5種生物制劑對馬鈴薯種薯萌芽、極端天氣下植株生長和產(chǎn)量性狀的影響

淳 俊，桑有順，馮 焱，陳 濤，李 倩

（成都市農(nóng)林科學院，成都 611130）

0 引言

馬鈴薯是繼水稻、小麥、玉米之后的第四大作物，在當今世界上普遍種植，也是中國重要的糧菜作物[1-4]。四川省是中國馬鈴薯的主產(chǎn)區(qū)，種植面積和總產(chǎn)量居全國前列，馬鈴薯多季高效種植模式成為四川省農(nóng)作物增產(chǎn)增收的主體種植新模式，田間出苗快、齊、壯對多茬口銜接至關(guān)重要[5-8]。馬鈴薯采用無性繁殖，以脫毒種薯切塊播種，進行種薯播前處理十分必要，不僅可以防止病原菌和蟲害，也能夠促進薯塊發(fā)芽及根系生長、增加平均單株薯重和方便播種等[9-15]，同時，提高種薯活力、保障田間苗齊苗壯是馬鈴薯機械化高效生產(chǎn)和田間標準化統(tǒng)一管理的關(guān)鍵環(huán)節(jié)[16-18]。Abdelazim MohamedAli[19]指出種薯處理有利于改善當?shù)夭シN時由于溫度過高而導致的種薯腐爛現(xiàn)象，選擇小型種薯并利用次氯酸鈉浸種可顯著增加單株塊莖數(shù)和塊莖重量。王丙鋒等[20-21]用農(nóng)用鏈霉素＋金雷＋滑石粉拌種可以提高出苗率和保苗率、比對照增產(chǎn)23.7%，另外，拌種劑的使用對馬鈴薯連作障礙造成的減產(chǎn)能起到一定的緩解作用。楊克澤等[22]發(fā)現(xiàn)用赤·吲乙·蕓苔+精甲·咯菌腈+春雷霉素進行濕拌的處理效果最好，田間出苗整齊度提高，產(chǎn)量較對照提高16.7%。Rida Draie等[23]研究表明在馬鈴薯生產(chǎn)中用面包酵母同時進行種薯浸種和葉面噴施的效果最好，其株高、單株產(chǎn)量、小區(qū)產(chǎn)量等調(diào)查參數(shù)均顯著高于對照。西南地區(qū)具有馬鈴薯周年生產(chǎn)的優(yōu)勢，但很多地方不進行種薯處理或只使用廣譜殺菌劑對切口進行簡單封閉，其中，甲基硫菌靈已被連續(xù)、廣泛地使用了10年以上。本研究選擇了基于有益活菌或工程菌提取物的5種環(huán)境友好型生物制劑進行種薯處理，與當?shù)爻Ｒ?guī)化學藥劑拌種進行比較，對種薯萌芽、生根、田間早出苗的促進作用以及霜凍、干旱極端天氣下的植株恢復發(fā)育情況、保產(chǎn)效果等進行綜合評價，篩選出效果好的生物拌種劑。通過生物制劑進行種薯處理，達到田間出苗早、苗齊、苗壯，增加馬鈴薯生產(chǎn)中綠色投入品的使用，符合百姓對于農(nóng)業(yè)鏈少用化學藥劑的渴望和農(nóng)業(yè)綠色發(fā)展的要求。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

供試品種為馬鈴薯早熟品種‘費烏瑞它’。

供試試劑見表1。

表1 供試制劑及相應(yīng)的種薯處理方法

1.2 試驗方法和試驗設(shè)計

試驗地點為四川省崇州市羊馬鎮(zhèn)成都市農(nóng)林科學院現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)園(2 hm2)，土壤類型為棕色水稻土(pH 6.01)。選用50～100 g規(guī)格的‘費烏瑞它’原種，于2019年12月15日切薯拌種，按每個薯塊約50 g切薯且只保留帶頂芽的薯塊，種薯處理方法如表1所示。拌種后3天即12月18日播種，底肥為N15-P5-K25復合肥1200 kg/hm2，壟上雙行，覆膜播種，種薯播種深度和覆土厚度盡量保持一致，栽種密度約為75000株/hm2。小區(qū)試驗，面積40 m2（0.85m/壟×5壟×9.4m），重復3次。2020年2月11日揭膜，2月15日起馬鈴薯出現(xiàn)嚴重凍害，至3月4日田間植株才基本翻綠。

