【正文】 馬鈴薯生長發(fā)育研究方法(一) 馬鈴薯生長研究方法生長分析法是由Cregey（1917）和Blaekmen（1919）提出的，以后Watson（1932）等人將其發(fā)展。這種方法幾乎是與發(fā)育研究法同時(shí)出現(xiàn)，但直到第二次世界大戰(zhàn)期間，才作為發(fā)育研究法的補(bǔ)充方法而得到發(fā)展。發(fā)展至今，它已經(jīng)逐步深入到對作物生理的研究，并聯(lián)系到環(huán)境條件效應(yīng)的復(fù)雜關(guān)系，為作物栽培和育種提供了依據(jù)。生長分析法與發(fā)育研究法不同，僅限于從生育特點(diǎn)與豐產(chǎn)性能來闡明、比較試驗(yàn)的內(nèi)容，而是把生理的因果關(guān)系作為研究因素。其結(jié)果可以在馬鈴薯不同品種,或同一品種不同栽培條件之間，從葉面積或單位葉面積的光合效率來比較，也就是從干物質(zhì)增長和葉面積消長來看生育進(jìn)程。馬鈴薯在栽培狀態(tài)下，都是結(jié)合成群體生長的。其生育過程實(shí)際上是干物質(zhì)的增長積累過程，所以，就群體的構(gòu)成而言，最重要的是了解單位面積上植株個(gè)體和群體的生物產(chǎn)量的增長及其增長速度和單位光合器官生產(chǎn)干物質(zhì)的能力，以及它們之間的相互關(guān)系，從而找出控制生長率的主要因素和栽培上的對策。因此，生長分析法的實(shí)際做法是先每隔一定的天數(shù)（7d，10d和15d等），拔取一定數(shù)量具有代表性的植株，測定葉面積（已展開的葉片）和植株總干重（在選拔個(gè)體時(shí)應(yīng)注意盡量減少誤差，測定時(shí)盡可能將根、莖、葉、穗、籽粒等各個(gè)器官分開，以便進(jìn)行分析比較），然后根據(jù)測定數(shù)據(jù)進(jìn)行各項(xiàng)生長指標(biāo)的分析。（—）田間取樣方法在馬鈴薯試驗(yàn)研究中，用樣本估計(jì)總體可以節(jié)省人力、物力、縮短科研任務(wù)的時(shí)間。但樣本能否代表整體，關(guān)鍵取決于取樣技術(shù)的正確與否。從理論上講，如果其他條件相同、樣本內(nèi)取樣單位越多、由樣本所得的估計(jì)值越準(zhǔn)確，代表性越大。但樣本容量越大，工作量越大，有時(shí)還會(huì)造成不必要的浪費(fèi)。取樣太少，又得不到準(zhǔn)確的結(jié)果。因此，選用合理的取樣方法是獲得有效科研數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)。馬鈴薯試驗(yàn)取樣方法是先對總體內(nèi)各個(gè)體進(jìn)行編號，然后使用抽簽法或隨機(jī)數(shù)字法來抽取所需數(shù)量的取樣單位組成樣本。該法能使總體內(nèi)各單位被抽取的機(jī)會(huì)均等，對變異不太大的總體進(jìn)行取樣可得到較可靠的總體估計(jì)值。如果總體變異太大，則往往有偏性。因此，適用于試驗(yàn)的單株數(shù)不多而變異又不大的情況。常用的田間取樣方法有下列幾種。1．順序取樣法順序取樣（機(jī)械取樣或系統(tǒng)取樣）即按照某種既定的順序抽取一定數(shù)量的取樣單位組成樣本。取樣時(shí)按等距離或間隔一定株數(shù)依次取樣，或按田間行次隔一定行數(shù)抽取一個(gè)取樣單位，或在同一方向、位置取樣。田間常用的方法有對角線式、棋盤式、分行式、平行線式，“Z”字型式等。對角線式和棋盤式適于植株生長比較整齊的地塊或試驗(yàn)區(qū)，平行線式和“z”字型式適用于植株生長不大整齊的地塊和試驗(yàn)區(qū)。2．簡單隨機(jī)取樣法〔單純隨機(jī)取樣法）一般先對總體內(nèi)各試驗(yàn)小區(qū)或植株進(jìn)行編號，然后使用抽簽法或隨機(jī)數(shù)字法來抽取所需數(shù)量的取樣單位組成樣本，這能使總體內(nèi)各單位被抽取的機(jī)會(huì)均等，從而提高由樣本所計(jì)算的估計(jì)值的可靠程度。