雾培条件下不同脱毒马铃薯品种比较分析

廖霏霏 刘兴贵 王克秀 杜勇利 熊湖 张德银

摘要：为筛选出适宜川南地区马铃薯原原种雾培生产的优势品种，本试验选用7个马铃薯品种的脱毒苗，以‘费乌瑞它’为对照，采用原原种雾培法进行品比试验，对不同品种的农艺性状和产量进行比较分析。结果表明，‘早大白’和‘中薯19号’结薯数分别为10.4粒/株和10.1粒/株，较对照分别增加33.3%和29.5%。综合评价，‘早大白’和‘中薯19号’在参试品种中农艺性状表现较好、产量较高，适合川南地区马铃薯原原种雾培生产。

关键词：雾培法；原原种；比较试验；农艺性状；结薯率；产量

中图分类号：S532文献标志码：A论文编号：cjas20191100278

Virus-free Potato Varieties in Aeroponics： Comparative Analysis

Liao Feifei1， Liu Xinggui1， Wang Kexiu2， Du Yongli1， Xiong Hu1， Zhang Deyin1

（1Yibin Academy of Agricultural Sciences， Yibin 644000， Sichuan， China；

2Sichuan Academy of Agricultural Sciences， Crop Research Institute， Chengdu 610066， Sichuan， China）

Abstract： To select the potato varieties suitable for the aeroponics production of pre-basic seeds in southern Sichuan， the agronomic traits and yield of seven virus-free plantlets of potato varieties were compared with the control‘Favorita’in aeroponics. The results showed that the tuber number per plant of‘Zao dabai’and‘Zhongshu 19’was 10.4 and 10.1， respectively， increased by 33.3% and 29.5% compared with that of the control. Evaluating comprehensively，‘Zaodabai’and‘Zhongshu 19’show better agronomic traits and higher yield among the tested varieties， which are suitable for pre-basic seeds production in aeroponics.

Keywords： Aeroponics； Pre-Basic Seeds； Comparison Test； Agronomic Traits； Rate of Tuber； Yield

0引言

四川省南部立体气候明显，具有天然优厚的马铃薯生产条件[1]，但本区域脱毒种薯应用率相对较低，种薯退化现象较严重，导致马铃薯病害重、产量低，严重制约了当地马铃薯产业发展[2-3]。优质脱毒种薯的高效生产是解决此问题的关键，而原原种生产是优质脱毒种薯的质量保障。脱毒马铃薯原原种生产主要采用基质栽培和营养液雾化培养2种方式[4]。雾培法是1988年由Weathers等[5]提出的一种新型植物培养方法，与其他方法相比，具有可控性、生产自动化、成本低和效率高等优点[6-8]，因此被广泛应用于脱毒马铃薯原原种的生产。关于雾培生产脱毒马铃薯原原种的技术研究较多，主要涉及设备智能化、营养液配方、生产管理和抗性等方面[9-11]。对于不同品种，在同一环境和处理下的长势和产量均有差异。前人对马铃薯品种间差异性的研究多在大田[12-14]，而在雾培上较少。汪翠存等[15]研究了不同品种的带根苗与顶端扦插苗雾培的差异。贺晓霞[16]利用雾培法进行品比试验，筛选出品种‘庄薯4号’和‘天薯11号’生长性状好、微型薯产量高，适合在当地进行微型薯雾培繁育。

脱毒马铃薯雾培生产技术的探索与应用在川南地区尚属首次，不同品种在同一地区进行雾培时其生长发育表现会有所不同。通过引进国内不同地方的马铃薯品种脱毒苗进行雾培试验，对其相关农艺性状、经济性状等进行调查，分析不同马铃薯品种对川南地区气候特点、雾培技术等方面的适应性，筛选出适宜川南地区雾培生产脱毒马铃薯原原种的优势品种。

1材料与方法

1.1试验时间地点

试验于2018年1—5月在宜宾市农业科学院本部进行。

1.2试验材料

材料為‘中薯19号’、‘中薯5号’、‘兴佳2号’、‘早大白’、‘东农303’、‘尤金885’和‘费乌瑞它’7个马铃薯品种的脱毒试管苗。其中‘费乌瑞它’脱毒试管苗由四川省农业科学院作物研究所提供，其他品种均由国家种质克山马铃薯试管苗库提供。

1.3试验方法

1.3.1试验设计脱毒苗于MS培养基光照培养25～30天，再水培20～25天。选取生长健壮，株高15～20 cm且无副叶的水培苗移栽至网室雾培箱体上，株距10 cm×15 cm。马铃薯雾培生产进行常规管理。试验以‘费乌瑞它’为对照，采用单因素随机区组设计，3次重复，小区面积1.2 m2（76株）。

