空間搭載對火焰產(chǎn)量及品質(zhì)的影響

靳芙蓉 胡小朋

（西寧市農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣服務(wù)中心 青海西寧 811600）

空間搭載即航天育種，也稱為空間誘變育種、太空育種， 是指利用返回式航天器和地面模擬空間環(huán)境裝置，通過空間環(huán)境（包括宇宙輻射、微重力和弱地磁場等多種因素）對植物的誘變作用，使種子產(chǎn)生變異，再通過嚴(yán)格的地面選育過程，獲得優(yōu)良農(nóng)作物品種的過程[1-2]。 通過航天育種選育的種子一般具有高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、抗病、抗逆、廣適等特點(diǎn)，最大優(yōu)勢是縮短了品種選育時(shí)間， 大約是傳統(tǒng)育種方式所需時(shí)間的1/10，甚至更短[3]。 另外，航天育種還創(chuàng)造出大批優(yōu)質(zhì)種質(zhì)資源，比如‘航椒1 號(hào)辣椒’，維生素C 含量為234 mg，比一般辣椒提高了183%左右；‘太空5 號(hào)小麥’口感好，產(chǎn)量超過傳統(tǒng)品種10%以上；‘太空萬壽菊’花期延長，能達(dá)到9 個(gè)月[4-5]。 “十九大” 報(bào)告中提出要實(shí)施鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略，強(qiáng)調(diào) “三農(nóng)” 問題是關(guān)系國計(jì)民生的根本性問題， 要切實(shí)以產(chǎn)業(yè)興旺、 鄉(xiāng)風(fēng)文明、生態(tài)宜居等為總體要求推進(jìn)鄉(xiāng)村振興。 發(fā)展航天育種產(chǎn)業(yè)是促進(jìn)鄉(xiāng)村產(chǎn)業(yè)興旺的有效抓手， 是航天技術(shù)服務(wù)經(jīng)濟(jì)社會(huì)的重要手段，能夠引導(dǎo)航天技術(shù)、人才等資源要素向農(nóng)業(yè)流動(dòng)， 打造區(qū)域特色農(nóng)業(yè)新名片和智慧農(nóng)業(yè)新樣板， 有效促進(jìn)一二三產(chǎn)業(yè)融合發(fā)展，形成航天農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化體系，激發(fā)農(nóng)村經(jīng)濟(jì)新活力，為推進(jìn)美麗鄉(xiāng)村建設(shè)提供新路徑。

火焰蔘又稱紅根甜菜、紅甜菜、紫菜頭、紅菜頭、根菾菜、紅菾菜，為藜科甜菜屬，是一種集藥用、食用、飼用與觀賞于一身的特色蔬菜。 火焰蔘是歐美各國的主要蔬菜之一，在英國是皇室的傳統(tǒng)食材，被譽(yù)為 “歐洲人參”，在古代英國的傳統(tǒng)醫(yī)療方法中火焰蔘作為治療血液疾病的重要藥物而被譽(yù)為“生命之根”。 據(jù)報(bào)道，火焰蔘具有一定的保健功能，含有一定的糖分，能在肝內(nèi)合成較多的肝糖原，有解毒保肝的作用；還含有特殊的成分甜菜堿，其能提供甲基制造膽堿，膽堿是合成磷脂的主要原料，能促進(jìn)肝臟中脂肪的代謝，減少脂肪在肝臟中的堆積，有預(yù)防脂肪肝和減少肝硬化發(fā)展的作用，由此可見，食用火焰蔘有預(yù)防肝臟病害的作用。 另外，火焰蔘還有止吐止瀉、治療胃潰瘍、驅(qū)除體內(nèi)寄生蟲的功能，其與牛肉片同炒，有補(bǔ)脾健胃、益氣養(yǎng)血、強(qiáng)壯身體的作用。 火焰蔘的營養(yǎng)成分也獨(dú)具特色，含有豐富的蛋白質(zhì)、糖分、礦物質(zhì)和維生素， 此外還含有多種人體所需的必需氨基酸，營養(yǎng)價(jià)值豐富。

近年來， 隨著人民生活水平的提高和消費(fèi)觀念的不斷改變，人們對身體健康更加關(guān)注，對農(nóng)產(chǎn)品的需求從 “要吃飽” 到 “要吃好” 發(fā)生了變化。 隨著鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略的全面推進(jìn)， 鄉(xiāng)村旅游與鄉(xiāng)村特色產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展，以特色小鎮(zhèn)、田園綜合體為主體，以農(nóng)業(yè)觀光、生態(tài)休閑、體驗(yàn)采摘等為形式的生態(tài)休閑農(nóng)業(yè)發(fā)展勢頭強(qiáng)勁，市民下鄉(xiāng)消費(fèi)不斷盛行，特色果蔬消費(fèi)的客源快速增長。 發(fā)展特色優(yōu)質(zhì)果蔬種植的市場空間十分廣闊， 為特色優(yōu)質(zhì)果蔬種植帶來了難得的發(fā)展機(jī)遇，對綠色農(nóng)產(chǎn)品的需求量也越來越大。 鼓勵(lì)農(nóng)戶種植綠色特色果蔬具有重要的經(jīng)濟(jì)價(jià)值和發(fā)展意義。 火焰蔘是一種經(jīng)濟(jì)效益高、發(fā)展?jié)摿Υ蟮奶厣卟?，其適應(yīng)性強(qiáng)，在10 cm 地溫穩(wěn)定通過8℃以上的季節(jié)均可露地播種栽培， 是非常理想的經(jīng)濟(jì)作物之一，既可以提高復(fù)種指數(shù)，又能調(diào)整茬口，耐貯抗運(yùn)，易栽培。 在國內(nèi)，火焰蔘在陜西等地有少量商品化種植，大面積規(guī)?；耘嗷旧咸幱诳瞻住?西寧市湟中區(qū)于2017 年首次引進(jìn)種植成功，近2 年來，種植火焰蔘的面積逐年增加，已經(jīng)有一部分被外銷到韓國、日本等國際市場，取得了很好的經(jīng)濟(jì)效益。 但是種植全過程處于盲目、無序狀態(tài)，不利于火焰蔘產(chǎn)品優(yōu)勢的進(jìn)一步挖掘與提高。 為了填補(bǔ)火焰蔘在高原地區(qū)的綠色栽培技術(shù)、產(chǎn)品開發(fā)等各方面的研究空白，西寧市農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣服務(wù)中心協(xié)助青海千紫緣農(nóng)業(yè)科技博覽園通過運(yùn)用空間搭載技術(shù)， 以期選育出適應(yīng)當(dāng)?shù)胤N植的火焰蔘新品種，提高其高質(zhì)量栽培、高品質(zhì)生產(chǎn)提供依據(jù)， 提高當(dāng)?shù)厥卟朔N植戶種植火焰蔘的經(jīng)濟(jì)效益， 使其成為西寧市農(nóng)業(yè)發(fā)展一個(gè)新的經(jīng)濟(jì)增長點(diǎn)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)設(shè)計(jì)與田間管理

