镇宁小黄姜脱毒原原种繁育技术
2023-02-08吴家丽牛力立谭体琼鲍菊
吴家丽,牛力立,谭体琼,鲍菊
(安顺市农业科学院,贵州,561000)
小黄姜(Globba racemosaSmith),姜科姜属植物,辛辣味浓,肉细嫩,味香,纤维较细[1],具有多种药理活性,具有抗氧化、抗炎、抗癌、降血糖和保护心血管功效性[2],是安顺市农业产业结构调整中药食兼用的重要经济作物之一。镇宁小黄姜作为安顺地方特色品种,根茎黄色或浅黄色,具有强烈辛辣味,味美品质佳,2020年获得国家地理标志农产品认证[3],2021年种植规模达11 053.33 hm2。但由于采用块茎无性繁殖、反复重茬生产等原因,小黄姜主产区姜瘟病、茎基腐病等病害盛行,病毒积累多,导致近年来品质降低、产量和种植面减少的现象逐步显现,同时大量外地品种占据部分种植面积,使地方特色品种市场受到严重威胁。采用热处理结合茎尖分生组织培养,可脱除生姜病菌,进而建立种苗、种姜快繁体系,是防止病害和提高繁殖系数的有效技术措施[4]。我国山东、浙江、江苏、山西、广西、云南、安徽等省份的科研人员针对生姜茎尖脱毒、组培快繁体系建立、高产栽培技术、增产、抗病性等开展了大量的试验研究,在山东、云南等地进行了大面积推广应用,增产效果明显[5~15],但在贵州省针对小黄姜原原种繁育技术研究详细报道少。笔者自2019年开始针对镇宁小黄姜组培脱毒及原原种繁育技术进行系统研究,旨在恢复和提高镇宁小黄姜优良种性,建立镇宁小黄姜脱毒种姜繁育技术体系,发展安顺市特色优势产业,助力乡村振兴。
1 培育脱毒试管苗
1.1 姜块催芽及热处理
选取皮色光亮、肉黄饱满、无病虫害的镇宁小黄姜健康块茎,冲洗干净,用0.5%代森锰锌浸泡30 min捞出晾干,放在高压灭菌后的无土栽培基质中,置于光照培养箱内进行恒温(28℃)催芽,保持无土栽培基质湿润。姜芽萌动后,于40~45℃(8 h/d)高温下热处理1 个月。
1.2 再生试管苗离体诱导
①外植体消毒灭菌 选取光照箱中催芽热处理后长2 cm 左右的壮芽,用自来水冲洗30 min 左右,在超净工作台上用75%酒精擦拭或浸泡30 s,再用10%次氯酸钠(NaClO)灭菌15 min,无菌水冲洗4~5 次后用无菌滤纸吸干水分。
②外植体接种 将消毒灭菌后吸干水分的壮芽,在体视镜下切取0.1~0.3 mm 的小黄姜茎尖分生组织,接种于以MS 为基本培养基,添加6-BA 2.0 mg/L 和NAA 0.1 mg/L 的培养基中诱导小黄姜再生植株。
③病毒检测 将茎尖分生组织诱导的再生植株送至专业检测机构对黄瓜花叶病毒(TMV)和烟草花叶病毒(CMV)进行检测。
④脱毒试管苗增殖生根同步培养 将检测无黄瓜花叶病毒(TMV)和烟草花叶病毒(CMV)、叶绿、无黄化的壮苗接种于MS+6-BA 2.5~3.0 mg/L+NAA 0.03 mg/L 的培养基中进行增殖和生根同步培养,可有效简化培养程序,减少接种工作量,缩短培养时间,降低培养成本。此方法与雷开荣[16]的研究一致。
脱毒试管苗培育各阶段培养要求均一致。即培养室温度为25~30℃,光照2 000 lx,12~16 h/d,培养基pH 值5.8~6.0。
图1 微茎尖分化诱导培养
2 原原种繁育
2.1 脱毒试管苗炼苗
