施肥方式對(duì)閩彩薯4號(hào)脫毒苗農(nóng)藝性狀及微型薯繁育的影響

許泳清，許國春，李華偉，紀(jì)榮昌，羅文彬，湯 浩

(福建省農(nóng)業(yè)科學(xué)院作物研究所/農(nóng)業(yè)農(nóng)村部南方薯類觀測實(shí)驗(yàn)站/福建省特色旱作物品種選育工程技術(shù)研究中心， 福建 福州 350013)

馬鈴薯為無性繁殖作物，生產(chǎn)過程極易感染病毒而引起種性退化，嚴(yán)重影響其產(chǎn)量和品質(zhì)。解決馬鈴薯種性退化問題的最有效途徑是采取莖尖脫毒培育脫毒苗來繁育微型薯，目前，國內(nèi)外科研院所和生產(chǎn)企業(yè)都是利用繁育馬鈴薯脫毒種薯作為生產(chǎn)種薯用[1]。馬鈴薯微型薯繁育是脫毒馬鈴薯種薯繁育的基礎(chǔ)，研究品種的繁育技術(shù)，提高其微型薯繁育系數(shù)，降低生產(chǎn)成本，對(duì)提高脫毒種薯應(yīng)用率，促進(jìn)馬鈴薯產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展有著極其重要的作用。

利用基質(zhì)移栽馬鈴薯脫毒苗是繁育馬鈴薯微型種薯的一種重要的生產(chǎn)方式，基質(zhì)栽培是利用基質(zhì)(蛭石、珍珠巖等)固定根系，通過基質(zhì)吸收營養(yǎng)液，從而促使植株結(jié)薯的一種常用方法[2]。營養(yǎng)液的成分及其施用方式是影響馬鈴薯脫毒苗生長的重要因素，也是決定馬鈴薯微型薯產(chǎn)量和經(jīng)濟(jì)效益的關(guān)鍵因素。因此研究者在對(duì)普通馬鈴薯基質(zhì)栽培過程中的扦插密度[3-5]、基質(zhì)配比和肥料等方面做了大量的研究[3-12]，但是目前關(guān)于彩色馬鈴薯基質(zhì)栽培過程中微型薯繁育的科學(xué)施肥問題在馬鈴薯南方冬作區(qū)福建產(chǎn)區(qū)還未見相關(guān)報(bào)道。

閩彩薯4號(hào)系福建省農(nóng)業(yè)科學(xué)院作物研究所以由‘Adirondack Blue×Shetland Blue’組合選育而成，該品種紅皮黃肉，株型直立，葉片綠色，莖褐色，薯型橢圓形，芽眼淺，薯皮紅色。本研究以馬鈴薯新品種閩彩薯4號(hào)的脫毒苗為試驗(yàn)材料，研究不同施肥處理方式對(duì)其農(nóng)藝性狀和微型薯繁育的影響，明確閩彩薯4號(hào)微型薯繁育的最優(yōu)施肥方式，為加快福建省彩色馬鈴薯微型薯繁育提供技術(shù)支撐。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

試驗(yàn)品種為馬鈴薯新品種閩彩薯4號(hào)，材料為閩彩薯4號(hào)脫毒苗，試驗(yàn)肥料由硫酸鉀復(fù)合肥(N∶P2O5∶K2O=15∶15∶15，康特生態(tài)科技有限公司生產(chǎn))和海藻有機(jī)肥(≥45%有機(jī)質(zhì)，N+P2O5+K2O≥5%，福建安沛金旭鑫生物科技有限公司生產(chǎn))。試驗(yàn)基質(zhì)用蛭石(規(guī)格1～3 mm)，產(chǎn)地河北石家莊。試驗(yàn)地位于國家南方薯類科學(xué)觀測試驗(yàn)站周寧基地溫室大棚內(nèi)。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)設(shè)5個(gè)處理，分別為T1：復(fù)合肥作基肥在馬鈴薯定值前一次性施入，營養(yǎng)液作為葉面肥分3次噴施，分別在定植后15(1/2MS)、30時(shí)(MS)和45 d(2MS)噴施1次，施用量0.5 L·m-2。T2：有機(jī)肥作基肥在定植前一次性施入，營養(yǎng)液作為葉面肥分3次噴施，分別在定植后15(1/2MS)、30(MS)和45 d(2MS)噴施1次。T3(CK)：無基肥，營養(yǎng)液作為葉面肥分3次噴施，分別在定植后15(1/2MS)、30(MS)和45 d(2MS)噴施1次。T4：復(fù)合肥單獨(dú)作基肥在定植前一次性施入，無追肥。T5：有機(jī)肥單獨(dú)作基肥在定植前一次性施入，無追肥。地下害蟲用辛硫磷(6.25 g·m-2)拌入蛭石混勻。每個(gè)處理3次重復(fù)，隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，共15個(gè)小區(qū)，每個(gè)小區(qū)面積2.6 m2，每個(gè)小區(qū)定植280株，施用有機(jī)肥1.27 kg·m-2、復(fù)合肥0.15 kg·m-2，營養(yǎng)液配方見表1。灌溉、病蟲害防治等其他管理措施按照常規(guī)栽培要求實(shí)施。供試馬鈴薯于2021年3月19日定植，2021年6月9日收獲，生育期共82 d。

