酸度介導連作基質下馬鈴薯原原種產量及瘡痂病防控研究

劉凌云，包麗仙，盧麗麗，尹自友，楊瓊芬*

(1.云南省農業科學院經濟作物研究所，云南 昆明 650205；2農業部云貴高原馬鈴薯與油菜科學觀測實驗站，云南 昆明 650205；3.昆明云薯農業科技有限公司，云南 昆明 651708)

【研究意義】馬鈴薯原原種是用脫毒苗或脫毒試管薯在防蟲網、溫室等隔離條件下生產的符合國家標準的馬鈴薯種薯[1]，是種薯三級繁育體系(原原種-原種-一級種)的首要環節，隨著馬鈴薯主糧化趨勢的加強和脫毒種薯普及率的提高，原原種的使用需求也逐漸增加。由于受到基質更換時成本因素限制，種薯生產單位使用連作基質進行原原種繁育的情況比較常見[2-4]，而連作基質鹽堿化嚴重、瘡痂病等土傳病害加劇的問題會對馬鈴薯原原種繁育造成嚴重影響[5-10]。【前人研究進展】針對連作基質鹽堿化的問題，目前通過外源酸溶液介導處理降低基質pH值是一種有效的方法，但基質酸化過程對結薯會有一定脅迫[11-12]。酸度介導處理對薯塊正常生長的脅迫程度以及對瘡痂病的防控效果究竟如何，在找到能夠獲得穩定結薯性和降低瘡痂病發生率的酸度介導合適范圍都需要開展相關研究。【本研究切入點】以此為出發點，本試驗在馬鈴薯原原種結薯期，利用不同pH值磷酸溶液介導處理基質的方法，研究了連作基質繁育馬鈴薯原原種時不同品種的薯塊單株結薯數、單株有效結薯數(薯塊質量≥2 g)、薯塊瘡痂病感病率以及病情指數，分析了酸度介導處理與品種間的互作效應，以及酸度介導處理下馬鈴薯結薯產量和瘡痂病對基質pH變化的影響。【擬解決的關鍵問題】找到能夠獲得穩定原原種產量同時降低瘡痂病發病率的酸度介導濃度和最佳處理時期，為馬鈴薯原原種繁育時連作基質的處理和使用提供一定的理論依據，也為基質繁育馬鈴薯原原種時防控瘡痂病提供一種有效技術。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況

試驗在云南省農業科學院昆明市嵩明基地馬鈴薯繁育大棚進行，海拔1980 m，試驗期2019年8-12月。試驗大棚自2015年秋季起已連作繁育馬鈴薯原原種8季，試驗用基質為連作第2茬基質，前茬作物馬鈴薯，基質使用珍珠巖與草泥炭體積比為3∶1。試驗開始前對大棚和基質進行藥劑消毒，消毒方式為澆施濃度0.5 %甲醛溶液10 L·m-2，閉棚熏悶7 d之后，開棚透氣再進行基質鋪裝和種苗定植。

1.2 試驗設計

試驗采取裂區設計，設4種不同酸度介導溶液為主處理，分別為處理A1(清水對照)、處理A2(pH 4.0)、處理A3(pH 5.0)、處理A4(pH 6.0)，設“云薯304”和“云薯505”2個馬鈴薯品種為副處理，分別為處理B1(云薯304)、處理B2(云薯505)，重復3次，共計24個小區。小區面積為1.2 m×1.5 m，脫毒苗定植株行距為10 cm×10 cm，每小區定植150株。定植前苗床內基質鋪裝厚度約10 cm，定植后觀察到匍匐莖萌發時覆土1次，苗床內基質覆土高度約5 cm。

試驗于2019年8月16日定植，12月5日收獲，生長期約110 d。定植7 d內澆水頻率為每天噴灌1 h；7 d后觀察到定植苗新根萌發時澆水頻率為每周噴灌1.5 h，遇棚內溫度升高時適當增加噴灌量。觀察到定植苗新根萌發后開始施肥，生育期60 d內每隔10 d施用濃度0.1 %平衡型水溶肥(N∶P∶K=20∶20∶20)，施肥量10 L·m-2，共計5次；60 d至收獲前每隔20 d施用濃度0.1 %高K型水溶肥(N∶P∶K=15∶15∶30)，施肥量10 L·m-2，共計2次。觀察到薯塊萌發后于10月25日(生育期70 d)、11月2日(生育期78 d)、11月9日(生育期85 d)、11月17日(生育期93 d)、11月25日(生育期101 d)對進行不同酸度介導處理，使用H3PO4(分析純)調節pH值，H3PO4溶液施用量5 L·m-2，pH值測定儀器為Mettler Toledo公司便攜式pH測定儀，主機型號F2，電極型號Inlab Solids Pro-ISM，電極長度5 cm。