采用這種方法，對變異不太大的總體進(jìn)行取樣可得到較可靠的總體估計(jì)值。如果總體變異太大，表現(xiàn)明顯的部分間差異，則往往有偏性。所以在試驗(yàn)的單株數(shù)不多而變異又不大的情況時(shí)可以應(yīng)用此法取樣。3．劃區(qū)取樣法（類型取樣法）根據(jù)總體變化大小和分布，劃分若干面積相等或不相等的層次，從中按比例采用完全隨機(jī)取樣的方法，抽取一定數(shù)量單位，然后將各層次中所取的單位合并成一個(gè)樣本，例如試驗(yàn)區(qū)植株長勢不一，表現(xiàn)為強(qiáng)、中、弱三類，給取樣工作帶來困難，這時(shí)可以把總體分成三組，各組按一定的比例采用隨機(jī)法抽取的植株組成樣本。在試驗(yàn)區(qū)株間差異較大的情況下，采用劃區(qū)取樣法，可以提高取樣的代表性，提高測定結(jié)果的準(zhǔn)確值。4．典型取樣法按調(diào)查研究項(xiàng)目要求，從群體內(nèi)有意識地選取一定數(shù)量有代表性的典型取樣單位，加以測定，取得的資料比較容易說明某個(gè)問題。這種取樣方法失去隨機(jī)取樣的作用，所得數(shù)據(jù)不適于統(tǒng)計(jì)分析。5．整群取樣法取樣時(shí)不是從總體直接抽取各個(gè)取樣單位，而是隨機(jī)抽取單位群，然后在每個(gè)單位群觀察全部單位，如估產(chǎn)，3600株中需要抽取360株，我們可以把田塊分成40個(gè)地段從中抽取40個(gè)面積各自包括相鄰3行（2行或4行）的地段，從每一地段的每行抽取3株（共9株）樣本，這就是整群取樣法。這樣抽取單位從360減至40，而每個(gè)單位由l株增至9株，這就節(jié)省了取樣的時(shí)間和人力。以上取樣方法各有特點(diǎn)，實(shí)際應(yīng)用時(shí)根據(jù)試驗(yàn)田實(shí)際情況及調(diào)查研究的具體要求，植株在田間生長情況確定取樣方法?？偟脑瓌t是總體中每個(gè)個(gè)體都有抽取的可能，其次要求樣本分布均勻，在取樣面積或數(shù)量相等的情況下，多數(shù)較少的樣本單位比少數(shù)較大的樣本單位的代表性大。需要多次觀察記載動(dòng)態(tài)變化的項(xiàng)目，比如株高、葉片生長等需要進(jìn)行定點(diǎn)連續(xù)觀察，取得一系列數(shù)據(jù)；由于是研究固定植株，為避免被固定植株受機(jī)械損傷、病蟲灼傷害造成的傷亡或生長異常，為此需要在定點(diǎn)取樣時(shí)適當(dāng)?shù)脑龆喽ㄖ陻?shù)以備隨時(shí)替補(bǔ)。但選定的樣本不要輕易變更。但因多次測量同一植株，可能由于人為的接觸會(huì)影響正常生長，這可在測量期更換樣株1／3～1／4。二、植株生長勢的研究法1．植株大小調(diào)查以株高和冠徑代表株體大小，這是表示株體生長情況的一個(gè)指標(biāo)。株高是地上莖基部到生長點(diǎn)的距離。開花后是以莖基部到花序柄基的距離。冠徑是單株（單穴）下以主莖為中心東西向和南北向垂直交叉線上測量其葉層擴(kuò)展的最大冠徑的直徑。2．株高的測定株高的測定指的是在田間定點(diǎn)、定株、定時(shí)連續(xù)測定植株高度的增長動(dòng)態(tài)；其結(jié)果可列表或繪制株高增長曲線圖進(jìn)行比較。（1）株高 可用生理株高和自然株高兩種方法表示。生理株高就是作物被拉直后，從地面或子葉節(jié)到作物體最高點(diǎn)的垂直高度。這里所指的作物體最高點(diǎn)，可能是葉片的尖端，也可能是植株的頂端。生理株高表示作物植株的縱向生長量。自然株高表示作物的群體高度，即生長狀態(tài)的群體植株，從地面到冠層頂部表面的高度。生理株高和自然株高的值相差越大，植株的葉片（尤其是上部葉片）配置越呈現(xiàn)水平型，群體內(nèi)部的受光條件越差。