马铃薯种薯繁育中基质的应用研究进展

杨茹薇 邢斌德 刘易 古丽米拉·热合木土拉 江应红

摘 要 结合既有的文献资料分析马铃薯种薯繁育中基质的应用进展，论述了无土栽培基质的主要作用和应用优势，对于有机基质、无机基质和复合基质的特性做了具体分析，并研究了基质在马铃薯种薯繁育中的具体应用。

关键词 马铃薯;种薯繁育;基质

中图分类号：S532 文献标志码：A DOI：10.19415/j.cnki.1673-890x.2021.17.103

马铃薯的块茎富含丰富的营养元素，除淀粉外，还含有诸多膳食纤维及多种维生素，属于营养价值较高的一类粮食和蔬菜作物。同时，其中还含有多种人体所需的氨基酸，素有“地下苹果”的美称[1]。现阶段的研究中，针对马铃薯无土栽培技术的研究较为深入，即利用基质完成马铃薯原种种薯繁育，以进一步了解基质在马铃薯种薯繁育中的应用效果。

1 无土栽培基质

近年来，随着科学的发展，国内外学者围绕基质这种无土栽培技术进行了大量的研究，其中草炭因具备透气性良好和持续性较好的特性被作为基质材料的首选，然而大量的开采对生态环境造成了极大的破坏。CARMONA等研究表明，废弃葡萄藤可作为育苗基质，促进蔬菜幼苗的生长[2]。吴菊采用珍珠岩栽培进行试验，发现珍珠岩的持水性、保水性好，且对营养液成分不会产生干扰[3]。叶祥盛等人在无土栽培时用混合基质，不仅可以提高产量，还可以提高品质[4]。

2 基质类型与特性

2.1 有机基质

有机基质通常被作为无土栽培基质的重要组成部分，其具备较强的生物活性和持水能力，且内部含有丰富的营养成分，可以为作物生长提供良好的条件。有机基质主要应用优势表现为内部组成以粒状、团聚物为主，材料之间能够形成较大的空隙，可保持基质的疏松度。但同时也存在一定的弊端，即稳定性较差，极易受到微生物的影响而发生分解。目前，較为常用的有机基质包括碳化稻壳及草炭等。此外有研究显示，锯末、酒糟及菇渣等均具有较好的保水性和透气性效果，在腐熟处理后可以用作基质[5]。

2.2 无机基质

无机基质通常是天然矿物在高温影响下所生成的产物，因其很少甚至不含有营养物质、没有生物活性被称为无机基质，在无土栽培中的主要作用是调节基质密度和支撑作物。常见的无机基质包括砂、岩棉、珍珠岩、蛭石和陶粒等。其中，砂具备取材方便、价格低廉等优势，但其自重过大，持水性较差，现阶段已经很少使用;珍珠岩和蛭石的质地较轻，透气性也相对较好，被作为马铃薯种薯繁育的首选基质。

2.3 复合基质

复合基质是指由无机和有机基质混合而成的产物，其同时具备无机基质和有机基质的优势，更适合植物的生长。复合基质根据栽培作物种类的不同而调整基质种类及其配比，理化性质较好，应用较广泛，克服了单一基质容重过轻、过重，通气不良或过盛等弊病[6]。

3 基质在马铃薯种薯繁育中的应用

3.1 马铃薯种薯繁育中基质的选用原则

基质材料本身的价格并不高，往往运输费用超出基质材料价格本身，因此在育苗过程中，应尽可能选择当地现有的材料，既减少成本，又方便获取。大面积进行蔬菜育苗时，应对基质的配方进行筛选，测定其理化性质，选用最适宜作物生长且廉价的基质进行生产，减少经济投入。

马铃薯种薯繁育中应用的基质应具备如下条件：1）能够起到固定作物的作用，通过支撑作物使其完成正常生长;2）营养液加入后，能够在基质中快速扩散和保持，充分发挥营养液的作用;3）保证营养液的均匀分布，以免由于自身的扩散能力较弱，增加营养液的使用量;4）具有较强的透气能力，能够保障作物根系呼吸到足够的氧气。

3.2 马铃薯种薯繁育中基质的应用

基质为微型薯植株根系提供稳定的水、气、肥环境，对于促进马铃薯微薯生长发挥了突出的作用。根据相关研究可知，基质的配比不同对马铃薯微薯的影响也有所不同，如将蛭石与珍珠岩进行等比例复配后，可表现出良好的透气性和持水性，试管苗移栽的成活率达98%以上[7]。使用砂子、牛粪、蛭石按体积为4∶4∶2配制的栽培基质与蛭石基质对比，试管苗的茎粗、株高、叶片数等形态指标均有明显增加，适合植株生长和微型薯膨大[8]。

