中国南方脱毒马铃薯种性退化原因及预防措施

王先顺，李大恒

(湘西自治州农业局粮油站，湖南吉首416000)

脱毒马铃薯是利用马铃薯幼苗茎尖分生组织，采用现代生物技术脱除已经侵入马铃薯植株体内的各种主要危害病毒后，在无菌培养室通过培养基培养瓶装苗，然后在严格隔离的人工智能恒温大棚内，利用高温消毒灭菌的栽培基质繁殖出不携带危害马铃薯生产主要病毒的马铃薯种薯原原种(微型薯)，再利用原原种加代繁殖出经过脱毒的栽培种薯。其用种量小、品种纯度高、增产幅度大、持续增产性强，生产出的商品薯具有大中薯率高、薯形整齐、表皮光滑、贮运和适口性好等优点，能够大幅度地提高产量和种植效益。

在自然条件下种植，特别是在低海拔或低纬度区域留种种植，随着时间推移，马铃薯植株长势越来越弱，表现出生长不整齐、叶片不平展，同时伴有花叶、卷叶、皱缩、畸形、矮化、丛生等症状，最严重的是块茎变小，生物和经济产量逐渐下降，最终导致马铃薯品质低劣和生产效益下降，表明马铃薯种性退化。据有关文献资料记载和试验数据，按照退化年限不一样，一般减产幅度在30% ～50%，最高的减产幅度达到65%以上。因此，观察试验探索脱毒马铃薯种性退化原因，有针对性地采取预防措施防止其种性退化或延缓其退化速度，避免马铃薯大面积、大幅度减产，提高马铃薯生产的社会效益和经济效益显得尤为重要。

1 脱毒马铃薯种性退化原因

关于脱毒马铃薯种性退化的原因主要有三种学说:一是病毒浸染学说，认为马铃薯受病毒侵染，病毒在马铃薯体内不断复制、增殖，取代或吞噬品种原本具有的优良遗传基因才导致种性退化;二是高温诱发学说，认为马铃薯退化的原因是由于长时间在高温条件下生长结薯繁殖造成;三是自然衰退学说，认为马铃薯长期使用块茎无性繁殖致使品种所具有的有益遗传基因不断丧失，从而出现生理衰退。

1.1 病毒浸染

马铃薯病毒病类似于传染病，病毒源、传毒媒介和易感群体三因素促使病毒病蔓延。马铃薯的生长状况、当地的气候条件，防治措施等能够影响和控制病毒病发展速度及程度，但在完全隔离病毒源和切断传毒途径的条件下栽培，马铃薯生长即使不健壮，生产中不进行防治也不可能发生病毒病，这说明病毒浸染才是病毒病发生发展的根本。因此生产应用无病毒种薯是最有效的防止马铃薯病毒病的途径。从20世纪50年代开始就有学者开展了以物理的、化学的和生物技术的方法来排除马铃薯体内病毒的研究。50年代中期通过茎尖培养，获得了无PVX、PVA和PVY的马铃薯植株。随后，茎尖组织培养无病毒植株技术迅速发展，为解决马铃薯病毒危害提供了有效途径。到80年代初几乎所有生产马铃薯的主要国家都利用这一技术，保持了优良品种的生产潜力。20世纪70年代初，我国吉林农业大学、辽宁省农业科学院和黑龙江省克山农业科学研究所对茎尖组织培养进行初步试验。从1974年开始，中国科学院植物所、微生物所、动物所等多家单位合作，通过茎尖组织培养、病毒检测，生产了一批马铃薯脱毒苗，1976年栽种在内蒙古后旗，脱毒苗长势表现良好，与未经脱毒的马铃薯对比有显著差别。

1.2 高温诱发

马铃薯地上植株最适宜生长温度为21℃，6～9℃时生长极缓慢，高温则容易引起徒长，温度超过40℃时，马铃薯茎叶完全停止生长;马铃薯块茎生长发育的最适宜大气温度仅为17～19℃，土温15～18℃，当气温高于25℃时，块茎生长严重受阻，超过30℃时块茎停止生长。

中国科学院研究表明，高温导致马铃薯生长受阻或停止，生长势弱、抵抗力低，增加了病毒的感染率，诱发马铃薯病毒病发生。随着病毒在植物体内不断增殖，不断累积加重，马铃薯种性逐渐退化，生物产量和经济产量明显减低，这就是南方低海拔地区不能就地留种的原因。南方马铃薯研究中心曾以中熟品种新芋4号、中晚熟品种米拉作了低海拔高温环境下连续就地留种种植试验，结果证明块茎越种越小，产量明显递减(表1)。

表1 脱毒马铃薯低海拔地区就地留种试验结果［11］

另一项试验证明，种薯在不同海拔高度贮放(均是散光薄摊，海拔高度、年平均气温与表1同)，结果出苗率、生长势、产量均差异明显，证明低海拔地区、高温对种薯退化不仅在田间生长期间而且在贮藏期间同样影响较大。种薯长期在高温条件下贮藏，刺激芽眼提早萌动，病毒在种薯体内迅速增殖积累，加剧了种薯退化程度和速度(表2)。

