延安市甘薯脫毒種苗繁育技術(shù)體系初探

鄭太波,黨菲菲,李 媛,王春霞,閆 俊,霍延梅

(延安市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所，陜西 延安 716000)

甘薯是我國(guó)主要糧食作物之一，2016年種植面積328.15萬(wàn)hm2，總產(chǎn)7 000萬(wàn)t，面積占世界甘薯總面積38%，產(chǎn)量占世界甘薯總產(chǎn)量的67%。甘薯是低投入高產(chǎn)的糧食作物，用途范圍非常廣泛，隨著農(nóng)業(yè)種植業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整和人民飲食結(jié)構(gòu)的改變，栽培面積不斷擴(kuò)大，被許多省份確定為精準(zhǔn)扶貧產(chǎn)業(yè)脫貧和實(shí)施鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略的首選作物之一。但甘薯屬無(wú)性繁殖作物，生產(chǎn)上主要通過莖蔓、薯塊和秧苗等營(yíng)養(yǎng)體進(jìn)行無(wú)性繁殖，整個(gè)生育期都很容易感染病毒。一旦感染上病毒，病毒就會(huì)通過營(yíng)養(yǎng)體細(xì)胞在甘薯體內(nèi)快速增殖、積聚，一代傳一代，危害逐漸加重，致使甘薯品種種性衰退，產(chǎn)量降低，品質(zhì)變劣。由于現(xiàn)階段有效防治甘薯病毒病的殺菌劑和抗生素藥物不多，并且高抗病毒病的適用品種比較稀缺，致使甘薯病毒病發(fā)生越來越重,導(dǎo)致甘薯產(chǎn)量難以提高。利用植物細(xì)胞的全能性，對(duì)莖尖分生組織進(jìn)行組織培養(yǎng)，獲得不帶病毒的試管苗進(jìn)行快繁推廣，是解決當(dāng)前甘薯生產(chǎn)中病毒病發(fā)生嚴(yán)重，產(chǎn)量急劇下降，品質(zhì)不斷變劣的主要途徑。為此，2016年以來我們通過三年的時(shí)間集成國(guó)內(nèi)現(xiàn)有薯類莖尖脫毒及脫毒種薯生產(chǎn)技術(shù)，結(jié)合延安當(dāng)?shù)貧夂蛱攸c(diǎn)和環(huán)境條件，集成、創(chuàng)新出適宜當(dāng)?shù)氐母适砻摱痉N苗快速繁育技術(shù)體系，對(duì)加快脫毒種苗繁殖速度,提高生產(chǎn)效率,提高甘薯產(chǎn)量和品質(zhì),增加薯農(nóng)經(jīng)濟(jì)收入和精準(zhǔn)扶貧產(chǎn)業(yè)脫貧及實(shí)施鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略具有重要意義。

1 脫毒甘薯種薯(苗)的基本概念

1.1 莖尖苗

甘薯莖尖分生組織或細(xì)胞在離體條件下，培養(yǎng)誘導(dǎo)生長(zhǎng)出來的再生小苗被稱為莖尖苗。莖尖苗有的不帶病毒，有的仍然含有某些病毒。

1.2 脫毒試管苗

莖尖苗經(jīng)過RT-PCR分子檢測(cè)技術(shù)程序檢測(cè)和株系鑒定評(píng)選環(huán)節(jié)，獲得既不含任何病毒又中選的優(yōu)良試管苗以及對(duì)其組培擴(kuò)繁的組培苗。

1.3 原原種(苗)

原原種是指脫毒試管苗在防蟲網(wǎng)棚或溫室內(nèi)無(wú)病原土壤上生產(chǎn)出來的不帶甘薯病毒及其他甘薯病蟲害的、具有所選品種(品系)典型特征特性的種薯。由原原種繁育的薯苗為原原種苗。

1.4 原種(苗)

原原種苗在防蟲網(wǎng)室或土壤無(wú)病原的原種繁育田生產(chǎn)的種薯被稱為原種。由原種繁育的薯苗被稱為原種苗。

1.5 良種(苗)

