延安市甘薯脱毒种苗繁育技术体系初探

2021-10-19郑太波党菲菲王春霞霍延梅

陕西农业科学 2021年8期

郑太波,党菲菲,李媛,王春霞,闫俊,霍延梅

(延安市农业科学研究所，陕西延安 716000)

甘薯是我国主要粮食作物之一，2016年种植面积328.15万hm2，总产7 000万t，面积占世界甘薯总面积38%，产量占世界甘薯总产量的67%。甘薯是低投入高产的粮食作物，用途范围非常广泛，随着农业种植业结构的调整和人民饮食结构的改变，栽培面积不断扩大，被许多省份确定为精准扶贫产业脱贫和实施乡村振兴战略的首选作物之一。但甘薯属无性繁殖作物，生产上主要通过茎蔓、薯块和秧苗等营养体进行无性繁殖，整个生育期都很容易感染病毒。一旦感染上病毒，病毒就会通过营养体细胞在甘薯体内快速增殖、积聚，一代传一代，危害逐渐加重，致使甘薯品种种性衰退，产量降低，品质变劣。由于现阶段有效防治甘薯病毒病的杀菌剂和抗生素药物不多，并且高抗病毒病的适用品种比较稀缺，致使甘薯病毒病发生越来越重,导致甘薯产量难以提高。利用植物细胞的全能性，对茎尖分生组织进行组织培养，获得不带病毒的试管苗进行快繁推广，是解决当前甘薯生产中病毒病发生严重，产量急剧下降，品质不断变劣的主要途径。为此，2016年以来我们通过三年的时间集成国内现有薯类茎尖脱毒及脱毒种薯生产技术，结合延安当地气候特点和环境条件，集成、创新出适宜当地的甘薯脱毒种苗快速繁育技术体系，对加快脱毒种苗繁殖速度,提高生产效率,提高甘薯产量和品质,增加薯农经济收入和精准扶贫产业脱贫及实施乡村振兴战略具有重要意义。

1 脱毒甘薯种薯(苗)的基本概念

1.1 茎尖苗

甘薯茎尖分生组织或细胞在离体条件下，培养诱导生长出来的再生小苗被称为茎尖苗。茎尖苗有的不带病毒，有的仍然含有某些病毒。

1.2 脱毒试管苗

茎尖苗经过RT-PCR分子检测技术程序检测和株系鉴定评选环节，获得既不含任何病毒又中选的优良试管苗以及对其组培扩繁的组培苗。

1.3 原原种(苗)

原原种是指脱毒试管苗在防虫网棚或温室内无病原土壤上生产出来的不带甘薯病毒及其他甘薯病虫害的、具有所选品种(品系)典型特征特性的种薯。由原原种繁育的薯苗为原原种苗。

1.4 原种(苗)

原原种苗在防虫网室或土壤无病原的原种繁育田生产的种薯被称为原种。由原种繁育的薯苗被称为原种苗。

1.5 良种(苗)

良种又分一级生产种和二级生产种。利用原种苗在甘薯繁种田繁育的种薯称为一级良种。一级良种育出的苗叫一级良种苗。利用一级良种苗在甘薯繁种田繁育的种薯称为二级良种。二级良种育出的薯苗叫农用种苗。

2 脱毒甘薯种薯繁育技术

2.1 脱毒试管苗培育

2.1.1 优良品种筛选在有关甘薯科研、育种单位或甘薯主产区征集各类甘薯新品种及农家种质资源进行比较试验，筛选出适宜延安地区大面积种植优质、高产甘薯新品种或品系，作为脱毒用种材料。如:以蒸烤和鲜薯为栽培目的优良品种应选择胜利百号、甘谷驿红红薯、秦薯5号、秦薯6号等鲜食品种；以淀粉加工为主的优良品种应选择梅营1号、秦薯4号、徐薯18号等高淀粉品种；以营养保健为主的优良品种应选择秦紫1号、秦紫薯2号、秦薯8号、秦薯9号等花青素含量高的品种；以药用为主的优良品种应选择西蒙1号等药食同源品种。

