甘肅民樂紫皮大蒜脫毒快繁技術應用效果分析

雷玉明雷鑫鄭天翔馬金范宏偉何振明

(1.河西學院農業與生態工程學院，甘肅 張掖 734000；2.河西學院祁連山有害生物綜合治理研究中心，甘肅 張掖 734000；3.河西走廊特色資源利用重點實驗室，甘肅 張掖 734000；4.泉州師范學院陳守仁商學院，福建 泉州 362000；5.甘肅前進生物科技發展有限公司，甘肅 張掖 734000；6.民樂縣農業技術推廣中心，甘肅 民樂 734500；7.山丹縣農業技術推廣中心，甘肅 山丹734100)

大蒜(Allium sativumL.)是百合科蔥屬植物中可以形成地下鱗莖的一個種，具有食用和藥用價值，廣泛應用到調味品、食品、醫藥、飼料及美容等領域，又名蒜、胡蒜等[1]。大蒜在我國已有2000多年的種植歷史，每年種植面積約90萬hm2，年產量約1300萬t，種植范圍廣泛，面積和產量均居世界首位[2]。中國、阿根廷、西班牙、荷蘭和印度是世界上主要的大蒜出口國，我國大蒜遠銷東南亞、日本、中東、美國、俄羅斯等國家及地區，出口量穩居世界第1，占世界出口總量的40%以上[3]。近年來，大蒜因其豐富營養價值和廣泛用途而深受人們青睞，全國大蒜需求量增長趨勢明顯，形成山東省蒼山大蒜、河北省安國大蒜、四州省彭州大蒜等具有地方特色的大蒜產業，對發展地方經濟和促進鄉村振興具有重要意義。甘肅民樂紫皮大蒜作為的一個地方栽培品種，生產歷史悠久，故有“大蒜之鄉”的美稱，在甘肅絲路寒區和周邊高海拔地區種植面積逐步擴大，成為甘肅省地方特色主導產業和當地農民增收致富的支柱產業。但產業發展過程中品種退化，土壤連作，病害嚴重等成為限制甘肅民樂紫皮大蒜產業提質增效和綠色可持續發展的主要因素。近幾年來，大蒜脫毒快繁技術在產業中推廣應用，但其推廣應用效果未見全面系統的總結。為此，對甘肅民樂紫皮大蒜脫毒快繁技術推廣效果進行調查與分析，為大蒜產業可持續發展和政府投資決策提供可參考依據。

1 民樂紫皮大蒜產業優勢

1.1 自然資源優勢

民樂縣光照充足、光能資源豐富，具有得天獨厚氣候資源優勢。民樂縣太陽月總輻射量5603～7159kW·m-2，年總輻射總量97629kW·m-2，年均日照時數2592～2994h，最高年份可達2748～3294h，年日照百分率大于66%，最大達78%；年平均氣溫5.5℃，最高氣溫在10.3℃，最低氣溫-2.8℃，最熱7月平均氣溫在15.5～22.2℃，最冷月為1月，平均氣溫在-17.4～-0.3℃。≥10℃以上日照時數684～1320h，占全年日照時數的26%～44%；年均氣溫日較差在15℃左右，夏秋日較差最大為20℃以上。4—10月日照時數在254～247h，年日照時數2940h以上[4]。4—6月氣溫低有利用大蒜花芽分化，日較差大對民樂紫皮大蒜產量和品質的形成及維生素C、可溶性蛋白質、大蒜素和總糖含量積累極為有利。民樂縣年降水量在364.1mm左右，7—8月降雨相對集中，降雨量為81.3～106.9mm，約占全年降雨量的57%，年均相對濕度55%[4]。這一降水規律與民樂紫皮大蒜抽薹前、蒜薹伸長期、鱗莖膨大期需水規律相吻合，有利于蒜薹伸長、鱗莖膨大，為提高品質和產量奠定了基礎。是發展優質民樂紫皮大蒜生產最理想、最適宜的自然生產區域。