良種又分一級(jí)生產(chǎn)種和二級(jí)生產(chǎn)種。利用原種苗在甘薯繁種田繁育的種薯稱為一級(jí)良種。一級(jí)良種育出的苗叫一級(jí)良種苗。利用一級(jí)良種苗在甘薯繁種田繁育的種薯稱為二級(jí)良種。二級(jí)良種育出的薯苗叫農(nóng)用種苗。

2 脫毒甘薯種薯繁育技術(shù)

2.1 脫毒試管苗培育

2.1.1 優(yōu)良品種篩選 在有關(guān)甘薯科研、育種單位或甘薯主產(chǎn)區(qū)征集各類甘薯新品種及農(nóng)家種質(zhì)資源進(jìn)行比較試驗(yàn)，篩選出適宜延安地區(qū)大面積種植優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)甘薯新品種或品系，作為脫毒用種材料。如:以蒸烤和鮮薯為栽培目的優(yōu)良品種應(yīng)選擇勝利百號(hào)、甘谷驛紅紅薯、秦薯5號(hào)、秦薯6號(hào)等鮮食品種；以淀粉加工為主的優(yōu)良品種應(yīng)選擇梅營(yíng)1號(hào)、秦薯4號(hào)、徐薯18號(hào)等高淀粉品種；以營(yíng)養(yǎng)保健為主的優(yōu)良品種應(yīng)選擇秦紫1號(hào)、秦紫薯2號(hào)、秦薯8號(hào)、秦薯9號(hào)等花青素含量高的品種；以藥用為主的優(yōu)良品種應(yīng)選擇西蒙1號(hào)等藥食同源品種。

2.1.2 莖尖試管苗組織培養(yǎng) 將選取的薯塊在自流水下沖洗晾干后，放入光照培養(yǎng)箱(溫度26℃～28℃)中催芽產(chǎn)生不定芽，待不定芽高2～3 cm時(shí)，選取莖頂端1～2 cm長(zhǎng)莖段，用手術(shù)剪剪取肉眼可見頂端芽尖；剪好的芽尖用自來水沖洗數(shù)次(1～2 h)，用濾紙吸干表面水分后放置70%酒精溶液中浸泡10 s,然后用0.1%升汞溶液進(jìn)行消毒處理外植體5～10 min，再用無(wú)菌水對(duì)其沖洗5次。放入超凈工作臺(tái)上，在體視顯微鏡下剝離約0.2～0.3 mm的莖尖，接種到加不同濃度的IAA和 6-BAMS培養(yǎng)基三角瓶中。放在溫度26±2℃，光照時(shí)間14 h，光照強(qiáng)度為1 500～2 000 lx條件下進(jìn)行培養(yǎng)。30 d后待莖尖愈傷組織形成，移植到無(wú)激素MS培養(yǎng)基上進(jìn)行繼代培養(yǎng)，45～60 d后長(zhǎng)出4～5片葉時(shí)進(jìn)行病毒檢測(cè)。

2.1.3 莖尖試管苗病毒檢測(cè) 莖尖試管苗病毒檢測(cè)常采用癥狀學(xué)診斷法和RT-PCR分子檢測(cè)法。既先用癥狀學(xué)診斷法觀察莖尖試管苗的長(zhǎng)勢(shì)，淘汰長(zhǎng)勢(shì)弱，葉片黃化等癥狀的病苗、弱苗,再采用RT-PCR分子檢測(cè)技術(shù)對(duì)甘薯褪綠矮化(西非、東非)株系、甘薯雙生病毒和甘薯羽狀斑駁病毒進(jìn)行病毒檢測(cè)，剔除帶毒病株，獲得脫毒苗。

2.1.4 優(yōu)良株系評(píng)選 甘薯容易產(chǎn)生芽變，經(jīng)組織培養(yǎng)獲得的莖尖苗株系間在形態(tài)、產(chǎn)量等方面經(jīng)常存在較大差異，因此，組培獲得的脫毒苗必須進(jìn)行優(yōu)良株系評(píng)選，淘汰變異株系，保留優(yōu)良株系。

