廣東省低海拔馬鈴薯種薯本地化繁育

索海翠，羅煥明，王 麗，劉計濤，李成晨，單建偉，安 康，李小波

（廣東省農業科學院作物研究所/廣東省農作物遺傳改良重點實驗室，廣東 廣州 510640）

南方冬作區馬鈴薯種植總面積約為19.66萬hm2，占全國馬鈴薯種植面積的4%左右（國家馬鈴薯產業技術體系2019年數據）。由于該區域馬鈴薯鮮薯上市時間最早，種植效益較高，對保障國家馬鈴薯鮮薯周年均衡供應發揮著重要作用。冬種馬鈴薯是廣東省特色典型的效益農業[1]。2020年廣東省馬鈴薯收獲面積4.14 萬hm2，全省脫毒種薯應用率達88%以上[2]。但由于缺乏本地繁種體系，需每年從北方地區調運大量種薯，這種長距離調運損耗大、成本高。據估算，廣東省每年至少需從三北地區（東北、西北和華北）調運種薯近10 萬t，運費按照600元∕t計算，共需要運費約6 000萬元，增加了農民的種植成本；其次，種薯休眠期長，北方秋季收獲的種薯在廣東省初冬期播種，沒有足夠時間完全打破休眠，播種時經常造成爛種，從而導致缺苗斷壟現象發生，嚴重影響產量，增加了種植風險；此外，由于種植基地在北方，缺乏監督，質量標準和檢疫制度不完善，種薯質量不合格，經常出現產量、效益低等現象，農民收入受到影響[3]。為了解決種薯問題，南方冬作區包括廣東[4]、廣西[5-8]、福建[9,10]、云南[11,12]等省份都在積極行動，進行種薯本地化研究，并取得一定成效。但還有技術問題需要進行研究和改進，尤其是原種繁育采用的原原種種薯規格有待明確。因此，探討在廣東省低緯度隔離區域的不同重量原原種繁育效果，明確種薯繁育最適原原種重量級別，可為廣東省種薯本地化繁育體系建設提供理論依據和技術支撐。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

試驗地位于廣東省農業科學院白云區試驗基地，平均海拔29 m，土壤為砂壤土，肥力中等，地面平整，前茬作物為水稻，水肥一體化灌溉，排灌方便。

參試馬鈴薯品種為‘隴薯7 號’‘粵引85-38’（‘費烏瑞它’）原原種。種薯按照重量分為5 個等級，分別為T1：5 g 以下；T2：5～10 g；T3：10～15 g；T4：15～20 g；T5：20～25 g；T6（對照）：馬鈴薯原種的切塊，重量為25～30 g。所有種薯均由甘肅一航薯業科技發展有限責任公司提供。

1.2 試驗方法

試驗分別播種2 個馬鈴薯品種不同規格的種薯，每個試驗采用隨機區組排列，3 次重復。小區長5.55 m、寬1.2 m，面積6.66 m2，種薯單壟雙行種植，行距60 cm，株距25 cm，每個小區種植44 株，種植密度66 000株∕hm2，“品”字形種植。

2017 年11 月28 日開始整地，畦上開中溝施基肥，覆土后再開種植溝播種，播種后稻草覆蓋，追肥施于畦（大壟雙行）中央。基肥：施用雞糞7 500 kg∕hm2、41%復合肥（N∶P2O5∶K2O = 12∶11∶18）600 kg∕hm2，氯化鉀（K2O 60%）20 kg∕hm2和尿素（N 46%）8 kg∕hm2。出苗后，采用水肥一體化技術進行追肥和灌水，其中追肥分為7 次，齊苗后（2017 年12 月10 日）施第1 次，以后每7 d 追施1 次，所有液體肥料購自東莞一翔液體肥料有限公司，具體追肥情況見表1。第1 次施肥時進行1 次培土，在膨大肥追施前進行1 次大培土，2018年3 月19 日收獲。每周用吡蟲啉（拜耳公司生產）進行蚜蟲預防1次。

表1 馬鈴薯液體肥施用次數、類型和用量Table 1 Number,type and rate of potato liquid fertilizer application

調查項目包括馬鈴薯物候期、植株形態特征、田間主要性狀、塊莖主要性狀、收獲產量和主要病害。室內考種調查塊莖性狀，調查標準參考張永成和田豐[13]的方法。生育期指從出苗至成熟的天數。

將繁育的種薯T1～T5 混合（TB），對照種為北方調運的原種（TCK），于2018 年11 月1 日播種，2019 年2 月21 日收獲。分別進行種薯質量表征試驗，調查田間病害發生率和產量。