3.2.1 草炭的应用

研究显示，草炭具备较好的持水性和透气性，但其形成条件较为严苛，一般需要经历千年才能形成，在现阶段已经成为较为稀缺的资源。相对于其他基质，草炭无论是在作物生长的阶段还是在繁育阶段均表现出良好的应用优势。但因其具备不可再生的特性，消耗之后难以再次生成，致使使用成本也在逐渐升高。此外，草炭的大量开采很容易加剧温室效应，可能会对全球湿地环境造成极大的破坏。因此，对于草炭基质的研究备受广大学者的重视，其研究侧重点为找寻新的物质来代替草炭作为无土栽培的基质。汤云川等提出，可以借助锯末、木糖渣及芦苇末等代替草炭，既可减少对草炭资源的消耗，减少对湿地环境的破坏，也可降低马铃薯无土栽培的成本，达成双赢目标[9]。

3.2.2 玉米秸秆的应用

在我国，玉米属于重要的粮食产物，总体种植面积较大。研究数据显示，玉米秸秆的年产量高达7亿吨，占全球产量的56.6%。现阶段，随着环境问题的加剧，玉米秸秆的资源化利用已经成为必然的发展趋势。在作物生产中，利用固体废弃物作为基质进行无土化栽培也成为目前研究的重点，玉米秸秆中因含有大量有机质及氮、磷、钾等微量元素，可被作为无土栽培的基质。其与草炭相比，除氮含量偏低以外，磷元素和钾元素的含量均超出草灰，且pH值偏高，与草炭相比的不足之处，在于其腐脂酸含量较少，持水率偏小。因此，玉米秸秆难以单独作为基质，通常需要与其他基质搭配后，方能为植物根系创造更好的生长环境。张军等，将腐熟后的玉米秸秆与其他基质复配后用于培育马铃薯，表现出了较好的繁育效果[10]。在我国，玉米秸秆资源量相对丰富，且使用成本较低，将玉米秸秆作为基质与其他基质复配后用于马铃薯种薯繁育，可以有效发挥无土栽培的资源节约作用和环保作用，且其中的有机质及微量元素含量，能够促进马铃薯作物的生长与发育，对于提升马铃薯种薯繁育效率具有积极作用，在今后的马铃薯生产中也具备良好的应用前景。

4 结语

马铃薯作为粮食作物和蔬菜，在市场中的需求量较大，形成了多元化的需求趋势。为进一步促进马铃薯的生产成效和品质，需要积极研究马铃薯种薯的繁育措施。其中无土栽培基质的培养手段可以通过对基质的合理选择和配置为马铃薯原种创造良好的生长环境，对于促进马铃薯繁育效率具有积极作用。目前，针对马铃薯栽培基质的选择和应用研究成效相对显著，但对于马铃薯种薯繁育中基质配置方法的研究相对较少，建议今后可以加大对此方面的研究力度。

参考文献：

[1] 杨艳佩.马铃薯试管薯形成相关SNP标记的开发与QTL分析[D].武汉：华中农业大学，2016.

[2] CARMONA E，MORENO M T，AVILES M，et al.Use of grape marc compost as substrate for vegetable seedlings[J].Scientia Horticulturae，2012，137（4）：69-74.

[3] 吴菊.几种常见叶菜类蔬菜的无机基质栽培试验[J].浙江农业科学，2009（4）：664-665.

[4] 叶祥盛，谭启玲.不同基质栽培对蔬菜产量及硝酸盐含量的影响[J].湖北农业科学，2003（2）：54-55.

[5] 王舰.马铃薯种质资源遗传多样性研究及块茎性状的全基因相关联分析[D].北京：中国农业大学，2017.

[6] 曾凡達，许丹，刘刚.马铃薯营养综述[J].中国马铃薯，2015，29（4）：233-243.

[7] 谢从华.马铃薯产业的现状与发展[J].华中农业大学学报，2012（1）：1-4.

[8] 蔡兴奎，谢从华.中国马铃薯发展历史、育种现状及发展建议[J].长江蔬菜，2016（12）：30-33.

[9] 汤云川，陈涛，桑有顺，等.生物炭在马铃薯生产中的应用研究[J].四川农业科技，2020（4）：23-26.

[10] 张军，王承义.玉米秸秆覆盖种植马铃薯全程机械化技术[J].农业技术与装备，2016（5）：64-66.

（责任编辑：赵中正）