氣霧栽培法生產(chǎn)脫毒馬鈴薯營養(yǎng)液配方的篩選

韓忠才，張勝利，孫靜，于翠香，徐飛

（吉林省蔬菜花卉科學(xué)研究院，吉林長春130033)

栽培生理

氣霧栽培法生產(chǎn)脫毒馬鈴薯營養(yǎng)液配方的篩選

韓忠才，張勝利*，孫靜，于翠香，徐飛

（吉林省蔬菜花卉科學(xué)研究院，吉林長春130033)

氣霧栽培法是解決根系水氣矛盾最好的一種栽培形式，營養(yǎng)液是氣霧栽培的核心。已知的營養(yǎng)液配方多是以MS營養(yǎng)液為基礎(chǔ)，改變營養(yǎng)液中N、P、K的比例而形成的。本試驗(yàn)研究了不同營養(yǎng)液對氣霧栽培法馬鈴薯微型薯產(chǎn)量、生長性狀及采收后損失率的影響，以期篩選出霧培條件下生產(chǎn)馬鈴薯微型薯適宜的營養(yǎng)液配方。結(jié)果表明，處理5，即配方Ca(NO3)2·4H2O 718 mg/L，NH4NO3296 mg/L，KNO3455 mg/L，KH2PO4254 mg/L，K2SO4257 mg/L，MgSO4·7H2O 554 mg/L在莖粗、匍匐莖數(shù)量與長度、單株結(jié)薯數(shù)及＞6 g微型薯所占的比例方面表現(xiàn)明顯優(yōu)于其他處理。

霧培；馬鈴薯；營養(yǎng)液；篩選

霧培法生產(chǎn)馬鈴薯脫毒微型薯是近年發(fā)展起來的一項(xiàng)無土栽培技術(shù)。吉林省蔬菜花卉科學(xué)研究院是國內(nèi)較早的進(jìn)行霧培技術(shù)研究的科研單位。采用這種生產(chǎn)方式不但能顯著地提高繁殖效率，還可根據(jù)需要控制小薯采收的重量，使粒重和大小接近一致。馬鈴薯脫毒微型薯無基質(zhì)營養(yǎng)液噴霧栽培，不受土壤、自然氣候等條件限制，可實(shí)現(xiàn)工廠化周年生產(chǎn)。并可人為地調(diào)節(jié)和控制生長發(fā)育條件，避免基質(zhì)栽培的不利因素，能充分發(fā)揮馬鈴薯的增產(chǎn)潛力，是繼網(wǎng)棚薯技術(shù)和試管薯生產(chǎn)技術(shù)后的又一次技術(shù)創(chuàng)新。營養(yǎng)液的選擇是取得高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)馬鈴薯霧培微型薯的關(guān)鍵，王素梅等[1]和孫海宏[2]通過對營養(yǎng)液內(nèi)不同化學(xué)元素含量配比的研究，篩選出高產(chǎn)量的配方，但對于收獲后的微型薯貯藏及腐爛率很少關(guān)注。本研究通過對不同配方的營養(yǎng)液進(jìn)行馬鈴薯產(chǎn)量、品質(zhì)的綜合比較以及采收后的損失率比較，選擇出了適合霧培微型薯生產(chǎn)的營養(yǎng)液配方。

1 材料與方法

1.1 供試材料

供試材料為脫毒馬鈴薯（Solanum tuberosum L.）‘費(fèi)烏瑞它’試管苗，脫毒苗使用前經(jīng)DAS-ELISA檢測不含馬鈴薯卷葉病毒、Y病毒、X病毒和S病毒。試驗(yàn)于2013年3～12月份春秋兩茬在吉林省蔬菜花卉科學(xué)研究院馬鈴薯研究所霧培溫室內(nèi)進(jìn)行。試驗(yàn)過程中因春秋兩茬的試驗(yàn)結(jié)果變化趨勢相似，故本文只對2013年春季試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析。

1.2 營養(yǎng)液配方

本試驗(yàn)共設(shè)5個(gè)營養(yǎng)液配方，其中大量元素含量列于表1中，微量元素含量同MS培養(yǎng)基配方。其中以原有營養(yǎng)液配方為對照，旨在篩選出利于脫毒苗生長與結(jié)薯的最優(yōu)營養(yǎng)液配方。

表1 不同處理大量元素營養(yǎng)液配方Table 1Macroelements in nutrient solution formula for various treatments