1.3.2农艺性状测定移栽20天后，每隔10天测量全株长、茎粗、匍匐茎长、匍匐茎数，共计5次，每个小区随机取样5株进行测量，取其平均值。

1.3.3结薯率测定移栽20天后，每隔4天统计结薯株数，以结薯株数占小区总株数的百分比为结薯率，匍匐茎顶端膨大为匍匐茎直径的2倍计为结薯。

1.3.4产量测定统计小区块茎总产量和块茎总粒数，计算单株块茎产量与块茎粒数。

1.3.5试验仪器电导率仪由成都世纪方舟科技有限公司生产，精度为0.1；pH复合电极由上海仪电科学仪器股份公司生产，精度为0.01。

1.4数据分析

试验数据采用软件DPS 9.01与Microsoft Excel 2003进行分析。

2结果与分析

2.1不同马铃薯品种农艺性状比较

2.1.1不同时期的全株长和茎粗变化全株长即植株株高与主根系长度的总和。7个品种的全株长具有相同的变化趋势（如图1）。定植60天时，全株长大小依次为‘中薯5号’>‘中薯19号’>‘早大白’>‘兴佳2号’>‘东农303’>‘费乌瑞它’>‘尤金885’，值为73.81 cm> 68.72 cm>64.55 cm>61.41 cm>58.74 cm>56.83 cm> 50.84 cm，其中‘中薯19号’和‘早大白’的全株长较对照增加20.92%、13.58%。定植20～60天，除‘尤金885’全株長小于对照，其余5个品种全株长均大于对照；对照和‘尤金885’的全株长呈平稳增长趋势，‘中薯5号’和‘中薯19号’增长速率较其他5个品种都高，其中‘中薯5号’在定植20～40天增长速率逐步提高，40～60天增长速率先变缓再提高，而‘中薯19号’是在50～60天增长速率变缓。

7个品种茎粗大小差异较明显（如图2），定植60天时，茎粗较对照（3.03 mm）小的有‘兴佳2号’、‘中薯5号’、‘早大白’、‘东农303’和‘尤金885’，分别为2.91、3.02、2.13、2.59、1.44 mm；茎粗较对照大的仅‘中薯19号’，为3.74 mm。其中‘早大白’、‘东农303’和‘尤金885’的茎粗在整个生育期中均小于对照，且‘尤金885’在整个生育期茎粗变化很小。定植30～50天，‘兴佳2号’、‘中薯5号’的茎粗与对照变化基本一致。

2.1.2不同时期的匍匐茎长和匍匐茎数变化7个品种的匍匐茎长如图3所示。定植60天时，所有品种匍匐茎长均较对照（1.92 cm）长，其中‘中薯5号’最长，为2.99 cm，‘兴佳2号’次之，为2.88 cm；‘早大白’匍匐茎长度较对照稍大，但差异不明显；‘中薯5号’、‘兴佳2号’、‘中薯19号’、‘东农303’以及‘尤金885’匍匐茎均长达2.3 cm以上。定植20～40天，‘中薯19号’匍匐茎长度的增长速率大于对照，而其余品种增长速率均小于对照；在该期间‘中薯19号’、‘兴佳2号’、‘早大白’和对照匍匐茎长度增长幅度较40～60天变化幅度大，而‘中薯5号’、‘东农303’和‘尤金885’匍匐茎长度增长幅度较40～60天变化幅度大较小；在定植40～60天，‘中薯19号’、‘兴佳2号’和‘早大白’匍匐茎长增长幅度变化不明显，而‘尤金885’和‘东农303’以及‘中薯5号’匍匐茎长增长幅度变化较大。

7个品种的匍匐茎数如图4所示。在定植40天时，其他品种较对照（7.8条）的匍匐茎数少，且在此时‘兴佳2号’、‘中薯5号’、‘早大白’和‘东农303’匍匐茎数均达到最大，分别为6.9、7.0、6.8、6.8条；定植20～40天，7个品种匍匐茎数呈上升趋势；定植40天后，除‘中薯19号’，其余品种的匍匐茎数呈下降趋势。

2.2不同马铃薯品种的单株结薯率变化比较

7个品种的单株结薯率均呈现“S”形曲线变化，但在各个时期存在较大差异（如图5）。定植20天时，对照结薯率为19%，仅‘中薯19号’的结薯率低于对照，‘中薯5号’结薯率最大，61%的植株已结薯；定植28天时，‘中薯19号’的结薯率为5.6%，其余品种结薯率均大于50%，‘早大白’的结薯率与对照差异不明显，‘兴佳2号’、‘中薯5号’、‘东农303’、‘尤金885’的结薯率均大于对照；定植32天时，‘兴佳2号’、‘中薯5号’和‘东农303’结薯率达100%，‘尤金885’的结薯率与对照差异不明显；定植36天时，‘费乌瑞它’、‘早大白’和‘尤金885’的结薯率达100%；‘中薯19号’的结薯率在定植40天时达到100%。

