氧氣對馬鈴薯生長發育的影響

題目：

氧氣對馬鈴薯生長發育的影響

解答：

1．溫度 溫度對馬鈴薯各個器官的生長發育有很大的影響,馬鈴薯性喜冷涼,不耐高溫,生育期間以平均氣溫17～21 ℃爲宜.塊莖萌發的最低溫度爲4～5 ℃,但生長極其緩慢；7 ℃時開始發芽,但速度較慢；芽條生長的最適溫度爲13～18 ℃,在此溫度範圍內,芽條生長茁壯,髮根早,根量多,根系擴展迅速.催芽的溫度應在15～20 ℃.播種時,10 cm的土層溫度達到7 ℃時,幼芽即可生長,12 ℃以上即可順利出苗.溫度超過36 ℃,塊莖不萌發並造成大量爛種.
莖葉生長的最適宜溫度以18 ℃最適宜,葉生長的最低溫度爲7 ℃,在低溫條件下葉片數少,但小葉較大而平展.馬鈴薯抵抗低溫的能力較差,當氣溫降到-1 ℃時地上部莖葉將受凍害,-3 ℃時植株開始死亡,-4 ℃時將全部凍死,塊莖亦受凍害.日平均氣溫超過25 ℃,莖葉生長緩慢；超過35 ℃則莖葉停止生長.總的來說,莖葉生長的最適溫度爲15～21 ℃,土溫在29 ℃以上時,莖葉即停止生長.
塊莖形成的最適溫度是17～19 ℃,低溫塊莖形成較早,如在15 ℃下,出苗後7 d形成塊莖,在25 ℃下,出苗後21 d才形成塊莖.27～32 ℃高溫則引起塊莖發生次生生長,形成各種畸形小薯.塊莖增長的最適土壤溫度是15～18 ℃,20 ℃時塊莖增長速度減緩,25 ℃時塊莖生長趨於停止,30 ℃左右時,塊莖完全停止生長.晝夜溫差大,有利於塊莖膨大,夜間的低溫使植株和塊莖的呼吸強度減弱,消耗能量少,有利於將白天植株進行光合作用的產物向塊莖中運輸和積累.高海拔、高緯度地區的晝夜溫差大,馬鈴薯塊莖大、乾物質含量高、產量高.夜間溫度高達25 ℃時,則塊莖的呼吸強度劇增,大量消耗養分而停止生長.因此,在馬鈴薯塊莖膨大期間,要適時調節土溫,滿足塊莖生長對土壤溫度的要求,達到增產的目的.
2．光照 馬鈴薯的生長、形態建成和產量對光照強度及光周期有強烈反應.馬鈴薯是喜強光作物,如果較長期處於光照強度弱或光照不足的情況下,植株生長細弱,葉片薄而色淡,光合效率低.在馬鈴薯生長期間,光照強度大,日照時間長,葉片光合強度高,則有利於花芽的分化和形成,也有利於植株莖葉等同化器官的建成,因此塊莖形成早,塊莖產量和澱粉含量均比較高.馬鈴薯的光飽和點爲3～4萬lx.
光對塊莖芽的伸長有明顯的抑制作用,度過了休眠期的塊莖在無光而有適合的溫度情況下,馬鈴薯會形成白色而較長的芽條,有時可達1 m以上；而在散射光下照射,可長成粗壯、呈綠色或紫色的短壯芽,這樣的芽播種時（尤其是機械播種時）不易受到損傷,出苗齊而且健壯.
光周期對馬鈴薯植株生育和塊莖形成及增長都有很大影響. 每天日照時數超過15 h,莖葉生長繁茂,匍匐莖大量發生,但塊莖延遲形成,產量下降；每天日照時數10 h以下,塊莖形成早,但莖葉生長不良,產量降低.一般日照時數爲11～13 h時,植株發育正常,塊莖形成早,同化產物向塊莖運轉快,塊莖產量高.早熟品種對日照反應不敏感,在春季和初夏的長日照條件下,對塊莖的形成和膨大影響不大,晚熟品種則必須在12 h以下的短日照條件下才能形成塊莖.