2.1.2 茎尖试管苗组织培养将选取的薯块在自流水下冲洗晾干后，放入光照培养箱(温度26℃～28℃)中催芽产生不定芽，待不定芽高2～3 cm时，选取茎顶端1～2 cm长茎段，用手术剪剪取肉眼可见顶端芽尖；剪好的芽尖用自来水冲洗数次(1～2 h)，用滤纸吸干表面水分后放置70%酒精溶液中浸泡10 s,然后用0.1%升汞溶液进行消毒处理外植体5～10 min，再用无菌水对其冲洗5次。放入超净工作台上，在体视显微镜下剥离约0.2～0.3 mm的茎尖，接种到加不同浓度的IAA和 6-BAMS培养基三角瓶中。放在温度26±2℃，光照时间14 h，光照强度为1 500～2 000 lx条件下进行培养。30 d后待茎尖愈伤组织形成，移植到无激素MS培养基上进行继代培养，45～60 d后长出4～5片叶时进行病毒检测。

2.1.3 茎尖试管苗病毒检测茎尖试管苗病毒检测常采用症状学诊断法和RT-PCR分子检测法。既先用症状学诊断法观察茎尖试管苗的长势，淘汰长势弱，叶片黄化等症状的病苗、弱苗,再采用RT-PCR分子检测技术对甘薯褪绿矮化(西非、东非)株系、甘薯双生病毒和甘薯羽状斑驳病毒进行病毒检测，剔除带毒病株，获得脱毒苗。

2.1.4 优良株系评选甘薯容易产生芽变，经组织培养获得的茎尖苗株系间在形态、产量等方面经常存在较大差异，因此，组培获得的脱毒苗必须进行优良株系评选，淘汰变异株系，保留优良株系。

2.1.5 脱毒试管苗快速繁殖经优良株系评选确认的优良株系的脱毒茎尖苗可取其茎段进行快繁。在无菌条件下待无毒组培苗长至5～6片叶时，剪成单茎节，转接到无激素MS琼脂培养基的培养瓶中移入培养室(温度25～28℃,光照时间14 h)培养,经3～5 d腋芽萌发,30 d左右长成4～6叶的壮苗。可采取切段快速增殖培养，在一定时间内按预定计划、程序及种苗标准分季节、分茬口进行转接扩繁增殖。

2.2 脱毒甘薯原原种繁育

2.2.1 脱毒甘薯原原种繁育条件一是繁育原原种所用种苗必须是脱毒试管苗。二是原原种繁育必须在安装有60目防虫网的温室或大棚中进行。三是繁育原原种的地块土壤必须为无病无菌土壤，最好选用蛭石、珍珠岩等基质进行无土栽培。除此之外，为防止病毒再次侵染，要定期喷洒防治蚜虫、白粉虱等传毒媒介的药物，防止再侵染。

2.2.2 脱毒甘薯原原种繁育注意事项一是原原种繁殖所处环境光照较弱，通风透气性较差，徒长苗容易形成。因此，原原种繁殖要确定合理的栽插密度，一般以每667 m220 000株为宜；在管理方面应少施N肥，多施P、K肥，加强温湿度调控，达到控制茎叶徒长，促进早结薯、多结薯、结好薯的目的。二是在繁殖原原种时，在网棚内要种植一些指示植物，每隔7～15 d喷洒一次防治蚜虫的农药，消灭病毒传播媒介。三是原原种收获前要逐株进行观察鉴定，确认是否携带病毒，一旦发现病株要坚决拔除，确保原原种种薯质量。

2.2.3 脱毒甘薯原原种繁育技术要点主要有:

(1)选地。选择地势较高平坦，地力均匀、肥力较好，排灌方便，无病虫害，3 a以上未种过甘薯的轮作地建繁育网棚。

(2)移苗、炼苗。从培养室选择生长健壮、无污染，具有8～10片叶的脱毒瓶苗移到网室的炼苗床上，盖上农膜，培养6～7 d。

(3)栽插。将炼苗后的脱毒苗从培养瓶中取出，用经过75%酒精消毒的手术剪将植株顶端4～6 cm长(4～6片叶)茎段剪下，基部用IBA、NAA、GGR溶液浸泡12～20 min后栽插。采用畦栽方式，畦宽1.2 m，每畦6行，株距15 cm，每亩栽插密度控制在2万株左右。