1.2 區位優勢

民樂縣隸屬于甘肅省張掖市，地處甘肅河西走廊中段，祁連山北坡，地勢南高北低，地形分山地和傾斜高平原2大類，位于E100°22′59″～101°13′9″,N37°56′19″～38°48′17″，屬溫帶大陸性荒漠草原氣候，所轄10個鎮(鄉)，是典型的農業縣[5]。蘭新高鐵、國道227線縱貫全境，交通十分便利，區位比較優越，為大蒜銷售創造了有利條件。民樂縣地處中緯度地帶，海拔在1589～5027m，民樂紫皮大蒜原產地域保護范圍內的洪水鎮、三堡鎮、永固鎮、民聯鄉、順化鄉5個鄉鎮，海拔1800～2400m，無霜期128～224d。民樂紫皮大蒜生長所需霜期完全滿足，對高海拔的自然環境變化呈現良好的適應性，高海拔環境可以促進民樂紫皮大蒜活性成分大蒜素的積累，并提高水分利用效率[6]，是民樂紫皮大蒜賴依生長最佳區域。

1.3 土地灌溉優勢

民樂縣具有廣闊土地空間，土層深厚，土質優良，祁連山雪水澆灌，使民樂紫皮大蒜具有得天獨厚的生長環境。民樂縣土地總面積2916.05km2，占張掖市總面積的7.0%，其中耕地面積86040hm2，占全市24.0%；耕地中有效灌溉面積44073.33hm2，灌溉率76.0%；已配套機電井325眼，水窖424眼；全縣分布有適宜大蒜生長的灌耕土、灌耕灰鈣土等，土壤pH值8.1，土壤有機質含量0.74%～3.65%、全氮0.043%～0.219%、速效氮29～139mg·kg-1、速效磷1～47mg·kg-1、速效鉀66～634mg·kg-1[7]。綜合分析認為，民樂縣土層深厚，土質優，土壤養分等級高，土壤環境質量二級，有效灌溉率高，非常適宜生產辛辣味大的大蒜，為提高民樂紫皮大蒜品質和商品性提供了優越的自然基礎，具有廣闊的發展空間。

1.4 產業優勢

民樂全縣已建立了以洪水鎮、三堡鎮、民聯鄉、順化鄉、永固鎮為中心的大蒜無公害生產基地0.33萬hm2。1992年首屆全國農業博覽會上榮獲金獎，1995年被國家貿易部認定為“中華老字號”產品，2006年在國家商標局注冊了“雪域王”紫皮大蒜商標，2007年2月由省農牧廳審定通過民樂紫皮5.5萬t及1.75萬t蒜薹的無公害產品認證，2008年12月由省農牧廳審定通過民樂紫皮大蒜無公害產地認定，2009年7月由國家質量監督檢驗檢疫總局審定國家地理標志產品保護，2013年民樂紫皮大蒜入選全國名特優新農產品目錄。隨種植規模不斷擴大，種植基地逐漸規范，從事大蒜的生產經營專業合作組織不斷增加，通過土地流轉等形式建立大蒜種植、銷售專業合作12個，洪水大蒜種植專業合作社注冊了“民樂寶”品牌商標。建成脫水蔬菜生產能力5000t生產線1條，主要加工脫皮蒜米、大蒜泥、大蒜精油、糖醋蒜苔等產品，大蒜年加工量達到500t左右，產值1200萬元以上。形成種植、銷售、貯藏、加工產業體系，民樂紫皮大蒜產業已成為最具地方特色支柱立業。

1.5 技術優勢

經多年農業技術推廣部門、科研院所的試驗示范，形成了配套成熟栽培技術。已廣泛推廣技術有大蒜麥草覆蓋栽培技術、氣生鱗莖繁種與栽培技術、配方施肥技術、水肥一體化技術、病蟲害無公害防治技術；示范“統一技術指導、統一施肥、統一灌溉、統一防病、統一銷售”的“五統一”農業托管創新模式；制定《民樂紫皮大蒜無公害農產品生產技術規程》標準，實施標準化栽培；試驗示范大蒜脫毒快繁技術，推行脫毒大蒜制種技術；形成由企業、生產專業合作社為主體，專業技術推廣人員參與的農業技術推廣體系。全縣大蒜基地良種覆蓋率達98%，標準化種植面積達到100%，無公害農產品率達到80%。

