氣霧栽培法生產(chǎn)脫毒馬鈴薯營養(yǎng)液配方的篩選

韓忠才，張勝利，孫靜，于翠香，徐飛

（吉林省蔬菜花卉科學研究院，吉林長春130033)

栽培生理

氣霧栽培法生產(chǎn)脫毒馬鈴薯營養(yǎng)液配方的篩選

韓忠才，張勝利*，孫靜，于翠香，徐飛

（吉林省蔬菜花卉科學研究院，吉林長春130033)

氣霧栽培法是解決根系水氣矛盾最好的一種栽培形式，營養(yǎng)液是氣霧栽培的核心。已知的營養(yǎng)液配方多是以MS營養(yǎng)液為基礎，改變營養(yǎng)液中N、P、K的比例而形成的。本試驗研究了不同營養(yǎng)液對氣霧栽培法馬鈴薯微型薯產(chǎn)量、生長性狀及采收后損失率的影響，以期篩選出霧培條件下生產(chǎn)馬鈴薯微型薯適宜的營養(yǎng)液配方。結(jié)果表明，處理5，即配方Ca(NO3)2·4H2O 718 mg/L，NH4NO3296 mg/L，KNO3455 mg/L，KH2PO4254 mg/L，K2SO4257 mg/L，MgSO4·7H2O 554 mg/L在莖粗、匍匐莖數(shù)量與長度、單株結(jié)薯數(shù)及＞6 g微型薯所占的比例方面表現(xiàn)明顯優(yōu)于其他處理。

霧培；馬鈴薯；營養(yǎng)液；篩選

霧培法生產(chǎn)馬鈴薯脫毒微型薯是近年發(fā)展起來的一項無土栽培技術(shù)。吉林省蔬菜花卉科學研究院是國內(nèi)較早的進行霧培技術(shù)研究的科研單位。采用這種生產(chǎn)方式不但能顯著地提高繁殖效率，還可根據(jù)需要控制小薯采收的重量，使粒重和大小接近一致。馬鈴薯脫毒微型薯無基質(zhì)營養(yǎng)液噴霧栽培，不受土壤、自然氣候等條件限制，可實現(xiàn)工廠化周年生產(chǎn)。并可人為地調(diào)節(jié)和控制生長發(fā)育條件，避免基質(zhì)栽培的不利因素，能充分發(fā)揮馬鈴薯的增產(chǎn)潛力，是繼網(wǎng)棚薯技術(shù)和試管薯生產(chǎn)技術(shù)后的又一次技術(shù)創(chuàng)新。營養(yǎng)液的選擇是取得高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)馬鈴薯霧培微型薯的關(guān)鍵，王素梅等[1]和孫海宏[2]通過對營養(yǎng)液內(nèi)不同化學元素含量配比的研究，篩選出高產(chǎn)量的配方，但對于收獲后的微型薯貯藏及腐爛率很少關(guān)注。本研究通過對不同配方的營養(yǎng)液進行馬鈴薯產(chǎn)量、品質(zhì)的綜合比較以及采收后的損失率比較，選擇出了適合霧培微型薯生產(chǎn)的營養(yǎng)液配方。

1 材料與方法

1.1 供試材料

供試材料為脫毒馬鈴薯（Solanum tuberosum L.）‘費烏瑞它’試管苗，脫毒苗使用前經(jīng)DAS-ELISA檢測不含馬鈴薯卷葉病毒、Y病毒、X病毒和S病毒。試驗于2013年3～12月份春秋兩茬在吉林省蔬菜花卉科學研究院馬鈴薯研究所霧培溫室內(nèi)進行。試驗過程中因春秋兩茬的試驗結(jié)果變化趨勢相似，故本文只對2013年春季試驗結(jié)果進行分析。

1.2 營養(yǎng)液配方

本試驗共設5個營養(yǎng)液配方，其中大量元素含量列于表1中，微量元素含量同MS培養(yǎng)基配方。其中以原有營養(yǎng)液配方為對照，旨在篩選出利于脫毒苗生長與結(jié)薯的最優(yōu)營養(yǎng)液配方。

表1 不同處理大量元素營養(yǎng)液配方Table 1Macroelements in nutrient solution formula for various treatments