2.1.5 脫毒試管苗快速繁殖 經(jīng)優(yōu)良株系評(píng)選確認(rèn)的優(yōu)良株系的脫毒莖尖苗可取其莖段進(jìn)行快繁。在無(wú)菌條件下待無(wú)毒組培苗長(zhǎng)至5～6片葉時(shí)，剪成單莖節(jié)，轉(zhuǎn)接到無(wú)激素MS瓊脂培養(yǎng)基的培養(yǎng)瓶中移入培養(yǎng)室(溫度25～28℃,光照時(shí)間14 h)培養(yǎng),經(jīng)3～5 d腋芽萌發(fā),30 d左右長(zhǎng)成4～6葉的壯苗?？刹扇∏卸慰焖僭鲋撑囵B(yǎng)，在一定時(shí)間內(nèi)按預(yù)定計(jì)劃、程序及種苗標(biāo)準(zhǔn)分季節(jié)、分茬口進(jìn)行轉(zhuǎn)接擴(kuò)繁增殖。

2.2 脫毒甘薯原原種繁育

2.2.1 脫毒甘薯原原種繁育條件 一是繁育原原種所用種苗必須是脫毒試管苗。二是原原種繁育必須在安裝有60目防蟲網(wǎng)的溫室或大棚中進(jìn)行。三是繁育原原種的地塊土壤必須為無(wú)病無(wú)菌土壤，最好選用蛭石、珍珠巖等基質(zhì)進(jìn)行無(wú)土栽培。除此之外，為防止病毒再次侵染，要定期噴灑防治蚜蟲、白粉虱等傳毒媒介的藥物，防止再侵染。

2.2.2 脫毒甘薯原原種繁育注意事項(xiàng) 一是原原種繁殖所處環(huán)境光照較弱，通風(fēng)透氣性較差，徒長(zhǎng)苗容易形成。因此，原原種繁殖要確定合理的栽插密度，一般以每667 m220 000株為宜；在管理方面應(yīng)少施N肥，多施P、K肥，加強(qiáng)溫濕度調(diào)控，達(dá)到控制莖葉徒長(zhǎng)，促進(jìn)早結(jié)薯、多結(jié)薯、結(jié)好薯的目的。二是在繁殖原原種時(shí)，在網(wǎng)棚內(nèi)要種植一些指示植物，每隔7～15 d噴灑一次防治蚜蟲的農(nóng)藥，消滅病毒傳播媒介。三是原原種收獲前要逐株進(jìn)行觀察鑒定，確認(rèn)是否攜帶病毒，一旦發(fā)現(xiàn)病株要堅(jiān)決拔除，確保原原種種薯質(zhì)量。

2.2.3 脫毒甘薯原原種繁育技術(shù)要點(diǎn) 主要有:

(1)選地。選擇地勢(shì)較高平坦，地力均勻、肥力較好，排灌方便，無(wú)病蟲害，3 a以上未種過甘薯的輪作地建繁育網(wǎng)棚。

(2)移苗、煉苗。從培養(yǎng)室選擇生長(zhǎng)健壯、無(wú)污染，具有8～10片葉的脫毒瓶苗移到網(wǎng)室的煉苗床上，蓋上農(nóng)膜，培養(yǎng)6～7 d。

(3)栽插。將煉苗后的脫毒苗從培養(yǎng)瓶中取出，用經(jīng)過75%酒精消毒的手術(shù)剪將植株頂端4～6 cm長(zhǎng)(4～6片葉)莖段剪下，基部用IBA、NAA、GGR溶液浸泡12～20 min后栽插。采用畦栽方式，畦寬1.2 m，每畦6行，株距15 cm，每畝栽插密度控制在2萬(wàn)株左右。

