廣東省低海拔馬鈴薯種薯本地化繁育

索海翠，羅煥明，王 麗，劉計(jì)濤，李成晨，單建偉，安 康，李小波

（廣東省農(nóng)業(yè)科學(xué)院作物研究所/廣東省農(nóng)作物遺傳改良重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，廣東 廣州 510640）

南方冬作區(qū)馬鈴薯種植總面積約為19.66萬hm2，占全國馬鈴薯種植面積的4%左右（國家馬鈴薯產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系2019年數(shù)據(jù)）。由于該區(qū)域馬鈴薯鮮薯上市時間最早，種植效益較高，對保障國家馬鈴薯鮮薯周年均衡供應(yīng)發(fā)揮著重要作用。冬種馬鈴薯是廣東省特色典型的效益農(nóng)業(yè)[1]。2020年廣東省馬鈴薯收獲面積4.14 萬hm2，全省脫毒種薯應(yīng)用率達(dá)88%以上[2]。但由于缺乏本地繁種體系，需每年從北方地區(qū)調(diào)運(yùn)大量種薯，這種長距離調(diào)運(yùn)損耗大、成本高。據(jù)估算，廣東省每年至少需從三北地區(qū)（東北、西北和華北）調(diào)運(yùn)種薯近10 萬t，運(yùn)費(fèi)按照600元∕t計(jì)算，共需要運(yùn)費(fèi)約6 000萬元，增加了農(nóng)民的種植成本；其次，種薯休眠期長，北方秋季收獲的種薯在廣東省初冬期播種，沒有足夠時間完全打破休眠，播種時經(jīng)常造成爛種，從而導(dǎo)致缺苗斷壟現(xiàn)象發(fā)生，嚴(yán)重影響產(chǎn)量，增加了種植風(fēng)險；此外，由于種植基地在北方，缺乏監(jiān)督，質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)和檢疫制度不完善，種薯質(zhì)量不合格，經(jīng)常出現(xiàn)產(chǎn)量、效益低等現(xiàn)象，農(nóng)民收入受到影響[3]。為了解決種薯問題，南方冬作區(qū)包括廣東[4]、廣西[5-8]、福建[9,10]、云南[11,12]等省份都在積極行動，進(jìn)行種薯本地化研究，并取得一定成效。但還有技術(shù)問題需要進(jìn)行研究和改進(jìn)，尤其是原種繁育采用的原原種種薯規(guī)格有待明確。因此，探討在廣東省低緯度隔離區(qū)域的不同重量原原種繁育效果，明確種薯繁育最適原原種重量級別，可為廣東省種薯本地化繁育體系建設(shè)提供理論依據(jù)和技術(shù)支撐。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

試驗(yàn)地位于廣東省農(nóng)業(yè)科學(xué)院白云區(qū)試驗(yàn)基地，平均海拔29 m，土壤為砂壤土，肥力中等，地面平整，前茬作物為水稻，水肥一體化灌溉，排灌方便。

參試馬鈴薯品種為‘隴薯7 號’‘粵引85-38’（‘費(fèi)烏瑞它’）原原種。種薯按照重量分為5 個等級，分別為T1：5 g 以下；T2：5～10 g；T3：10～15 g；T4：15～20 g；T5：20～25 g；T6（對照）：馬鈴薯原種的切塊，重量為25～30 g。所有種薯均由甘肅一航薯業(yè)科技發(fā)展有限責(zé)任公司提供。

1.2 試驗(yàn)方法

試驗(yàn)分別播種2 個馬鈴薯品種不同規(guī)格的種薯，每個試驗(yàn)采用隨機(jī)區(qū)組排列，3 次重復(fù)。小區(qū)長5.55 m、寬1.2 m，面積6.66 m2，種薯單壟雙行種植，行距60 cm，株距25 cm，每個小區(qū)種植44 株，種植密度66 000株∕hm2，“品”字形種植。