表1 營養(yǎng)液配方

1.3 測定項(xiàng)目與方法

1.3.1農(nóng)藝性狀 移栽20 d開始，每14 d取樣一次，每小區(qū)選取5株測量根長、株高、莖粗、葉片數(shù)和匍匐莖數(shù)。測量標(biāo)準(zhǔn)：根長用軟尺測量由植株基部到根尖的長度；株高用軟尺測量由植株基部到頂端生長點(diǎn)的高度；莖粗用游標(biāo)卡尺測量莖部最粗處；定植后20 d開始測量葉面積、植株倒4葉的葉面積(YMJ-C型臺(tái)式葉面積儀)及葉綠素SPAD值。

1.3.2產(chǎn)量性狀 收獲時(shí)記載單位面積收獲粒數(shù)和結(jié)薯個(gè)數(shù)。微型薯按塊莖大小分為4級(jí)：≥5 g為大薯，3～5 g(含3 g)為中大薯，1～3 g(含1 g)的為中小薯，<1 g為小薯。每小區(qū)選取5株進(jìn)行產(chǎn)量調(diào)查，統(tǒng)計(jì)單株結(jié)薯數(shù)、單株薯重和匍匐莖數(shù)?！? g的薯塊為合格薯，≥3 g的薯塊為大中薯。單位面積結(jié)薯數(shù)=單株結(jié)薯數(shù)×移栽密度；單位面積結(jié)薯產(chǎn)量=單株結(jié)薯產(chǎn)量×移栽密度。

1.4 數(shù)據(jù)分析

試驗(yàn)數(shù)據(jù)使用Excel 2007作圖，以SPSS 26.0軟件進(jìn)行方差分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 施肥方式對(duì)閩彩薯4號(hào)農(nóng)藝性狀的影響

從馬鈴薯農(nóng)藝性狀的動(dòng)態(tài)生長調(diào)查結(jié)果(圖1)可見，隨著馬鈴薯植株的生長，各處理的株高從移栽后20 d第1次取樣至80 d呈逐漸增加的趨勢，其中以T2處理最高，80 d時(shí)株高達(dá)96.0 cm，較T1處理增長12.9%。T3處理的株高在整個(gè)生育期基本處于較低水平。整個(gè)生育期內(nèi)T2處理的莖粗高于其他處理，60 d內(nèi)達(dá)到峰值，之后趨于平緩增長，80 d的莖粗值最大達(dá)3.83 mm，比處理T4莖粗高33.4%。生育后期各處理植株的莖粗逐漸趨于穩(wěn)定。

各處理的葉面積在生育前期(40 d之前)處于緩慢增長階段，40～60 d各處理的葉面積快速升高，60 d之后，葉面積則隨植株下層葉片的黃化掉落而變小。40 d前，各處理間植株葉面積差異不顯著，到60 d時(shí)達(dá)到最大值，同時(shí)各處理的葉面積也達(dá)到最大值，其中T2處理的葉面積最大(384.47 cm2)，較T1和T5處理提高7.0%和15.4%。從圖1可知，不同施肥方式對(duì)馬鈴薯植株葉片數(shù)量的影響與葉面積基本一致。隨著植株的生長，60 d各處理植株葉片數(shù)量持續(xù)增加并達(dá)到最大值，60 d之后葉片數(shù)量逐漸減少。說明馬鈴薯在生長后期由于葉片老化枯萎引起葉片掉落，其葉面積和葉片數(shù)量均呈減少趨勢。

圖1 施肥方式對(duì)馬鈴薯株高、莖粗、葉面積和葉片數(shù)的影響Fig.1 Effects of fertilization methods on the plant height, stem diameter, leaf area and leaf number of potato

從表2可知，5個(gè)處理中T4處理的根長最大，為8.00 cm，與T3和T5處理均達(dá)顯著差異；其次是T1和T2處理，根長值分別為5.00 cm和6.83 cm；T5處理的根長最小，為4.33 cm。T2處理株高最高，為64.67 cm，與T1處理差異不顯著；T1和T2處理較T3、T4和T5處理株高差異達(dá)顯著水平。葉片數(shù)以T1處理最多(9.33個(gè)·株-1)，其次是T2處理(9.67個(gè)·株-1)，T3處理最少(7.67個(gè)·株-1)。莖粗T2處理與T1處理差異不顯著，與其他3個(gè)處理差異達(dá)顯著水平。葉綠素含量最高的是T2處理，為36.1，與其他處理差異達(dá)顯著水平；其次是T5、T4、T1和T3處理，分別為31.6、31.4、31.1和29.43。葉面積最大的是T2處理，為237.96 cm2，其次是T1、T5、T3和T4處理。