1.3 測定指標及方法

1.3.1 基質pH值 在每次酸度介導處理前后1 h時分別測定1次基質pH值，測定儀器見1.2所示。測定時隨機選取小區3處基質，將電極完全插入，儀器讀數穩定后記錄數值，2次測定結果的平均數為該測定期的基質pH值。

1.3.2 薯塊結薯情況 按照云南省原種繁育時播種使用的原原種規格習慣，將薯塊分級為≥2 g和<2 g 2個級別，根據分級結果按下式統計單株結薯數和單株有效結薯數：

單株結薯數=結薯總數/定植株數；

單株有效結薯數= 薯塊數(≥2 g)/定植株數。

1.3.3 薯塊瘡痂病感病率及病情指數 試驗收獲后按照表1所示的瘡痂病分級標準進行分級，根據分級結果按下式統計感病率及病情指數：

表1 瘡痂病分級標準

表2 馬鈴薯原原種單株結薯數的方差分析

小寫字母表示處理間差異顯著(P<0.05)，大寫字母表示處理間差異極顯著(P<0.01)，下同

瘡痂病感病率( %)=帶病薯塊數/薯塊收獲總數×100；

病情指數=∑(各級個體數×該病級數)/(個體總數×最高病級數)。

1.4 數據統計及分析

試驗結果采用軟件Excel 2010和DPS 7.01進行繪圖和分析，利用Duncan新復極差法進行多重比較。

2 結果與分析

2.1 酸度介導對馬鈴薯原原種單株結薯數的影響

馬鈴薯原原種單株結薯數的方差分析表明(表2)，酸度介導對原原種單株結薯數的影響(F=3.521處理A4 >處理A2>處理A3。在云薯304中，處理A1(CK)單株結薯數最高，隨著酸度介導pH值降低，單株結薯數呈現下降趨勢，處理A2、處理A3和處理A4相比處理A1(CK)，單株結薯數分別降低了21.3 %、19.1 %和13.4 %。在云薯505中，處理A1(CK)單株結薯數最高，處理A3單株結薯數最低，處理A2，處理A3和處理A4相比處理A1(CK)，單株結薯數分別降低了4.0 %、12.7 %和6.1 %。

2.2 酸度介導對馬鈴薯原原種單株有效結薯數(≥2 g)的影響

由于2 g以下馬鈴薯原原種個頭較小，實際生產中需要使用2 g以上的種薯進行播種，因此收獲時規格≥2 g的種薯可認定為有效結薯。馬鈴薯原原種單株有效結薯數的方差分析表明(表3)，酸度介導對原原種單株有效結薯數的影響(F=1.051處理A3>處理A2>處理A1(CK)。在云薯304中，除處理A2相比處理A1(CK)單株有效結薯數降低5.1 %之外，處理A3和處理A4相比處理A1(CK)，單株有效結薯數分別增加了6.1 %和14.2 %。在云薯505中，處理A2、處理A3和處理A4相比處理A1(CK)單株有效結薯數分別增加了13.2 %、12.9 %和16.8 %。

表3 馬鈴薯原原種單株有效結薯數(≥2 g)的方差分析

表4 馬鈴薯原原種瘡痂病感病率的方差分析

2.3 酸度介導對馬鈴薯原原種瘡痂病感病率的影響

馬鈴薯原原種瘡痂病感病率的方差分析表明(表4)，酸度介導對連作基質繁育馬鈴薯原原種的瘡痂病感病率的影響(F=17.327>F0.01=9.780)有極顯著差異，但試驗品種對感病率的影響(F=0.011

圖2 不同處理下馬鈴薯原原種單株有效結薯數(≥2 g)

2.4 酸度介導對馬鈴薯原原種瘡痂病病情指數的影響

馬鈴薯原原種瘡痂病病情指數的方差分析(表5)表明，酸度介導對連作基質繁育馬鈴薯原原種瘡痂病病情指數的影響(F=13.339>F0.01=9.780)有極顯著差異，但試驗品種對病情指數的影響(F=0.199

2.5 酸度介導對連作基質pH值變化的影響

如圖5所示，10月25日至11月2日暨生育期70～78 d，隨著酸度介導處理進行，基質pH值逐漸下降；11月2日至11月25日暨生育期78～101 d，基質pH值基本保持穩定。其中，10月25日暨生育期70 d時，基質pH初始值為7.36～7.48，從低到高依次為處理A2<處理A1(CK)<處理A3<處理A4，11月2日至11月17日暨生育期78～93 d，基質pH值從低到高依次為處理A2<處理A3<處理A4<處理A1(CK)，11月17日至11月25日暨生育期93～101 d，基質pH值從低到高依次為處理A2=處理A3<處理A4<處理A1(CK)，這表明基質pH值與酸度介導外源溶液的pH值保持一致，該時間段內基質pH值維持在6.33～6.81。

