不同基質(zhì)配比對(duì)脫毒馬鈴薯微型薯離地繁育的影響

王懿茜 林團(tuán)榮 張志成 范龍秋 焦欣磊 王 真 王玉鳳 王 偉 黃文娟 尹玉和

（烏蘭察布市農(nóng)林科學(xué)研究所，內(nèi)蒙古烏蘭察布 012000）

馬鈴薯是繼小麥、水稻之后的世界第三大糧食作物，具有適應(yīng)性廣、豐產(chǎn)性好、營(yíng)養(yǎng)豐富、經(jīng)濟(jì)效益高等特點(diǎn)。但是馬鈴薯在種植過程中極易出現(xiàn)品種退化，從而導(dǎo)致產(chǎn)量下降等問題。馮焱等[1]提出馬鈴薯種薯質(zhì)量是影響馬鈴薯產(chǎn)量的最重要因素，是提高生產(chǎn)水平的關(guān)鍵。Salazar[2]認(rèn)為，在正常生產(chǎn)環(huán)境下，以塊莖為種子種植的馬鈴薯容易被25 種病毒感染。Siddiqui 等[3]研究表明，部分單種病毒就足以使產(chǎn)量降低40%，多種病毒結(jié)合可造成的損失高達(dá)90%。脫毒馬鈴薯微型薯的生產(chǎn)能夠有效地改善這一問題，脫毒馬鈴薯微型薯生產(chǎn)是馬鈴薯種薯生產(chǎn)中的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。內(nèi)蒙古自治區(qū)作為中國(guó)馬鈴薯五大主產(chǎn)區(qū)之一，近幾年年均生產(chǎn)微型薯種薯保持在5 億粒左右[4]。利用基質(zhì)栽培脫毒苗是繁育馬鈴薯微型薯的主要技術(shù)手段之一，可以有效預(yù)防并且控制土傳病害的傳播，保證微型薯的質(zhì)量。呂典秋等[5]和卞春松等[6]研究認(rèn)為蛭石和草炭土配成的基質(zhì)最適宜微型薯的生產(chǎn)。楊培軍等[7]認(rèn)為草碳土作為基質(zhì)在馬鈴薯微型薯的生根、產(chǎn)量、大中薯率、百粒重等方面均優(yōu)于蛭石。近些年，有關(guān)脫毒馬鈴薯微型薯繁育基質(zhì)的研究受到了廣泛關(guān)注[8-12]。目前內(nèi)蒙古自治區(qū)大部分地區(qū)以蛭石作為馬鈴薯微型薯生產(chǎn)基質(zhì)，所生產(chǎn)的馬鈴薯微型薯總產(chǎn)量、合格薯率均比較高。綜合來(lái)看使用蛭石生產(chǎn)的馬鈴薯微型薯經(jīng)濟(jì)效益較好，且本地微型薯生產(chǎn)企業(yè)所采用的栽培基質(zhì)也多數(shù)以蛭石為主。但是，蛭石屬于不可再生資源，且使用一次后為了避免病蟲害的發(fā)生，一般不進(jìn)行重復(fù)利用；另外，由于環(huán)評(píng)壓力較大，多地政府已經(jīng)對(duì)蛭石礦的開采實(shí)施了一些限制[13]。為了有效推廣馬鈴薯微型薯繁育，尋找新型基質(zhì)來(lái)減少或者替代蛭石已成為迫切需要解決的問題。結(jié)合前人研究結(jié)論以及當(dāng)?shù)貙?shí)際，選取蛭石和草炭土作為試驗(yàn)材料，以期篩選出更適合脫毒馬鈴薯脫毒苗生長(zhǎng)發(fā)育和成本低廉的基質(zhì)配比用于推廣脫毒馬鈴薯微型薯生產(chǎn)，為內(nèi)蒙古地區(qū)脫毒種薯高效可持續(xù)生產(chǎn)提供技術(shù)參考。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)區(qū)概況試驗(yàn)在內(nèi)蒙古自治區(qū)烏蘭察布市農(nóng)林科學(xué)研究所馬鈴薯育種基地的網(wǎng)棚內(nèi)進(jìn)行。試驗(yàn)地區(qū)海拔1334m，屬大陸性季風(fēng)氣候，四季特征明顯，年平均氣溫一般在0～18℃之間，年平均降水量300mL左右，雨量集中在每年7-9 月，無(wú)霜期95～145d。