（2）植株長度 用來表示在測定當(dāng)時(shí)植株已經(jīng)達(dá)到的最大長度，測定時(shí)可從地面或子葉節(jié)量起至植株葉片向上豎起時(shí)的最高點(diǎn)。利用測定的株高數(shù)據(jù)，可以計(jì)算主基每日平均生長量、主莖日生長率、株高整齊度、株高構(gòu)成指數(shù)等。主莖每日平均生長量為本次調(diào)查的株高值與上一次調(diào)查株高值之差，除以兩次調(diào)查間隔的天數(shù)，以厘米表示。如本次調(diào)查的株高為85cm，上次調(diào)查的株高為71cm，兩次調(diào)查間隔的天數(shù)為7d，在這7d中，主莖每日平均生長量為：（85－71）／7＝2cm主莖日生長率為株高日生長量占當(dāng)時(shí)株高的百分率。計(jì)算方法為：H(%)=式中：H為主基日生長率；又為主莖每日平均生長量。X1和X2為兩次測量的株高。這是一個(gè)經(jīng)驗(yàn)數(shù)值。若求n天內(nèi)平均日增長率，則應(yīng)用以下公式:平均日增長量（%）=（）100，式中：n為兩次測量間隔的天數(shù)，X1為第一次測量的株高；X2為第二次測量的株高。xl和x2為兩次測量的株高。定點(diǎn)、定株應(yīng)根據(jù)生物統(tǒng)計(jì)取樣方法的要求進(jìn)行，可結(jié)合葉片數(shù)、出葉速度的觀察同時(shí)進(jìn)行。即1個(gè)品種或1個(gè)處理，調(diào)查重點(diǎn)，每點(diǎn)定10株左右；定時(shí)是指兩次測定的間隔時(shí)間，一般來說，間隔時(shí)間越短，所得結(jié)果越接近于實(shí)際，但費(fèi)工費(fèi)時(shí)。所以一般可以每隔5d，7d，10d，甚至15d進(jìn)行一次。為了統(tǒng)計(jì)分析的方便，間隔時(shí)間最好呈倍數(shù)關(guān)系，比如2，4，⒍…；5，10，15……天的關(guān)系。測量植株的高度一般以cm為單位表示。但在室內(nèi)測定小苗時(shí)，也可用mm為單位表示，對于水培和砂培的小苗應(yīng)以種子至葉尖的長度來表示株高。定時(shí)也可根據(jù)不同時(shí)期株高的增長速度靈活安排，即在增長速度慢的時(shí)期，間隔時(shí)間長些，增長速度快的時(shí)期，間隔時(shí)間短些。（3）取得較好的結(jié)果 測定時(shí)應(yīng)注意兩點(diǎn)：①每點(diǎn)測定株數(shù)，要比規(guī)定株數(shù)略多幾株 因?yàn)樵谔镩g難免混有雜株，或在整個(gè)測定歷程中因病蟲害、機(jī)械損傷等造成中途缺損。略多幾株能彌補(bǔ)其損失。測定時(shí)也要按株編號，順序測定，以利于最后統(tǒng)計(jì)時(shí)取舍。②測定前要固定好基準(zhǔn)點(diǎn) 目前來說，測量株高的方法很不統(tǒng)一，在概念上也不完全一致。馬鈴薯是從子葉節(jié)量至生長點(diǎn)。所以，為了概念上的一致性，可根據(jù)測定方法的不同，做規(guī)定。3．莖粗測量測量近基部最粗處的莖的縱橫二項(xiàng)直徑的平均值。4．主莖數(shù)測量種薯上的芽眼中的芽直接長出地面形成的莖（不包括地下匍匐莖穿出地面形成的莖）。5。分枝數(shù)測量主莖葉腋處腋芽生長達(dá)10cm以上的側(cè)枝數(shù)。（三）農(nóng)作物生長分析指標(biāo)的計(jì)算在測得葉面積與干物質(zhì)重量之后，可按需要，計(jì)算下述生長分析指標(biāo)。1．相對生長率植物在生長過程中，開始時(shí)的株體越重，而且生產(chǎn)效能越高，則所形成的干物質(zhì)也就越多，用于下一步形成干物質(zhì)的主體也就越大。相對生長率所表示的就是作物在某一段時(shí)間內(nèi)單位重量的物質(zhì)的生長率（生長速率），即表示干物質(zhì)的生產(chǎn)能力。其單位一般用g/（gd）或g／（g周）表示。相對生長率（RGR）＝式中：w為植物某一時(shí)間的干物重，t為時(shí)間，dw/dt為植物體當(dāng)時(shí)的干物質(zhì)增長速度。