試驗(yàn)于2020 年在青海千紫緣農(nóng)業(yè)科技博覽園基地進(jìn)行。 該基地位于西寧市湟中區(qū)田家寨鎮(zhèn)田家寨村。

供試火焰蔘品種委托西安航天基地中加農(nóng)業(yè)科技發(fā)展有限公司進(jìn)行空間搭載技術(shù)服務(wù)。 進(jìn)行誘變處理的火焰蔘材料（TK1），田間篩選的火焰蔘材料同一批次未搭載（HK1）和不同批次未搭載（HK2）同期播種在試驗(yàn)田內(nèi)。 育苗時(shí)間為2020 年7 月3 日，定植時(shí)間為2020 年8 月4 日，收獲時(shí)間為2020 年11 月10 日。 株距25 cm，行距30 cm,壟寬50 cm，每壟長8 m。 播種前澆足底水，配施商品有機(jī)肥200 kg/畝和磷酸二銨10 kg/畝。

試驗(yàn)采取隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，3 次重復(fù)。

1.2 測定項(xiàng)目與方法

1.2.1 產(chǎn)量測定通過區(qū)組試驗(yàn)設(shè)計(jì)， 對火焰蔘進(jìn)行田間適應(yīng)性試驗(yàn)， 對火焰蔘生育期及株高、 開展度、最大葉面積、直徑、單株重等進(jìn)行觀測、記錄，對具有商品性的火焰蔘產(chǎn)量和商品率進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，按小區(qū)取樣測產(chǎn)，然后統(tǒng)計(jì)平均值。

1.2.2 品質(zhì)測定每個(gè)處理取3株塊莖鮮樣于2020年11 月10 日委托西北高原生物研究所分析測試中心進(jìn)行品質(zhì)分析，主要分析項(xiàng)目有可溶性糖、花青素、膳食纖維、可滴定酸、鐵、甜菜堿、維生素C 等。

1.3 統(tǒng)計(jì)分析方法

試驗(yàn)數(shù)據(jù)利用Excel、DPS 軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，選用LSD 進(jìn)行多重比較。

2 結(jié)果與分析

2.1 空間搭載處理對火焰蔘生物學(xué)性狀的影響

由表1 可知， 火焰蔘經(jīng)空間搭載處理后提高了其株高、開展度和葉片大小。 TK1 比其他2 個(gè)樣品株高分別增加了8.50 cm 和10.12 cm， 增長率分別為22.67%和28.20%。方差分析結(jié)果顯示，經(jīng)空間搭載后火焰蔘生物學(xué)性狀與未搭載處理差異顯著。

表1 空間搭載處理對火焰蔘生物學(xué)性狀的影響

2.2 空間搭載處理對火焰蔘產(chǎn)量的影響

單株重是火焰蔘構(gòu)成產(chǎn)量的主要因素。 火焰蔘通過空間搭載經(jīng)誘變處理后莖塊變大，單株重增加，從而有效提高了火焰蔘的產(chǎn)量（表2）。

表2 空間搭載處理對火焰蔘產(chǎn)量的影響

2.3 空間搭載處理對火焰蔘品質(zhì)指標(biāo)的影響

火焰蔘中甜菜堿、花青素、膳食纖維、維生素等主要品質(zhì)性狀的優(yōu)劣直接影響火焰蔘的用途。 成熟后收獲，精選取樣，選用同一批次空間搭載TK1 和未搭載HK1 進(jìn)行品質(zhì)分析。由表3 可知，空間搭載后火焰蔘可溶性糖、膳食纖維、鐵、維生素C 含量均有明顯提高，尤其以可溶性糖和維生素C 含量變化顯著，分別提高了51.06%和12.50%。

表3 空間搭載處理對火焰蔘品質(zhì)的影響

3 結(jié)論與討論

隨著航天育種的深入研究，生物技術(shù)不斷創(chuàng)新，這一育種方法具有非常廣闊的發(fā)展前景[6]。 本試驗(yàn)結(jié)果表明，空間搭載處理能提高火焰蔘的株高、開展度等生物學(xué)性狀。 空間搭載后的誘變處理對火焰蔘后代材料性狀的變異規(guī)律還有待進(jìn)一步通過育種手段進(jìn)行研究，選育出適應(yīng)當(dāng)?shù)胤N植的產(chǎn)量高、品質(zhì)好的新品種。