1.3 處理方法

栽培槽：槽體為760 cm×50 cm×30 cm灰色玻璃鋼材質(zhì)，栽培板為泡沫板上覆黑白膜。槽體內(nèi)安裝進(jìn)液噴霧管道及回流管，保證營養(yǎng)液循環(huán)使用。栽培板上按株行距25 cm×20 cm的距離作好定植孔。

營養(yǎng)液：溫度保持在16～18℃，pH值5.5～6.5，電導(dǎo)率（EC）值保持在1 700～2 000 μs/cm，供液時(shí)間為每隔3 min噴霧20 s，營養(yǎng)液經(jīng)回流管回收至貯液池內(nèi)，以供循環(huán)利用。營養(yǎng)液每隔兩周更換一次。

定植與管理：將組培室繁育的6～7 cm高的固體培養(yǎng)基脫毒試管苗定植在草炭和馬糞（1:1）混合的基質(zhì)中煉苗20 d左右。選擇高約15～20 cm、長勢一致的苗，洗凈根系基質(zhì)，定植在栽培槽蓋上，每個(gè)處理定植152株，重復(fù)3次。

定植后保持溫室內(nèi)晝溫20～30℃，夜溫15～20℃，定植前3 d白天保證遮陽網(wǎng)覆蓋以利緩苗。

1.4 測定指標(biāo)

所有脫毒苗定植于栽培槽后30 d內(nèi)，采用隔天調(diào)查記錄的方式，觀察對比根系生長狀態(tài)與植株長勢變化；40～50 d開始隔天調(diào)查記錄匍匐莖數(shù)量及長度變化。

在開始結(jié)合格種薯（＞6 g）后，進(jìn)行分批采收。記錄株高、莖粗、匍匐莖數(shù)量和長度、單株結(jié)薯量(粒)、拔秧后＞6 g微型薯所占的比例（%）、爛薯率（%）。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同配方營養(yǎng)液對植株生長的影響

定植后25 d開始對植株生長勢進(jìn)行調(diào)查，定植后40 d對植株匍匐進(jìn)行調(diào)查，每個(gè)處理隨機(jī)選取10株，測量株高、莖粗、匍匐莖數(shù)量及長度等指標(biāo)，測量結(jié)果見表2。

植株根、莖生長對不同配方的營養(yǎng)液反應(yīng)是不同的。大量元素中N、P對植物生長發(fā)育具有很大的作用，缺乏時(shí)植株矮小，莖間短，生長發(fā)育受阻。處理1（CK）株高明顯弱于其它4個(gè)處理，莖粗也同樣弱于其它4個(gè)處理；處理5株高相較于其它生長不明顯，但莖粗處于最佳生長狀態(tài)。出現(xiàn)這種現(xiàn)象的原因是由于營養(yǎng)液中N、P含量不同所致。處理5匍匐莖數(shù)量及長度均明顯優(yōu)于其它4個(gè)處理，處理2的匍匐莖數(shù)量較處理5少2根，僅次于處理5。對比營養(yǎng)元素配方可以看出，匍匐莖的多少可能由磷鉀比例多少所決定，具體機(jī)理需進(jìn)一步研究。

表2 不同配方營養(yǎng)液對植株生長的影響Table 2Effect of various nutrient solution formulas on plant growth

表3 不同配方營養(yǎng)液對結(jié)薯量的影響Table 3Effect of various nutrient solution formulas on tuber set

2.2 不同配方營養(yǎng)液對結(jié)薯量的影響

由表2、表3可知，處理5無論是匍匐莖數(shù)量還是單株結(jié)薯都強(qiáng)于其他4個(gè)處理，微型薯達(dá)到了45粒/株。馬鈴薯匍匐莖是由地下部分莖節(jié)上的腋芽伸長而成，其頂端膨大形成塊莖。匍匐莖的多少直接影響著馬鈴薯產(chǎn)量。這正好驗(yàn)證了匍匐莖的數(shù)量與馬鈴薯的產(chǎn)量成正相關(guān)。

同時(shí)，處理5所生產(chǎn)的＞6 g微型薯占總量比例高達(dá)82.2%，說明此營養(yǎng)液對于微型薯產(chǎn)量影響很大。相反，經(jīng)過一個(gè)貯藏期的管理后對比發(fā)現(xiàn)，處理5生產(chǎn)的微型薯爛薯率要高于對照，但小于其他3個(gè)處理。

