脱毒对民乐紫皮大蒜农艺性状、产量及品质的影响

雷玉明，郑天翔，雷 鑫，马 金，何振明，范宏伟

（1.河西学院农业与生态工程学院，甘肃 张掖 734000；2.河西学院祁连山有害生物综合治理研究中心，甘肃张掖 734000；3.河西走廊特色资源利用重点实验室，甘肃 张掖 734000；4.泉州师范学院陈守仁商学院，福建泉州 362000；5.甘肃前进生物科技发展有限公司，甘肃 张掖 734000；6.山丹县农业技术推广中心，甘肃 山丹 734100；7.民乐县农业技术推广中心，甘肃 民乐 734500）

民乐紫皮大蒜（Allium sativumcv.Minlezipi）属于百合科2年生草本植物，因蒜皮紫色，蒜瓣肥、蒜汁浓、质嫩、辛辣味强、耐贮藏而闻名，是适于1 800～2 400 m高海拔区域种植的甘肃省名优地方栽培品种[1]。其产品在东南亚、日本、中东、美国、俄罗斯等国家和地区以及国内青海、宁夏、新疆、四川、山东、吉林、黑龙江等省区享有一定美誉，随着大蒜产业兴起和壮大，民乐紫皮大蒜在青海、新疆、宁夏、陕西等省区被广泛引种栽培，甘肃省各地种植面积也逐年扩大，在促进乡村振兴战略发展，提高经济效益方面前景广阔。然而，因长期无性繁殖和农户自留种繁殖[2]，大蒜病毒逐年积累引起病毒病害严重发生[3]，造成种性退化[4]，产量降低，品质下降[5]，成为影响民乐紫皮大蒜的关键性因素。国内外已报道的大蒜茎尖脱毒快繁技术是目前解决种性退化的最有效措施[5-6]。徐培文等[7]、李昌华等[8]分别报道了山东、山西脱毒大蒜品种增产效果十分明显，而民乐紫皮大蒜应用茎尖脱毒技术较晚，脱毒大蒜生产性能研究报道较少。本试验研究脱毒民乐紫皮大蒜的田间农艺性状表现，分析产量与品质，以期为深入研究脱毒民乐紫皮大蒜的增产机理和生产布局提供科学依据。

1 材料和方法

1.1 试验材料

以民乐紫皮大蒜茎尖脱毒原种经种子田扩大繁殖的二代生产种为试验材料，由河西学院有害生物综合防控团队和民乐县农业技术推广中心洪水镇示范基地提供。以未经脱毒处理的常规民乐紫皮大蒜为对照品种（CK）。

1.2 试验地概况

试验地位于甘肃省民乐县洪水镇永丰村，海拔2 330 m，土壤类型灌耕灰钙土，pH值8.31，含有机质28.4 g/kg、全氮1.41 g/kg、全磷0.79 g/kg、全钾26.6 g/kg，前茬作物为马铃薯。

1.3 试验设计

将供试民乐紫皮大蒜蒜种经自然低温处理45 d后，通过春化阶段，挑选外形整齐、饱满，无病、无霉斑，横径≥5.2 cm、外皮紫红色、6个蒜瓣/头、单瓣质量5～6 g的蒜头为蒜种，采用3%NaClO和70%酒精溶液进行表面消毒处理，在无菌条件下切取0.3～0.5 mm＋叶原基1片的茎尖为外植体材料；接种于MS基础培养基获得绿色幼芽基础苗，采用双抗体夹心酶联免疫吸附检测法（DAS-ELISA）检测大蒜病毒，获得无毒基础苗；经MS＋0.5～1.0 mg/L 6-BA＋0.05～0.10 mg/L NAA增殖培养和MS＋NAA 0.6 mg/L生根培养，再经温室炼苗获得脱毒苗；经温室、防虫网室、种子田分别繁育原原种、原种、生产种，将获得脱毒生产种进行推广种植。设脱毒与未脱毒2个处理。采用田间完全随机设计，3次重复，小区面积150 m2，点播株距10 cm、行距15 cm，667 m2种植35 000株，667 m2用种量175 kg。4月10日播种，病虫害防治和栽培管理措施与当地大田管理相同。

