霧培條件下不同脫毒馬鈴薯品種比較分析

廖霏霏 劉興貴 王克秀 杜勇利 熊湖 張德銀

摘要：為篩選出適宜川南地區(qū)馬鈴薯原原種霧培生產(chǎn)的優(yōu)勢品種，本試驗選用7個馬鈴薯品種的脫毒苗，以‘費烏瑞它’為對照，采用原原種霧培法進行品比試驗，對不同品種的農(nóng)藝性狀和產(chǎn)量進行比較分析。結(jié)果表明，‘早大白’和‘中薯19號’結(jié)薯數(shù)分別為10.4粒/株和10.1粒/株，較對照分別增加33.3%和29.5%。綜合評價，‘早大白’和‘中薯19號’在參試品種中農(nóng)藝性狀表現(xiàn)較好、產(chǎn)量較高，適合川南地區(qū)馬鈴薯原原種霧培生產(chǎn)。

關(guān)鍵詞：霧培法；原原種；比較試驗；農(nóng)藝性狀；結(jié)薯率；產(chǎn)量

中圖分類號：S532文獻標志碼：A論文編號：cjas20191100278

Virus-free Potato Varieties in Aeroponics： Comparative Analysis

Liao Feifei1， Liu Xinggui1， Wang Kexiu2， Du Yongli1， Xiong Hu1， Zhang Deyin1

（1Yibin Academy of Agricultural Sciences， Yibin 644000， Sichuan， China；

2Sichuan Academy of Agricultural Sciences， Crop Research Institute， Chengdu 610066， Sichuan， China）

Abstract： To select the potato varieties suitable for the aeroponics production of pre-basic seeds in southern Sichuan， the agronomic traits and yield of seven virus-free plantlets of potato varieties were compared with the control‘Favorita’in aeroponics. The results showed that the tuber number per plant of‘Zao dabai’and‘Zhongshu 19’was 10.4 and 10.1， respectively， increased by 33.3% and 29.5% compared with that of the control. Evaluating comprehensively，‘Zaodabai’and‘Zhongshu 19’show better agronomic traits and higher yield among the tested varieties， which are suitable for pre-basic seeds production in aeroponics.

Keywords： Aeroponics； Pre-Basic Seeds； Comparison Test； Agronomic Traits； Rate of Tuber； Yield

0引言

四川省南部立體氣候明顯，具有天然優(yōu)厚的馬鈴薯生產(chǎn)條件[1]，但本區(qū)域脫毒種薯應用率相對較低，種薯退化現(xiàn)象較嚴重，導致馬鈴薯病害重、產(chǎn)量低，嚴重制約了當?shù)伛R鈴薯產(chǎn)業(yè)發(fā)展[2-3]。優(yōu)質(zhì)脫毒種薯的高效生產(chǎn)是解決此問題的關(guān)鍵，而原原種生產(chǎn)是優(yōu)質(zhì)脫毒種薯的質(zhì)量保障。脫毒馬鈴薯原原種生產(chǎn)主要采用基質(zhì)栽培和營養(yǎng)液霧化培養(yǎng)2種方式[4]。霧培法是1988年由Weathers等[5]提出的一種新型植物培養(yǎng)方法，與其他方法相比，具有可控性、生產(chǎn)自動化、成本低和效率高等優(yōu)點[6-8]，因此被廣泛應用于脫毒馬鈴薯原原種的生產(chǎn)。關(guān)于霧培生產(chǎn)脫毒馬鈴薯原原種的技術(shù)研究較多，主要涉及設(shè)備智能化、營養(yǎng)液配方、生產(chǎn)管理和抗性等方面[9-11]。對于不同品種，在同一環(huán)境和處理下的長勢和產(chǎn)量均有差異。前人對馬鈴薯品種間差異性的研究多在大田[12-14]，而在霧培上較少。汪翠存等[15]研究了不同品種的帶根苗與頂端扦插苗霧培的差異。賀曉霞[16]利用霧培法進行品比試驗，篩選出品種‘莊薯4號’和‘天薯11號’生長性狀好、微型薯產(chǎn)量高，適合在當?shù)剡M行微型薯霧培繁育。

脫毒馬鈴薯霧培生產(chǎn)技術(shù)的探索與應用在川南地區(qū)尚屬首次，不同品種在同一地區(qū)進行霧培時其生長發(fā)育表現(xiàn)會有所不同。通過引進國內(nèi)不同地方的馬鈴薯品種脫毒苗進行霧培試驗，對其相關(guān)農(nóng)藝性狀、經(jīng)濟性狀等進行調(diào)查，分析不同馬鈴薯品種對川南地區(qū)氣候特點、霧培技術(shù)等方面的適應性，篩選出適宜川南地區(qū)霧培生產(chǎn)脫毒馬鈴薯原原種的優(yōu)勢品種。