3 討論

試驗(yàn)結(jié)果表明，處理5在株高上與其它4個(gè)處理相比優(yōu)勢不明顯，但在莖粗、匍匐莖數(shù)量和長度、單株結(jié)薯數(shù)及＞6 g微型薯所占比例上均明顯優(yōu)于其他4個(gè)處理。植株根、莖生長對不同配方的營養(yǎng)液反應(yīng)是不同的。大量元素中N、P對植物生長發(fā)育具有很大的作用，缺乏時(shí)植株矮小，莖間短，生長發(fā)育受阻。生長前期處理5中N、P含量較少造成株高弱于其他4個(gè)處理，致使節(jié)間縮短使莖粗增加。

貯藏期間爛薯率與鈣的含量多少有一定的聯(lián)系，鈣是植物生長發(fā)育必需的大量元素之一，對植物細(xì)胞的結(jié)構(gòu)和生理功能有重要作用。鈣作為植物細(xì)胞中唯一證實(shí)的偶聯(lián)胞外信號(hào)與胞內(nèi)生理反應(yīng)的胞內(nèi)第二信使，能維持細(xì)胞壁、細(xì)胞膜及膜蛋白的穩(wěn)定性，在植物生長發(fā)育及植物對環(huán)境的適應(yīng)中也發(fā)揮了重要作用[3]。前人研究表明，外源鈣能維持細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)的完整性和細(xì)胞內(nèi)膜系統(tǒng)的區(qū)域化作用，防止胞內(nèi)底物與酶的接觸導(dǎo)致生理代謝上的紊亂，并且在延遲衰老的過程中可以避免與衰老有關(guān)的膜的微粘性增加，減少自由基對膜系統(tǒng)的傷害，增加貯藏性[4-7]。微型薯的貯藏爛薯率是否與營養(yǎng)液中鈣元素的多少有關(guān)系，需要在今后的研究工作中進(jìn)一步探討。綜合分析試驗(yàn)結(jié)果，可以認(rèn)為處理5表現(xiàn)較好。對于爛薯率的問題會(huì)在今后的試驗(yàn)中著重考慮鈣元素的用量。

[1]王素梅,王培倫,王秀峰,等.營養(yǎng)液成分對霧培脫毒微型馬鈴薯產(chǎn)量的影響[J].山東農(nóng)業(yè)科學(xué),2003(4):32-34.

[2]孫海宏.馬鈴薯霧培微型薯營養(yǎng)液篩選試驗(yàn)[J].中國種業(yè),2008 (增刊):80-81.

[3]李合生.現(xiàn)代植物生理學(xué)[M].北京:高等教育出版社,2002.

[4]張麗秋,辛建華,李天來.外源鈣對馬鈴薯貯藏品質(zhì)的影響[J].長江蔬菜,2009(6):33-36.

[5]趙麗芹.園藝產(chǎn)品貯藏加工學(xué)[M].北京:中國輕工業(yè)出版社, 2000.

[6]生吉萍,申琳,羅云波.果蔬成熟和衰老過中的重要酶-脂氧合酶[J].果樹科學(xué),1999,16(1):72-77.

[7]敖日嘎.水楊酸和鈣處理對桃采后生理及品質(zhì)的影響[D].呼和浩特:內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué),2003.

Selecting Nutrient Solution Formulation in Aeroponics
for Seed Potato Production

HAN Zhongcai,ZHANG Shengli＊,SUN Jing,YU Cuixiang,XU Fei
(Jilin Vegetables and Flowers Institute,Changchun,Jilin 130033,China)

Aeroponicsmaybeoneof thebestcultivationpatternstosolvethewaterandgascontradictioninrootsofpotato plants.Nutrientsolutionisthekernelintheaeroponics.MostofthenutrientsolutionsarebasedonMSmedium,andadjustment oftheproportionofN,PandK.Thisresearchstudiedtheeffectsofdifferent nutrient solutions in aeroponics on the yield,growth traitsandpostharvestlossinseedpotatoproduction.Inthisexperiment,thetreatment5[Ca(NO3)2·4H2O718mg/L,NH4NO3296 mg/L,KNO3455 mg/L,KH2PO4254 mg/L,K2SO4257 mg/L,MgSO4·7H2O 554 mg/L]was found optimal for potato growth in termsof thestemdiameter,stolonnumber,stolonlength,numberoftuberperplant,andpercentageofminitubermorethan6g.

aeroponics;potato;nutrient solution;selection

S532

B

1672－3635（2014）06-0328-03

2014-08-08

現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系專項(xiàng)資金（CARS-10-ES06）；吉林省馬鈴薯產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系（2013015）。

韓忠才（1981-），男，助理研究員，從事馬鈴薯新品種選育及栽培技術(shù)研究。

張勝利，研究員，從事馬鈴薯遺傳育種、栽培及貯藏技術(shù)研究，E-mail:jlpotato@163.com。