霧培馬鈴薯不同品種生長及微型薯產量比較

賀曉霞

（甘肅省莊浪縣農業技術推廣中心，甘肅 莊浪 744699）

馬鈴薯（Solanum tuberosum L.）是一種重要的糧菜兼用型經濟作物，在中國農作物生產中占有重要地位。馬鈴薯具有產量高、適應性強、營養豐富及加工用途廣泛等特點，已成為世界上僅次于水稻、小麥、玉米的第四大糧食作物[1,2]。霧培（Aeroponics）是一種直接利用噴霧裝置將營養液霧化直接噴射到植物根部的栽培方法，可以為植物生長提供水、氣、肥的一種無土栽培模式，具有節水、節肥等特點，被認為是未來溫室栽培重要技術之一[3]。霧培法生產馬鈴薯脫毒微型薯是中國近年來開發和研究的一項新型的無土栽培技術。這種栽培技術不僅能大幅度提高微型薯繁殖效率，還可以解決馬鈴薯原原種生產中的氣候和地域問題，實現微型薯的周年工廠化生產[4,5]。

近年來，甘肅馬鈴薯常年播種面積66.7萬hm2以上，主栽品種隴薯、青薯和莊薯系列，存在品種數量較少、品種多樣性程度較低的問題，阻礙了甘肅省馬鈴薯產業化發展。引進篩選出適宜霧培法種植的產量較高的馬鈴薯微型薯新品種，對當地馬鈴薯產業發展具有較大的促進作用。本研究引進馬鈴薯微型薯霧培法生產技術，選用‘莊薯4號’、‘隴薯10號’、‘天薯11號’和‘冀張薯8號’共4個馬鈴薯品種脫毒瓶苗，對不同馬鈴薯品種霧培生產過程中的形態指標、生理指標及產量指標進行研究，比較不同品種的相關生長指標，篩選出適宜當地霧培生產脫毒微型薯的高產馬鈴薯品種，以期為今后馬鈴薯新品種的生產推廣提供有力的理論依據。

1 材料與方法

1.1 供試材料

供試材料為‘莊薯3號’（Z-3）、‘莊薯4號’（Z-4）、‘天薯 11號’（T-11）、‘隴薯 10號’（L-10）和‘冀張薯8號’（J-8）脫毒試管苗，脫毒苗使用前經DAS-ELISA法檢測無馬鈴薯X病毒、Y病毒、卷葉病毒和S病毒。試驗于2016年4～10月在莊浪縣馬鈴薯脫毒種薯繁育中心霧培室進行。

1.2 試驗方法

試驗采用霧培方式進行，以MS為噴霧營養液，所用試劑均為分析純。以不同品種為處理，當地霧培主栽品種Z-3為對照（CK），共設5個處理，4次重復，每個品種移栽4個霧培床。

栽培床660 cm×95 cm×130 cm，栽培密度20 cm×15 cm，每個霧培床移栽288株脫毒水培苗。營養液pH 5.5～6.0，EC值2.0～2.5，每周更換一次營養液。白天噴霧時間每隔5 min噴霧24 s，夜晚每隔30 min噴霧24 s。將脫毒試管苗于1/2MS營養液中水培30 d，選取高15 cm左右、長勢一致的薯苗，移栽到栽培孔后開啟噴霧系統[6]。

1.3 測定指標

定植后28 d開始對植株生長勢進行調查，每14 d測定1次，生育期內共測定5次，每個處理隨機選取15株，測定株高（用直尺測量莖基部到頂端生長點的距離）、莖粗（用游標卡尺測量莖基部最粗處）、根長（用直尺測量莖基部到側根末端的距離）、葉面積（用葉面積測量儀YMJ-C測量，從植株頂端數倒數第4片展開的復葉作為測量葉片）、葉綠素SPAD值（Chlorophyll Meter SPAD-502儀測定，從植株頂端數倒數第3片展開的復葉作為測量葉片）和匍匐莖數量。結薯后開始收獲質量＞5 g的微型薯，每周采收1次，第4次全部收獲，測定單株結薯數、單株結薯重及平均單薯重[7]。