1.6 農藝性狀與品質優勢

民樂紫皮大蒜具有生長勢強、耐寒、抗病、優質、豐產的特點。株生育期90～100d，屬早熟品種，高78cm，株幅34cm，假莖高12cm，粗1.2cm，株型直立。葉片披針形，色墨綠，單株葉片數16片，最大葉長66.5cm，寬2.4cm。蒜薹粗壯，長40～45cm，粗0.5～0.7cm，單薹重20～25g。蒜頭近圓形，橫徑為5.2cm，外皮紫紅色，單頭重50g左右，香味濃、易脫皮，每頭一般6～7個蒜瓣，蒜瓣肥大而均勻，平均單瓣重7～8g。據北京市營養源研究所氨基酸分析，民樂紫皮大蒜含天門冬氨酸0.29mg·100mg-1，蘇氨酸0.11mg·100mg-1，谷氨酸0.67mg·100mg-1；據楊智超測定，可溶性蛋白15.23～19.44mg·g-1，維生素C 215.8～325.6mg·kg-1，總糖6.18%～5.27%，大蒜素352.5～478.8mg·kg-1[6]。因此，民樂紫皮大蒜農藝性狀和品質優良。

1.7 種植效益優勢

大蒜的種植收益主要來源于蒜薹和蒜頭。據2022年調查統計，大蒜播種面積在4500hm2左右，一般蒜薹產量120～150kg·667m-2，平均蒜薹4.02元·kg-1，收入482.4～603.0元·667m-2；蒜頭產量1.2～1.5t·667m-2，平均蒜頭8.02元·kg-1，收入9624～12030元·667m-2，總收入達10106.4～12633.0元·667m-2，扣除種子種苗、肥料、農藥、機械作業、排灌、人工、土地等成本4500～5000元·667m-2，凈收入5606.4～7633.0元·667m-2。紫皮大蒜經濟效益顯著，已成為民樂縣農民致富奔小康的特色支柱產業。

1.8 環境優勢

甘肅省民樂縣發展紫皮大蒜從政策措施進行支持，出臺《民樂縣紫皮大蒜地理標志產品保護管理辦法》，以及涉農惠農稅收優惠政策、普惠性農業保險的應用；政府向蒜農提供準確信息、蒜種引進、科學種植、病蟲防治、收儲運銷一體化經營的龍頭企業，指導蒜農實行標準生產，發展“訂單”產業化經營，提高組織化經營水平，減少中間流通環節，將農民單家獨戶的生產經營納入特色產業發展機制，促進大蒜特色產業的良性發展[8]。技術政策支持，聘請大蒜種植的省市專家培訓農技人員，編發《大蒜種植技術手冊》，開展科技下鄉等活動，培訓農民提高本土農技人員業務水平，提升技術人員的指導服務水平。推進民樂紫皮大蒜種植規模化、科學化、產業化發展。

2 民樂紫皮大蒜脫毒快繁技術

2.1 技術原理

以民樂紫皮大蒜為材料，獲取大蒜植體材料，大蒜鱗莖打破休眠，表面消毒，采取解剖鏡獲取大蒜外植體莖尖0.2～0.5mm；獲取脫毒苗，在無菌基礎啟動MS培養基上獲得組培芽，通過切割方式將綠色幼芽轉入增殖培養基擴大培養獲得無菌苗，將增殖擴大幼苗轉入生根培養基培養獲得生根試管苗，試管苗移入溫室煉苗與大蒜病毒檢測獲得脫毒苗；獲取原原種，脫毒苗移入防蟲網室隔離繁育原原種；獲取原種，由原原種移入防蟲網淘汰劣株、病株獲得原種和原種1～3代種子；獲取生產種，將繁育原種種子移入種子田生產一、二級良種。在生產上大面積推廣應用脫毒民樂紫皮大蒜生產種。