1.3 數據處理

試驗數據采用Microsoft Excel 2010 進行數據整理，應用IBM SPSS Statistics 19.0統計軟件進行方差分析，采用Duncan's法進行處理間比較。

2 結果與分析

2.1 兩個馬鈴薯品種不同重量級別原原種生育期

從出苗期看，原原種較原種提前出苗，其中，‘隴薯7 號’原原種提早出苗12 d，‘粵引85-38’原原種提早6 d。從生育期看，原原種的生育期普遍較原種長，其中‘隴薯7 號’的原原種生育期較原種長12 d，‘粵引85-38’的原原種生育期較原種長9 d。同時，‘隴薯7 號’生育期較‘粵引85-38’長8～11 d（表2）。

表2 兩個馬鈴薯品種不同重量級別原原種生育期Table 2 Growth stage of different weight classes of pre-elite seeds in two varieties

2.2 兩個馬鈴薯品種不同重量級別原原種農藝性狀

‘隴薯7號’和‘粵引85-38’原原種出苗率均高于原種，T3～T5 出苗率最高，三者間差異不顯著，但極顯著高于T1和T6。兩個品種的株高變化趨勢較為一致，均隨種薯重量增加而增加，‘隴薯7 號’的T1、T2 和T3 株高顯著低于T6，T1 與T5之間株高差異不顯著；‘粵引85-38’所有級別種薯的株高無顯著差異。‘隴薯7 號’的主莖數T6 最少，‘隴薯7 號’T6 極顯著低于T1～T5；‘粵引85-38’主莖數T6極顯著低于T4，但與T1、T2、T3和T5 差異不顯著。兩個品種的主莖粗均隨種薯重量增加而增大，T6 最大，‘隴薯7 號’T6 顯著高于其他處理；‘粵引85-38’主莖粗T5 和T6 差異不顯著，但顯著高于其他處理（表3）。

表3 兩個馬鈴薯品種不同重量級別原原種農藝性狀Table 3 Agronomic characters of different weight classes of pre-elite seeds in two varieties

2.3 兩個馬鈴薯品種不同重量級別原原種病害發生率

兩個品種T1～T5 處理，晚疫病、早疫病、病毒病、環腐病和瘡痂病的發病率均為0。‘隴薯7號’T6處理的早疫病發病率為2.30%，病毒病發病率為0.67%；‘粵引85-38’T6 處理的晚疫病發病率為3.50%，早疫病發病率為2.60%，病毒病發病率為1.25%（表4）。

表4 兩個馬鈴薯品種不同重量級別原原種田間病害發生率Table 4 Field disease incidence of different weight classes of pre-elite seeds in two potato varieties

2.4 兩個馬鈴薯品種不同重量級別原原種產量和商品薯率

兩個品種產量隨著種薯重量增加而增加。其中，‘隴薯7號’T5處理產量最高為2 861 kg∕667m2，但與T3、T4和T6處理相比差異不顯著；‘粵引85-38’T5處理產量也最高，為2 554 kg∕667m2，顯著高于T1～T3 和T6 處理，但與T4 處理相比差異不顯著。‘隴薯7 號’T1 處理的商品薯率最高為89.40%，顯著高于T5 處理，但與其他處理差異不顯著；‘粵引85-38’的T6 處理商品薯率最高為92.76%，與T3～T5 差異不顯著，T2 處理的商品薯率最低為86.04%，極顯著低于T5 和T6 處理，但與T1、T3和T4處理差異不顯著（表5）。

表5 兩個馬鈴薯品種不同重量級別原原種田間產量和商品薯率Table 5 Field yield and marketable tuber percentage of different weight classes of pre-elite seeds in two potato varieties

2.5 兩個馬鈴薯原原種繁育的原種產量和發病率

由廣東省本地原原種繁育的‘隴薯7 號’原種產量較北方調運的原種增產2.51%，但差異不顯著；‘粵引85-38’原種產量較北方調運的原種增產0.87%，差異亦不顯著。另外，根據田間調查結果顯示，‘隴薯7 號’的田間病毒病和晚疫病發生率2批種薯無顯著差異；‘粵引85-38’病毒病和晚疫病的發生率也無顯著差異（表6）。

表6 兩個馬鈴薯品種繁育的原種田間產量和發病率Table 6 Field yield and disease incidence of elite seeds produced from pre-elite seeds of two potato varieties