(4)田间管理。缓苗期：初始阶段(1～3 d)做到遮阳、保温、保湿，防止叶面蒸腾失水过多，相对湿度保持在95%以上。用95%的遮阳网覆盖，将温度控制在26±2℃。4～5 d后将95%的遮阳网换成75%的遮阳网，并通过农膜边缘通风，逐渐降温至22℃，直至缓苗期结束后去掉覆盖物为止；肥水管理：水分根据田间干湿程度而定，一般4～6 d进行雾化喷洒1次，生长期相对湿度保持在75%以上。追肥全部采用营养液随水喷施，除缓苗期外，其余生长期间每15～20 d喷施一次营养液(实验室提供)，全生育期喷施5～8次；病虫害防治：缓苗期采用喷施农用链霉素预防细菌污染。防治蚜虫和白粉虱等害虫采用喷施“抗蚜威”和“永安”等杀虫剂交替使用2～3次效果较好。

(5)鉴定去杂。按各品种典型特征特性进行逐株鉴定，发现杂株和非典型株，应连根拔除，妥善处理。

(6)检验、收获。在成熟前和收获后，按原原种分级标准进行检验、检测。当地下10 cm温度稳定在15℃左右时，适时收获。剔除病、烂和无种用价值的块根。单收单贮，并做到轻挖、轻装、轻运，妥善贮藏。

2.3 脱毒甘薯原种繁育

原原种苗在防虫网室或土壤无病原的原种繁育田生产的种薯被称为原种。

2.3.1 脱毒甘薯原种繁育条件一是进行原种繁殖所用薯苗必须是原原种苗；二是原种繁育田周围500 m内不能种植甘薯，做为空间隔离带；三是原种繁殖田块应选择3 a以上没种过普通甘薯的无病无菌田。

2.3.2 脱毒甘薯原种繁育技术要点主要有:

(1)选地。应选择地势平坦、土层深厚、通气性好，排灌方便，无病虫害，3年以上未种过甘薯的地块。

(2)隔离。选500 m内无甘薯种植的空间或有自然屏障的隔离区。灌水渠道不得通过可能带有甘薯病害的田块。

(3)栽插。当10 cm以上地温稳定在12℃左右时为适宜栽插期，延安地区最佳适宜栽插期在5月中、下旬至6月上旬。栽插密度每667 m2为3 500～4 000株。

(4)田间管理。查苗补苗：定植后5～7 d进行查苗补苗，达到全苗；中耕除草：地膜覆盖栽培采取拔草方式清除田间杂草，露地栽培应在封垄前接合中耕培土消灭田间杂草，一般中耕除草2～3次。适时提蔓：陕北甘薯整个生育期内不翻蔓，夏秋季连阴雨较多的情况下，可采用提蔓方式断掉不定根，抑制茎叶徒长，雨后做到排湿、防涝。

(5)鉴定去杂。采用目测方式检查生长过程中地上部特征及收获时的薯块，对感染甘薯瘟病、病毒病、根腐病、线虫病、黑斑病、软腐病和蚁象等病虫害的植株全部淘汰。

(6)检验、收获。按原种标准进行检验。当地下10 cm温度稳定在15℃左右时，适时收获。剔除病、烂和无种用价值的块根。单收单贮，并做到轻挖、轻装、轻运，妥善贮藏。

2.4 脱毒甘薯良种繁育

利用原种薯块育出的芽苗栽插在普通大田生产的种薯被称为良种(生产种)。是直接供给薯农栽种的脱毒薯种。

2.4.1 选地应选择土壤pH值6.5～7.5，地势平整、土层较厚、通透性好的地块，前茬最好是禾本科和豆类作物，甘薯轮作年限在3年以上。

2.4.2 深翻甘薯属深根作物，根系在土壤中发育的好坏，直接影响植株生长势、产量水平和商品薯薯型，故深耕是保证甘薯优质高产的基础，生产中深翻应达到30 cm以上为好。

2.4.3 施肥甘薯属高产作物，具有生长势强、生长量大、养份消耗量大等特点，施肥应以有机肥为主、无机肥为补充，做到氮肥适量，磷、钾精准搭配，以钾肥为主。结合整地起垄，每亩施农家肥2 000 kg，尿素15 kg，过磷酸钙50 kg，硫酸钾30 kg。

2.4.4 栽植水浇地采取单垄单行、台地和塬地采用宽垄双行种植方式。窄垄单行种植垄距60～80 cm，垄高25 cm，株距25 cm；宽垄双行垄距80～100 cm，垄高20～25 cm，垄上行距40 cm，株距25 cm，三角定苗。

2.4.5 田间管理良种繁殖田的种植、栽培管理同甘薯原种繁育一样，但在管理上要防止旺长。如甘薯生长前期茎叶生长过快，茎叶浅绿色，叶大而薄，叶面积系数大于3.5；或生长后期叶大、叶色浓绿，叶面积系数大于5，则为旺长。要采取打顶、喷多效唑和提蔓等措施抑制茎叶徒长。