1材料與方法

1.1試驗時間地點

試驗于2018年1—5月在宜賓市農(nóng)業(yè)科學院本部進行。

1.2試驗材料

材料為‘中薯19號’、‘中薯5號’、‘興佳2號’、‘早大白’、‘東農(nóng)303’、‘尤金885’和‘費烏瑞它’7個馬鈴薯品種的脫毒試管苗。其中‘費烏瑞它’脫毒試管苗由四川省農(nóng)業(yè)科學院作物研究所提供，其他品種均由國家種質(zhì)克山馬鈴薯試管苗庫提供。

1.3試驗方法

1.3.1試驗設(shè)計脫毒苗于MS培養(yǎng)基光照培養(yǎng)25～30天，再水培20～25天。選取生長健壯，株高15～20 cm且無副葉的水培苗移栽至網(wǎng)室霧培箱體上，株距10 cm×15 cm。馬鈴薯霧培生產(chǎn)進行常規(guī)管理。試驗以‘費烏瑞它’為對照，采用單因素隨機區(qū)組設(shè)計，3次重復，小區(qū)面積1.2 m2（76株）。

1.3.2農(nóng)藝性狀測定移栽20天后，每隔10天測量全株長、莖粗、匍匐莖長、匍匐莖數(shù)，共計5次，每個小區(qū)隨機取樣5株進行測量，取其平均值。

1.3.3結(jié)薯率測定移栽20天后，每隔4天統(tǒng)計結(jié)薯株數(shù)，以結(jié)薯株數(shù)占小區(qū)總株數(shù)的百分比為結(jié)薯率，匍匐莖頂端膨大為匍匐莖直徑的2倍計為結(jié)薯。

1.3.4產(chǎn)量測定統(tǒng)計小區(qū)塊莖總產(chǎn)量和塊莖總粒數(shù)，計算單株塊莖產(chǎn)量與塊莖粒數(shù)。

1.3.5試驗儀器電導率儀由成都世紀方舟科技有限公司生產(chǎn)，精度為0.1；pH復合電極由上海儀電科學儀器股份公司生產(chǎn)，精度為0.01。

1.4數(shù)據(jù)分析

試驗數(shù)據(jù)采用軟件DPS 9.01與Microsoft Excel 2003進行分析。

2結(jié)果與分析

2.1不同馬鈴薯品種農(nóng)藝性狀比較

2.1.1不同時期的全株長和莖粗變化全株長即植株株高與主根系長度的總和。7個品種的全株長具有相同的變化趨勢（如圖1）。定植60天時，全株長大小依次為‘中薯5號’>‘中薯19號’>‘早大白’>‘興佳2號’>‘東農(nóng)303’>‘費烏瑞它’>‘尤金885’，值為73.81 cm> 68.72 cm>64.55 cm>61.41 cm>58.74 cm>56.83 cm> 50.84 cm，其中‘中薯19號’和‘早大白’的全株長較對照增加20.92%、13.58%。定植20～60天，除‘尤金885’全株長小于對照，其余5個品種全株長均大于對照；對照和‘尤金885’的全株長呈平穩(wěn)增長趨勢，‘中薯5號’和‘中薯19號’增長速率較其他5個品種都高，其中‘中薯5號’在定植20～40天增長速率逐步提高，40～60天增長速率先變緩再提高，而‘中薯19號’是在50～60天增長速率變緩。

7個品種莖粗大小差異較明顯（如圖2），定植60天時，莖粗較對照（3.03 mm）小的有‘興佳2號’、‘中薯5號’、‘早大白’、‘東農(nóng)303’和‘尤金885’，分別為2.91、3.02、2.13、2.59、1.44 mm；莖粗較對照大的僅‘中薯19號’，為3.74 mm。其中‘早大白’、‘東農(nóng)303’和‘尤金885’的莖粗在整個生育期中均小于對照，且‘尤金885’在整個生育期莖粗變化很小。定植30～50天，‘興佳2號’、‘中薯5號’的莖粗與對照變化基本一致。