1.4 數據處理

采用Microsoft Excel 2010對試驗數據進行整理，采用DPS 7.05軟件進行方差分析，采用Duncan's新復極差法進行多重比較。

2 結果與分析

2.1 霧培馬鈴薯不同品種不同生長時期形態指標比較

2.1.1 霧培馬鈴薯不同品種不同生長時期株高變化

由圖1可知，不同品種不同生長時期株高存在差異，5個品種株高隨著生長時間變化呈上升趨勢。定植28 d時，L-10、T-11和Z-4與Z-3（CK）和J-8株高存在顯著差異，Z-3（CK）株高最高，Z-4株高最低。定植后42 d，J-8株高最高，L-10和Z-4株高與其他3個品種存在顯著差異，J-8、T-11與Z-3（CK）株高差異不顯著。定植后56 d，5個品種株高差異顯著。定植后70 d，J-8和Z-4株高差異不顯著。定植后84 d，J-8株高最高，與其他品種株高差異顯著。

2.1.2 霧培馬鈴薯不同品種不同生長時期莖粗變化

圖1 霧培馬鈴薯不同品種不同生長時期株高變化Figure 1 Changes in plant height of different varieties at different growth stages in aeroponics

圖2 霧培馬鈴薯不同品種不同生長時期莖粗變化Figure 2 Changes in stem diameter of different varieties at different growth stages in aeroponics

由圖2可知，5個品種馬鈴薯莖粗隨著生長時間變化而增加。定植后28 d，Z-3（CK）和Z-4莖粗差異不顯著。定植后42 d及以后的測定期內Z-3（CK）莖粗明顯高于其他品種，且莖粗顯著大于其他4個品種。定植后56 d，5個品種莖粗差異顯著。定植后70和84 d，Z-4和T-11莖粗差異不顯著，其他品種莖粗差異顯著。

2.1.3 霧培馬鈴薯不同品種不同生長時期根長變化

從圖3可以看出，霧培馬鈴薯不同品種根系生長的動態變化趨勢，各個品種根長隨著生長時間不斷的增加。在整個測定期內，Z-3（CK）根長最長，L-10根長低于其他品種。移栽后28 d，Z-4與T-11根長差異不顯著。其余測定時期，霧培馬鈴薯5個品種根長差異均達到顯著水平。

2.1.4 霧培馬鈴薯不同品種不同生長時期葉面積變化

霧培馬鈴薯不同生長時期葉面積測定結果如圖4所示，定植后28 d，J-8葉面積最大，各品種葉面積差異顯著。定植后42，56和70 d，T-11葉片面積高于其他品種，且差異達到顯著水平。定植后84 d，J-8葉面積最大，Z-3（CK）和L-10葉面積差異不顯著。

2.2 霧培馬鈴薯不同品種不同生長時期生理指標比較

圖3 霧培馬鈴薯不同品種不同生長時期根長變化Figure 3 Changes in root length of different varieties at different growth stages in aeroponics

圖4 霧培馬鈴薯不同生長時期葉面積變化Figure 4 Changes in leaf area of different varieties at different growth stages in aeroponics

圖5 霧培馬鈴薯不同品種不同生長時期葉綠素SPAD值變化Figure 5 Changes in leaf SPAD value of different varieties at different growth stages in aeroponics

圖6 霧培馬鈴薯不同品種不同生長時期匍匐莖數量變化Figure 6 Changes in stolon number of different varieties at different growth stages in aeroponics

由圖5可知，定植后28 d，Z-3（CK）葉綠素SPAD值為37.8，Z-4葉綠素SPAD值為31.4，5個品種葉綠素SPAD值差異顯著。定植28 d后，隨著葉片數量的增加，不同品種葉綠素SPAD值也不斷增加。定植后42 d，Z-4葉綠素SPAD值最小，與其他品種差異顯著。定植后56，70和84 d，J-8葉綠素SPAD值最小，且與其他品種差異達到顯著水平。

2.3 霧培馬鈴薯不同品種產量指標比較

2.3.1 霧培馬鈴薯不同品種不同生長時期匍匐莖數量變化

霧培馬鈴薯不同品種不同生長時期匍匐莖測定結果如圖6所示，從圖6中可以看出霧培馬鈴薯隨著生長時間的變化，匍匐莖數量不斷增加，定植后28 d，霧培馬鈴薯處于生根階段，沒有生出匍匐莖。定植后42，56和70 d，J-8匍匐莖數量多于其他品種。定植后84 d，T-11匍匐莖數量多于其他品種，匍匐莖數量為12條，與Z-3（CK）、J-8匍匐莖數量差異不顯著，Z-4和L-10匍匐莖數量差異不顯著。