日照長度、光照強度和溫度三者有互作效應.高溫促進莖伸長,不利於葉片和塊莖的發育,特別是在弱光下更顯著,但高溫的不利影響,短日照可以抵消,能使莖矮壯,葉片肥大,塊莖形成早.因此高溫短日照下塊莖的產量往往比高溫長日照下高.高溫、弱光和長日照條件,則使莖葉徒長,匍匐莖伸長,甚至竄出地面形成地上枝條,塊莖幾乎不能形成.
因此馬鈴薯各個生長時期對產量形成最爲有利的情況是,幼苗期短日照、強光照和適當高溫,有利於促根、壯苗和提早結薯；塊莖形成期長日照、強光照和適當高溫,有利於建立強大的同化系統,形成繁茂的莖葉；塊莖增長期及澱粉積累期短日照、強光照、適當低溫和較大的晝夜溫差,有利於同化產物向塊莖運轉,促進塊莖增長和澱粉積累,從而達到高產優質的目的.
3．水分 馬鈴薯植株鮮重約有90%由水組成,其中約有1～2%用於光合作用.馬鈴薯蒸騰係數爲400～600,是需水較多的作物,生長季節有400～500 mm的年降雨量且均勻分布,即可滿足馬鈴薯對水分的需求.整個生育期間,土壤田間持水量以60～80%爲最適宜.
馬鈴薯不同生育時期對水分的要求不同.芽條生長期,種薯萌發和芽條生長靠種薯自身貯備的水分便能滿足正常萌芽生長需要.但是,只有當芽條上發生根系並從土壤中吸收水分後才能正常出苗.如果播種后土壤乾旱,種薯不但不能出苗,而且塊莖中的水分易被土壤吸收,嚴重時,薯塊乾癟,甚至腐爛.如果土壤水分過多時,土壤通氣性差,缺乏足夠的氧氣,也不利於根系的發育進而影響出苗,此時如果土壤溫度過低,也易發生爛薯的現象.所以,該期要求土壤保持溼潤狀態,土壤含水量至少應保持在田間最大持水量的40～50%左右.
苗期由於植株小,需水量不大,約占一生總需水量的10～15%,土壤水分應保持在田間最大持水量的50～60%左右爲宜.當土壤水分低于田間最大持水量的40%時,莖葉生長不良.
塊莖形成期,莖葉開始旺盛生長,需水量顯著增加,約占全生育期總需水量的30%左右,爲促進莖葉的迅速生長,建立強大的同化系統,前期應保持田間最大持水量的70～80%；後期使土壤水分降至田間最大持水量的60%左右,適當控制莖葉生長,以利於植株順利進入塊莖增長期.
塊莖增長期,塊莖的生長從以細胞分裂爲主轉向細胞體積增大爲主,塊莖迅速膨大,莖葉和塊莖的生長都達到一生的高峯,需水量最大,亦是馬鈴薯需水臨界期.這時除要求土壤疏鬆透氣,以減少塊莖生長的阻力外,保持充足和均勻的土壤水分供給十分重要.對土壤缺水最敏感的時期是結薯前期,早熟品種在初花、盛花及終花階段；晚熟品種在盛花、終花及花後一周內,如果這三個階段土壤乾旱,田間最大持水量在30%時再澆水,則分別減產50%、35%和31%.所以,該期土壤水分應保持在田間最大持水量的80～85%.
澱粉積累期需水量減少,占全生育期總需水量的10%左右,保持田間最大持水量的60～65%即可.後期水分過多,易造成爛薯和降低耐貯性,影響產量和品質.
馬鈴薯各個生長時期遇到土壤供水不均並伴隨著溫度驟然變化, 如在低溫條件下乾旱與降雨短時間交替；乾旱與降雨和高溫及其後的冷涼交替；在高溫條件下乾旱與降雨交替；都會引起塊莖畸形生長,從而影響塊莖的商品品質.