1.3 處理方法

栽培槽：槽體為760 cm×50 cm×30 cm灰色玻璃鋼材質(zhì)，栽培板為泡沫板上覆黑白膜。槽體內(nèi)安裝進液噴霧管道及回流管，保證營養(yǎng)液循環(huán)使用。栽培板上按株行距25 cm×20 cm的距離作好定植孔。

營養(yǎng)液：溫度保持在16～18℃，pH值5.5～6.5，電導率（EC）值保持在1 700～2 000 μs/cm，供液時間為每隔3 min噴霧20 s，營養(yǎng)液經(jīng)回流管回收至貯液池內(nèi)，以供循環(huán)利用。營養(yǎng)液每隔兩周更換一次。

定植與管理：將組培室繁育的6～7 cm高的固體培養(yǎng)基脫毒試管苗定植在草炭和馬糞（1:1）混合的基質(zhì)中煉苗20 d左右。選擇高約15～20 cm、長勢一致的苗，洗凈根系基質(zhì)，定植在栽培槽蓋上，每個處理定植152株，重復3次。

定植后保持溫室內(nèi)晝溫20～30℃，夜溫15～20℃，定植前3 d白天保證遮陽網(wǎng)覆蓋以利緩苗。

1.4 測定指標

所有脫毒苗定植于栽培槽后30 d內(nèi)，采用隔天調(diào)查記錄的方式，觀察對比根系生長狀態(tài)與植株長勢變化；40～50 d開始隔天調(diào)查記錄匍匐莖數(shù)量及長度變化。

在開始結(jié)合格種薯（＞6 g）后，進行分批采收。記錄株高、莖粗、匍匐莖數(shù)量和長度、單株結(jié)薯量(粒)、拔秧后＞6 g微型薯所占的比例（%）、爛薯率（%）。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同配方營養(yǎng)液對植株生長的影響

定植后25 d開始對植株生長勢進行調(diào)查，定植后40 d對植株匍匐進行調(diào)查，每個處理隨機選取10株，測量株高、莖粗、匍匐莖數(shù)量及長度等指標，測量結(jié)果見表2。

植株根、莖生長對不同配方的營養(yǎng)液反應是不同的。大量元素中N、P對植物生長發(fā)育具有很大的作用，缺乏時植株矮小，莖間短，生長發(fā)育受阻。處理1（CK）株高明顯弱于其它4個處理，莖粗也同樣弱于其它4個處理；處理5株高相較于其它生長不明顯，但莖粗處于最佳生長狀態(tài)。出現(xiàn)這種現(xiàn)象的原因是由于營養(yǎng)液中N、P含量不同所致。處理5匍匐莖數(shù)量及長度均明顯優(yōu)于其它4個處理，處理2的匍匐莖數(shù)量較處理5少2根，僅次于處理5。對比營養(yǎng)元素配方可以看出，匍匐莖的多少可能由磷鉀比例多少所決定，具體機理需進一步研究。

表2 不同配方營養(yǎng)液對植株生長的影響Table 2Effect of various nutrient solution formulas on plant growth

表3 不同配方營養(yǎng)液對結(jié)薯量的影響Table 3Effect of various nutrient solution formulas on tuber set

2.2 不同配方營養(yǎng)液對結(jié)薯量的影響

由表2、表3可知，處理5無論是匍匐莖數(shù)量還是單株結(jié)薯都強于其他4個處理，微型薯達到了45粒/株。馬鈴薯匍匐莖是由地下部分莖節(jié)上的腋芽伸長而成，其頂端膨大形成塊莖。匍匐莖的多少直接影響著馬鈴薯產(chǎn)量。這正好驗證了匍匐莖的數(shù)量與馬鈴薯的產(chǎn)量成正相關(guān)。

同時，處理5所生產(chǎn)的＞6 g微型薯占總量比例高達82.2%，說明此營養(yǎng)液對于微型薯產(chǎn)量影響很大。相反，經(jīng)過一個貯藏期的管理后對比發(fā)現(xiàn)，處理5生產(chǎn)的微型薯爛薯率要高于對照，但小于其他3個處理。

3 討論

試驗結(jié)果表明，處理5在株高上與其它4個處理相比優(yōu)勢不明顯，但在莖粗、匍匐莖數(shù)量和長度、單株結(jié)薯數(shù)及＞6 g微型薯所占比例上均明顯優(yōu)于其他4個處理。植株根、莖生長對不同配方的營養(yǎng)液反應是不同的。大量元素中N、P對植物生長發(fā)育具有很大的作用，缺乏時植株矮小，莖間短，生長發(fā)育受阻。生長前期處理5中N、P含量較少造成株高弱于其他4個處理，致使節(jié)間縮短使莖粗增加。

