张彤彤,白永杰,张 武,吕和平,高彦萍,吴雁斌,王芳芳,杨昕宇,梁宏杰
(甘肃省农业科学院马铃薯研究所,兰州 730070)
以蛭石为基质的马铃薯种薯生产方式存在诸多弊端,平均单株结薯率低,约1.5 粒左右,蛭石废料难以处理,不利于生态文明建设且生产成本比较高等。雾培法生产马铃薯种薯可使单株结薯率提高到50粒左右[1],生产效率远超基质法。雾培法生产马铃薯种薯可以减少脱毒组培苗的使用量70%以上,可分别节水和节肥90%和60%,从而使单粒种薯生产成本降低约0.15 元,经济和生态效益显著[1-3]。但是,雾培法生产种薯也存在不容忽视的问题,特别是种薯表皮木栓化程度低,水分含量高,气孔开放程度高,易失水萎蔫,容易受到病菌入侵导致腐烂,严重影响种薯种性[3,4]。为了保证雾培法生产的马铃薯种薯质量,降低种薯采后感病率是重要途径[4,5]。生产中多采用多菌灵、代森锰锌等杀菌剂可湿性粉剂进行拌种处理,但是粉剂拌种由于飘逸原因不利于工作人员健康,同时影响种薯外观和价值[6-10]。因此,筛选雾培马铃薯种薯拌种处理药剂具有非常重要的现实意义。本研究采用绿色药剂纳他霉素、中生菌素(1∶1、1∶5、5∶1,g∶kg)复配进行拌种处理,优化筛选了雾培马铃薯种薯拌种处理技术,评价其应用效果,以期为雾培马铃薯种薯贮藏技术的发展提供参考。
供试雾培马铃薯种薯品种为大西洋,由甘肃省农业科学院马铃薯研究所生产,将采收的雾培种薯置于阴凉有散射光处放置7~10 d 进行老化处理,然后进行试验处理。
药剂:中生菌素(12%母药,福建凯立生物制品有限公司)、纳他霉素(98%原药,南京通盈生物科技有限公司)、代森锰锌可湿性粉剂(50%,陕西美邦药业集团股份有限公司)。
助剂:凹凸棒土、Morwet D-425(烷基萘磺酸甲醛缩聚物的钠盐)、Morwet EFW(烷基萘磺酸盐和阴离子润湿剂的混合物)。
采用纳他霉素、中生菌素作为有效抑菌成分,以马铃薯晚疫病为靶标病原菌进行配比优化筛选。配方筛选在马铃薯块茎上进行,分别配置3、9、15、18 μg/mL 纳他霉素、中生菌素药剂,研究2 种药剂单独使用对马铃薯种薯致病疫霉的防效;采用共毒因子法,中生菌素∶纳他霉素复配比例拟定为1∶1、1∶5、5∶1(质量比,g∶kg),研究混剂对马铃薯种薯致病疫霉菌的防效。将马铃薯种薯清洗干净,接菌处去皮,用药液浸泡30 min,12 h 后接种带有菌丝的菌饼,保湿18 ℃暗培养,等空白对照明显发病后检查结果。
共毒因子大于20,表示混剂各成分之间为增效作用,大于-20 且小于20 则为相加作用,小于-20 为拮抗作用。共毒因子按以下公式计算[11]。
在室温25 ℃条件下,将不同助剂按照筛选比例混匀,研磨后过400 目筛,按照筛选比例混匀后测定润湿性、拌种的均匀度[12]。不同助剂的配方见表1。
表1 不同助剂的配方
通过以上配方筛选,得到的适宜配方作为研究剂型进行拌种比例筛选。在种薯表面喷洒少量水,以种薯表面湿润为准。拌种比例设定为1∶1、1∶5、1∶10、1∶15、1∶20、1∶25(药剂∶种薯,g∶kg),从拌种均匀度、拌种量,拌种处理对种薯出苗率、失重率、腐烂率的影响来评价拌种效果。50%代森锰锌可湿性粉剂1 g 拌种薯10 kg 处理作为阳性对照。不进行任何药剂处理的作为空白对照。试验在10 ℃左右的常规种薯贮藏库中进行,各处理种薯数量为100 粒。拌种后的种薯与已经腐烂的种薯混放30 d,观察防腐烂情况。
选择“1.4”中拌种效果较好的处理,再进行种薯拌种处理,贮藏30 d 后在花盆中播种,统计各处理出苗率。