(4)田間管理。緩苗期：初始階段(1～3 d)做到遮陽(yáng)、保溫、保濕，防止葉面蒸騰失水過多，相對(duì)濕度保持在95%以上。用95%的遮陽(yáng)網(wǎng)覆蓋，將溫度控制在26±2℃。4～5 d后將95%的遮陽(yáng)網(wǎng)換成75%的遮陽(yáng)網(wǎng)，并通過農(nóng)膜邊緣通風(fēng)，逐漸降溫至22℃，直至緩苗期結(jié)束后去掉覆蓋物為止；肥水管理：水分根據(jù)田間干濕程度而定，一般4～6 d進(jìn)行霧化噴灑1次，生長(zhǎng)期相對(duì)濕度保持在75%以上。追肥全部采用營(yíng)養(yǎng)液隨水噴施，除緩苗期外，其余生長(zhǎng)期間每15～20 d噴施一次營(yíng)養(yǎng)液(實(shí)驗(yàn)室提供)，全生育期噴施5～8次；病蟲害防治：緩苗期采用噴施農(nóng)用鏈霉素預(yù)防細(xì)菌污染。防治蚜蟲和白粉虱等害蟲采用噴施“抗蚜威”和“永安”等殺蟲劑交替使用2～3次效果較好。

(5)鑒定去雜。按各品種典型特征特性進(jìn)行逐株鑒定，發(fā)現(xiàn)雜株和非典型株，應(yīng)連根拔除，妥善處理。

(6)檢驗(yàn)、收獲。在成熟前和收獲后，按原原種分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行檢驗(yàn)、檢測(cè)。當(dāng)?shù)叵?0 cm溫度穩(wěn)定在15℃左右時(shí)，適時(shí)收獲。剔除病、爛和無(wú)種用價(jià)值的塊根。單收單貯，并做到輕挖、輕裝、輕運(yùn)，妥善貯藏。

2.3 脫毒甘薯原種繁育

原原種苗在防蟲網(wǎng)室或土壤無(wú)病原的原種繁育田生產(chǎn)的種薯被稱為原種。

2.3.1 脫毒甘薯原種繁育條件 一是進(jìn)行原種繁殖所用薯苗必須是原原種苗；二是原種繁育田周圍500 m內(nèi)不能種植甘薯，做為空間隔離帶；三是原種繁殖田塊應(yīng)選擇3 a以上沒種過普通甘薯的無(wú)病無(wú)菌田。

2.3.2 脫毒甘薯原種繁育技術(shù)要點(diǎn) 主要有:

(1)選地。應(yīng)選擇地勢(shì)平坦、土層深厚、通氣性好，排灌方便，無(wú)病蟲害，3年以上未種過甘薯的地塊。

(2)隔離。選500 m內(nèi)無(wú)甘薯種植的空間或有自然屏障的隔離區(qū)。灌水渠道不得通過可能帶有甘薯病害的田塊。

(3)栽插。當(dāng)10 cm以上地溫穩(wěn)定在12℃左右時(shí)為適宜栽插期，延安地區(qū)最佳適宜栽插期在5月中、下旬至6月上旬。栽插密度每667 m2為3 500～4 000株。

(4)田間管理。查苗補(bǔ)苗：定植后5～7 d進(jìn)行查苗補(bǔ)苗，達(dá)到全苗；中耕除草：地膜覆蓋栽培采取拔草方式清除田間雜草，露地栽培應(yīng)在封壟前接合中耕培土消滅田間雜草，一般中耕除草2～3次。適時(shí)提蔓：陜北甘薯整個(gè)生育期內(nèi)不翻蔓，夏秋季連陰雨較多的情況下，可采用提蔓方式斷掉不定根，抑制莖葉徒長(zhǎng)，雨后做到排濕、防澇。

(5)鑒定去雜。采用目測(cè)方式檢查生長(zhǎng)過程中地上部特征及收獲時(shí)的薯塊，對(duì)感染甘薯瘟病、病毒病、根腐病、線蟲病、黑斑病、軟腐病和蟻象等病蟲害的植株全部淘汰。

(6)檢驗(yàn)、收獲。按原種標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行檢驗(yàn)。當(dāng)?shù)叵?0 cm溫度穩(wěn)定在15℃左右時(shí)，適時(shí)收獲。剔除病、爛和無(wú)種用價(jià)值的塊根。單收單貯，并做到輕挖、輕裝、輕運(yùn)，妥善貯藏。