2017 年11 月28 日開始整地，畦上開中溝施基肥，覆土后再開種植溝播種，播種后稻草覆蓋，追肥施于畦（大壟雙行）中央。基肥：施用雞糞7 500 kg∕hm2、41%復(fù)合肥（N∶P2O5∶K2O = 12∶11∶18）600 kg∕hm2，氯化鉀（K2O 60%）20 kg∕hm2和尿素（N 46%）8 kg∕hm2。出苗后，采用水肥一體化技術(shù)進(jìn)行追肥和灌水，其中追肥分為7 次，齊苗后（2017 年12 月10 日）施第1 次，以后每7 d 追施1 次，所有液體肥料購自東莞一翔液體肥料有限公司，具體追肥情況見表1。第1 次施肥時進(jìn)行1 次培土，在膨大肥追施前進(jìn)行1 次大培土，2018年3 月19 日收獲。每周用吡蟲啉（拜耳公司生產(chǎn)）進(jìn)行蚜蟲預(yù)防1次。

表1 馬鈴薯液體肥施用次數(shù)、類型和用量Table 1 Number,type and rate of potato liquid fertilizer application

調(diào)查項(xiàng)目包括馬鈴薯物候期、植株形態(tài)特征、田間主要性狀、塊莖主要性狀、收獲產(chǎn)量和主要病害。室內(nèi)考種調(diào)查塊莖性狀，調(diào)查標(biāo)準(zhǔn)參考張永成和田豐[13]的方法。生育期指從出苗至成熟的天數(shù)。

將繁育的種薯T1～T5 混合（TB），對照種為北方調(diào)運(yùn)的原種（TCK），于2018 年11 月1 日播種，2019 年2 月21 日收獲。分別進(jìn)行種薯質(zhì)量表征試驗(yàn)，調(diào)查田間病害發(fā)生率和產(chǎn)量。

1.3 數(shù)據(jù)處理

試驗(yàn)數(shù)據(jù)采用Microsoft Excel 2010 進(jìn)行數(shù)據(jù)整理，應(yīng)用IBM SPSS Statistics 19.0統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行方差分析，采用Duncan's法進(jìn)行處理間比較。

2 結(jié)果與分析

2.1 兩個馬鈴薯品種不同重量級別原原種生育期

從出苗期看，原原種較原種提前出苗，其中，‘隴薯7 號’原原種提早出苗12 d，‘粵引85-38’原原種提早6 d。從生育期看，原原種的生育期普遍較原種長，其中‘隴薯7 號’的原原種生育期較原種長12 d，‘粵引85-38’的原原種生育期較原種長9 d。同時，‘隴薯7 號’生育期較‘粵引85-38’長8～11 d（表2）。

表2 兩個馬鈴薯品種不同重量級別原原種生育期Table 2 Growth stage of different weight classes of pre-elite seeds in two varieties

2.2 兩個馬鈴薯品種不同重量級別原原種農(nóng)藝性狀

‘隴薯7號’和‘粵引85-38’原原種出苗率均高于原種，T3～T5 出苗率最高，三者間差異不顯著，但極顯著高于T1和T6。兩個品種的株高變化趨勢較為一致，均隨種薯重量增加而增加，‘隴薯7 號’的T1、T2 和T3 株高顯著低于T6，T1 與T5之間株高差異不顯著；‘粵引85-38’所有級別種薯的株高無顯著差異。‘隴薯7 號’的主莖數(shù)T6 最少，‘隴薯7 號’T6 極顯著低于T1～T5；‘粵引85-38’主莖數(shù)T6極顯著低于T4，但與T1、T2、T3和T5 差異不顯著。兩個品種的主莖粗均隨種薯重量增加而增大，T6 最大，‘隴薯7 號’T6 顯著高于其他處理；‘粵引85-38’主莖粗T5 和T6 差異不顯著，但顯著高于其他處理（表3）。

表3 兩個馬鈴薯品種不同重量級別原原種農(nóng)藝性狀Table 3 Agronomic characters of different weight classes of pre-elite seeds in two varieties

2.3 兩個馬鈴薯品種不同重量級別原原種病害發(fā)生率

兩個品種T1～T5 處理，晚疫病、早疫病、病毒病、環(huán)腐病和瘡痂病的發(fā)病率均為0。‘隴薯7號’T6處理的早疫病發(fā)病率為2.30%，病毒病發(fā)病率為0.67%；‘粵引85-38’T6 處理的晚疫病發(fā)病率為3.50%，早疫病發(fā)病率為2.60%，病毒病發(fā)病率為1.25%（表4）。