4．土壤 馬鈴薯對土壤要求不十分嚴格,馬鈴薯要求微酸性土壤,以pH 5.5～6.5爲最適宜.但在北方的微鹼性土壤上亦能生長良好,一般在pH 5～8的範圍內均能良好生長.馬鈴薯耐鹽能力較差,當土壤含鹽量達到0.01%時,植株表現敏感,塊莖產量隨土壤中氯離子含量的增高而降低.
要獲得高產,以土壤肥沃、土層深厚、結構疏鬆,排水通氣良好和富含有機質的砂壤土或壤土最爲適宜.有這樣結構的土壤,保水保肥性好,有利於馬鈴薯的根系發育和塊莖的膨大.在這樣的土壤上種植馬鈴薯,出苗快、塊莖形成早、薯塊整齊、薯皮光滑、薯肉無異色,產量和澱粉含量均高.由於土層深厚,土壤疏鬆,雨水多時可及時下滲或排除,利於馬鈴薯塊莖的收穫,減少塊莖的腐爛率.
黏重土壤雖然保水、保肥能力強,但透氣性差.播種時,如土溫低且溼度大時,薯塊在土壤中不能及時出苗,易造成種薯的腐爛.出苗後,往往根系發育不良,進而影響植株的正常生長和塊莖的膨大,易產生畸形的塊莖.苗期還容易發生黑脛病.收穫時,如土壤中水分過多而不能及時排出,土壤中缺氧,塊莖的皮孔增大,細胞裸露,極易感染細菌病害,導致腐爛.黏重土壤種植馬鈴薯時,應做高壟,使種薯播種在壟的中部,處於壟溝之上,以減少由於土壤透水性差或排水不良導致爛種.在田間管理方面,要掌握適宜墒情,進行中耕、除草和培土；土壤水分多時,土質太黏,不能進行田間作業；水分少時,土壤變得干硬,中耕困難,且易產生大坷垃.黏重土壤可以通過摻沙進行改良,只要排水良好,乾旱能及時灌溉,及時中耕,也能獲得高產.
砂性土的土壤結構性差,水分蒸發量大,同時保水、保肥能力差,應增施有機肥,以改善砂土的結構.種植馬鈴薯時,春季土壤溫度回升快,可適時早播；砂土種植馬鈴薯,利於中耕作業和收穫,即使降雨,雨過天晴,即可進行中耕或收穫,且塊莖腐爛率低.產出的塊莖表皮光潔,薯形規整,澱粉含量相對較高,商品性好.
5．營養 馬鈴薯的產量形成是通過吸收礦物質、水分和同化二氧化碳的營養過程,促進植株生長發育和其它一切生命活動而實現的.在栽培過程中,只有保證植株生長發育所必須的營養物質,才能獲得塊莖的高產和優質.
馬鈴薯正常生長需要十多種營養元素,即碳、氫、氧、氮、磷、鉀、鈣、鎂、硫、鐵、硼、鋅、錳、銅、鉬、鈉等.除碳、氫、氧是通過葉片光合作用,從大氣和水中得來以外,其它營養元素主要是通過根系從土壤中吸收.其中土壤吸收途徑需要量最多的是氮、磷、鉀（稱爲大量元素）,其次是少量鈣、鎂、硫（中量元素）和少量的鐵、硼、鋅、錳、銅、鉬、鈉（微量元素）等.礦質元素在組成馬鈴薯產量的乾物質中只占5%左右,乾物質的絕大部分是由光合作用所產生的碳水化合物構成.但礦物質通過提高光合生產率,參與並促進光合產物的合成、運轉、分配等生理生化過程,因而對產量的形成起著重要的作用.在馬鈴薯生長發育過程中,如果缺乏其中任何一種元素,都會引起植株生長發育失調,最終導致減產和降低品質.