1.3 試驗調(diào)查與數(shù)據(jù)分析

試驗調(diào)查時間及內(nèi)容見表2。數(shù)據(jù)采用Microsoft excel 2017、Prism和DPS 7.0軟件進行統(tǒng)計和分析。

表2 試驗調(diào)查時間、對應(yīng)時期及調(diào)查內(nèi)容

2 結(jié)果與分析

2.1 馬鈴薯生育期氣象數(shù)據(jù)統(tǒng)計與極端天氣情況

試驗播種于2019年12月18日，2020年2月11日揭膜。2月15日、16日試驗地的氣溫分別降至-0.6～8℃和2～9℃，終霜時間為2月20日，馬鈴薯植株出現(xiàn)嚴重凍害，植株焦枯。另外，試驗?zāi)旰登檩^重，3月只有1天且降雨量僅為0.8 mm，而整個4月無降雨。本次試驗先后遭遇霜凍和干旱的極端天氣，具體氣象數(shù)據(jù)如表3所示。

表3 試驗區(qū)馬鈴薯生育期氣象數(shù)據(jù)統(tǒng)計

2.2 不同生物制劑拌種對馬鈴薯種薯萌芽及生根的影響

于播種后21天、35天分別調(diào)查馬鈴薯種薯的萌芽及生根情況。如表4所示，生物劑拌種對種薯萌芽、芽的生長和根的發(fā)育均有不同程度的促進作用，其芽尖變綠率和生根率均顯著提高。其中，處理5和處理6表現(xiàn)較好，播種后35天就有70%以上的幼芽接近破土狀態(tài)、生根率達100%，而此時處理1的芽尖變綠率僅為0%、生根率41%。

表4 不同種薯處理方法對種薯萌芽、幼芽生長及生根的影響

2.3 不同生物制劑拌種對馬鈴薯出苗的影響

處理1的出苗期為2020年2月4日，處理2～6的出苗期較之提前了2～7天，處理6表現(xiàn)最好（圖1）。播種后49天的田間出苗率由高到低的排序為處理6＞5＞3＞4＞2＞1，5種生物劑拌種較傳統(tǒng)化學拌種的出苗率提高3.33%～17.78%，處理6和處理5增幅顯著（圖2）。

圖1 不同處理的出苗期統(tǒng)計

圖2 播種后49天的田間出苗率

2.4 不同處理對極端天氣下馬鈴薯植株發(fā)育的影響

如表5所示，霜凍后21天，各處理的出苗率均達到了95%以上，生物制劑拌種的出苗率稍高，但處理間的農(nóng)藝性狀差別較大，處理2～6與處理1的株高差異顯著，處理2～6的單株匍匐莖數(shù)、塊莖數(shù)和塊莖重均有不同程度的增加，特別是塊莖重增幅明顯，處理6與處理1一直保持植株農(nóng)藝性狀各調(diào)查指標的顯著差異。

表5 霜凍后21～49天的出苗率和植株農(nóng)藝性狀統(tǒng)計

2.5 生物劑拌種對極端天氣下馬鈴薯產(chǎn)量性狀的影響

如表6所示，霜凍后70天進行預(yù)測產(chǎn)，生物劑拌種處理較常規(guī)化學拌種增產(chǎn)10.58%～15.98%，產(chǎn)量由高到低的排名依次為處理5＞2＞6＞3＞4＞1。霜凍后84天進行收獲，產(chǎn)量由高到低的排名依次為處理3＞5＞2＞6＞4＞1，生物劑拌種處理較常規(guī)化學拌種增產(chǎn)8.39%～24.03%，除處理4以外，其他生物劑拌種的產(chǎn)量增幅均達到了18%以上。生物劑拌種處理的大中薯率稍高，但各處理間差異不顯著。

