馬鈴薯脫毒微型薯庭院式生產(chǎn)模式研究

覃大吉，殷紅清，帥超群，馬 進，黃建民，李梁俊，黃毅華

(1.湖北省農(nóng)業(yè)科技創(chuàng)新中心鄂西綜合試驗站，湖北 恩施 445000;2.恩施市太陽河梁俊馬鈴薯專業(yè)合作社，湖北 恩施 445000)

馬鈴薯是重要的糧食作物，西南混作區(qū)是全國的馬鈴薯主產(chǎn)區(qū)之一，常年種植面積133.3萬hm2左右(其中武陵山區(qū)46.7萬hm2，湖北省20萬hm2左右，恩施州12萬hm2)，每年需要種薯200萬噸[1].近年來馬鈴薯加工業(yè)的興起和種植業(yè)結構的調(diào)整，馬鈴薯的種植范圍也由山區(qū)進入平原湖區(qū)，部分地區(qū)將露栽培方式為大棚多季栽培，種植面積迅速擴大，種薯需求量隨之增加.

隨著科技的進步，馬鈴薯脫毒種薯體系不斷更新，從“四年制”到“二年制”[2]再到“一年制”，理論上取得了長足的進步，但實踐中脫毒種薯的“優(yōu)而無勢，有質(zhì)少量” 的局面仍然停滯不前，不利于在生產(chǎn)中發(fā)揮脫毒種薯的巨大增產(chǎn)潛力(30%～50%).這與馬鈴薯脫毒種薯的工業(yè)化生產(chǎn)水平較低、生產(chǎn)成本較高有關，同時也受到約定俗成的脫毒種薯的推廣應用體系的限制[3].

本研究通過對NFT系統(tǒng)[4]與間歇式升降營養(yǎng)液深度技術及其無土栽培裝置系統(tǒng)[5]進行初步比較后,擬采用后者進行馬鈴薯脫毒微型薯生產(chǎn)模式研究，探究其運行最適宜的環(huán)境條件，從而篩選出該技術及其無土栽培裝置系統(tǒng)適宜的環(huán)境條件，驗證其生產(chǎn)能力，旨在為馬鈴薯脫毒微型薯集中與分散經(jīng)營理念提供高效適用的生產(chǎn)經(jīng)營模式.

1 材料和方法

1.1 試驗材料

鄂馬鈴薯5號水培生根苗(用脫毒試管苗扦插繁殖);無土栽培裝置系統(tǒng)(IRF-NDT)生產(chǎn)單元若干;馬鈴薯MS培養(yǎng)基(大量元素+微量元素+鐵鹽).

1.2 試驗方法

兩年四點比較試驗，每年各試點生產(chǎn)一季，季內(nèi)進行兩次無干擾收獲和一次全部收獲(分別在移栽后4、7、11周進行)[6-7].采用隨機區(qū)組法抽樣調(diào)查(每次調(diào)查面積為1 m2)，三次重復，對收獲的微型薯(≥5 cm)的數(shù)量(個)、重量(g)數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計.

1.3 試驗地點

S1:恩施州農(nóng)業(yè)高新技術產(chǎn)業(yè)示范園；S2：恩施市太陽河西坪(海拔800 m)；S3：恩施市三岔天池山(海拔1 200 m)；S4：恩施市板橋大山頂(海拔1 600 m).

1.4 栽培方式

試驗面積：100 m2/試點;移栽密度：100株/m2;試驗條件：塑鋼大棚內(nèi)；生產(chǎn)季節(jié)：生產(chǎn)季節(jié)每年3～9月(各試點移栽期隨海拔升高相應推遲1個月).

