霧培馬鈴薯不同品種生長及微型薯產(chǎn)量比較

賀曉霞

（甘肅省莊浪縣農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣中心，甘肅 莊浪 744699）

馬鈴薯（Solanum tuberosum L.）是一種重要的糧菜兼用型經(jīng)濟作物，在中國農(nóng)作物生產(chǎn)中占有重要地位。馬鈴薯具有產(chǎn)量高、適應(yīng)性強、營養(yǎng)豐富及加工用途廣泛等特點，已成為世界上僅次于水稻、小麥、玉米的第四大糧食作物[1,2]。霧培（Aeroponics）是一種直接利用噴霧裝置將營養(yǎng)液霧化直接噴射到植物根部的栽培方法，可以為植物生長提供水、氣、肥的一種無土栽培模式，具有節(jié)水、節(jié)肥等特點，被認(rèn)為是未來溫室栽培重要技術(shù)之一[3]。霧培法生產(chǎn)馬鈴薯脫毒微型薯是中國近年來開發(fā)和研究的一項新型的無土栽培技術(shù)。這種栽培技術(shù)不僅能大幅度提高微型薯繁殖效率，還可以解決馬鈴薯原原種生產(chǎn)中的氣候和地域問題，實現(xiàn)微型薯的周年工廠化生產(chǎn)[4,5]。

近年來，甘肅馬鈴薯常年播種面積66.7萬hm2以上，主栽品種隴薯、青薯和莊薯系列，存在品種數(shù)量較少、品種多樣性程度較低的問題，阻礙了甘肅省馬鈴薯產(chǎn)業(yè)化發(fā)展。引進篩選出適宜霧培法種植的產(chǎn)量較高的馬鈴薯微型薯新品種，對當(dāng)?shù)伛R鈴薯產(chǎn)業(yè)發(fā)展具有較大的促進作用。本研究引進馬鈴薯微型薯霧培法生產(chǎn)技術(shù)，選用‘莊薯4號’、‘隴薯10號’、‘天薯11號’和‘冀張薯8號’共4個馬鈴薯品種脫毒瓶苗，對不同馬鈴薯品種霧培生產(chǎn)過程中的形態(tài)指標(biāo)、生理指標(biāo)及產(chǎn)量指標(biāo)進行研究，比較不同品種的相關(guān)生長指標(biāo)，篩選出適宜當(dāng)?shù)仂F培生產(chǎn)脫毒微型薯的高產(chǎn)馬鈴薯品種，以期為今后馬鈴薯新品種的生產(chǎn)推廣提供有力的理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 供試材料

供試材料為‘莊薯3號’（Z-3）、‘莊薯4號’（Z-4）、‘天薯 11號’（T-11）、‘隴薯 10號’（L-10）和‘冀張薯8號’（J-8）脫毒試管苗，脫毒苗使用前經(jīng)DAS-ELISA法檢測無馬鈴薯X病毒、Y病毒、卷葉病毒和S病毒。試驗于2016年4～10月在莊浪縣馬鈴薯脫毒種薯繁育中心霧培室進行。

1.2 試驗方法

試驗采用霧培方式進行，以MS為噴霧營養(yǎng)液，所用試劑均為分析純。以不同品種為處理，當(dāng)?shù)仂F培主栽品種Z-3為對照（CK），共設(shè)5個處理，4次重復(fù)，每個品種移栽4個霧培床。

栽培床660 cm×95 cm×130 cm，栽培密度20 cm×15 cm，每個霧培床移栽288株脫毒水培苗。營養(yǎng)液pH 5.5～6.0，EC值2.0～2.5，每周更換一次營養(yǎng)液。白天噴霧時間每隔5 min噴霧24 s，夜晚每隔30 min噴霧24 s。將脫毒試管苗于1/2MS營養(yǎng)液中水培30 d，選取高15 cm左右、長勢一致的薯苗，移栽到栽培孔后開啟噴霧系統(tǒng)[6]。

1.3 測定指標(biāo)

定植后28 d開始對植株生長勢進行調(diào)查，每14 d測定1次，生育期內(nèi)共測定5次，每個處理隨機選取15株，測定株高（用直尺測量莖基部到頂端生長點的距離）、莖粗（用游標(biāo)卡尺測量莖基部最粗處）、根長（用直尺測量莖基部到側(cè)根末端的距離）、葉面積（用葉面積測量儀YMJ-C測量，從植株頂端數(shù)倒數(shù)第4片展開的復(fù)葉作為測量葉片）、葉綠素SPAD值（Chlorophyll Meter SPAD-502儀測定，從植株頂端數(shù)倒數(shù)第3片展開的復(fù)葉作為測量葉片）和匍匐莖數(shù)量。結(jié)薯后開始收獲質(zhì)量＞5 g的微型薯，每周采收1次，第4次全部收獲，測定單株結(jié)薯數(shù)、單株結(jié)薯重及平均單薯重[7]。