表6 不同處理下馬鈴薯預(yù)測產(chǎn)和收獲的產(chǎn)量結(jié)果kg/hm2

3 討論與結(jié)論

馬鈴薯田間出苗早、齊、壯是四川省薯-稻-薯生產(chǎn)模式下的茬口銜接及馬鈴薯早熟品種選用的基本要求，也是全程機械化生產(chǎn)技術(shù)應(yīng)用推廣和馬鈴薯穩(wěn)產(chǎn)增產(chǎn)的重要條件[17,24-26]。常規(guī)種薯處理為化學方法，是采用廣譜殺菌劑如多菌靈、甲基硫菌靈等加入滑石粉或草木灰拌種，該方法主要是進行切口封閉和病害預(yù)防。近年來，有研究人員篩選化學藥劑如次氯酸鈉、金雷、咯菌腈等拌種，發(fā)現(xiàn)可以提高出苗率、增加產(chǎn)量等，但也是從切口封閉和病害預(yù)防的角度出發(fā)。本試驗在此基礎(chǔ)上，增加了拌種促進種薯萌發(fā)的試驗?zāi)康模瑫r針對馬鈴薯生產(chǎn)綠色投入品增加的需求，選用了5種生物制劑進行種薯處理，與常規(guī)化學方法相比，能夠不同程度地促進種薯萌芽、芽根同生和出苗期提前。其中，表現(xiàn)最好的為處理5（酵母核苷酸衍生物）和處理6(VDAL)，其對種薯萌發(fā)和生根的促進作用顯著，播種后35天就有70%以上的種薯接近破土、生根率亦達100%，而此時處理1（傳統(tǒng)化學方法）的芽尖變綠率和生根率分別為0%和41%。

倒春寒和春旱為成都平原馬鈴薯生產(chǎn)面臨的多發(fā)極端天氣，表現(xiàn)為揭膜后遭遇霜凍和苗期至塊莖膨大期嚴重缺水，嚴重影響馬鈴薯產(chǎn)量[27-28]。在氣候適宜年份及肥水科學管理的條件下，試驗供試品種‘費烏瑞它’于本試驗區(qū)栽種的產(chǎn)量可達37500～45000 kg/hm2，普通年份亦保持在33000 kg/hm2以上。在本次試驗中，因同時遭遇霜凍和干旱，常規(guī)化學拌種即處理1的產(chǎn)量僅為21973.53 kg/hm2，較普通年份減產(chǎn)30%以上、高產(chǎn)年份減產(chǎn)40%以上。而生物劑拌種處理較傳統(tǒng)化學拌種增產(chǎn)8.39%～24.03%，體現(xiàn)了不同程度的保產(chǎn)效果，表現(xiàn)為在霜凍恢復前期促進植株生長，由此促進霜凍恢復后期的塊莖發(fā)育。本試驗為馬鈴薯種薯處理提供了新的思路和途徑，除傳統(tǒng)的切口封閉作用外，更可以利用生物制劑促進種薯萌發(fā)、特別是在逆境條件下的發(fā)育，未來進行生理生化試驗以探明生物制劑促進種薯萌發(fā)、特別耐逆發(fā)育的作用機理，進行生物制劑復配，繼續(xù)開展多年、多生態(tài)點試驗示范等，進一步完善研究內(nèi)容。

本試驗用基于有益活菌或工程菌提取物的5種生物制劑進行種薯處理，與常規(guī)化學拌種相比，均能夠不同程度地促進種薯萌芽和芽根同生，出苗期提前2～7天，播種后49天的出苗率提高3.33%～17.78%。其中，表現(xiàn)最好的為酵母核苷酸衍生物和VDAL，種薯萌發(fā)和生根均顯著高于對照。霜凍后，生物劑拌種處理在恢復前期促進植株生長，由此促進恢復后期的塊莖發(fā)育，較常規(guī)化學處理增產(chǎn)8.39%～24.03%，體現(xiàn)了不同程度的保產(chǎn)效果。多馬道黑、酵母核苷酸衍生物、根肽和VDAL體現(xiàn)出較好的保產(chǎn)效果，可作為種薯處理劑投入馬鈴薯生產(chǎn)。