表4 兩個馬鈴薯品種不同重量級別原原種田間病害發(fā)生率Table 4 Field disease incidence of different weight classes of pre-elite seeds in two potato varieties

2.4 兩個馬鈴薯品種不同重量級別原原種產(chǎn)量和商品薯率

兩個品種產(chǎn)量隨著種薯重量增加而增加。其中，‘隴薯7號’T5處理產(chǎn)量最高為2 861 kg∕667m2，但與T3、T4和T6處理相比差異不顯著；‘粵引85-38’T5處理產(chǎn)量也最高，為2 554 kg∕667m2，顯著高于T1～T3 和T6 處理，但與T4 處理相比差異不顯著?！]薯7 號’T1 處理的商品薯率最高為89.40%，顯著高于T5 處理，但與其他處理差異不顯著；‘粵引85-38’的T6 處理商品薯率最高為92.76%，與T3～T5 差異不顯著，T2 處理的商品薯率最低為86.04%，極顯著低于T5 和T6 處理，但與T1、T3和T4處理差異不顯著（表5）。

表5 兩個馬鈴薯品種不同重量級別原原種田間產(chǎn)量和商品薯率Table 5 Field yield and marketable tuber percentage of different weight classes of pre-elite seeds in two potato varieties

2.5 兩個馬鈴薯原原種繁育的原種產(chǎn)量和發(fā)病率

由廣東省本地原原種繁育的‘隴薯7 號’原種產(chǎn)量較北方調(diào)運(yùn)的原種增產(chǎn)2.51%，但差異不顯著；‘粵引85-38’原種產(chǎn)量較北方調(diào)運(yùn)的原種增產(chǎn)0.87%，差異亦不顯著。另外，根據(jù)田間調(diào)查結(jié)果顯示，‘隴薯7 號’的田間病毒病和晚疫病發(fā)生率2批種薯無顯著差異；‘粵引85-38’病毒病和晚疫病的發(fā)生率也無顯著差異（表6）。

表6 兩個馬鈴薯品種繁育的原種田間產(chǎn)量和發(fā)病率Table 6 Field yield and disease incidence of elite seeds produced from pre-elite seeds of two potato varieties

3 討 論

由于南方冬作區(qū)播種時間與北方一季作區(qū)收獲時間太近，需要打破休眠才能播種，加上運(yùn)費(fèi)較高、種薯質(zhì)量參差不齊等原因，近年來，利用當(dāng)?shù)馗呱綏l件，進(jìn)行就地留種的體系備受重視[5]。云南省有研究人員開展了低緯度高原地區(qū)馬鈴薯脫毒種薯標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)技術(shù)研究，并證明其可行性[12]。在廣西壯族自治區(qū)境內(nèi)的高山地區(qū)（海拔800 m 以上），也嘗試進(jìn)行了當(dāng)?shù)亓舴N體系的建設(shè)[6-8]。利用原原種于2月中下旬播種，6月上中旬收獲，所收獲的塊莖正好用于廣西冬季10～12 月份冬作播種[5]。廣東省在馬鈴薯種薯本地化繁育方面也開展了相關(guān)研究，現(xiàn)已證明在粵北高海拔地區(qū)夏季繁殖馬鈴薯脫毒種薯是可行的[4]。