3 討 論

由于南方冬作區播種時間與北方一季作區收獲時間太近，需要打破休眠才能播種，加上運費較高、種薯質量參差不齊等原因，近年來，利用當地高山條件，進行就地留種的體系備受重視[5]。云南省有研究人員開展了低緯度高原地區馬鈴薯脫毒種薯標準化生產技術研究，并證明其可行性[12]。在廣西壯族自治區境內的高山地區（海拔800 m 以上），也嘗試進行了當地留種體系的建設[6-8]。利用原原種于2月中下旬播種，6月上中旬收獲，所收獲的塊莖正好用于廣西冬季10～12 月份冬作播種[5]。廣東省在馬鈴薯種薯本地化繁育方面也開展了相關研究，現已證明在粵北高海拔地區夏季繁殖馬鈴薯脫毒種薯是可行的[4]。

原原種的大小是影響其田間表現的重要因素，既影響產量，又影響植株性狀[14,15]。大于5 g的‘威芋3號’原原種的產量可達2 045 kg∕667m2[16]；扎西普尺等[17]研究結果表明，規格處于5～10 g 單株結薯數和單株薯重最大，單位面積產量最高；周建忠[18]研究表明，用‘津引薯1 號’脫毒微型種薯生產原種，以單薯重1～9 g為佳，出苗期短，出苗率高，主要經濟性狀表現良好，產量較高，且投入成本較低，生產凈效益較為理想。本研究表明，‘隴薯7 號’和‘粵引85-38’原原種重量為T5（20～25 g）時產量最高，其次為T4（重量為15～20 g）和T3（10～15 g），2 種規格下的產量與原種（T6）產量均無顯著差異（‘粵引85-38’T5 除外）。綜合考慮生產投入成本、貯運等因素，提出T3（10～15 g）為繁種的理想重量。在低緯度隔離較好的地區，通過農業措施控制好病蟲害，采用原原種進行種薯繁育是可行的，與前人報道較為一致，這為廣東省馬鈴薯本地繁育提供了理論依據和技術指導，也是廣東省開展雜交育種、后代選育留種的基礎。

控制馬鈴薯病毒病是保障種薯質量最有成效的手段[19,20]。董代幸等[21]、羅文彬等[22]、路秉翰等[23]相繼建立了不同馬鈴薯病毒的RT-PCR 檢測技術體系，實現了多種病毒同時檢測。目前廣東省省級檢測機構較少，而馬鈴薯質量檢測任務重，建立省級質量監管機構，實現基礎苗統一供給勢在必行，從源頭上提高種薯質量[24]。本研究通過對繁育的種薯進行田間調查和產量測定，從病害控制角度看，繁育種薯的質量符合國家規定標準GB 18133—2012[25]。從產量看，‘隴薯7號’和‘粵引85-38’2 個品種10 g 以上原原種（T3）大田產量與北方調運原種切塊（T6）產量差異不顯著；同時，繁育的原種（TB）較北方調運的原種（TCK）產量略高，且病害發生率較低。結合“霧培法”生產原原種的方法，生產效率可提高10 倍以上。同時，原原種可以分批采收，大小可控，使種薯的合格率達100%[26,27]。為此，提出廣東省可以建設二級或三級種薯繁育體系。但廣東省馬鈴薯種薯體系建設還需要進行很多工作，如馬鈴薯脫毒種快繁中心、基地、質量檢測體系、種薯貯藏設施[28]和種薯品牌形象[29]、配套信息網站建設[30]等。可喜的是，2022 年1 月廣東省農業科學院作物研究所與韶關市農業農村局、北大荒薯業集團有限公司、乳源瑤族自治縣人民政府和中國農業科學院深圳農業基因組研究所在韶關市簽訂了冬種馬鈴薯育繁推一體化建設項目框架協議，旨在解決廣東省馬鈴薯品種單一和種薯繁育問題。

通過在廣東省低緯度低海拔地區開展不同重量級別原原種繁育原種，并對繁育的原種在田間進行鑒定等研究，表明‘隴薯7 號’和‘粵引85-38’原原種重量10～15 g（T3）產量與原種（T6）產量無顯著差異，為繁種的理想重量。同時，繁育的原種（TB）較北方調運的原種（TCK）生產的商品薯產量略高，且病害發生率較低。本研究表明，在廣東省低緯度隔離較好的地區，通過農業措施控制好病蟲害，采用原原種進行種薯繁育是可行的，能夠解決目前馬鈴薯種薯全部依靠省外調運的“卡脖子”問題，為打好廣東省馬鈴薯種業翻身仗提供參考和借鑒。