马铃薯脱毒微型薯庭院式生产模式研究

覃大吉，殷红清，帅超群，马 进，黄建民，李梁俊，黄毅华

(1.湖北省农业科技创新中心鄂西综合试验站，湖北 恩施 445000;2.恩施市太阳河梁俊马铃薯专业合作社，湖北 恩施 445000)

马铃薯是重要的粮食作物，西南混作区是全国的马铃薯主产区之一，常年种植面积133.3万hm2左右(其中武陵山区46.7万hm2，湖北省20万hm2左右，恩施州12万hm2)，每年需要种薯200万吨[1].近年来马铃薯加工业的兴起和种植业结构的调整，马铃薯的种植范围也由山区进入平原湖区，部分地区将露栽培方式为大棚多季栽培，种植面积迅速扩大，种薯需求量随之增加.

随着科技的进步，马铃薯脱毒种薯体系不断更新，从“四年制”到“二年制”[2]再到“一年制”，理论上取得了长足的进步，但实践中脱毒种薯的“优而无势，有质少量” 的局面仍然停滞不前，不利于在生产中发挥脱毒种薯的巨大增产潜力(30%～50%).这与马铃薯脱毒种薯的工业化生产水平较低、生产成本较高有关，同时也受到约定俗成的脱毒种薯的推广应用体系的限制[3].

本研究通过对NFT系统[4]与间歇式升降营养液深度技术及其无土栽培装置系统[5]进行初步比较后,拟采用后者进行马铃薯脱毒微型薯生产模式研究，探究其运行最适宜的环境条件，从而筛选出该技术及其无土栽培装置系统适宜的环境条件，验证其生产能力，旨在为马铃薯脱毒微型薯集中与分散经营理念提供高效适用的生产经营模式.

1 材料和方法

1.1 试验材料

鄂马铃薯5号水培生根苗(用脱毒试管苗扦插繁殖);无土栽培装置系统(IRF-NDT)生产单元若干;马铃薯MS培养基(大量元素+微量元素+铁盐).

1.2 试验方法

两年四点比较试验，每年各试点生产一季，季内进行两次无干扰收获和一次全部收获(分别在移栽后4、7、11周进行)[6-7].采用随机区组法抽样调查(每次调查面积为1 m2)，三次重复，对收获的微型薯(≥5 cm)的数量(个)、重量(g)数据进行统计.

1.3 试验地点

S1:恩施州农业高新技术产业示范园；S2：恩施市太阳河西坪(海拔800 m)；S3：恩施市三岔天池山(海拔1 200 m)；S4：恩施市板桥大山顶(海拔1 600 m).

1.4 栽培方式

试验面积：100 m2/试点;移栽密度：100株/m2;试验条件：塑钢大棚内；生产季节：生产季节每年3～9月(各试点移栽期随海拔升高相应推迟1个月).

2 结果与分析

不同试验地点的微型薯的数量、重量、直径调查结果见表1.对表1进行分析得知:第一次无干扰收获时单位面积微型薯平均收获个数从319个/m2到456个/m2，微型薯平均重量从5.00 g/个到5.92 g/个，微型薯平均直径从5.03 cm/个到6.00 cm/个；第二次无干扰收获时单位面积微型薯平均收获个数从1 328个/m2到2001个/m2，微型薯平均重量从6.00 g/个到7.05 g/个，微型薯平均直径从6.00 cm/个到7.01 cm/个；第三次全部收获时单位面积微型薯平均收获个数从606个/m2到770个/m2，微型薯平均重量从7.05 g/个到7.79 g/个，微型薯平均直径从6.06 cm/个到6.98 cm/个.

表1 微型薯数量、重量、直径调查结果表

续表1

试验地点试验年限调查内容第1次(无干扰收获)ⅠⅡⅢ第2次(无干扰收获)ⅠⅡⅢ第3次(全部收获)ⅠⅡⅢ数量390362330139814611536702722734S22011重量5．065．225．416．046．707．057．097．347．61直径5．035．065．166．006．146．216．236．346．19数量3944114171719186419096066276312010重量5．215．555．776．096．346．777．227．767．14S3直径5．055．115．066．016．136．166．816．716．44数量4564234181724184920016916466082010重量5．315．575．466．766．826．487．387．437．09直径5．355．215．146．336．176．236．456．666．56数量4134264471899193919386116376442010重量5．005．145．246．006．196．337．457．217．18S4直径5．085．155．416．176．236．076．226．166．34数量4074234501928194319696126296472011重量5．075．485．926．156．356．787．177．027．52直径5．125．096．006．326．316．146．466．346．80

注:①第1次无干扰收获时间在移栽后4周，第2次无干扰收获在移栽后7周，第3次全部收获在11周；②微型薯数量为每平方米测量值，微型薯重量、直径数值为调查样本微型薯单个的平均值.

表2 两年四试点试验同一调查样本微型薯个数汇总表

S1试点两年平均2 524.33个/m2，S2试点两年平均2 542.83个/m2，S3试点两年平均2 899.00个/m2，S4试点两年平均2 993.67个/m2.微型薯个数随着试点海拔的升高而增加，从2 518.67个/m2到3 002.67个/m2；2010年平均平均微型薯个数为2 725.83个/m2，2011年则为2 754.08个/m2，相差很小.