设置试验处理,A 处理,1 g 药剂拌种1 kg 种薯;B 处理,1 g 药剂拌种5 kg 种薯;C 处理,1 g 药剂拌种10 kg 种薯。代森锰锌处理:40%代森锰锌可湿性粉剂1 g 拌种薯10 kg。在贮藏30、60、90、120、150 d时,测定种薯失重量和烂薯率。
试验数据用SPSS 20 软件进行统计分析,采用Duncan 法进行差异性分析。
由表2、表3 可知,中生菌素与纳他霉素药剂单独使用对马铃薯种薯致病疫霉的防效分别为2.99%~14.53%、7.26%~34.19%,中生菌素与纳他霉素复配后具有较好的增效作用,特别是二者以1∶1的比例复配后,混剂实际防效达到41.03%。因此,本研究采用中生菌素和纳他霉素1∶1(g∶kg)的复配比例作为有效成分。
表2 中生菌素与纳他霉素对马铃薯种薯致病疫霉的防效
表3 中生菌素与纳他霉素混剂对马铃薯种薯致病疫霉的防效
经过前期预试验,有3 种配方基本能够达到种薯拌种均匀度的要求,配方A、B、C 的润湿性分别为150、106、75 s,配方C 的润湿时间最少。因此,本研究选择配方C 作为下一步试验处理剂型。
从外观评价拌种效果,结果(表4)表明,药剂∶种薯为1∶1、1∶5、1∶10、1∶15 时拌种效果好,拌种比较均匀。从腐烂率评价拌种效果,药剂∶种薯为1∶1、1∶5、1∶10 时防腐效果好,3 个处理腐烂率与其他处理差异显著。因此,选择药剂∶种薯为1∶1、1∶5、1∶10 进行后续试验。
表4 不同药剂与种薯拌种比例对马铃薯种薯的拌种效果
采用药剂∶种薯为1∶1、1∶5、1∶10 进行种薯拌种处理,贮藏30 d 各处理出苗率均能达到100%。由于是挑选的种薯,排除了非药剂影响,其出苗率均达到了100%,该结果说明拌种处理对雾培种薯的出苗没有明显影响。
结果(图1)显示,不同拌种处理的马铃薯种薯随贮藏时间的延长,失重量逐步减少,从30 d 到150 d,种薯失重量从21 g 以上降低到4 g 左右。不同贮藏时期各处理的失重量存在差异,30 d 时除处理C 外,各药剂处理与对照间失重量差异显著;随着贮藏时间延长,各处理间差异逐步减小,到150 d 时各处理间差异不显著。说明拌种处理能够在一定时间内减轻种薯失重。与种薯的外观相一致,拌种的药剂覆盖到种薯表面可能具有降低种薯水分散失的作用。
图1 不同拌种处理马铃薯种薯随贮藏时间的失重量变化
结果(表5)显示,空白对照的烂薯率随贮藏时间的延长不断升高,且显著高于各药剂处理,30 d 开始出现烂薯,到150 d 时烂薯率达18.33%。A、B 处理防烂效果最佳,到150 d 时没有出现烂薯。C 处理效果较A、B 处理较差,但是与二者差异并不显著。代森锰锌拌种处理的马铃薯种薯在90 d 时出现烂薯,防烂效果比处理A、B、C 差,但显著优于空白对照。结果表明,A、B、C 拌种处理可能更适合雾培种薯贮藏处理,处理剂量应该不低于1 g 药剂拌种10 kg种薯。
表5 不同拌种处理的马铃薯种薯随贮藏时间的烂薯率
本研究所用的有效抑菌成分为已经商业化的杀菌剂中生菌素和食品防腐药剂纳他霉素,各种助剂也是比较常规和低毒的,其非靶标安全性较高,是绿色拌种处理剂[13]。对剂型的各项测定表明,剂型基本能够满足生产处理需求,其效果显著优于代森锰锌可湿性粉剂拌种处理,可能的原因是该拌种处理的有效成分杀菌谱较广,其杀菌谱包含了真菌和细菌。研究结果表明,该拌种处理可能更适合雾培种薯贮藏处理,综合成本等因素,处理剂量以1 g 药剂拌种10 kg左右种薯为宜。
中生菌素与纳他霉素的复配有助于防治种薯在贮存期的病害,可以有效降低腐烂率,对种薯无药害,且中生菌素与纳他霉素均为微生物代谢产物,可以称为生物农药,其安全性和环境友好型是其突出的优点[14,15]。后续在实际应用中还需要进一步明确使用剂量等条件,进行较大规模的应用效果评价。