1.4 测定项目

大蒜物候期观察记载与田间农艺性状调查参照《大蒜种质资源描述规范和数据标准》[9]方法要求，每处理选取代表性植株10株，测定株高、株幅、假茎高、假茎粗、叶片数、叶长、叶宽、蒜薹长、蒜薹粗、单薹质量、鳞茎产量、单鳞茎质量、蒜薹产量、蒜头产量，以平均值作为该小区实测值；在鳞茎收获期，每个小区随机抽取蒜头50个，用游标卡尺测量鳞茎最大横径，用TP-1200电子天平（分度值0.01 g）称量单个鳞茎质量，分别计算出一级、二级、三级鳞茎直径和质量的百分率；在大蒜鳞茎膨大期，每个小区随机5点取样，每点随机选择大蒜2株，每株采集上部叶片2片，共20片，用清水冲洗新鲜叶片表面污物，采用丙酮提取法[10]测定叶片叶绿素含量；在大蒜鳞茎收获期，每个小区随机5点取样，每个点选5株，共25株，收获鳞茎后及时测定品质，采用考马斯亮蓝法[10]测定可溶性蛋白含量，采用3,5-二硝基水杨酸法[10]测定总糖含量，采用2,6-二氯靛酚滴定法[10]测定维生素C含量，采用半胱氨酸法[11]测定大蒜素含量。

1.5 数据处理

采用Excel 2016进行数据统计处理，应用DPS 12.5数据分析软件的Duncan's法进行处理间差异显著性分析。

2 结果与分析

2.1 脱毒对民乐紫皮大蒜物候期和生育期的影响

田间观察记载表明，脱毒大蒜较未脱毒大蒜的物候期提前，且生育期缩短。从表1可以看出，出苗至成熟期各物候期提前3～12 d，生育期缩短了9 d。田间脱毒大蒜出苗早，出苗整齐，出苗率达100%，幼苗健壮，叶色浓绿均匀，叶片挺直，鳞茎与花芽分化早，早抽薹，花苞饱满，为早熟与丰产奠定了基础。

表1 脱毒和未脱毒民乐紫皮大蒜物候期与生育期观察

2.2 脱毒对民乐紫皮大蒜农艺性状的影响

从表2可知，脱毒大蒜株高、株幅、假茎高、假茎粗、叶长、叶宽、叶片数、蒜薹长、蒜薹粗、单薹质量等农艺性状均优于未脱毒大蒜，增长率分别为19.28%、18.44%、17.77%、18.97%、22.42%、11.52%、8.80%、33.80%、27.45%、77.90%，其中叶片数显著大于未脱毒大蒜，其他9个农艺性状则均极显著大于未脱毒大蒜。脱毒大蒜叶片增长率较低，表明这一数量遗传性状不因脱毒而改变，性状相对稳定，分析认为该性状由品种特性决定；脱毒对大蒜株高、株幅、假茎高、假茎粗、叶长、叶宽、蒜薹长、蒜薹粗8个数量遗传性状具有明显改变，为脱毒大蒜高产奠定了生物学基础；单薹质量增长率最高，达77.90%，表明这一数量遗传性状变异性较大，脱毒对改善蒜薹质量贡献较大。

表2 脱毒和未脱毒民乐紫皮大蒜的农艺性状

2.3 脱毒对民乐紫皮大蒜产量的影响

由表3可知，脱毒大蒜蒜薹、鳞茎产量均高于未脱毒大蒜，增产率分别达到136.0%、55.5%，且处理间差异均达极显著水平。蒜薹增产率高于鳞茎产量，表明脱毒对蒜薹产量的影响作用大于鳞茎。

表3 脱毒和未脱毒民乐紫皮大蒜产量比较

2.4 脱毒对民乐紫皮大蒜商品性的影响

由表4可知，脱毒大蒜一级鳞茎直径和一级单鳞茎质量占比分别最高达91.21%、90.81%，二级、三级鳞茎直径和单鳞茎质量比例较低，二级占比分别为6.44%和7.63%，三级占比分别为2.35%和1.30%，与未脱毒大蒜鳞茎直径和单鳞茎质量相比均达极显著差异水平，表明脱毒大蒜一级鳞茎数量多，单鳞茎质量高，鳞茎大小整齐，商品性高。

表4 脱毒和未脱毒民乐紫皮大蒜商品性比较 %

2.5 脱毒对民乐紫皮大蒜品质的影响

由表5可知，脱毒有利于提高鳞茎总糖、可溶性蛋白、维生素C、大蒜素的含量。脱毒大蒜鳞茎总糖含量较未脱毒大蒜增加59.45%，其次是大蒜素含量，增加49.41%，可溶性蛋白、维生素C含量分别增加23.08%、19.86%，各品质指标处理间差异均达极显著水平。表明脱毒极显著提高了大蒜品质，是大蒜提纯复壮的重要途径。

表5 脱毒和未脱毒民乐紫皮大蒜品质分析

2.6 脱毒对民乐紫皮大蒜叶绿素的影响

鳞茎膨大期叶片叶绿素含量测定结果表明（表5），与未脱毒大蒜相比，叶绿素a、叶绿素b、叶绿素a＋b含量分别增加了19.05%、18.84%、18.99%，处理间差异均达极显著水平，表明脱毒有利于提高大蒜叶片色素含量，脱毒大蒜生产潜力优势明显。