表2 不同施肥方式對(duì)馬鈴薯微型薯農(nóng)藝性狀(移栽60 d)的影響

2.2 施肥方式對(duì)閩彩薯4號(hào)微型薯產(chǎn)量的影響

從表3可知，5個(gè)施肥處理中，T2處理的平均單株結(jié)薯數(shù)、平均單株薯重和大中薯率最高，分別是1.84?！ぶ?1、12.42 g·株-1和39%。平均單株結(jié)薯數(shù)與T3、T4和T5處理差異達(dá)顯著水平，平均單株薯重與其他處理差異達(dá)顯著水平，大中薯率與T1和T4處理差異不顯著，與其他處理差異達(dá)顯著水平。T1處理的合格薯率和單位面積結(jié)薯數(shù)最高，分別是83%和286.53?！-2。在馬鈴薯微型薯的繁育過程中，單株結(jié)薯數(shù)、大中薯率、合格薯率和單位面積結(jié)薯數(shù)是衡量其產(chǎn)量和經(jīng)濟(jì)效益的重要指標(biāo)。通過以上綜合比較分析，各處理經(jīng)濟(jì)效益表現(xiàn)為T2 >T1>T5>T4>T3。

表3 不同施肥方式對(duì)微型薯結(jié)薯數(shù)和產(chǎn)量的影響

3 討論與結(jié)論

目前國內(nèi)外馬鈴薯微型薯繁育一般采用蛭石、珍珠巖等透氣性好、質(zhì)地輕的無機(jī)基質(zhì)作為栽培基質(zhì)，但是這些基質(zhì)通常不含作物所需的任何營養(yǎng)元素，沒有生物活性，植株生長完全需要依靠后期添加的營養(yǎng)物質(zhì)。因此，對(duì)于需肥量較大的作物，后期的營養(yǎng)物質(zhì)及施用方式直接關(guān)系到作物的產(chǎn)量和經(jīng)濟(jì)效益。馬鈴薯為塊莖類作物，對(duì)肥料的需求量較大，因此合理的施肥方式不僅能實(shí)現(xiàn)微型薯的高效繁育，而且還能降低生產(chǎn)成本、提高肥料利用率，改善生態(tài)環(huán)境。本試驗(yàn)探討不同施肥方式對(duì)閩彩薯4號(hào)脫毒苗農(nóng)藝性狀及微型薯產(chǎn)量的影響，研究結(jié)果表明不同施肥模式對(duì)馬鈴薯脫毒苗株高、莖粗、葉面積、微型薯結(jié)薯數(shù)和結(jié)薯薯重存在顯著影響。

本研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)T2處理的株高、莖粗、葉綠素含量和葉面積值均高于其他4個(gè)處理，說明T2處理最有利于馬鈴薯植株生長。在整個(gè)生育期對(duì)馬鈴薯農(nóng)藝性狀的動(dòng)態(tài)生長調(diào)查中發(fā)現(xiàn)，不同施肥方式對(duì)馬鈴薯植株葉片數(shù)量與葉面積的影響基本一致。隨著植株的生長，移栽60 d各處理植株葉片數(shù)量和葉面積持續(xù)增加并達(dá)到最大值，移栽60 d之后葉片數(shù)量和葉面積逐漸減少。說明馬鈴薯在生長后期由于葉片老化枯萎引起葉片掉落，其葉片數(shù)量減少，這與李秋琛等研究結(jié)果一致[13]。5個(gè)施肥處理中，T2處理平均結(jié)薯數(shù)、平均單株薯重和大中薯率最高，分別是1.84?！ぶ?1、12.42 g·株-1和39%。其中平均單株薯重顯著高于其他處理，通過綜合比較分析，閩彩薯4號(hào)微型薯繁育的經(jīng)濟(jì)效益表現(xiàn)為T2>T1>T5>T4>T3。

本研究結(jié)果表明閩彩薯4號(hào)微型薯繁育最優(yōu)的施肥模式為：有機(jī)肥(基肥1.27 kg·m-2)+追肥(MS營養(yǎng)液)，追肥分別于移栽15 d時(shí)噴施1/2MS營養(yǎng)液1次，30 d時(shí)噴施MS營養(yǎng)液1次，45 d時(shí)噴施2MS營養(yǎng)液1次。閩彩薯4號(hào)采用該施肥處理產(chǎn)量最高，其單株薯重為12.42 g，單位面積結(jié)薯數(shù)達(dá)285.13粒·m-2。本試驗(yàn)在春季進(jìn)行，到馬鈴薯生育后期溫度逐漸升高，影響單株結(jié)薯數(shù)，5個(gè)處理中單株結(jié)薯數(shù)最高的僅為1.84粒。因此，今后還需要進(jìn)一步研究不同移栽季節(jié)下施肥處理方式對(duì)繁育馬鈴薯微型薯產(chǎn)量的影響，為南方冬作區(qū)馬鈴薯微型薯繁育提供技術(shù)支撐。