2.4 脫毒甘薯良種繁育

利用原種薯塊育出的芽苗栽插在普通大田生產(chǎn)的種薯被稱為良種(生產(chǎn)種)。是直接供給薯農(nóng)栽種的脫毒薯種。

2.4.1 選地 應(yīng)選擇土壤pH值6.5～7.5，地勢(shì)平整、土層較厚、通透性好的地塊，前茬最好是禾本科和豆類作物，甘薯輪作年限在3年以上。

2.4.2 深翻 甘薯屬深根作物，根系在土壤中發(fā)育的好壞，直接影響植株生長(zhǎng)勢(shì)、產(chǎn)量水平和商品薯薯型，故深耕是保證甘薯優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)的基礎(chǔ)，生產(chǎn)中深翻應(yīng)達(dá)到30 cm以上為好。

2.4.3 施肥 甘薯屬高產(chǎn)作物，具有生長(zhǎng)勢(shì)強(qiáng)、生長(zhǎng)量大、養(yǎng)份消耗量大等特點(diǎn)，施肥應(yīng)以有機(jī)肥為主、無(wú)機(jī)肥為補(bǔ)充，做到氮肥適量，磷、鉀精準(zhǔn)搭配，以鉀肥為主。結(jié)合整地起壟，每畝施農(nóng)家肥2 000 kg，尿素15 kg，過磷酸鈣50 kg，硫酸鉀30 kg。

2.4.4 栽植 水澆地采取單壟單行、臺(tái)地和塬地采用寬壟雙行種植方式。窄壟單行種植壟距60～80 cm，壟高25 cm，株距25 cm；寬壟雙行壟距80～100 cm，壟高20～25 cm，壟上行距40 cm，株距25 cm，三角定苗。

2.4.5 田間管理 良種繁殖田的種植、栽培管理同甘薯原種繁育一樣，但在管理上要防止旺長(zhǎng)。如甘薯生長(zhǎng)前期莖葉生長(zhǎng)過快，莖葉淺綠色，葉大而薄，葉面積系數(shù)大于3.5；或生長(zhǎng)后期葉大、葉色濃綠，葉面積系數(shù)大于5，則為旺長(zhǎng)。要采取打頂、噴多效唑和提蔓等措施抑制莖葉徒長(zhǎng)。

2.4.6 鑒定檢測(cè) 甘薯良種繁育田病毒檢測(cè)以目測(cè)法為主，以血清學(xué)方法檢測(cè)為輔，甘薯整個(gè)生長(zhǎng)期內(nèi)要定期對(duì)良種繁育田發(fā)病植株和發(fā)病率進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，必要時(shí)可采用血清學(xué)方法抽樣檢測(cè)，當(dāng)發(fā)病率超標(biāo)就不能做種用。

2.5 脫毒甘薯農(nóng)用種苗繁育

用脫毒良種在設(shè)施條件下育出供薯農(nóng)大面積栽植商品薯的薯苗。

2.5.1 育苗前準(zhǔn)備 主要有:

(1)選定專人管理。從育苗開始到結(jié)束，必須固定專人負(fù)責(zé)管理，堅(jiān)持認(rèn)真科學(xué)地管好苗床，這是育苗成效的關(guān)鍵。

(2)制定育苗計(jì)劃。為保證適時(shí)早栽，育好、育足薯苗，必須在頭一年根據(jù)種植面積計(jì)劃好種薯用量、育苗床面積和備足育苗所的肥料、塑料膜、保溫被、釀熱物、燃料及溫度計(jì)等農(nóng)用物資。

(3)確定育苗面積。因育苗時(shí)間、方法、品種的萌芽性不同用種量也不同，一般春薯每667 m2用種量60 kg，夏薯30 kg；延安以日光溫室小拱棚雙膜覆蓋育苗為例，667 m2春薯苗床用地10 m2，夏薯苗床用地為5 m2；667 m2采苗圃的種苗供0.67 hm2夏薯用苗。