2.3.2 霧培馬鈴薯不同品種結薯性能比較

由表1可知，Z-3（CK）單株結薯數和單株結薯重分別為43.25粒和143.59 g，均顯著高于Z-4、T-11、J-8和L-10。單株結薯數最少的為J-8，單株結薯數為29.57粒。L-10單株結薯重最小，其單株結薯重為91.02 g。L-10平均單薯重最小，其平均單薯重為2.94 g，Z-3（CK）、T-11、J-8與L-10單薯重存在顯著差異。

表1 霧培馬鈴薯不同品種微型薯產量Table 1 Minituber yields of different varieties in aeroponics

3 討 論

試驗結果表明，5個供試品種在形態指標、生理指標和微型薯產量等方面各有差異。不同生長時期、不同品種形態指標和生理指標存在差異。定植后84 d，J-8株高和葉面積高于其他品種，Z-3（CK）莖粗、根長和葉綠素SPAD值大于其他品種，T-11匍匐莖數量多于其他品種。微型薯產量最高的為Z-3（CK），單株結薯數達到43.25粒，單株結薯重143.59 g，平均單薯重3.32 g。微型薯產量最低的為J-8，單株結薯數達到29.57粒，單株結薯重94.92 g，平均單薯重3.21 g。Z-4、L-10和T-11微型薯產量居中。J-8植株生長勢旺，霧培條件生長更容易徒長，生長后期倒伏嚴重，植株葉片蔭蔽易引發病害，且微型薯產量較低。L-10霧培生產的微型薯收獲后易失水萎蔫，貯藏期爛薯率嚴重。試驗結果發現，馬鈴薯微型薯產量和株高、莖粗、根長、葉面積、葉綠素SPAD值無正相關關系，不同馬鈴薯品種微型薯產量和植株匍匐莖數量及長度存在一定的相關性。因此，從形態指標、生理指標和微型薯產量等方面綜合考慮，Z-4和T-11可作為當地霧培生產微型薯的優勢品種進行推廣。

近年來，中國馬鈴薯的種植面積逐年增加，根據馬鈴薯的市場波動，各地區也不斷的對品種結構進行調整[8,9]。優良品種的應用是提供高產、穩產、優質馬鈴薯的主要途徑，引進適宜當地種植的馬鈴薯品種是推動馬鈴薯產業發展的關鍵。馬鈴薯微型薯霧培法生產技術可以解決馬鈴薯原原種生產中的氣候和地域問題，實現微型薯的工廠化、規模化周年生產，是目前馬鈴薯脫毒種薯生產領域里一項具有較大研究價值和發展潛力的生產技術，經濟、社會和生態環境效益明顯，發展前景甚為廣闊。莊浪縣成功引進馬鈴薯微型薯霧培法生產技術，但目前主要栽培品種為‘莊薯3號’，品種單一問題突出，因此，篩選更多適宜霧培生產微型薯的馬鈴薯品種越來越迫切，應用不同品種進行微型薯生產也是豐富甘肅省馬鈴薯品種的重要途徑。

何慶學等[10]研究表明，影響霧培馬鈴薯營養體生長的因素主要來自品種的遺傳特性，在生產中有目的地選擇馬鈴薯品種仍是提高霧培馬鈴薯結薯能力的重要方法。無土栽培模式可緩解土壤疾病、提高土地利用空間、省力化栽培和清潔生產[11]，本研究采用定植板創新改良后的第二代霧培栽培體系，通過比較馬鈴薯不同品種在營養生長及微型薯產量等指標，篩選出適合當地霧培生產微型薯的高產優勢品種，但不同品種微型薯貯藏生理特性、適宜不同品種的霧培營養液配方、各品種在當地的表現特性等有待進一步研究，合理選用優質高產品種、科學完善霧培微型薯栽培體系，提高微型薯生產的經濟效益與社會效益，可加速推進馬鈴薯產業化發展進程。