1.2 供試材料供試材料為苗齡25d 左右、苗高5cm、3 葉以上健壯無(wú)污染的YP188 的馬鈴薯脫毒苗（均由烏蘭察布市農(nóng)林科學(xué)研究所馬鈴薯研究室組培中心提供）。YP188 是一種黃皮、黃肉的中晚熟材料，生育期92d，莖淺綠色，葉淺綠色，花冠白色，天然結(jié)實(shí)性中等，薯塊橢圓形，芽眼淺，植株生長(zhǎng)較整齊，繁育后代各農(nóng)藝性狀較穩(wěn)定。

1.3 試驗(yàn)設(shè)計(jì)與方法選用蛭石與草炭土不同配比的基質(zhì)進(jìn)行隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，共計(jì)5 種基質(zhì)配方（表1），其草炭土體積分別為0、12.5%、25.0%、37.5%、50.0%，以全部為蛭石的基質(zhì)（草炭土體積為0）作為對(duì)照處理（CK），各處理基質(zhì)體積相同。每個(gè)處理設(shè)置3 次重復(fù)。

表1 蛭石和草炭土體積配比

選用高架離地苗床（長(zhǎng)× 寬× 高為3m×1.25m×0.75m），能夠更好地阻隔土傳病害的影響。為了消除苗床中間和邊際的環(huán)境差異，在苗床四周栽種4 行青薯9 號(hào)馬鈴薯脫毒苗作為保護(hù)行，并且采用微噴和滴灌相結(jié)合的方式對(duì)馬鈴薯脫毒苗進(jìn)行澆灌。在試驗(yàn)前，苗床施入基肥（每個(gè)苗床施用馬鈴薯專用復(fù)合肥（N+P2O+K20 ≥48%）0.8kg+純羊糞有機(jī)肥0.8kg，尼龍布噴灑多菌靈和用高效氯氰菊酯等進(jìn)行滅菌殺蟲處理。苗床上的尼龍布具有保墑透氣的功能，當(dāng)澆水過多時(shí)，能夠?qū)⒍嘤嗟乃旨皶r(shí)排出，防止?jié)澈Πl(fā)生；當(dāng)苗床水分較少時(shí)，也可以有效保持基質(zhì)濕潤(rùn)。

1.4 調(diào)查及采樣釆用隨機(jī)取樣的方法采集數(shù)據(jù)。脫毒苗移植到苗床后用黑紗進(jìn)行遮蔭5～7d，10～15d內(nèi)統(tǒng)計(jì)移栽成活率。調(diào)查成活率時(shí)，每個(gè)試驗(yàn)小區(qū)隨機(jī)調(diào)查1m2的馬鈴薯脫毒苗。在成熟期，每個(gè)試驗(yàn)小區(qū)分別取樣3 次，每次取樣1m2調(diào)查數(shù)據(jù)，并計(jì)算單株結(jié)薯數(shù)、單薯重。全部收獲后，進(jìn)行微型薯分級(jí)（表2）。然后測(cè)定總產(chǎn)量、總重量，并統(tǒng)計(jì)合格率。試驗(yàn)小區(qū)總面積為56.25m2，每個(gè)小區(qū)面積3.75m2，馬鈴薯脫毒苗株行距3cm×10cm，栽入基質(zhì)深度2.0～2.5cm（苗床基質(zhì)平均厚度6～8cm）。生長(zhǎng)期內(nèi)保持網(wǎng)棚內(nèi)濕度90%以上，溫度保持25～28℃，同時(shí)密切關(guān)注病蟲害情況，做好防治與調(diào)查工作。2022 年5 月15-21 日將馬鈴薯脫毒苗扦插栽入離地苗床，9 月30 日收獲。期間每隔10d 噴施1 次殺蟲劑（吡蟲啉）、葉面肥（營(yíng)養(yǎng)成分含量為Fe 4.0%、Zn 4.0%、Mn 3.0%、Cu 0.5%、B 1.5%、Mo 0.05%、Mg 0.7%、S ≤3%）。