3 结论与讨论

本试验表明，脱毒有利于提前民乐紫皮大蒜物候期（3～12 d）和缩短生育期（9 d），出苗率高达100%，且幼苗整齐、健壮；有利于提高其生长势，株高、株幅、假茎高、假茎粗、叶长、叶宽、叶片数、蒜薹长、蒜薹粗、单薹质量等10个农艺数量性状指标增长显著，较未脱毒大蒜增长率分别达19.28%、18.44%、17.77%、18.97%、22.42%、11.52%、8.80%、33.80%、27.45%、77.90%；蒜薹、鳞茎增产效果极显著，增产率分别达到136.0%、55.5%；一级鳞茎直径和单鳞茎质量比例分别为91.21%、90.81%，较未脱毒大蒜增长极显著，商品率高；有利于提高大蒜品质，叶片叶绿素a、叶绿素b、叶绿素a＋b的含量分别增加19.05%、18.84%、18.99%，鳞茎总糖、可溶性蛋白、维生素C、大蒜素的含量分别增加59.45%、19.86%、23.08%、49.41%，增长效果极显著，为脱毒大蒜提质增效奠定了生物学基础。

张愚等[12]研究认为，春播大蒜生育期为90～110 d，生长周期较短，出苗早，鳞芽及花芽分化早；脱毒蒜各生育期出现时间早于常规大蒜[13]，与本试验脱毒民乐紫皮大蒜春播种植生育期96 d，出苗较常规蒜种提早3 d，鳞芽分化至成熟提前5～12 d的生育进程规律相吻合。刘文英等[14]报道，脱毒大蒜技术应首选适宜当地种植的优良品种，脱毒蒜种可继续保持较强的适应性和优势经济性状，与本试验脱毒选材标准和脱毒蒜种田间农艺性状表现规律相一致。

刘灿玉等[15]研究证实，脱毒大蒜农艺性状优势明显，株高、株幅、假茎高、假茎粗、叶片数、叶长、叶宽等7个农艺性状与大蒜（种）产量间存在一定相关性。刘秀慧等[16]报道大蒜植株地上部干质量变化与地下鳞茎干质量变化总体上呈正相关。陆信娟等[17]认为大蒜单株产量与株高、假茎高、假茎粗、叶长、叶宽、蒜头横径等形态指标存在密切的正相关性。徐培文等[7]、李昌华等[8]的脱毒蒜田间试验证实增产效果显著，鳞茎增产32.3%～78.2%，蒜薹增产65.9%～137.5%，与本试验结果相一致。表明脱毒蒜种因无病毒侵染或再侵染后病毒积累量少，有利于营养生长，其农艺性状指标成为影响脱毒大蒜产量的重要因素，为脱毒大蒜丰产奠定了生物学基础。在生产实践中，可采用测试地上部分干（鲜）质量变化来判断大蒜生长发育状况和田间管理评估指标，通过田间科学的肥水管理等措施，最大限度优化农艺性状群体效能，以期达到大蒜高产的目标。

刘文英等[13]、刘灿玉等[15]发现，脱毒大蒜叶片叶绿体免受病毒侵染而发育正常，数量较非脱毒大蒜增加，抽薹后、鳞茎膨大期叶片叶绿素含量显著增加，与本试验结果相一致。在生产实践中，脱毒大蒜叶片数、叶长、叶宽等显著增加，提高了叶面积指数，为光合产物积累提供基础。但刘灿玉等[15]认为，随脱毒大蒜繁殖代数增加，叶绿素含量呈下降趋势，这方面研究还存在欠缺，高海拔脱毒民乐紫皮大蒜繁殖世代与叶绿素含量变化特征的关系有待于进一步研究。

齐传东等[18]研究表明，不同地区、不同品种大蒜鳞茎总糖、可溶性蛋白、维生素C、大蒜素的含量明显高于大蒜叶片中的含量；脱毒大蒜原种及其后代各生育期干物质的积累量较常规大蒜明显增加[13]。杨智超等[1]证实民乐紫皮大蒜总糖、可溶性蛋白、维生素C、大蒜素的含量与栽培技术相关，这一规律与本试验结果相似。刘灿玉等[19]、陆信娟等[20]通过生产实践得出，有机、无机肥料配施的大蒜鳞茎可溶性糖、可溶性蛋白、维生素C、大蒜素的含量显著增加。但是，在高海拔春播区，环境与大蒜活性物质、肥水耦合因素对脱毒民乐紫皮大蒜抗逆机理、品质改善方面的研究还较为欠缺，今后需要深入研究，为脱毒民乐紫皮大蒜地理标志产品适应性和产量与品质的综合评价、种质合理布局提供科学依据。