貯藏期間爛薯率與鈣的含量多少有一定的聯(lián)系，鈣是植物生長發(fā)育必需的大量元素之一，對植物細胞的結(jié)構(gòu)和生理功能有重要作用。鈣作為植物細胞中唯一證實的偶聯(lián)胞外信號與胞內(nèi)生理反應的胞內(nèi)第二信使，能維持細胞壁、細胞膜及膜蛋白的穩(wěn)定性，在植物生長發(fā)育及植物對環(huán)境的適應中也發(fā)揮了重要作用[3]。前人研究表明，外源鈣能維持細胞膜結(jié)構(gòu)的完整性和細胞內(nèi)膜系統(tǒng)的區(qū)域化作用，防止胞內(nèi)底物與酶的接觸導致生理代謝上的紊亂，并且在延遲衰老的過程中可以避免與衰老有關(guān)的膜的微粘性增加，減少自由基對膜系統(tǒng)的傷害，增加貯藏性[4-7]。微型薯的貯藏爛薯率是否與營養(yǎng)液中鈣元素的多少有關(guān)系，需要在今后的研究工作中進一步探討。綜合分析試驗結(jié)果，可以認為處理5表現(xiàn)較好。對于爛薯率的問題會在今后的試驗中著重考慮鈣元素的用量。

[1]王素梅,王培倫,王秀峰,等.營養(yǎng)液成分對霧培脫毒微型馬鈴薯產(chǎn)量的影響[J].山東農(nóng)業(yè)科學,2003(4):32-34.

[2]孫海宏.馬鈴薯霧培微型薯營養(yǎng)液篩選試驗[J].中國種業(yè),2008 (增刊):80-81.

[3]李合生.現(xiàn)代植物生理學[M].北京:高等教育出版社,2002.

[4]張麗秋,辛建華,李天來.外源鈣對馬鈴薯貯藏品質(zhì)的影響[J].長江蔬菜,2009(6):33-36.

[5]趙麗芹.園藝產(chǎn)品貯藏加工學[M].北京:中國輕工業(yè)出版社, 2000.

[6]生吉萍,申琳,羅云波.果蔬成熟和衰老過中的重要酶-脂氧合酶[J].果樹科學,1999,16(1):72-77.

[7]敖日嘎.水楊酸和鈣處理對桃采后生理及品質(zhì)的影響[D].呼和浩特:內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學,2003.

Selecting Nutrient Solution Formulation in Aeroponics
for Seed Potato Production

HAN Zhongcai,ZHANG Shengli＊,SUN Jing,YU Cuixiang,XU Fei
(Jilin Vegetables and Flowers Institute,Changchun,Jilin 130033,China)

Aeroponicsmaybeoneof thebestcultivationpatternstosolvethewaterandgascontradictioninrootsofpotato plants.Nutrientsolutionisthekernelintheaeroponics.MostofthenutrientsolutionsarebasedonMSmedium,andadjustment oftheproportionofN,PandK.Thisresearchstudiedtheeffectsofdifferent nutrient solutions in aeroponics on the yield,growth traitsandpostharvestlossinseedpotatoproduction.Inthisexperiment,thetreatment5[Ca(NO3)2·4H2O718mg/L,NH4NO3296 mg/L,KNO3455 mg/L,KH2PO4254 mg/L,K2SO4257 mg/L,MgSO4·7H2O 554 mg/L]was found optimal for potato growth in termsof thestemdiameter,stolonnumber,stolonlength,numberoftuberperplant,andpercentageofminitubermorethan6g.

aeroponics;potato;nutrient solution;selection

S532

B

1672－3635（2014）06-0328-03

2014-08-08

現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系專項資金（CARS-10-ES06）；吉林省馬鈴薯產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系（2013015）。

韓忠才（1981-），男，助理研究員，從事馬鈴薯新品種選育及栽培技術(shù)研究。

張勝利，研究員，從事馬鈴薯遺傳育種、栽培及貯藏技術(shù)研究，E-mail:jlpotato@163.com。