赵韵 邢博文 方连明 卜顺法 汤桂钧 胡海峰
(1 上海市闵行区三农综合服务中心,上海 201109;2上海市闵行区农业技术服务中心,上海 201199) *为通信作者
草莓是蔷薇科草莓属多年生草本浆果植物,是我国目前发展较快的水果之一。草莓因其结果快、成熟早、果色艳丽、营养丰富、香味浓郁、风味甜酸适中,而深受消费者喜爱。近年来,上海市郊的草莓生产有了长足的发展,种植总面积已达2 500 hm2,且大多采用塑料大棚保护地栽培,平均每667 m2产量在1 500~2 000 kg。
在草莓种苗繁殖生产中,长期将土壤种植母株上的匍匐茎子苗作为种苗,但在生产过程中(尤其是在连作栽培以及农户自繁自育的情况下),草莓种苗极易感染多种土传病毒,如S M V(草莓斑驳病毒)、SCV(草莓皱缩病毒)、SMYEV(草莓轻型黄边病毒)和SVBV(草莓镶脉病毒),造成病毒病发生严重,影响草莓的产量和品质。研究表明,我国草莓病毒的感染率高达80.2%[1],而种苗携带病毒是国内草莓生产上普遍存在的问题,并成为了制约草莓生产可持续发展的瓶颈因素。
根据国内外先进经验,解决种苗带病毒的根本方法是采用组织培养技术繁育无病毒原种苗,再应用设施栽培无土育苗技术繁育原种一代苗作为生产用种苗。目前,发达国家的草莓组培脱毒苗种植面积已占草莓种植总面积的80%左右,达到了提高草莓品质和产量的双重效果。鉴于此,笔者进行了草莓主要品种的种苗组织培养脱病毒研究,并以生产出的脱毒原种苗为母本苗,在连栋塑料大棚内进行原种一代苗的无土栽培繁育生产,最终取得了显著的成效。现笔者拟将研究出的相关技术要点总结介绍如下,以供相关从业人员参考借鉴,从而推进草莓生产可持续发展。
于5 月—6 月、草莓匍匐茎发生及快速生长时,选取草莓母株上生长健壮、无病虫害、顶端小叶尚未展开的匍匐茎,剪取顶端约3~4 cm 长的顶芽作为外植体,将其用洗洁精清洗3遍,再用纱布包裹后置于自来水龙头下连续冲洗2 h。
在实验室的超净工作台上,对外植体进行消毒灭菌,先后用75%酒精消毒1 min、洁尔敏50 倍液消毒15 min、10%次氯酸钠消毒15 min、无菌水冲洗3 遍,然后在超净工作台上,借助80 倍解剖镜用手术刀与解剖针剥取大小在0.3 mm 以下的茎尖,接种于发生培养基上。
茎尖培养的培养基配方为MS+BA 0.5 mg/L+IBA 0.05 mg/L,培养室温度为23 ℃,光照时间为12 h/d,光照强度为3 000 lx 左右,以诱导发生无菌系。经1~2个月培养,无菌新芽长出丛生芽育成无菌系。
继代增殖的培养基配方为MS+BA 0.1 ~0.5 mg/L +IBA 0.01 ~0.05 mg/L,培养室温度为23 ℃,光照时间为12 h/d,光照强度为3 000 lx。继代增殖率为1∶3~5,且无“玻璃苗”产生。
无菌系瓶苗增殖至一定基数后(每个品种100瓶以上),委托上海市农业科学院草莓和生物技术课题组对无菌系组培苗中常见的S M V、S C V、S M Y E V和SVBV 4种病毒进行检测。在送检的30个样品中,有3个品种(‘红颜’‘章姬’‘丰香’)的3个样品完全脱毒,剩下的27 个样品只感染SMV,单一的病毒感染对草莓的产量和品质基本没有影响。剔除仍携带病毒的瓶苗后,再对无毒瓶苗进行继代增殖培养。
将脱毒成功的无菌系瓶苗进行继代增殖,培养基配方及培养过程同1.3 继代增殖培养。
将茎尖脱毒无菌系的丛生芽切成单芽,接种于1/2 MS+IBA 0.1 mg/L 的培养基上(培养基中添加2%蔗糖、铁钠盐38.23 mg/L、琼脂粉5.0~5.5 g/L,调节pH 至5.8)进行生根培养,直至将其培育成完整的试管苗。培养条件同1.3 继代增殖培养。
将试管苗假植于泥炭∶珍珠岩=2∶1(质量比)的基质中,基质厚度在8 cm以上。试管苗栽后浇足活棵水,并覆盖塑料小环棚,且每天叶面喷洒清水3~5 次,防止植株失水萎蔫;15 d 后,叶面喷施或结合浇水施用营养液(0.2%磷酸二氢钾+0.2% 硝酸铵+0.2%氯化镁),每月施用2 次。炼苗时间为3个月,待苗高在3 cm 以上、具4~5 张叶片、根系发达、无病虫害发生时,即可出圃进行原种一代苗的繁育生产。