2.3不同马铃薯品种的产量和结薯数比较

由表1可知，在7个品种的单株产量比较中，‘早大白’的单株产量最高，为37.66 g；‘早大白’、‘中薯19号’和‘中薯5号’的单株产量显著高于对照，‘早大白’和‘中薯19号’的单株产量与‘中薯5号’相比差异显著，‘早大白’与‘中薯19号’相比差异不明显；‘兴佳2号’的单株产量与对照差异不明显，‘东农303’和‘尤金885’的单株产量显著低于对照。‘早大白’和‘中薯19号’的单株结薯数显著高与对照，三者块茎数分别为10.4、10.1、7.8粒/株；‘中薯5号’的单株结薯数显著高于对照；‘兴佳2号’、‘东农303’和‘尤金885’的单株结薯数与对照相比差异不明显；‘早大白’和‘中薯19号’的单株结薯数与‘中薯5号’相比差异显著，‘早大白’与‘中薯19号’相比差异不明显。

3讨论

3.1不同品种全株长变化趋势

不同马铃薯品种在不同条件下的形态建成差异较大，而良好的营养生长是马铃薯获得高产的重要保障[16-17]。吴娇[18]指出，马铃薯块茎形成期植株的生长速度加快。本试验结果表明：不同马铃薯品种全株长在整个生长期内变化趋势一致，定植20～40天时速率最大，之后呈现缓慢增加趋势，即块茎形成期植株生长速率加大，与前人研究一致。定植60天时，‘中薯5号’、‘中薯19号’和‘早大白’的全株长达到64 cm以上，说明此品种长势较强，生长力旺盛，从而促进了产量形成。

3.2匍匐茎与马铃薯块茎的关系

马铃薯结薯与其匍匐茎相关性较大，良好的匍匐茎构成有利于马铃薯块茎的形成[19]。有研究表明马铃薯单株块茎质量和数量与匍匐茎数量呈正相关[20-22]，而本研究并未得到相同结论。其原因可能与多次摘薯有关，导致匍匐茎数量和长度测量结果变化幅度较大。与之相关的研究报道，通过剪取匍匐茎尖端或去除1次匍匐茎可促进匍匐茎生成[23-24]；適时分次采摘微型薯能提高养分的利用效率，从而促进块茎形成和膨大[25-26]。

7个品种在20～40天期间匍匐茎数量增长较快，在40～60天期间则增长幅度较小，至60天时各个品种匍匐茎数量趋近一致，差异减小，说明在雾培条件下20～ 40天是马铃薯匍匐形成的关键时期[15]，综合匍匐的茎长度与数量，‘中薯19号’、‘早大白’的表现最好，更利于后期马铃薯块茎的形成。

3.3不同品种结薯率的变化

本试验结果表明，7个品种在定植20天时均已结薯，24～32天内结薯率增幅最大，后缓慢增加至100%，结薯率均呈“S”形曲线变化，与前人研究结果一致[15，27]。张光海等[28]研究表明雾培马铃薯定植30天开始有块茎形成，40～50天内结薯率呈直线增长，而本研究结果显示定植20天开始结薯。两者存在一定差异，原因可能与品种生育期不同及幼苗期遭遇低温胁迫有关。‘中薯19号’在定植28天前，结薯率极低，28天后结薯率迅速增加，其余品种在24～28天期间增幅较大，这与不同品种的熟性有关[29]；陈家吉等[30]研究发现马铃薯脱毒水培苗经低温诱导后可促进结薯，张小川等[31]研究表明马铃薯试管苗经低温处理后能促进试管薯结薯形成。本次试验在春季进行，水培苗定植1周后遭遇较长时间低温胁迫，导致所有品种提早形成块茎。

3.4单株结薯数与单株产量的关系

马铃薯单株结薯数与单株产量存在一定的相关性。石霞[32]研究发现，马铃薯在田间种植的实际产量与块茎粒数有直接相关性。潘哲超等[21]对国内外引进的68份马铃薯品种（系）进行种植，结果表明马铃薯单株块茎重与单株结薯数呈显著正相关。从本试验结果表明，马铃薯的单株结薯数高的品种，其单株产量也较高，说明马铃薯单株产量与单株结薯数具有相关性，与前人的研究结果一致。

4结论

本试验对适合川南地区雾培生产的马铃薯品种进行初步筛选，综合形态指标与产量分析，‘早大白’和‘中薯19号’在全株长、匍匐茎长度、匍匐茎数量和单株产量中表现较好，两者的单株产量和单株结薯数分别为37.66、36.06 g和10.4、10.1粒/株，较对照分别增加58.7%、52.0%和33.4%、28.8%，可初步选定以上2个品种作为当地雾培生产脱毒马铃薯原原种的推广品种。大力推广脱毒种薯是提高马铃薯产量与品质的关键途径，脱毒马铃薯原原种雾培法生产技术是生产高品质脱毒马铃薯种薯的有效方法之一。但是该方法首次引入川南地区，在技术熟化和适合品种筛选等方面需进一步探索。

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