2.4.6 鉴定检测甘薯良种繁育田病毒检测以目测法为主，以血清学方法检测为辅，甘薯整个生长期内要定期对良种繁育田发病植株和发病率进行统计分析，必要时可采用血清学方法抽样检测，当发病率超标就不能做种用。

2.5 脱毒甘薯农用种苗繁育

用脱毒良种在设施条件下育出供薯农大面积栽植商品薯的薯苗。

2.5.1 育苗前准备主要有:

(1)选定专人管理。从育苗开始到结束，必须固定专人负责管理，坚持认真科学地管好苗床，这是育苗成效的关键。

(2)制定育苗计划。为保证适时早栽，育好、育足薯苗，必须在头一年根据种植面积计划好种薯用量、育苗床面积和备足育苗所的肥料、塑料膜、保温被、酿热物、燃料及温度计等农用物资。

(3)确定育苗面积。因育苗时间、方法、品种的萌芽性不同用种量也不同，一般春薯每667 m2用种量60 kg，夏薯30 kg；延安以日光温室小拱棚双膜覆盖育苗为例，667 m2春薯苗床用地10 m2，夏薯苗床用地为5 m2；667 m2采苗圃的种苗供0.67 hm2夏薯用苗。

(4)床址选择。选择背风向阳，地势高燥，排水良好，土质肥沃，没有盐碱、水源充足、交通便利的二年以上没种过甘薯的地块建育苗床。

2.5.2 育苗方式确定随着科学发展、育苗技术提高、育苗物质条件改善等影响，甘薯育苗主要有冷床育苗、冷床薄膜光温育苗、酿热温床育苗、火炕育苗、电热温床育苗、地暖育苗和温室拱棚双膜覆盖育苗等七种方式。经试验研究，延安地区采用日光温室小拱棚双膜覆盖育苗方式能够达到发芽早，苗齐、苗壮的效果，排种一般在甘薯栽插适期前30～35 d进行。

2.5.3 种薯选择、处理及排种主要有:

(1)种薯选择。挑选与原品种薯皮、薯肉等综合性状具有相同特征，薯皮光滑、薯块大小适中整齐，无病无伤、未受冷害的良种做薯种。薯块重150～250 g为宜。

(2)种薯处理。选好的种薯先用水将薯块上的泥洗净，用50%的可湿性甲基托布津600倍液浸5 min，在用52～54℃温水在恒温下浸薯10 min，可有效防止黑斑病，提早萌芽的作用。

(3)适时排种。适时排种是育苗的关键。一般育苗在栽插春薯前45 d左右，床温升至20℃以上时即可进行。排种原则是“大小分开，头尾相连，做到上平下不平。”每平方米排种量以15～20 kg为宜。

(4)浇水、覆土、盖膜。排种后先盖灌缝土再浇透水，浇水后种薯上复2～3 cm细沙土，做平苗床。在苗床上用竹竿或铁丝弓起增复一层塑料薄膜可提高床温2～3℃。

2.5.4 苗床管理主要有:

(1)温度管理。前期高温催苗：种薯排种前苗床温度控制在30℃左右，排种后3～4 d内温度控制在35～37℃，随后降至到32±1℃；中期平稳长苗：齐苗后，床温逐渐降至25～28℃，苗间温度不超过40℃；后期低温练苗：苗床薯苗长至20 cm高时，此期以炼为主，采苗前5～7 d，采取降温蹲苗，保持床温20～25℃，防止徒长，使苗粗壮。

(2)水肥管理浇水：排种后一次浇足，水量约为薯重的1.5倍。第一茬苗剪完后立即浇促苗水，做到高温时育苗床不旱，低温炼苗期水不涝；追肥：掌握“少吃多餐”的原则，要轻施、匀施，切勿施肥过量，造成“烧苗”；剪苗结合浇水追1次尿素、磷酸二氢钾混合叶面肥，每10 m2追施不超过0.25 kg为宜。

(3)通风透光。光照充足，能使苗床增温快、温度高，可促进萌芽，保证薯苗健壮生长。通气好,出苗多、生长壮；氧气不足,容易发生烂薯、烂芽等现象。

2.5.5 及时采苗薯苗长20～25 cm时，要及时采苗，扦插到大田或苗圃。