原原種的大小是影響其田間表現(xiàn)的重要因素，既影響產(chǎn)量，又影響植株性狀[14,15]。大于5 g的‘威芋3號’原原種的產(chǎn)量可達(dá)2 045 kg∕667m2[16]；扎西普尺等[17]研究結(jié)果表明，規(guī)格處于5～10 g 單株結(jié)薯數(shù)和單株薯重最大，單位面積產(chǎn)量最高；周建忠[18]研究表明，用‘津引薯1 號’脫毒微型種薯生產(chǎn)原種，以單薯重1～9 g為佳，出苗期短，出苗率高，主要經(jīng)濟(jì)性狀表現(xiàn)良好，產(chǎn)量較高，且投入成本較低，生產(chǎn)凈效益較為理想。本研究表明，‘隴薯7 號’和‘粵引85-38’原原種重量為T5（20～25 g）時產(chǎn)量最高，其次為T4（重量為15～20 g）和T3（10～15 g），2 種規(guī)格下的產(chǎn)量與原種（T6）產(chǎn)量均無顯著差異（‘粵引85-38’T5 除外）。綜合考慮生產(chǎn)投入成本、貯運(yùn)等因素，提出T3（10～15 g）為繁種的理想重量。在低緯度隔離較好的地區(qū)，通過農(nóng)業(yè)措施控制好病蟲害，采用原原種進(jìn)行種薯繁育是可行的，與前人報(bào)道較為一致，這為廣東省馬鈴薯本地繁育提供了理論依據(jù)和技術(shù)指導(dǎo)，也是廣東省開展雜交育種、后代選育留種的基礎(chǔ)。

控制馬鈴薯病毒病是保障種薯質(zhì)量最有成效的手段[19,20]。董代幸等[21]、羅文彬等[22]、路秉翰等[23]相繼建立了不同馬鈴薯病毒的RT-PCR 檢測技術(shù)體系，實(shí)現(xiàn)了多種病毒同時檢測。目前廣東省省級檢測機(jī)構(gòu)較少，而馬鈴薯質(zhì)量檢測任務(wù)重，建立省級質(zhì)量監(jiān)管機(jī)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)基礎(chǔ)苗統(tǒng)一供給勢在必行，從源頭上提高種薯質(zhì)量[24]。本研究通過對繁育的種薯進(jìn)行田間調(diào)查和產(chǎn)量測定，從病害控制角度看，繁育種薯的質(zhì)量符合國家規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)GB 18133—2012[25]。從產(chǎn)量看，‘隴薯7號’和‘粵引85-38’2 個品種10 g 以上原原種（T3）大田產(chǎn)量與北方調(diào)運(yùn)原種切塊（T6）產(chǎn)量差異不顯著；同時，繁育的原種（TB）較北方調(diào)運(yùn)的原種（TCK）產(chǎn)量略高，且病害發(fā)生率較低。結(jié)合“霧培法”生產(chǎn)原原種的方法，生產(chǎn)效率可提高10 倍以上。同時，原原種可以分批采收，大小可控，使種薯的合格率達(dá)100%[26,27]。為此，提出廣東省可以建設(shè)二級或三級種薯繁育體系。但廣東省馬鈴薯種薯體系建設(shè)還需要進(jìn)行很多工作，如馬鈴薯脫毒種快繁中心、基地、質(zhì)量檢測體系、種薯貯藏設(shè)施[28]和種薯品牌形象[29]、配套信息網(wǎng)站建設(shè)[30]等?？上驳氖牵?022 年1 月廣東省農(nóng)業(yè)科學(xué)院作物研究所與韶關(guān)市農(nóng)業(yè)農(nóng)村局、北大荒薯業(yè)集團(tuán)有限公司、乳源瑤族自治縣人民政府和中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院深圳農(nóng)業(yè)基因組研究所在韶關(guān)市簽訂了冬種馬鈴薯育繁推一體化建設(shè)項(xiàng)目框架協(xié)議，旨在解決廣東省馬鈴薯品種單一和種薯繁育問題。

通過在廣東省低緯度低海拔地區(qū)開展不同重量級別原原種繁育原種，并對繁育的原種在田間進(jìn)行鑒定等研究，表明‘隴薯7 號’和‘粵引85-38’原原種重量10～15 g（T3）產(chǎn)量與原種（T6）產(chǎn)量無顯著差異，為繁種的理想重量。同時，繁育的原種（TB）較北方調(diào)運(yùn)的原種（TCK）生產(chǎn)的商品薯產(chǎn)量略高，且病害發(fā)生率較低。本研究表明，在廣東省低緯度隔離較好的地區(qū)，通過農(nóng)業(yè)措施控制好病蟲害，采用原原種進(jìn)行種薯繁育是可行的，能夠解決目前馬鈴薯種薯全部依靠省外調(diào)運(yùn)的“卡脖子”問題，為打好廣東省馬鈴薯種業(yè)翻身仗提供參考和借鑒。