2.2 大蒜脫毒關鍵技術

2.2.1 莖尖基礎啟動培養技術

以MS、B5、N6、RA為基本培養基，試驗表明，MS培養基莖尖成活率、成苗率分別達91.00%、90.11%，顯著高于B5、N6、RA培養基。培養觀察顯示，MS培養基莖尖成苗早,苗芽變綠早，幼苗健壯；而B5、N6培養基成苗較MS晚7～8d；RA培養基莖尖成活率低、成苗慢，不適宜作為誘導莖尖培養基。這與杜永芹等[9]、高楊等[10]報道MS培養基誘導成苗率較吻合。因此，MS是誘導民樂紫皮大蒜成苗最適宜培養基。

表1 不同培養基對莖尖成苗影響

2.2.2 莖尖芽誘導培養技術

在基礎啟動MS培養基中添加不同濃度激素6-BA、NAA進行成苗增殖培養，由表2可見，NAA0.05～0.10mg·L-1與6-BA0.5～1.0mg·L-1配比，成芽總數最高，增殖倍數在3.11～4.25；多增殖單株性狀觀察，單株高度在7～10cm，生長健壯，這與杜永芹等[9]、高楊等[10]報道的不同激素培養基配方處理對不定芽增殖和增殖狀態描述相一致。因此，MS加NAA0.05～0.10mg·L-1加6-BA0.5～1.0mg·L-1增殖效果最佳，可以作為莖尖增殖培養，獲取量化組培苗。

2.2.3 生根培養技術

以MS為基礎培養基，在增殖培養成苗高2～3cm時，移入生根培養基誘導產生根系，提高組培苗移栽成活率。表3試驗表明，NAA濃度在0.1～0.8mg·L-1，隨濃度升高生根率逐漸提高；當NAA濃度在0.6mg·L-1時，生根率最高達92%，根系生長快而健壯；當NAA濃度在0.4mg·L-1、0.8mg·L-1時，生根率分別為75%、72%，根生長加快，根數增多，根開始增粗；當NAA濃度在1.0mg·L-1時，組培苗生根數下降，根數減少，根短、細而脆，后期移栽成活受到很大影響。杜永芹等[9]報道在MS培養基中附加NAA0.6～0.8mg·L-1生根效果最理想；曾建軍等[11]證實MS加NAA0.5mg·L-1誘導生根最適宜。因此，民樂紫皮大蒜組培苗在MS加NAA0.6mg·L-1為最適宜生根的培養基，為后期組增苗移栽奠定基礎。

2.3 大蒜原原種生產技術

原原種生產是試管組培苗向生產用種快繁轉化的關鍵環節。具備溫濕度、水肥管理精準控制的日光溫室，配備育苗基質消毒設備；組培苗煉苗，將生根組培苗去掉培養瓶蓋，放置于自然光照和常溫條件溫室內鍛煉3～5d；組培苗移栽，將煉苗后組培苗從培養瓶取出，用20～22℃無菌水洗去培養基，移入消毒的蛭石培養床或穴盤中；溫室管理，設置溫室在自然光照條件，移栽第1周溫度控制在18～20℃，夜間12～15℃，及時灌水，并加蓋塑料薄膜保持相對濕度95%左右，移栽第2周后定期人工澆灌1/3濃度的MS培養基營養液，移栽第3周應用水肥一體灌溉系統灌水時間30min，補充肥料間隔期14d；優良原原種選擇，定期觀察原原種植株生長性狀，及時拔除小苗、弱苗、病株、畸形株，選擇長勢均勻，無病株，蒜頭整齊與不分瓣蒜球作為脫毒母種，為原種擴大繁殖奠定基礎。

表2 不同激素對莖尖成苗增殖培養的影響

表3 不同濃度NAA對組培苗誘導生根培養影響

2.4 大蒜原種與生產種擴繁技術

原種擴繁和種子生產基地建立是大蒜規模化快繁技術關鍵。原種防蟲網擴繁，為了防止傳毒媒介傳播，采用35～40目防蟲網，根據脫毒原種生產供應量和當地脫毒原種需求量，確定網室數量；原種擴繁管理，觀察記載網室蚜蟲發生情況，定期進行蚜蟲防治，避免蚜蟲交替感染，定期澆水與施肥，適當控速效氮肥，防止徒長，及時防治大蒜灰霉病和葉枯病；選擇長勢強，株型均勻，葉色常綠，鱗莖分瓣均勻和質量一致作為優良原種；種子田建立，種子田設置采用開放式種植，海拔高度1800～2400m，土壤pH7.5～8.5，有機質含量≥20g·kg-1，有效灌溉率100%，四周500m內無大蒜、大蔥、洋蔥等蔥屬和煙草、馬鈴薯等茄科作物種植的區域為種子生產基地；蒜種分級管理，選擇成熟、色澤一致、形狀規則一致，無病蟲，純度達98%的種蒜，根據蒜頭最大橫徑進行分級，一級種蒜橫徑≥5cm，二級種蒜橫徑≥4cm，三級種蒜橫徑≥3cm，作為脫毒種蒜生產用種的推廣標準。