(4)床址選擇。選擇背風(fēng)向陽(yáng)，地勢(shì)高燥，排水良好，土質(zhì)肥沃，沒有鹽堿、水源充足、交通便利的二年以上沒種過甘薯的地塊建育苗床。

2.5.2 育苗方式確定 隨著科學(xué)發(fā)展、育苗技術(shù)提高、育苗物質(zhì)條件改善等影響，甘薯育苗主要有冷床育苗、冷床薄膜光溫育苗、釀熱溫床育苗、火炕育苗、電熱溫床育苗、地暖育苗和溫室拱棚雙膜覆蓋育苗等七種方式。經(jīng)試驗(yàn)研究，延安地區(qū)采用日光溫室小拱棚雙膜覆蓋育苗方式能夠達(dá)到發(fā)芽早，苗齊、苗壯的效果，排種一般在甘薯栽插適期前30～35 d進(jìn)行。

2.5.3 種薯選擇、處理及排種 主要有:

(1)種薯選擇。挑選與原品種薯皮、薯肉等綜合性狀具有相同特征，薯皮光滑、薯塊大小適中整齊，無(wú)病無(wú)傷、未受冷害的良種做薯種。薯塊重150～250 g為宜。

(2)種薯處理。選好的種薯先用水將薯塊上的泥洗凈，用50%的可濕性甲基托布津600倍液浸5 min，在用52～54℃溫水在恒溫下浸薯10 min，可有效防止黑斑病，提早萌芽的作用。

(3)適時(shí)排種。適時(shí)排種是育苗的關(guān)鍵。一般育苗在栽插春薯前45 d左右，床溫升至20℃以上時(shí)即可進(jìn)行。排種原則是“大小分開，頭尾相連，做到上平下不平?！泵科椒矫着欧N量以15～20 kg為宜。

(4)澆水、覆土、蓋膜 。排種后先蓋灌縫土再澆透水，澆水后種薯上復(fù)2～3 cm細(xì)沙土，做平苗床。在苗床上用竹竿或鐵絲弓起增復(fù)一層塑料薄膜可提高床溫2～3℃。

2.5.4 苗床管理 主要有:

(1)溫度管理。前期高溫催苗：種薯排種前苗床溫度控制在30℃左右，排種后3～4 d內(nèi)溫度控制在35～37℃，隨后降至到32±1℃；中期平穩(wěn)長(zhǎng)苗：齊苗后，床溫逐漸降至25～28℃，苗間溫度不超過40℃；后期低溫練苗：苗床薯苗長(zhǎng)至20 cm高時(shí)，此期以煉為主，采苗前5～7 d，采取降溫蹲苗，保持床溫20～25℃，防止徒長(zhǎng)，使苗粗壯。

(2)水肥管理澆水：排種后一次澆足，水量約為薯重的1.5倍。第一茬苗剪完后立即澆促苗水，做到高溫時(shí)育苗床不旱，低溫?zé)捗缙谒粷?；追肥：掌握“少吃多餐”的原則，要輕施、勻施，切勿施肥過量，造成“燒苗”；剪苗結(jié)合澆水追1次尿素、磷酸二氫鉀混合葉面肥，每10 m2追施不超過0.25 kg為宜。

(3)通風(fēng)透光。光照充足，能使苗床增溫快、溫度高，可促進(jìn)萌芽，保證薯苗健壯生長(zhǎng)。通氣好,出苗多、生長(zhǎng)壯；氧氣不足,容易發(fā)生爛薯、爛芽等現(xiàn)象。

2.5.5 及時(shí)采苗 薯苗長(zhǎng)20～25 cm時(shí)，要及時(shí)采苗，扦插到大田或苗圃。

3 脫毒甘薯種苗繁育技術(shù)程序

經(jīng)過三年多試驗(yàn)研究和探討，創(chuàng)新、集成了甘薯新、優(yōu)品種篩選→莖尖試管苗培養(yǎng)→病毒檢測(cè)→優(yōu)良株系評(píng)選→脫毒苗快繁→原原種→原種→良種→農(nóng)用種苗繁育供種程序。

圖1 脫毒甘薯種苗繁育技術(shù)體系流程