圖3 不同處理下馬鈴薯原原種瘡痂病感病率

表5 馬鈴薯原原種瘡痂病病情指數的方差分析

圖4 不同處理下馬鈴薯原原種瘡痂病病情指數

圖5 不同處理下連作基質pH值變化

2.6 酸度介導下基質pH值與馬鈴薯原原種結薯數及瘡痂病的關聯性分析

如表6所示，基質pH值與馬鈴薯原原種結薯數的關聯系數為0.2069～0.4020，與馬鈴薯瘡痂病感病率及病情指數的關聯系數為0.1502～0.1456，總體表現為基質pH值變化對結薯產量的影響要比對瘡痂病的影響更加明顯。其中，與結薯產量關系密切的時期是11月2日暨生育期78 d，該時間基質pH值與單株結薯數、單株有效結薯數的關聯系數分別達到最大值0.4020、0.3549，可認為生育期78 d是本試驗中產量對基質酸度介導處理的敏感期。與瘡痂病關系密切的時期是11月25日暨生育期101 d，該時間基質pH值與感病率、病情指數的關聯系數分別達到最大值0.1551、0.1513，可認為生育期101 d是本試驗中瘡痂病對基質酸度介導處理的敏感期。

表6 基質pH值與結薯數和瘡痂病的灰色關聯度分析

3 討 論

3.1 酸度介導對連作基質繁育馬鈴薯原原種產量的影響

單株結薯數是對馬鈴薯原原種結薯穩定性的重要評價指標，由于品種及繁育方式差異，原原種的單株結薯數一般為2～30粒不等[13-17]。在酸度介導處理下繁育馬鈴薯原原種，首先需要明確是否對結薯造成影響。本研究結果表明，針對云薯304，單株結薯數從高到低依次為清水處理>pH值6.0處理>pH值5.0處理>pH值4.0處理；針對云薯505，單株結薯數從高到低依次為清水處理>pH值6.0處理>pH值4.0處理>pH值5.0處理，這表明酸度處理對兩個品種結薯都有一定脅迫作用，隨著pH值降低，脅迫作用越明顯。從保證結薯產量穩定的情況出發，pH值≤5.0的處理在連作繁育馬鈴薯原原種過程中需要謹慎使用。灰色關聯分析結果同時表明，在11月2日暨生育期78 d基質pH值變化與結薯數的關聯系數達到最大值，這表明酸度介導處理下，保證馬鈴薯原原種產量穩定性的關鍵時期對應著生育期中薯塊萌發期—薯塊膨大期，實際生產中需要密切關注該時間段內的基質酸堿度變化。

前人研究表明，馬鈴薯原原種大小對馬鈴薯原種繁育時的主要農藝性狀有顯著影響，且隨著馬鈴薯原原種單薯重增大，原種產量有顯著增加[18-20]。同時云南及西南周邊省區馬鈴薯原種繁育易受大春干旱天氣影響，通常要求原原種單薯重在2 g以上才能用于播種[21]，因此本研究還關注了酸度介導處理下單株有效結薯數(≥2 g)的情況。結果表明，針對云薯304，單株有效結薯數從高到低依次為pH值6.0處理>pH值5.0處理>清水處理>pH值4.0處理；針對云薯505，單株有效結薯數從高到低依次為pH值6.0處理>pH值4.0處理>pH值5.0處理>清水處理，2個品種在pH值6.0處理下都達到了單株有效結薯數的最大值。同時，此結果可看出酸度介導處理主要是降低了2 g以下小種薯產量，對原原種的單株有效結薯數未造成不良影響。綜合以上結果，可認為pH值6.0處理在能夠獲得穩定的原原種單株結薯產量的情況下，對提高原原種單株有效結薯產量有一定的促進作用。

3.2 酸度介導對連作基質中馬鈴薯原原種瘡痂病的影響

前人研究表明，土壤pH值對馬鈴薯瘡痂病的發生有重要影響，選擇適宜的pH值能夠有效減輕瘡痂病發生[22]。本研究結果表明連作基質繁育馬鈴薯原原種時，云薯304感病率從低到高依次為pH值6.0處理

4 結 論

通過對4個酸度介導處理下2個馬鈴薯品種的原原種結薯性狀和瘡痂病發生情況進行綜合分析，在采用連作基質繁育馬鈴薯原原種的過程中，酸度介導pH值6.0處理的單株有效結薯數平均達到3.32粒，瘡痂病感病率和病情指數分別為48.41 %和3.41，具有穩定的單株有效結薯數，最低的瘡痂病感病率和病情指數，是本試驗酸度介導研究中的最優處理。而11月2日和11月25日暨生育期78和101 d則是酸度介導處理對原原種產量和瘡痂病影響最大的關鍵時期。