3 脫毒快繁技術推廣應用前基本情況

3.1 品種退化嚴重

農戶自留民樂紫皮大蒜品種，導致田間種性退化，主要表現為株型不整齊，植株高度降低，田間株高不一，葉片數減少，葉片長、寬減小，畸形株多。葉色淡綠，據測定，膨大期葉綠素a、葉綠素b、葉綠素a+b含量僅為0.56mg·g-1、0.23mg·g-1、0.79mg·g-1；假莖變細，不抽蒜薹或抽出蒜薹細而短，單薹重量降低。蒜頭小、裂瓣、散瓣、獨頭蒜現象突出。發生大蒜瓣退化葉再生長現象，生產上稱“馬尾蒜”，成為影響大蒜優質高產的關鍵因素。

3.2 品質下降

民樂大蒜與其它同類產品相比，表現外型、營養品質下降。如外形不規則，著色不均勻，蒜頭不堅實，霉變、發芽、皺縮空腔、僵蒜、多層蒜等畸形蒜發生率高；大蒜辛辣味降低，鱗莖可溶性蛋白、維生素C、總糖、大蒜素含量低，測定表明含量僅為18.48mg·g-1·FW、0.26mg·g-1·FW、6.79%·FW、5.93mg·g-1·FW；蒜薹色澤淡綠色，嫩莖長度縮短，薹莖基部老化，粗細不均勻，成為影響大蒜商品性和市場競爭力的重要因素。

3.3 病蟲害嚴重

據調查，危害民樂紫皮大蒜的病害有白腐病、葉枯病、紫斑病、黑斑病、青霉病、灰霉病、菌核病、病毒病等；害蟲有蒜蛆、蚜蟲、蔥薊馬等。近幾年，大蒜病毒病成為危害大蒜生產的主要病害，農戶俗稱“粗脖子”，造成葉片黃化、花葉，扭曲、開裂、折疊，蒜株矮化，基部膨大，不抽薹，鱗莖不膨大或發育不正常、不形成蒜頭，田間調查發病面積0.15萬hm2，發病率達15.1%～20.5%，嚴重地塊達35%以上，是造成大蒜品種退化的關鍵原因。

3.4 產量降低

據調查，2017—2018年民樂紫皮大蒜因病毒病的發生，田間平均病情指數15.64%，按照該病發生特點，損失率與病情指數一致。調查表明，鱗莖單個重量在20～40g，平均單個鱗莖重30.1g，鱗莖產量782.6kg·667m-2，損失145.33kg·667m-2，按照2018年甘肅大蒜價格2.57元·kg-1計[12]，損失374.49元·667m-2，導致大蒜經濟效益下降。

3.5 栽培技術相對滯后

據調查，當地群眾的種植技術仍以自留種、“蒜踏”扎孔播種、大水漫灌等傳統種植技術為主，管理粗放，生產水平和科技含量低[13]。標準化生產技術、水肥一體化、脫毒種蒜等新技術普及率低；農戶分散種植較多，組織化程度還很低，連片種植面積小，生產規模比較小；產品質量及商品品牌意識差。成為影響大蒜產業高質量發展重要環節。