脱毒试管苗营养生长旺盛,会抑制花芽分化和生殖生长,且草莓大田生产的用苗量大、成本高,故脱毒试管苗在炼苗驯化后不能立即用于大田生产,需将其作为母本苗再繁育生产出原种一代苗,进而用于大田生产。同时,为防止土壤传播病毒,原种一代苗的生产宜采用无土(基质)高架立体繁苗方式。
以连栋塑料大棚(2~5 连栋)为育苗设施,大棚四周需用尼龙网隔离防护,以防蚜虫等害虫进入大棚传播病毒,隔离昆虫性病毒源。大棚内采用高架镀锌铁丝网苗床,四周用钙塑板作围栏(高30 cm),高架镀锌铁丝网苗床的骨架为三角钢,苗床高度在80 cm 左右、宽为150 cm、长为13 m,两个苗床之间设60 cm 宽的走道,以便于生产操作以及匍匐茎子苗的生长。大棚地面及其周边、中间走道铺设水泥混凝土,大棚中间及四周修筑水泥排水沟。在苗床上方1.2 m 左右高度处架设自动喷雾塑料管带,每隔1.2 m 安装1 个喷头,由自动机械系统控制水分喷雾,以满足匍匐茎子苗生长的水分需求。
栽培基质是草莓原种一代苗繁育生产的主要场所,它不仅是决定草莓根系生长的关键环境因素,还是设施栽培的核心和基础,会直接影响原种一代苗的正常生长和产量。无土栽培基质以“泥炭+珍珠岩+发酵有机肥”较好,质量比为3∶1∶1。同时,由于基质中可能含有病原微生物(如细菌、真菌、病毒、虫卵等),为确保母本苗及原种一代苗的正常生长及无病虫害发生,需预先对栽培基质进行消毒。目前应用较多的消毒方法是物理消毒,以热水、太阳能、蒸汽等方式为主,相对安全[2]。例如,可采用先进的蒸汽消毒机进行消毒(蒸汽消毒机主要由蒸汽消毒控制系统、基质搅拌系统、蒸汽输送系统等机械结构组成,机器装配4个充气轮胎,能实现蒸汽消毒机的顺畅移动[3]。应用蒸汽消毒机时,应将内部蒸汽温度控制在120 ℃以上,然后将蒸汽导入消毒箱内的栽培基质中,对其进行高温消毒[4];同时,蒸汽消毒机的搅拌叶会通过机器轴体的不断转动,对栽培基质进行充分搅拌,从而使得基质在蒸汽消毒机内受热更均匀,消毒更彻底)。最后,将消毒过的栽培基质平铺在苗床上,厚度在30 cm 左右。
将母本苗移栽至高架苗床上,进行原种一代苗的繁育生产。母本苗的栽植深度是影响其成活的关键,若栽植过浅,则新茎外露,易引起秧苗干枯,不易成活;若栽植过深,则埋住心叶,不易发苗,且易引起秧苗腐烂。理想的栽植深度为心叶与基质相齐,上不埋心,下不露根。在移栽时,还应注意根系舒展,以利于根部生长。栽植株行距为30 cm×40 cm,宽150 cm、长13 m 的苗床可栽植160~165 株草莓苗。
在原种一代苗繁育生产期间,于8月之前每天浇水1 次,8 月之后适当减少浇水次数。
肥料一般用液肥,且要求氮磷钾肥合理搭配。同时,6月—8月是草莓匍匐茎子苗的快速生长时期,对养分的需求较多,需每隔7 d施用含氮磷钾三要素的液肥400~600倍液1次。此外,由于氮肥施用过多不利于花芽分化,故在草莓花芽分化前,应停止施用氮肥,以促进植株健壮生长及原种一代苗的花芽分化。
病害主要是炭疽病、黄萎病、白粉病等,炭疽病和黄萎病可交替使用百菌清600~800 倍液、炭特灵600 倍液、百克1 500 倍液、适乐时1 500 倍液进行防治,防止单一使用某一种药剂;白粉病可使用福星4 000 倍液、腈菌唑1 200 倍液、硫磺悬浮剂800~1 000倍液进行防治。虫害主要是螨类、蚜虫、蓟马等,可使用虫螨光、杀虫双1 000 倍液等进行防治。
母本苗在生长至一定阶段(约30 d 左右)时,从母株上抽出匍匐茎,匍匐茎上长出子苗,当子苗叶片长至具有3 叶时,即可剪取子苗栽入口径为5 cm 的营养钵中,成为大田草莓生产用的原种一代苗。营养钵中的培养土为泥炭∶珍珠岩∶发酵有机肥=3∶1∶1(质量比)。子苗在移栽到营养钵时,须露出心叶。移栽后应及时浇足活棵水,若7月—8月遇高温天气,需在大棚上方覆盖75%遮光率的黑色遮阳网,以减少强光直射,降低棚内温度,减少水分蒸发,防止子苗失水及叶片灼伤。一般1株母本苗1年可繁育原种一代苗20株以上,1个5连栋的大棚(1 700 m2)1 年可生产原种一代苗12 万~13 万株,且生产出的原种一代苗质量优异,达到了高效、快速繁育草莓脱毒苗的目的。