表2 脫毒馬鈴薯微型薯分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)

1.5 數(shù)據(jù)處理用Origin pro 2022 進(jìn)行數(shù)據(jù)方差分析（ANOVA），并用Tukey 檢驗(yàn)測(cè)定數(shù)據(jù)結(jié)果（顯著水平P＜0.05），繪制箱線圖；使用Microsoft Office Excel 2016 軟件計(jì)算各測(cè)量數(shù)據(jù)的平均值。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同處理對(duì)脫毒馬鈴薯脫毒苗移栽成活率的影響脫毒苗移栽后10～15d 內(nèi)測(cè)定成活率（圖1a）。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，各處理間馬鈴薯脫毒苗成活率 變化 順序 為H2＞H3＞H1＞CK＞H4。H2 處 理（草炭土體積占25.0%）的馬鈴薯脫毒苗成活率最高，為92.00%，分別較H3、H1、CK、H4 提高了9.87、12.89、18.09、21.33 個(gè)百分點(diǎn)（表3）。處理H2 的成活率顯著高于CK。

圖1 不同處理脫毒馬鈴薯微型薯各經(jīng)濟(jì)性狀

表3 不同處理對(duì)脫毒馬鈴薯微型薯經(jīng)濟(jì)性狀的影響

2.2 不同處理對(duì)脫毒馬鈴薯微型薯單株結(jié)薯數(shù)的影響脫毒馬鈴薯微型薯單株結(jié)薯數(shù)的變化順序?yàn)镃K＞H4＞H1＞H3＞H2（圖1b），對(duì)照的單株結(jié)薯數(shù)最多，為1.61 粒，與處理H1、H2、H3、H4 比較，平均單株結(jié)薯數(shù)分別增加了0.29 粒、0.44 粒、0.37 粒、0.07 粒（表3）。處理H1、H2、H3 與對(duì)照之間存在顯著差異。從試驗(yàn)結(jié)果可知，在施入適宜的底肥和葉面肥后，比蛭石營(yíng)養(yǎng)成分高的草炭土發(fā)揮作用有限，微型薯的單株結(jié)薯數(shù)并沒有增加。反之，4 個(gè)處理中有3 個(gè)處理比對(duì)照顯著降低，說(shuō)明基質(zhì)中加入12.5%～37.5%的草炭土顯著降低馬鈴薯微型薯單株結(jié)薯數(shù)。

2.3 不同處理對(duì)脫毒馬鈴薯微型薯單薯重的影響脫毒馬鈴薯微型薯單薯重變化順序是：H1＞H2＞H3＞H4＞CK（圖1c），處理H1、H2、H3、H4 的脫毒馬鈴薯微型薯平均單薯重依次為18.60g、11.85g、11.66g 和10.81g，較CK 分別提高了8.72g、1.97g、1.78g 和0.93g（表3）。處理H1 的單薯重顯著高于對(duì)照和其他處理。

2.4 不同處理對(duì)脫毒馬鈴薯微型薯合格率的影響脫毒馬鈴薯微型薯合格率變化順序是：H1＞H3＞CK＞H2＞H4（圖1d），處理H1 和H3 的脫毒馬鈴薯微型薯合格率依次為92.69%、90.13%，較對(duì)照分別提高了2.96、0.40 個(gè)百分點(diǎn)（表3）；而處理H2、H4 的脫毒馬鈴薯微型薯合格率與對(duì)照相比分別降低了2.37、7.48 個(gè)百分點(diǎn)，處理H1 的馬鈴薯合格率顯著高于處理H4，各處理與對(duì)照之間均不存在顯著性差異。