4 脫毒快繁技術推廣應用成效

4.1 提純復壯品種性狀

經脫毒提純后的民樂紫皮大蒜，田間長勢強，株型整齊，葉綠濃綠，膨大期葉綠素a、葉綠素b、葉綠素a+b含量分別較對照提高16.07%～21.43%、13.04%～26.09%、21.52%～26.79%；主要農藝性狀指標表現優良，隨繁殖世代的增加，株高增加12.91%～25.98%，株幅增加12.34%～24.92%，假莖高增13.01%～26.83%，葉長增加12.89%～30.64%，葉寬增加3.29%～19.75%，葉片數增加5.56%～12.50%；蒜薹長增加13.91%～32.04%，蒜薹粗增加8.83～32.35%，單薹重增加27.68%～34.82%。符合優良品種特性。

4.2 改善提高品質特性

田間測定表明，脫毒民樂紫皮大蒜商品性顯著提高，直徑≥5cm的一級鱗莖商品率高達90.27%～92.18%，較常規大蒜一級商品率提高11.86%～13.77%；直徑≥4cm、直徑≥3cm的二、三級鱗莖商品率僅為5.57%～7.41%、2.25%～2.48%，較常規大蒜二、三級高品率分別降低5.93%～7.77%、5.77%～6.00%。營養品質分析表明，總糖、可溶性蛋白、維生素C、大蒜素含量分別較常規大蒜提高3.88%～4.24%、3.09～4.35mg·g-1·FW、0.05～0.07mg·g-1·FW、2.92～3.08mg·g-1·FW，增長率分別為57.14%～62.44%、16.72%～23.54%、19.23%～26.92%、47.05%～51.94%。

4.3 有效控制病蟲害發生

經脫毒民樂大蒜推廣種植，病蟲害綠色防控技術與統防統治應用，大蒜真菌性病害數量由原來的7種，降至目前3種，主要以青霉病、灰霉病、葉枯病為主，田間發病率為2.33%～5.17%；種苗帶菌以青霉菌、葡萄孢菌、鏈格孢菌為主，分離僅為0.27%～2.48%；田間未見細菌和病毒病害發生。害蟲在田間蟲密度顯著降低，蒜蛆被害株率降至0.41%，有蚜株率降至4.35%，薊馬被害株率為1.91%～2.54%。

4.4 顯著提高產量效益

脫毒民樂紫皮大蒜種植效益顯著提高，據測產表明，脫毒民樂紫皮大蒜單鱗莖重量顯著提高，單鱗莖重量≥50g一級鱗莖比率高達90.04%～91.29%，較常規大蒜一級鱗莖比率高出29.55%～30.80%；單鱗莖重量≥40g、≥30g的二、三級比率顯著降低，僅為6.91%～8.73%、1.01%～1.54%。脫毒大蒜的蒜薹產量較常規大蒜增產238.3～253.9kg·667m-2，增產率達132.17%～140.82%；脫毒大蒜的蒜頭產量較常規大蒜增產422.92～447.85kg·667m-2，增產率達54.04%～57.23%。畝均經濟效益顯著提高，按照2018年甘肅省蒜薹、蒜頭平均價格2.57元·kg-1計算[12]，新增蒜薹產值612.43～625.52元·667m-2，新增蒜頭產值1086.90～1150.97元·667m-2，新總產值增加1699.33～1776.49元·667m-2。

4.5 提高配套技術普及率

大蒜脫毒快繁、氣生鱗莖繁種、異地繁種、輻射育種等品種改良復壯技術推廣應用率顯著提高，良種覆蓋率、統一供種率達98%以上；大蒜規范化和標準化種植水平和生產水平顯著提升，種苗處理及機械播種、全膜覆土及增溫覆草、間作套種及輪作模式、有機肥替代化肥及土壤改良、病蟲綠色防控及統防統治、水肥藥一體化等標準化技術推廣率達85%以上；大蒜農民良種繁育企業、種植專業合作社、銷售與加工貯藏協會田間管理及機械收獲社會化托管服務組織等組織化程度不斷提高，帶動了民樂紫皮大蒜產業發展，提高了大蒜產業的綜合效益。

5 結論

實踐表明，民樂紫皮大蒜脫毒快繁技術是加快大蒜品種提純復壯和推動大蒜良種規模化、工廠化生產最經濟有效的途徑，該項目技術脫毒繁殖速度快，縮短良種生產周期，方便操作，工廠化效率高，種苗高產穩產，環保安全，生態、經濟、社會效益顯著，具有廣闊的應用前景。