抗旱性强的品种具有相对较好的面条加工品质。
Effect of water stress at different stages of grain development on the characteristics of starch and protein of different wheat varieties