馬鈴薯生育期間對氮和鉀的吸收規律基本相似.幼苗期植株小,需肥較少,吸收速率較慢；塊莖形成期至塊莖增長期,由於莖葉的旺盛生長和塊莖的形成及快速膨大,養分需要量急劇增多,是馬鈴薯一生中氮、鉀吸收速率最快,吸收數量最多的時期；塊莖增長後期至澱粉積累期,吸收養分速度減慢,吸收數量也減少.馬鈴薯生育期間對磷素的吸收利用與對氮、鉀的吸收利用不同.幼苗期吸收利用較少；塊莖形成期吸收強度迅速增加,直到澱粉積累期一直保持著較高的吸收強度.馬鈴薯對氮、磷、鉀的累積量是隨著植株乾物質積累量的增加而增加,至澱粉積累期達到最大值.
馬鈴薯對鈣、鎂、硫的吸收,幼苗期極少,吸收速率也緩慢；塊莖形成期吸收量陡增,直到塊莖增長後期又緩慢下來.鈣、鎂、硫在各個生育時期主要用於根、莖、葉的生長,塊莖分配比例較少,尤其是鈣.整個生長期,鈣、鎂離子在根、莖、葉中的濃度都趨向增加,這主要是因輸導系統限制鈣、鎂運行的緣故.馬鈴薯吸收微量元素極少,應根據土壤中含量合理施用,方能取得較好的增產效果.
對於馬鈴薯這個作物來說,在肥料三要素中,以鉀的需要量最多,氮次之,磷最少.馬鈴薯每生產500 kg塊莖,需要從土壤中吸收氮2.5～3 kg,磷0.5～1.5 kg,鉀6～6.5 kg.在氮、磷、鉀營養三要素中,氮肥對馬鈴薯生長有重要的作用,氮是作物體內許多重要有機化合物的組成部分,如蛋白質、葉綠素、生物鹼和一些內源激素等都含有氮.氮肥營養充足時,能促使馬鈴薯莖葉的生長,枝葉繁茂,葉色濃綠,同化面積大,延長葉片功能期,光合作用旺盛,淨光合生產率提高,利於養分的積累.施用氮肥過量時,會引起植株的徒長,莖葉相互遮陰,葉片光合效率降低,植株底部葉片不見光而變黃脫落,延遲結薯,降低產量.種薯田過量施用氮肥,能使花葉病毒症狀隱蔽,不利於拔出病株；同時延遲成齡株抗性的形成,蚜蟲傳播病毒後,增殖快,運轉到新生塊莖中的速度快,導致種薯退化.另外,如果田間溼度大,植株相互鬱閉,造成通風透氣性差,爲晚疫病的發生提供了良好的環境條件.氮肥不足時,根系發育不良、生長緩慢,莖稈細弱,植株矮小,葉片變成黃綠或灰綠,分枝少,開花早而花量少,基部葉片逐漸褪綠、脫落,並向頂部葉片擴展.嚴重時葉片上卷呈杯狀,到生長後期,基部小葉的葉緣完全失綠而皺縮,有時呈火燒狀,葉片脫落.馬鈴薯缺氮不僅產量低,而且影響塊莖的品質.生產上缺氮,應及時追施氮肥,一般在齊苗後進行；追肥不宜過晚,氮肥追施過晚,易引起莖葉徒長,影響結薯.
磷是植物體內多種重要化合物如核酸、核苷酸、磷脂等的組成成分,同時參與體內碳水化合物的合成,並參與碳水化合物分解成單糖,提供馬鈴薯生長的能量.磷肥能夠促進根系發育,增強植株的抗旱、抗寒能力和適應性.磷肥充足時,能提高氮肥的利用率,有利於植株體內各種物質的轉化和代謝,促進植株早熟,促進塊莖幹物質和澱粉的積累,提高塊莖品質,增強耐貯性.在酸性和黏重土壤中,有效態磷易被固定而不能爲作物吸收,馬鈴薯一般只能吸收10%,土壤中約90%的磷不能爲馬鈴薯吸收利用,磷肥的利用率很低.在砂質土壤中,保肥力差,也易發生缺磷現象.馬鈴薯缺磷時根系的數量和長度減少,植株生長緩慢,莖稈矮小,僵直,葉片暗綠無光澤,葉片上卷.孕蕾至開花期缺磷,葉部皺縮,色呈深綠,嚴重時基部葉變爲淡紫色,植株僵立,葉柄、小葉及葉緣朝上,不向水平展開,小葉面積縮小,色暗綠.缺磷過多時,薯塊內部易發生鐵鏽色壞死斑點或斑遍布整個薯肉,有時呈輻射狀,蒸煮時鏽斑處薯肉變硬,影響產量和品質.生產上應該重視基肥的使用,一次性施足底肥,因爲在生長期間,雖然可葉面噴施足量的複合磷酸鹽,但幾乎不能緩解缺磷的症狀.