1.4 數(shù)據(jù)處理

采用Microsoft Excel 2010對試驗數(shù)據(jù)進行整理，采用DPS 7.05軟件進行方差分析，采用Duncan's新復(fù)極差法進行多重比較。

2 結(jié)果與分析

2.1 霧培馬鈴薯不同品種不同生長時期形態(tài)指標(biāo)比較

2.1.1 霧培馬鈴薯不同品種不同生長時期株高變化

由圖1可知，不同品種不同生長時期株高存在差異，5個品種株高隨著生長時間變化呈上升趨勢。定植28 d時，L-10、T-11和Z-4與Z-3（CK）和J-8株高存在顯著差異，Z-3（CK）株高最高，Z-4株高最低。定植后42 d，J-8株高最高，L-10和Z-4株高與其他3個品種存在顯著差異，J-8、T-11與Z-3（CK）株高差異不顯著。定植后56 d，5個品種株高差異顯著。定植后70 d，J-8和Z-4株高差異不顯著。定植后84 d，J-8株高最高，與其他品種株高差異顯著。

2.1.2 霧培馬鈴薯不同品種不同生長時期莖粗變化

圖1 霧培馬鈴薯不同品種不同生長時期株高變化Figure 1 Changes in plant height of different varieties at different growth stages in aeroponics

圖2 霧培馬鈴薯不同品種不同生長時期莖粗變化Figure 2 Changes in stem diameter of different varieties at different growth stages in aeroponics

由圖2可知，5個品種馬鈴薯莖粗隨著生長時間變化而增加。定植后28 d，Z-3（CK）和Z-4莖粗差異不顯著。定植后42 d及以后的測定期內(nèi)Z-3（CK）莖粗明顯高于其他品種，且莖粗顯著大于其他4個品種。定植后56 d，5個品種莖粗差異顯著。定植后70和84 d，Z-4和T-11莖粗差異不顯著，其他品種莖粗差異顯著。

2.1.3 霧培馬鈴薯不同品種不同生長時期根長變化

從圖3可以看出，霧培馬鈴薯不同品種根系生長的動態(tài)變化趨勢，各個品種根長隨著生長時間不斷的增加。在整個測定期內(nèi)，Z-3（CK）根長最長，L-10根長低于其他品種。移栽后28 d，Z-4與T-11根長差異不顯著。其余測定時期，霧培馬鈴薯5個品種根長差異均達到顯著水平。

2.1.4 霧培馬鈴薯不同品種不同生長時期葉面積變化

霧培馬鈴薯不同生長時期葉面積測定結(jié)果如圖4所示，定植后28 d，J-8葉面積最大，各品種葉面積差異顯著。定植后42，56和70 d，T-11葉片面積高于其他品種，且差異達到顯著水平。定植后84 d，J-8葉面積最大，Z-3（CK）和L-10葉面積差異不顯著。

2.2 霧培馬鈴薯不同品種不同生長時期生理指標(biāo)比較

圖3 霧培馬鈴薯不同品種不同生長時期根長變化Figure 3 Changes in root length of different varieties at different growth stages in aeroponics

圖4 霧培馬鈴薯不同生長時期葉面積變化Figure 4 Changes in leaf area of different varieties at different growth stages in aeroponics

圖5 霧培馬鈴薯不同品種不同生長時期葉綠素SPAD值變化Figure 5 Changes in leaf SPAD value of different varieties at different growth stages in aeroponics

圖6 霧培馬鈴薯不同品種不同生長時期匍匐莖數(shù)量變化Figure 6 Changes in stolon number of different varieties at different growth stages in aeroponics

由圖5可知，定植后28 d，Z-3（CK）葉綠素SPAD值為37.8，Z-4葉綠素SPAD值為31.4，5個品種葉綠素SPAD值差異顯著。定植28 d后，隨著葉片數(shù)量的增加，不同品種葉綠素SPAD值也不斷增加。定植后42 d，Z-4葉綠素SPAD值最小，與其他品種差異顯著。定植后56，70和84 d，J-8葉綠素SPAD值最小，且與其他品種差異達到顯著水平。

2.3 霧培馬鈴薯不同品種產(chǎn)量指標(biāo)比較

2.3.1 霧培馬鈴薯不同品種不同生長時期匍匐莖數(shù)量變化

霧培馬鈴薯不同品種不同生長時期匍匐莖測定結(jié)果如圖6所示，從圖6中可以看出霧培馬鈴薯隨著生長時間的變化，匍匐莖數(shù)量不斷增加，定植后28 d，霧培馬鈴薯處于生根階段，沒有生出匍匐莖。定植后42，56和70 d，J-8匍匐莖數(shù)量多于其他品種。定植后84 d，T-11匍匐莖數(shù)量多于其他品種，匍匐莖數(shù)量為12條，與Z-3（CK）、J-8匍匐莖數(shù)量差異不顯著，Z-4和L-10匍匐莖數(shù)量差異不顯著。