表2 种薯在不同海拔高度贮存比较试验结果［12］

1.3 自然衰退

在马铃薯大面积生产过程中，由于不断受到病毒侵染和高温影响，各种病毒病不断发展蔓延，植株长势逐渐衰弱，植株体及块茎组织内病毒不断复制积累，并伴随着种薯使用年限的增长，病毒越积越多，植株长势越来越弱，品种抗性不断衰退，只要具备利于病毒病发生的条件就会迅速发展蔓延;同时随着种薯使用的世代增加，病毒病不断发生，品种的各种优良遗传基因也逐渐被各种主要危害病毒等病原体侵蚀，品种本身具有的优质、抗逆及丰产等优良种性也伴随种薯的自然衰退逐渐丧失，生产过程中的防治难度增加，导致严重减产、生产效益降低。在湖南省永顺县松柏乡进行的一项使用同一马铃薯品种自行留种连续种植4年的试验(2004～2007年)能清楚地说明脱毒马铃薯自然衰退的观点(表3)。

表3 马铃薯脱毒连年种植种性退化及产量变化观察试验结果

虽然病毒学说普遍被人们所接受，但是笔者通过多年的试验观察并结合生产实践认为:马铃薯种性退化的主要原因是三个方面综合作用的结果，病毒侵染是根本，气候条件和自然衰退是诱因。

2 防止和延缓脱毒马铃薯种性退化的措施

通过多年的生产实践和试验探索，防止和延缓脱毒马铃薯种性退化的有效手段就是针对导致种性退化的原因采取相应的农艺措施:应用高山、高海拔种植，或秋冬季早播，避开马铃薯生长阶段高温诱发病毒病留种，改善种薯储藏条件，如采用恒温库储藏等措施，以加强种性保持的时间等。

2.1 选用抗病毒能力强的优良品种，建立良种繁育体系

选用抗病毒能力强的品种。在生产中选用鄂马铃薯5号、克新1号、中薯3号等脱毒马铃薯品种，减轻病毒病发展蔓延，防止和延缓脱毒马铃薯种性退化。

建立合理的良种繁育体系，实行种薯三级生产(原原种薯→原种种薯→商品种薯)模式。原原种薯以专业化制种单位或具有较好设施条件和技术力量的科研机构为主，选用优良品种在实验室进行科学的培养脱毒，检测合格后在人工智能温室进行生产;原种种薯组织专业的技术单位，在马铃薯种植区建立隔离网室或选择高海拔隔离区集中繁殖，以保证种薯的纯度和健康;商品种薯即在马铃薯种植区根据不同地理环境和栽培水平，选择相对稳定的种薯生产农户进行订单生产，集中收购后统筹供应，维持良种的生产力和延长其使用年限。

做好提纯选优工作，减少病毒累积。首先，在生产中加强科学培管，促进植株健壮生长，增强抗病毒能力，选择优株扩大繁殖，减少田间病毒累积;其次，在病毒感染尚不严重的田块，选择优良健壮单株，进行繁殖留种，淘汰发病植株，剔除无性世代繁殖所积累的病毒，有效防止种性退化。

2.2 加快种薯更换，延缓种性退化

逐年更换种薯，特别是南方低海拔区域，杜绝自留种薯进行生产;中高海拔地区或秋马铃薯种植区连续种植最长也不能超过3年，否则种性退化明显，严重影响大田生产的产量和种植效益。

2.3 规避高温热害，增强植株抵抗能力

马铃薯属耐寒作物，高温热害严重影响其健康和正常生长，降低植株抵抗能力。在生产中应大力推广秋播和晚播留种，避免马铃薯生长中后期与高温酷暑叠加，使结薯期处于冷凉气候条件下健壮生长，增强抗病能力，抑制病毒的繁殖与感染，减少和延缓种性退化程度及速度。

2.4 采用适宜的科学栽培技术

马铃薯生产宜采用深开沟和深耕高垄以及地膜覆盖技术，降低地下水位和土壤湿度，减轻病害的发生。另外，采用降低种植密度和轮作倒茬对降低寄生在种薯表面和土壤缝隙中的致病菌引起的病害有明显的效果，可推广菜薯、稻薯轮作，忌与茄科作物轮作，一般3年轮作倒茬或隔行换沟轮作1次。

2.5 清除传毒媒介寄主，切断病毒传播途径

马铃薯病毒病的病毒主要是通过蚜虫刺吸、人畜劳作和雨水冲刷等途径进行传播。在生产上应尽量清除周边的桃李果木树及杂草，减少蚜虫寄主植物，减少人畜田间劳作损伤植株，清沟排渍防止雨水冲刷，降低马铃薯植株感染病毒几率。

2.6 加强药物预防，综合防治

马铃薯种薯繁殖和大田生产过程中，在马铃薯未发病之前定期喷施杀病毒和杀菌制剂农药保护植株，防止病原菌的侵入，控制病毒病发生发展，可有效保持品种优良性状。在幼苗期开始用病毒唑或70%甲基托布津或百菌清800倍液喷施，每次间隔7～15 d，可有效防治马铃薯病毒病、炭疽病、叶斑病。

2.7 科学贮藏种薯，提高种薯质量

贮藏是保证脱毒马铃薯种薯质量的重要环节，贮藏阶段最主要的任务是防止种薯染病、腐烂、冻伤。收获后及时去掉种薯块茎上的泥土，在室外薄摊适度晾干，使种薯表面水分蒸发，断面伤口愈合;然后用埋藏法贮藏，即放一层种薯铺一层干净湿润的河沙，厚度为1～2 cm，交替放2～3层，最上部盖上稻草等秸秆以防冻保湿;贮藏期间经常检查，及时剔除烂薯，保持储藏温度在0℃以上，如发现湿度过低或温度过高要及时调整，防止薯块失水过度皱缩、发芽过度消耗养分，影响品质，降低来年植株生长素质和抵抗能力。

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