2 結果與分析

不同試驗地點的微型薯的數(shù)量、重量、直徑調(diào)查結果見表1.對表1進行分析得知:第一次無干擾收獲時單位面積微型薯平均收獲個數(shù)從319個/m2到456個/m2，微型薯平均重量從5.00 g/個到5.92 g/個，微型薯平均直徑從5.03 cm/個到6.00 cm/個；第二次無干擾收獲時單位面積微型薯平均收獲個數(shù)從1 328個/m2到2001個/m2，微型薯平均重量從6.00 g/個到7.05 g/個，微型薯平均直徑從6.00 cm/個到7.01 cm/個；第三次全部收獲時單位面積微型薯平均收獲個數(shù)從606個/m2到770個/m2，微型薯平均重量從7.05 g/個到7.79 g/個，微型薯平均直徑從6.06 cm/個到6.98 cm/個.

表1 微型薯數(shù)量、重量、直徑調(diào)查結果表

續(xù)表1

試驗地點試驗年限調(diào)查內(nèi)容第1次(無干擾收獲)ⅠⅡⅢ第2次(無干擾收獲)ⅠⅡⅢ第3次(全部收獲)ⅠⅡⅢ數(shù)量390362330139814611536702722734S22011重量5．065．225．416．046．707．057．097．347．61直徑5．035．065．166．006．146．216．236．346．19數(shù)量3944114171719186419096066276312010重量5．215．555．776．096．346．777．227．767．14S3直徑5．055．115．066．016．136．166．816．716．44數(shù)量4564234181724184920016916466082010重量5．315．575．466．766．826．487．387．437．09直徑5．355．215．146．336．176．236．456．666．56數(shù)量4134264471899193919386116376442010重量5．005．145．246．006．196．337．457．217．18S4直徑5．085．155．416．176．236．076．226．166．34數(shù)量4074234501928194319696126296472011重量5．075．485．926．156．356．787．177．027．52直徑5．125．096．006．326．316．146．466．346．80

注:①第1次無干擾收獲時間在移栽后4周，第2次無干擾收獲在移栽后7周，第3次全部收獲在11周；②微型薯數(shù)量為每平方米測量值，微型薯重量、直徑數(shù)值為調(diào)查樣本微型薯單個的平均值.

表2 兩年四試點試驗同一調(diào)查樣本微型薯個數(shù)匯總表

S1試點兩年平均2 524.33個/m2，S2試點兩年平均2 542.83個/m2，S3試點兩年平均2 899.00個/m2，S4試點兩年平均2 993.67個/m2.微型薯個數(shù)隨著試點海拔的升高而增加，從2 518.67個/m2到3 002.67個/m2；2010年平均平均微型薯個數(shù)為2 725.83個/m2，2011年則為2 754.08個/m2，相差很小.

利用灰色關聯(lián)度分析法[8]，對參加馬鈴薯脫毒微型薯生產(chǎn)試驗的三次收獲的數(shù)量、重量、直徑進行分析，并作出綜合評價.

先設一個“參考處理K”,以其各項性狀指標構成一個參考數(shù)列x0,各參試處理為被比較數(shù)列xi.且x0=[x0(1),x0(2)，…，x0(n)],xi=[xi(1),xi(2),…，xi(n)],取εi(k)為K點的關聯(lián)系數(shù)，ri為等權關聯(lián)度,

εi(k)=miniminkΔi(k)+ρmaximaxkΔi(k)/(Δi(k)+ρmaximaxkΔi(k))

(1)

(2)

(3)

計算出關聯(lián)度ri和ri′，后,由ri和ri′，依大小排成的數(shù)列為關聯(lián)序列,根據(jù)排序依次確定各處理與參考處理K的接近程度,從而判斷各處理的優(yōu)劣.

將各點馬鈴薯脫毒微型薯兩年三次重復的試驗數(shù)據(jù)進行平均處理，得各點數(shù)列x1、x2、x3、x4根據(jù)馬鈴薯脫毒微型薯生產(chǎn)的目標，結合試驗結果，確定參考處理K，見下表3.

將表3中的數(shù)據(jù)進行無量綱化處理，用xi數(shù)列分別除以x0數(shù)列即可得到一個新數(shù)列(無量綱化數(shù)列)，見表4.