2.3.2 霧培馬鈴薯不同品種結(jié)薯性能比較

由表1可知，Z-3（CK）單株結(jié)薯數(shù)和單株結(jié)薯重分別為43.25粒和143.59 g，均顯著高于Z-4、T-11、J-8和L-10。單株結(jié)薯數(shù)最少的為J-8，單株結(jié)薯數(shù)為29.57粒。L-10單株結(jié)薯重最小，其單株結(jié)薯重為91.02 g。L-10平均單薯重最小，其平均單薯重為2.94 g，Z-3（CK）、T-11、J-8與L-10單薯重存在顯著差異。

表1 霧培馬鈴薯不同品種微型薯產(chǎn)量Table 1 Minituber yields of different varieties in aeroponics

3 討 論

試驗結(jié)果表明，5個供試品種在形態(tài)指標(biāo)、生理指標(biāo)和微型薯產(chǎn)量等方面各有差異。不同生長時期、不同品種形態(tài)指標(biāo)和生理指標(biāo)存在差異。定植后84 d，J-8株高和葉面積高于其他品種，Z-3（CK）莖粗、根長和葉綠素SPAD值大于其他品種，T-11匍匐莖數(shù)量多于其他品種。微型薯產(chǎn)量最高的為Z-3（CK），單株結(jié)薯數(shù)達到43.25粒，單株結(jié)薯重143.59 g，平均單薯重3.32 g。微型薯產(chǎn)量最低的為J-8，單株結(jié)薯數(shù)達到29.57粒，單株結(jié)薯重94.92 g，平均單薯重3.21 g。Z-4、L-10和T-11微型薯產(chǎn)量居中。J-8植株生長勢旺，霧培條件生長更容易徒長，生長后期倒伏嚴(yán)重，植株葉片蔭蔽易引發(fā)病害，且微型薯產(chǎn)量較低。L-10霧培生產(chǎn)的微型薯收獲后易失水萎蔫，貯藏期爛薯率嚴(yán)重。試驗結(jié)果發(fā)現(xiàn)，馬鈴薯微型薯產(chǎn)量和株高、莖粗、根長、葉面積、葉綠素SPAD值無正相關(guān)關(guān)系，不同馬鈴薯品種微型薯產(chǎn)量和植株匍匐莖數(shù)量及長度存在一定的相關(guān)性。因此，從形態(tài)指標(biāo)、生理指標(biāo)和微型薯產(chǎn)量等方面綜合考慮，Z-4和T-11可作為當(dāng)?shù)仂F培生產(chǎn)微型薯的優(yōu)勢品種進行推廣。

近年來，中國馬鈴薯的種植面積逐年增加，根據(jù)馬鈴薯的市場波動，各地區(qū)也不斷的對品種結(jié)構(gòu)進行調(diào)整[8,9]。優(yōu)良品種的應(yīng)用是提供高產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)馬鈴薯的主要途徑，引進適宜當(dāng)?shù)胤N植的馬鈴薯品種是推動馬鈴薯產(chǎn)業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵。馬鈴薯微型薯霧培法生產(chǎn)技術(shù)可以解決馬鈴薯原原種生產(chǎn)中的氣候和地域問題，實現(xiàn)微型薯的工廠化、規(guī)模化周年生產(chǎn)，是目前馬鈴薯脫毒種薯生產(chǎn)領(lǐng)域里一項具有較大研究價值和發(fā)展?jié)摿Φ纳a(chǎn)技術(shù)，經(jīng)濟、社會和生態(tài)環(huán)境效益明顯，發(fā)展前景甚為廣闊。莊浪縣成功引進馬鈴薯微型薯霧培法生產(chǎn)技術(shù)，但目前主要栽培品種為‘莊薯3號’，品種單一問題突出，因此，篩選更多適宜霧培生產(chǎn)微型薯的馬鈴薯品種越來越迫切，應(yīng)用不同品種進行微型薯生產(chǎn)也是豐富甘肅省馬鈴薯品種的重要途徑。

何慶學(xué)等[10]研究表明，影響霧培馬鈴薯營養(yǎng)體生長的因素主要來自品種的遺傳特性，在生產(chǎn)中有目的地選擇馬鈴薯品種仍是提高霧培馬鈴薯結(jié)薯能力的重要方法。無土栽培模式可緩解土壤疾病、提高土地利用空間、省力化栽培和清潔生產(chǎn)[11]，本研究采用定植板創(chuàng)新改良后的第二代霧培栽培體系，通過比較馬鈴薯不同品種在營養(yǎng)生長及微型薯產(chǎn)量等指標(biāo)，篩選出適合當(dāng)?shù)仂F培生產(chǎn)微型薯的高產(chǎn)優(yōu)勢品種，但不同品種微型薯貯藏生理特性、適宜不同品種的霧培營養(yǎng)液配方、各品種在當(dāng)?shù)氐谋憩F(xiàn)特性等有待進一步研究，合理選用優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)品種、科學(xué)完善霧培微型薯栽培體系，提高微型薯生產(chǎn)的經(jīng)濟效益與社會效益，可加速推進馬鈴薯產(chǎn)業(yè)化發(fā)展進程。