馬鈴薯爲喜鉀作物,需鉀量很多.鉀主要起調節生理功能的作用,促進光合作用和提高二氧化碳的同化率,促進光合產物的運輸和積累.鉀能夠調節細胞滲透作用,激活酶的活性,鉀肥充足,植株生長健壯,莖稈堅實,葉片增厚,延遲葉片衰老,增強抗寒和抗病性.此外,鉀肥對馬鈴薯品質有重要的影響.馬鈴薯缺鉀,生長緩慢節間短,葉面粗糙皺縮,葉片邊緣和葉尖萎縮,葉尖及葉緣開始呈暗綠色,隨後變爲黃棕色,並逐漸向全葉擴展,葉脈間具青銅色斑點,且向下捲曲,小葉排列緊密,與葉柄形成夾角小,老葉青銅色,乾枯脫落.缺鉀還會造成根系發育不良,吸收能力減弱,匍匐莖縮短,塊莖變小,在帶有壞死葉片植株的塊莖尾部發展成壞死、褐色的凹陷斑,缺鉀的塊莖煮熟時,薯肉呈灰黑色.缺鉀的症狀出現較遲,一般到塊莖形成期才呈現出來,嚴重的降低產量.在生育後期缺鉀,一般葉面噴施0.2～0.3%的磷酸二氫鉀,每隔5～7 d噴灑一次,連噴2～3次.
鈣是果膠鈣的重要組成成分,對細胞壁的形成和細胞間的膠合有重要作用.鈣促進根系發育,調節體內細胞液的酸鹼平衡,是維護正常生理代謝活動不可缺少的元素.當植株缺鈣時,分生組織首先受害,植株的頂芽、側芽、根尖等分生組織首先出現缺素症.在植株形態上表現葉片變小,小葉邊緣上卷而皺縮,葉緣黃化,後期壞死；莖節縮短,植株頂部呈叢生狀,葉片、葉柄及莖上出現雜色斑點.缺鈣時,塊莖短縮、畸形,髓部出現褐色而分散的壞死斑點,易發生空心或黑心.種薯在長期發芽時,常因鈣離子不易轉移的特性而造成芽的頂端出現褐色壞死,甚至全芽壞死.鈣過量會影響對鎂和微量元素鐵、錳的吸收.防止缺鈣時,要根據土壤診斷,施用適量石灰,應急時葉面噴灑0.3%～0.5%氯化鈣水溶液,每3～4 d 1次,共2～3次.
鎂是葉綠素結構的核心,是保持莖葉正常生長的重要營養成分.馬鈴薯是對缺鎂較爲敏感的作物.缺鎂時老葉的葉尖、葉緣及脈間褪綠,並向中心擴展,後期下部葉片變脆、增厚.嚴重時植株矮小,失綠葉片變棕色而壞死、脫落,塊根生長受抑制.防止缺鎂時,首先施足充分腐熟的有機肥,改良土壤理化性質,使土壤保持中性,必要時亦可施用石灰進行調節,避免土壤偏酸或偏鹼.應急時,可在葉面噴灑1%～2%硫酸鎂水溶液,每隔2 d 1次,每周噴3～4次.
長期或連續施用不含硫的肥料,易出現缺硫.馬鈴薯缺硫時,植株葉片、葉脈普遍黃化,與缺氮類似,生長緩慢,但葉片並不提早乾枯脫落,嚴重時葉片出現褐色斑塊.施用硫酸銨等含硫的肥料可防止缺硫.