利用灰色关联度分析法[8]，对参加马铃薯脱毒微型薯生产试验的三次收获的数量、重量、直径进行分析，并作出综合评价.

先设一个“参考处理K”,以其各项性状指标构成一个参考数列x0,各参试处理为被比较数列xi.且x0=[x0(1),x0(2)，…，x0(n)],xi=[xi(1),xi(2),…，xi(n)],取εi(k)为K点的关联系数，ri为等权关联度,

εi(k)=miniminkΔi(k)+ρmaximaxkΔi(k)/(Δi(k)+ρmaximaxkΔi(k))

(1)

(2)

(3)

计算出关联度ri和ri′，后,由ri和ri′，依大小排成的数列为关联序列,根据排序依次确定各处理与参考处理K的接近程度,从而判断各处理的优劣.

将各点马铃薯脱毒微型薯两年三次重复的试验数据进行平均处理，得各点数列x1、x2、x3、x4根据马铃薯脱毒微型薯生产的目标，结合试验结果，确定参考处理K，见下表3.

将表3中的数据进行无量纲化处理，用xi数列分别除以x0数列即可得到一个新数列(无量纲化数列)，见表4.

表3 微型薯个数两年三次重复的试验数据平均值表

表4 数据无量纲化处理

依据Δi(k)=│x0(k)-xi(k)│计算出x0与xi(i=1,2,…，9)的绝对差值列于表5.

表5 x0与xi的绝对差值

由表4可知,本试验二级最小差为0.032 0,二级最大差为0.288 7,取ρ= 0.5 ,将其代入式(1)计算关联系数，根据各处理对马铃薯晚疫病防治效果的目标和生产对性状的要求,确定权重系数，全部权重系数总和为1，见表6.

表6 各参试处理与参考处理的关联系数

用权重系数f去乘关联系数得到加权关联系数，将已求的关联系数代入式(2) 、(3),得出等权、加权关联度,并排序，见下表7.

表7 参试处理关联度与排序

由表7得知，通过等权关联度分析，与参考处理最接近的为S3，其它依次为S4、S1、S2，当赋予各性状不同的权重系数后，加权关联度与等权关联度有差异，位序发生变化，与参考处理最接近的为S4，其它依次为S3、S2、S1，根据实际生产需要，应选择加权分析，因此，在不同海拔进行马铃薯脱毒微型薯生产，最佳区域应在高海拔区域(1 600 m左右)，其次为二高山稍高海拔区域(1 200 m左右)，二高山稍低海拔区域(800 m)，在低山区域(400 m左右)效果较其它区域差.

3 讨论

试验结果显示：通过采用两次无干扰收获和一次全部收获的方式延长了微型薯的生产季节，各试验点收获微型薯数都在2 500个/m2以上，微型薯个数随着试点海拔的升高而增加，从2 518.67个/m2到3 002.67个/m2，且年份间差异较小.该生产模式具有较好的适应性，适合进行马铃薯脱毒微型薯集中和分散经营，根据需要，规模可大可小，生产季节可长可短.

本研究只进行了一年一季生产试验，通过灰色关联度分析法对试验结果进行灰色关联度分析，结果显示：在不同海拔的四个试点进行马铃薯脱毒微型薯生产，最佳区域应在高海拔区域(1 600 m左右)，其次为二高山稍高海拔区域(1 200 m左右)，二高山稍低海拔区域(800 m)，在低山区域(400 m左右)效果较其它区域差，即海拔越高，越有利于马铃薯脱毒微显著生产，但本研究不足之处有以下几点：①对不同海最佳拔移栽时间没有设计处理进行研究，随着气候的变化每年应该灵活掌握；②没有进行不同海拔试点气候因子数据调查与分析；③海拔400～1 200 m试点还应该设计第二季生产试验，对不同海拔微型薯产能总体上评估会有偏差；④本试验对脱毒苗不同生长季节的生物学产量和<5 cm的块茎的生产潜能缺乏必要的分析(收获微型薯为直径≥5 cm的块茎)，如果能够更深入的研究，将有益于该生产模式的不断完善和提高.

[1] 李卫东，刘介民.恩施州马铃薯产业发展的现状及对策[J].中国马铃薯,2005(3):185-186.

[2] 吕世安，黄元勋.马铃薯脱毒种薯生产二级体系的理论与实践[J].武汉科技学院学报，2002(5):72-75.

[3] 刘介民，余柏胜.恩施州马铃薯连年增产原因及潜力分析[J].中国马铃薯,2001(1): 34-36,37.

[4] 赵晓俊.营养液膜技术的研究和应用[J].植物生理学通讯,1986(6)：15-19.

[5] 覃大吉，帅超群.一种间歇式升降营养液深度技术的研究与示范[J].湖北民族学院学报:自然科学版,2010，28(4):400-404.

[6] 景小兰，李学武.脱毒马铃薯原原种多次收获效益与技术[J].贵州农业科学，2009，37(4):46,48.

[7] 孟兆军，尹江.冀西北高寒区微型薯高效生产技术研究[J].中国马铃薯，2000(1)：9-12.

[8] 张绍荣，龙国.利用灰色关联度分析法综合评判马铃薯新品系[J].山地农业生物学报,2009，23(3):202-205.