2.1.2不同時期的匍匐莖長和匍匐莖數(shù)變化7個品種的匍匐莖長如圖3所示。定植60天時，所有品種匍匐莖長均較對照（1.92 cm）長，其中‘中薯5號’最長，為2.99 cm，‘興佳2號’次之，為2.88 cm；‘早大白’匍匐莖長度較對照稍大，但差異不明顯；‘中薯5號’、‘興佳2號’、‘中薯19號’、‘東農(nóng)303’以及‘尤金885’匍匐莖均長達2.3 cm以上。定植20～40天，‘中薯19號’匍匐莖長度的增長速率大于對照，而其余品種增長速率均小于對照；在該期間‘中薯19號’、‘興佳2號’、‘早大白’和對照匍匐莖長度增長幅度較40～60天變化幅度大，而‘中薯5號’、‘東農(nóng)303’和‘尤金885’匍匐莖長度增長幅度較40～60天變化幅度大較??；在定植40～60天，‘中薯19號’、‘興佳2號’和‘早大白’匍匐莖長增長幅度變化不明顯，而‘尤金885’和‘東農(nóng)303’以及‘中薯5號’匍匐莖長增長幅度變化較大。

7個品種的匍匐莖數(shù)如圖4所示。在定植40天時，其他品種較對照（7.8條）的匍匐莖數(shù)少，且在此時‘興佳2號’、‘中薯5號’、‘早大白’和‘東農(nóng)303’匍匐莖數(shù)均達到最大，分別為6.9、7.0、6.8、6.8條；定植20～40天，7個品種匍匐莖數(shù)呈上升趨勢；定植40天后，除‘中薯19號’，其余品種的匍匐莖數(shù)呈下降趨勢。

2.2不同馬鈴薯品種的單株結(jié)薯率變化比較

7個品種的單株結(jié)薯率均呈現(xiàn)“S”形曲線變化，但在各個時期存在較大差異（如圖5）。定植20天時，對照結(jié)薯率為19%，僅‘中薯19號’的結(jié)薯率低于對照，‘中薯5號’結(jié)薯率最大，61%的植株已結(jié)薯；定植28天時，‘中薯19號’的結(jié)薯率為5.6%，其余品種結(jié)薯率均大于50%，‘早大白’的結(jié)薯率與對照差異不明顯，‘興佳2號’、‘中薯5號’、‘東農(nóng)303’、‘尤金885’的結(jié)薯率均大于對照；定植32天時，‘興佳2號’、‘中薯5號’和‘東農(nóng)303’結(jié)薯率達100%，‘尤金885’的結(jié)薯率與對照差異不明顯；定植36天時，‘費烏瑞它’、‘早大白’和‘尤金885’的結(jié)薯率達100%；‘中薯19號’的結(jié)薯率在定植40天時達到100%。

2.3不同馬鈴薯品種的產(chǎn)量和結(jié)薯數(shù)比較

由表1可知，在7個品種的單株產(chǎn)量比較中，‘早大白’的單株產(chǎn)量最高，為37.66 g；‘早大白’、‘中薯19號’和‘中薯5號’的單株產(chǎn)量顯著高于對照，‘早大白’和‘中薯19號’的單株產(chǎn)量與‘中薯5號’相比差異顯著，‘早大白’與‘中薯19號’相比差異不明顯；‘興佳2號’的單株產(chǎn)量與對照差異不明顯，‘東農(nóng)303’和‘尤金885’的單株產(chǎn)量顯著低于對照?！绱蟀住汀惺?9號’的單株結(jié)薯數(shù)顯著高與對照，三者塊莖數(shù)分別為10.4、10.1、7.8粒/株；‘中薯5號’的單株結(jié)薯數(shù)顯著高于對照；‘興佳2號’、‘東農(nóng)303’和‘尤金885’的單株結(jié)薯數(shù)與對照相比差異不明顯；‘早大白’和‘中薯19號’的單株結(jié)薯數(shù)與‘中薯5號’相比差異顯著，‘早大白’與‘中薯19號’相比差異不明顯。

3討論

3.1不同品種全株長變化趨勢

不同馬鈴薯品種在不同條件下的形態(tài)建成差異較大，而良好的營養(yǎng)生長是馬鈴薯獲得高產(chǎn)的重要保障[16-17]。吳嬌[18]指出，馬鈴薯塊莖形成期植株的生長速度加快。本試驗結(jié)果表明：不同馬鈴薯品種全株長在整個生長期內(nèi)變化趨勢一致，定植20～40天時速率最大，之后呈現(xiàn)緩慢增加趨勢，即塊莖形成期植株生長速率加大，與前人研究一致。定植60天時，‘中薯5號’、‘中薯19號’和‘早大白’的全株長達到64 cm以上，說明此品種長勢較強，生長力旺盛，從而促進了產(chǎn)量形成。

