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为寻找合理的甘薯耐荫性评价方式,筛选耐荫性品种,并探讨不同耐荫性甘薯对弱光的生理响应,从而为甘薯的高产优质栽培提供理论支持,本研究采用人工遮荫的方法,模拟甘薯/玉米套作模式,根据不同遮光水平下甘薯块根膨大期生理生化变化规律、农艺性状和产量性状的形成差异,通过不同指标的耐荫系数,对29个不同甘薯品种(系)进行耐荫性评价,并对不同评价方法进行比较;测定分析了5个不同耐荫性甘薯品种的农艺性状、光合特性、逆境生理等生理生化及产量品质指标,深入研究了甘薯对弱光的生理响应。结果如下:1单项指标耐荫系数及相关性分析在遮荫处理下,不同品种(系)在同一单项指标下的耐荫系数的变化规律不同,同一品种(系)的不同单项指标耐荫系数的变化规律也不同。其中气孔导度(Gs)、净光合速率(Pn)、非光化学猝灭系数(NPQ)和蒸腾速率(Tr)变异系数较大,分别为69.07%、67.55%、61.91%和49.99%;茎干重、蔓长、叶面积指数(LAI)及分枝数的变异系数中等,分别为28.70%、24.90%、24.84%及24.13%;除胞间CO2浓度(Ci)外,各单项指标均存在1个或1个以上与其显著或极显著相关的其它单项指标,其中分枝数、节间数、茎干重、Pn、Tr、PSII实际量子产量(ΦPSII)和NPQ均有四个其他指标与之相关。由此可见,弱光胁迫对甘薯Gs、Pn、NPQ、Tr、茎干重、蔓长、LAI及分枝数有较大影响,且不同指标间相关性较大。2不同耐荫性评价结果及比较采用不同评价方式其结果差异较大,同一品种在不同方式下,其所属类别不同。将各类别与产量减幅进行比较分析,结果表明,以Pn评价的第Ⅰ类与第Ⅱ类无显著差异,以茎干重评价的第Ⅱ类平均产量减幅显著低于第Ⅰ类和第Ⅲ类,以NPQ评价的第Ⅱ类平均产量减幅显著低于第Ⅰ类,且第Ⅱ类和第Ⅲ类差异不显著;而综合指标评价第Ⅰ类的平均产量减幅显著低于第Ⅱ类和第Ⅲ类,第Ⅱ类显著低于第Ⅲ类。可见,单项指标评价结果与产量减幅规律不符,而综合指标评价各类别耐荫性与产量减幅规律相对应,说明采用综合指标进行耐荫性分析结果更可靠。3甘薯对弱光胁迫的响应遮荫条件下,不同耐荫性甘薯总体上表现为蔓长和节间数增加,且耐荫性强的品种增幅较大,其它农艺性状总体均减少;复光后,强耐荫品种渝薯17遮荫处理的茎粗较对照显著降低,分枝数、蔓长和节间数较对照也有所增加,中度耐荫品种叶面积指数(LAI)、叶鲜重和茎鲜重均表现为遮荫处理高于对照,不耐荫品种黔薯8号所有农艺性状指标均表现为遮荫处理低于对照。在遮荫处理下,总体上甘薯根长度、根表面积、根体积和平均直径均显著低于对照,其中根长、根表面积和根体积减幅最小均为渝薯17,分别为15.36%、0.71%和16.67%;根长和根表面积减幅最大均为渝紫薯2号,分别为52.21%和52.66%,而根体积减幅最大的品种为黔薯8号,其减幅为55.32%;在平均直径上,除渝薯15外,减幅最小的品种为渝薯198,减幅最大的品种为黔薯8号,减幅分别为10.17%和20.59%。各品种叶片叶绿素a、叶绿素b及叶绿素总含量均表现为遮荫处理显著高于对照,而叶绿素a:b显著低于对照。耐荫性越强的品种,其叶绿素含量增幅越大,复光后强耐荫品种及中度耐荫品种总体上增幅变小,不耐荫品种增幅变大。在遮荫期间,渝薯17和渝薯15叶片类胡萝卜素含量表现为遮荫处理显著高于对照,其余品种均表现为遮荫处理低于对照;复光后,除中度耐荫品种渝薯15叶片表现为遮荫处理显著低于对照外,其余品种均表现为遮荫处理高于对照,仅黔薯8号有显著差异。在遮荫期间,不同品种的Pn均表现为遮荫处理显著低于对照,Gs也表现为遮荫处理低于对照,而Ci和Tr表现相反;复光后,强耐荫品种渝薯17光合特性指标均表现为遮荫处理高于对照,遮荫处理与对照在Pn和Gs上差距减小,不耐荫品种黔薯8号Pn和Tr在遮荫处理高于对照,但差异不显著。遮荫降低了甘薯光合相关酶的活性,RuBP羧化酶活性及SPS活性在遮荫期间以及复光后均显著低于对照。在遮荫期间,强耐荫品种渝薯17叶片蔗糖磷酸合成酶(SPS)活性降幅最小,不耐荫品种黔薯8号降幅最大;复光后,遮荫处理较对照降低幅度最小的品种为渝紫薯2号,其次是渝薯17,降低幅度最大的品种为黔薯8号。此外,复光后渝薯17叶片RuBP羧化酶活性降低幅度最小。在遮荫期间,遮荫处理下各品种甘薯叶片的超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)活性均表现为下降,而脯氨酸(Pro)含量增加,叶片丙二醛(MDA)含量在不同品种间表现不一;在复光后,各品种甘薯叶片Pro含量均表现为遮荫处理高于对照,CAT活性表现为遮荫处理低于对照,不耐荫品种黔薯8号MDA含量遮荫处理显著高于对照,强耐荫品种渝薯17表现相反。产量和品质分析结果表明,遮荫条件下所有品种产量均降低,其中强耐荫品种渝薯17和不耐荫品种黔薯8号减幅分别为11.28%和52.62%。遮荫处理甘薯块根干率和可溶性糖含量总体上均低于对照,但甘薯可溶性蛋白含量显著高于对照。综上,为适应弱光环境,在遮荫期间,甘薯通过减少根系长度和体积、减少分枝数及增加蔓长和节间数来调节植株形态,通过提高叶片光合色素含量来增强光合能力,通过增加叶片Pro含量来保护膜系统。与不耐荫品种相比,强耐荫品种在植株形态发育、光合生理反应以及膜系统保护上受弱光影响较小,且复光后在恢复茎蔓生长、提高光合能力等方面具有较大优势。