移栽前1 周将生根良好、达到入土条件的脱毒试管苗放在培养室外、散射光下封瓶炼苗1 d、开瓶炼苗3 d 或封瓶炼苗3 d、开瓶炼苗1 d,使试管苗适应外部环境,提高移栽成活率。
2.2 基质选择与苗床制作
选用自配营养基质(无土栽培基质∶营养土=2∶1)进行移栽。移栽苗床采用厢床栽培,厢面宽1.8 m。移栽前30 d,在厢床底部铺细土+1 000 kg/667 m2腐熟兔粪或牛粪,将其混匀后再平铺40 cm 厚的自配营养基质(用1%甲醛、威百亩或棉隆消毒后使用)。
2.3 适期移栽
脱毒试管苗于3月下旬地温回升后至6月中旬移栽。移栽前1 d 将厢面浇透水,清洗干净试管苗根部的培养基,按照(12~15)cm×(40~50)cm 的株行距单株栽植于网室大棚中,栽后浇足定根水,加盖塑料拱棚、遮阳网进行保温、保湿、遮荫。
2.4 成活期管理
试管苗移栽后15~20 d 新根开始生长,要求白天温度不高于30℃,夜晚温度不低于15℃。晴天强光照射或阴天中午时,应及时揭开网室和拱棚膜两头进行通风透气,中午温度过高时,利用喷灌淋水1 min 左右。移栽后7~10 d 内保持拱棚湿度在85%~90%,以后逐渐降低,适时浇水,经常保持基质相对湿度65%左右。30 d 以后根据试管苗长势情况逐渐撤除拱棚膜,晴天强光照天气加盖遮阳网遮荫,避免中午强光直射,分枝开始发生后即可逐步撤除遮阳网。
2.5 肥水管理
①追肥管理 小黄姜以地下块茎为产品器官,试管苗根系较弱,忌偏施氮肥,注重氮磷钾肥配合施用。试管苗新根开始发生时,以叶面喷施0.3%~0.5%磷酸二氢钾+尿素水溶液+2%腐熟油饼对水淋施为主,7~10 d 1 次,连施3 次;试管苗分枝发生2个以上至立秋(8月7日左右)前,分枝发生较少,根系开始大量发生,以10%~15%的一桶天下有机水溶肥(高钾型)或钾富贵水溶肥+4%腐熟饼肥+1%腐植酸液肥淋施为主,7~10 d 1 次,连施3 次;立秋后分枝开始大量发生,姜块迅速膨大,对钾肥需求量增加,以10%氮磷钾三元复合肥+5%硫酸钾水溶液+4%腐熟饼肥+1%腐殖酸液肥淋施为主,连施3次;姜块膨大后期看苗施肥,以5%硫酸钾水溶液+4%腐熟饼肥淋施为主,长势弱的追施2~3 次,长势好的追施1~2 次,7~10 d 1 次。
②水分管理 小黄姜喜温怕寒怕旱不耐涝,原原种生产中及时喷水,保证基质湿润,避免长期干旱影响姜块膨大。雨天须注意网室周围排水防涝,忌阴雨天湿度过大,引起烂姜现象发生。
2.6 中耕培土
生姜属浅根系作物,在封行前须适时结合追肥、中耕除草培土2~3 次,保护块茎不露出地面,正常膨大。
2.7 病虫害预防与防治
图2 脱毒试管苗分化诱导培养
原原种繁育中,采取“以防为主,综合防治”原则进行病虫害预防与防治。脱毒试管苗抗病性强,在原原种繁育过程中无病害产生,在网室纱网被破坏的情况下会有姜螟虫、地老虎、斜纹夜蛾等虫害发生,可用1.5%精高效氯氟氰菊酯微囊悬浮剂1 000~1 500 倍液、15%辛硫磷乳液800~1 000 倍液等进行喷雾防治。
图3 脱毒试管苗增殖和生根同步培养
2.8 适时收获与贮藏
于霜降(10月23日左右)后立冬(11月7日)前选晴天收获,晾半天后做好标记打包运输至地窖贮藏,后熟完成后及时销售,或作下一年脱毒原种生产用。
图4 脱毒原原种繁育