對上式進(jìn)行積分，可求得某一時(shí)間的干物重量w＝W0eRtW0為初始的干物重，e為自然對數(shù)的底。在實(shí)際計(jì)算相對生長率時(shí)，用下列對數(shù)式計(jì)算相對生長率（RGR）= WW2分別為tt2時(shí)間單位面積上的總干重。2．凈同化率凈同化率是生長分析的一個(gè)重要的基本概念，它表示某一段時(shí)間內(nèi)單位葉面積干物質(zhì)的增長量。即每平方米葉面積每天能生產(chǎn)多少干物質(zhì)，所以也叫光合生產(chǎn)率或凈光合生產(chǎn)率。單位為g／（md）可用下式表示：凈同化率（NAR）＝= 式中：L為葉面積，ln為自然對數(shù)，其值為常用對數(shù)的2．30倍。Ww2為t1和t2時(shí)的干重。L1和L2各為tl和t2時(shí)間內(nèi)的葉面積。根據(jù)植物體干物重的增加與總?cè)~面積兩個(gè)因子間接計(jì)算出植物的凈同化率，是一種不需使用特殊儀器，而能求得作物凈同化率的一種方法。雖然其測定過程需要較多的時(shí)間和勞力，但它可以得到一個(gè)廣泛的田間條件下作物群體海同化能力的綜合結(jié)果。所以，它能更真實(shí)地反映作物群體的生產(chǎn)性能。而用紅外線CO2測定儀等，雖然可迅速準(zhǔn)確的測定葉片的光合能力，但由于它是在優(yōu)越條件下，對充分發(fā)育而未衰老的單葉測定的結(jié)果，故不能準(zhǔn)確的反映作物群體的生產(chǎn)能力。3．作物生長率作物生長率又叫群體生長率，它用單位土地面積上作物干重的增長速度來看作物的生長動(dòng)態(tài)。表示單位時(shí)間內(nèi)單位土地面積上所增加的干物質(zhì)重量【g／（m2d）］，計(jì)算公式為：作物生長率（CGR）＝式中：W2W1表示一定期間內(nèi)每平方米土地面積上植株干重的凈增長數(shù)量；t2一t1為兩次測定期間的間隔天數(shù).葉面積比率是葉面積與植株干物重之比，即作物單位干重的葉面積（cm2／g）?？捎孟率接?jì)算：葉面積比率（LAR）==據(jù)此，相對生長率（RGR）可用凈同化率（NAR）和葉面積比率（LAR）的乘積表示。5．比葉面積和比葉重葉面積與葉干重之比叫比葉面積（cm2／g），用以表示葉的厚度。比葉面積（SLA）＝L/LW式中：L為葉面積，LW為葉的干重。 ＇葉片厚度還可以用比葉重表示。單位葉面積的葉干重叫比葉重（g/cm2）。比葉重（SLW）＝LW/L比葉重是一個(gè)比較穩(wěn)定的特征，可作為選擇高凈同化率品種的指標(biāo)。(二)葉面積測定方法一))測點(diǎn)的選擇根據(jù)地形和大小、作物密度和長勢等選3～5處有代表性的測點(diǎn)。每測點(diǎn)的大小因作物種類而不同，馬鈴薯一般可取20～30m2..每測點(diǎn)的形狀為正方形或長方形，也可以順著壟取段。二)相似株的確定在第一次測定前，按生育時(shí)期和植株長勢長相等，確定有代表性的相似株。一般可根據(jù)葉片數(shù)（或葉齡）、株高等性狀，選取長相一致的植株作為相似株。相似株要掛牌標(biāo)記，作為以后各次測定的取樣株。其數(shù)量，根據(jù)測定次數(shù)及每次測定取樣株數(shù)而定。三、葉面積測定葉片是作物的光合器官，生長分析法是與光合作用這些生理功能密切結(jié)合的，對葉面積的消長非常重視，作物葉片面積測量的準(zhǔn)確程度，直接影響作物生長分析所得結(jié)論的可靠性。測定葉片面積時(shí)，可在相似株中選一定數(shù)量的植株，馬鈴薯一般可取10株，矮稈密植作物可取100株，并調(diào)查測點(diǎn)的實(shí)有株數(shù)，由單株葉面積計(jì)算出測點(diǎn)內(nèi)的總?cè)~面積，即可求出葉面積指數(shù)。葉面積測定方法很多，各具特點(diǎn)，現(xiàn)分述如下，可根據(jù)需要和條件選用。47 / 47