3.2匍匐莖與馬鈴薯塊莖的關(guān)系

馬鈴薯結(jié)薯與其匍匐莖相關(guān)性較大，良好的匍匐莖構(gòu)成有利于馬鈴薯塊莖的形成[19]。有研究表明馬鈴薯單株塊莖質(zhì)量和數(shù)量與匍匐莖數(shù)量呈正相關(guān)[20-22]，而本研究并未得到相同結(jié)論。其原因可能與多次摘薯有關(guān)，導致匍匐莖數(shù)量和長度測量結(jié)果變化幅度較大。與之相關(guān)的研究報道，通過剪取匍匐莖尖端或去除1次匍匐莖可促進匍匐莖生成[23-24]；適時分次采摘微型薯能提高養(yǎng)分的利用效率，從而促進塊莖形成和膨大[25-26]。

7個品種在20～40天期間匍匐莖數(shù)量增長較快，在40～60天期間則增長幅度較小，至60天時各個品種匍匐莖數(shù)量趨近一致，差異減小，說明在霧培條件下20～ 40天是馬鈴薯匍匐形成的關(guān)鍵時期[15]，綜合匍匐的莖長度與數(shù)量，‘中薯19號’、‘早大白’的表現(xiàn)最好，更利于后期馬鈴薯塊莖的形成。

3.3不同品種結(jié)薯率的變化

本試驗結(jié)果表明，7個品種在定植20天時均已結(jié)薯，24～32天內(nèi)結(jié)薯率增幅最大，后緩慢增加至100%，結(jié)薯率均呈“S”形曲線變化，與前人研究結(jié)果一致[15，27]。張光海等[28]研究表明霧培馬鈴薯定植30天開始有塊莖形成，40～50天內(nèi)結(jié)薯率呈直線增長，而本研究結(jié)果顯示定植20天開始結(jié)薯。兩者存在一定差異，原因可能與品種生育期不同及幼苗期遭遇低溫脅迫有關(guān)?！惺?9號’在定植28天前，結(jié)薯率極低，28天后結(jié)薯率迅速增加，其余品種在24～28天期間增幅較大，這與不同品種的熟性有關(guān)[29]；陳家吉等[30]研究發(fā)現(xiàn)馬鈴薯脫毒水培苗經(jīng)低溫誘導后可促進結(jié)薯，張小川等[31]研究表明馬鈴薯試管苗經(jīng)低溫處理后能促進試管薯結(jié)薯形成。本次試驗在春季進行，水培苗定植1周后遭遇較長時間低溫脅迫，導致所有品種提早形成塊莖。

3.4單株結(jié)薯數(shù)與單株產(chǎn)量的關(guān)系

馬鈴薯單株結(jié)薯數(shù)與單株產(chǎn)量存在一定的相關(guān)性。石霞[32]研究發(fā)現(xiàn)，馬鈴薯在田間種植的實際產(chǎn)量與塊莖粒數(shù)有直接相關(guān)性。潘哲超等[21]對國內(nèi)外引進的68份馬鈴薯品種（系）進行種植，結(jié)果表明馬鈴薯單株塊莖重與單株結(jié)薯數(shù)呈顯著正相關(guān)。從本試驗結(jié)果表明，馬鈴薯的單株結(jié)薯數(shù)高的品種，其單株產(chǎn)量也較高，說明馬鈴薯單株產(chǎn)量與單株結(jié)薯數(shù)具有相關(guān)性，與前人的研究結(jié)果一致。

4結(jié)論

本試驗對適合川南地區(qū)霧培生產(chǎn)的馬鈴薯品種進行初步篩選，綜合形態(tài)指標與產(chǎn)量分析，‘早大白’和‘中薯19號’在全株長、匍匐莖長度、匍匐莖數(shù)量和單株產(chǎn)量中表現(xiàn)較好，兩者的單株產(chǎn)量和單株結(jié)薯數(shù)分別為37.66、36.06 g和10.4、10.1粒/株，較對照分別增加58.7%、52.0%和33.4%、28.8%，可初步選定以上2個品種作為當?shù)仂F培生產(chǎn)脫毒馬鈴薯原原種的推廣品種。大力推廣脫毒種薯是提高馬鈴薯產(chǎn)量與品質(zhì)的關(guān)鍵途徑，脫毒馬鈴薯原原種霧培法生產(chǎn)技術(shù)是生產(chǎn)高品質(zhì)脫毒馬鈴薯種薯的有效方法之一。但是該方法首次引入川南地區(qū)，在技術(shù)熟化和適合品種篩選等方面需進一步探索。

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