表3 微型薯個數(shù)兩年三次重復的試驗數(shù)據(jù)平均值表

表4 數(shù)據(jù)無量綱化處理

依據(jù)Δi(k)=│x0(k)-xi(k)│計算出x0與xi(i=1,2,…，9)的絕對差值列于表5.

表5 x0與xi的絕對差值

由表4可知,本試驗二級最小差為0.032 0,二級最大差為0.288 7,取ρ= 0.5 ,將其代入式(1)計算關聯(lián)系數(shù)，根據(jù)各處理對馬鈴薯晚疫病防治效果的目標和生產(chǎn)對性狀的要求,確定權重系數(shù)，全部權重系數(shù)總和為1，見表6.

表6 各參試處理與參考處理的關聯(lián)系數(shù)

用權重系數(shù)f去乘關聯(lián)系數(shù)得到加權關聯(lián)系數(shù)，將已求的關聯(lián)系數(shù)代入式(2) 、(3),得出等權、加權關聯(lián)度,并排序，見下表7.

表7 參試處理關聯(lián)度與排序

由表7得知，通過等權關聯(lián)度分析，與參考處理最接近的為S3，其它依次為S4、S1、S2，當賦予各性狀不同的權重系數(shù)后，加權關聯(lián)度與等權關聯(lián)度有差異，位序發(fā)生變化，與參考處理最接近的為S4，其它依次為S3、S2、S1，根據(jù)實際生產(chǎn)需要，應選擇加權分析，因此，在不同海拔進行馬鈴薯脫毒微型薯生產(chǎn)，最佳區(qū)域應在高海拔區(qū)域(1 600 m左右)，其次為二高山稍高海拔區(qū)域(1 200 m左右)，二高山稍低海拔區(qū)域(800 m)，在低山區(qū)域(400 m左右)效果較其它區(qū)域差.

3 討論

試驗結果顯示：通過采用兩次無干擾收獲和一次全部收獲的方式延長了微型薯的生產(chǎn)季節(jié)，各試驗點收獲微型薯數(shù)都在2 500個/m2以上，微型薯個數(shù)隨著試點海拔的升高而增加，從2 518.67個/m2到3 002.67個/m2，且年份間差異較小.該生產(chǎn)模式具有較好的適應性，適合進行馬鈴薯脫毒微型薯集中和分散經(jīng)營，根據(jù)需要，規(guī)?？纱罂尚?，生產(chǎn)季節(jié)可長可短.

本研究只進行了一年一季生產(chǎn)試驗，通過灰色關聯(lián)度分析法對試驗結果進行灰色關聯(lián)度分析，結果顯示：在不同海拔的四個試點進行馬鈴薯脫毒微型薯生產(chǎn)，最佳區(qū)域應在高海拔區(qū)域(1 600 m左右)，其次為二高山稍高海拔區(qū)域(1 200 m左右)，二高山稍低海拔區(qū)域(800 m)，在低山區(qū)域(400 m左右)效果較其它區(qū)域差，即海拔越高，越有利于馬鈴薯脫毒微顯著生產(chǎn)，但本研究不足之處有以下幾點：①對不同海最佳拔移栽時間沒有設計處理進行研究，隨著氣候的變化每年應該靈活掌握；②沒有進行不同海拔試點氣候因子數(shù)據(jù)調(diào)查與分析；③海拔400～1 200 m試點還應該設計第二季生產(chǎn)試驗，對不同海拔微型薯產(chǎn)能總體上評估會有偏差；④本試驗對脫毒苗不同生長季節(jié)的生物學產(chǎn)量和<5 cm的塊莖的生產(chǎn)潛能缺乏必要的分析(收獲微型薯為直徑≥5 cm的塊莖)，如果能夠更深入的研究，將有益于該生產(chǎn)模式的不斷完善和提高.

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