2.5 不同處理對(duì)脫毒馬鈴薯微型薯總產(chǎn)量的影響脫毒馬鈴薯微型薯總產(chǎn)量變化順序是：H1＞H2＞CK＞H4＞H3（圖1e），處理H1 的脫毒馬鈴薯微型薯總產(chǎn)量最高，為4969 粒。處理H1、H2 與對(duì)照相比分別增加了1073 粒和344 粒（表3），處理H1 顯著高于對(duì)照的總產(chǎn)量，處理H3 和H4 顯著低于對(duì)照的總產(chǎn)量。

2.6 不同處理對(duì)脫毒馬鈴薯微型薯總重量的影響脫毒馬鈴薯微型薯總重量變化順序是：H1＞H2＞H3＞H4＞CK（圖1f），對(duì)照的脫毒馬鈴薯微型薯總重量最低，為38.19kg。處理H1、H2、H3、H4 與對(duì)照相比分別增加了54.51kg、12.38kg、4.20kg 和1.30kg（表3），處理H1 與對(duì)照存在顯著性差異。從試驗(yàn)結(jié)果可知，處理H1 能夠顯著提升YP188 的微型薯總重量。

3 結(jié)論與討論

為克服連作障礙和土地限制，更加有效地預(yù)防和控制各種土傳病害的傳播，進(jìn)一步保證種薯的質(zhì)量，在馬鈴薯微型薯生產(chǎn)上大多選用無(wú)土基質(zhì)。近幾年，在中國(guó)多個(gè)馬鈴薯微型薯產(chǎn)區(qū)均根據(jù)當(dāng)?shù)刭Y源與不同品種的脫毒苗生長(zhǎng)特性，開展對(duì)無(wú)土栽培基質(zhì)相關(guān)問題的研究。劉補(bǔ)成等[14]、裴暉平等[15]、方貫?zāi)鹊萚16]均利用蛭石作為主要栽培基質(zhì)做了比較試驗(yàn)。楊春等[17]利用草炭土作為主要栽培基質(zhì)進(jìn)行研究。為了適應(yīng)馬鈴薯種薯生產(chǎn)，無(wú)土栽培基質(zhì)一般以草炭土、蛭石等為主要原料，優(yōu)化兩者的配比是實(shí)際生產(chǎn)中很重要的問題。

本研究結(jié)果表明，草炭土比例的遞增與馬鈴薯脫毒苗的成活率并不呈正相關(guān)，且當(dāng)草炭土和蛭石比為1∶1 時(shí)，脫毒微型薯苗的成活率最低，與王芳[18]提出結(jié)論相反。本試驗(yàn)結(jié)果不同于前人是由于種植水平、管理水平或者環(huán)境因素的影響，試驗(yàn)結(jié)論還需要進(jìn)一步驗(yàn)證；對(duì)照（基質(zhì)僅為蛭石）的脫毒馬鈴薯微型薯的單株結(jié)薯數(shù)最多，說(shuō)明蛭石基質(zhì)透氣性好、比較蓬松，不限制馬鈴薯微型薯的自由生長(zhǎng)。草炭土體積為12.5%時(shí)的單薯重、合格率、總產(chǎn)量和總重量最高，說(shuō)明草炭土本身具有大量有助于脫毒馬鈴薯微型薯生長(zhǎng)需要的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)成分，能夠改善土壤的微環(huán)境，更適宜脫毒馬鈴薯微型薯的生長(zhǎng)。但是基質(zhì)中草炭土過多，不利于脫毒馬鈴薯微型薯的經(jīng)濟(jì)性狀提升，且影響微型薯外觀品質(zhì)、降低經(jīng)濟(jì)價(jià)值。

綜合考慮所有性狀參數(shù)，本試驗(yàn)所設(shè)計(jì)的基質(zhì)配比中，蛭石和草炭土體積比為87.5∶12.5 的經(jīng)濟(jì)效益最高。盡管該處理的成活率和單株結(jié)薯數(shù)不是最多，但馬鈴薯微型薯的單薯重、合格率、總產(chǎn)量和總重量最高。本研究結(jié)果對(duì)今后的實(shí)際生產(chǎn)中具有一定的指導(dǎo)意義。