馮 焱，桑有順*，黃 濤，陳 濤，淳 俊，湯云川，李 倩

（1.成都市農(nóng)林科學院，成都 611130；2.四川農(nóng)業(yè)大學農(nóng)學院，成都 611130）

馬鈴薯主糧化戰(zhàn)略實施以來，四川馬鈴薯總產(chǎn)量穩(wěn)步上升，2013年四川省馬鈴薯面積1 152 萬hm2，總產(chǎn) 1 405 萬 t；2016年，種植面積 807 萬 hm2，總產(chǎn)量達1 611.5 萬t，面積和產(chǎn)量均連續(xù)4年穩(wěn)居全國第一[1-2]。雖然四川馬鈴薯面積和產(chǎn)量連續(xù)增長，但單位面積產(chǎn)量較世界先進水平仍有較大差距[3]，其主要原因之一就是脫毒種薯缺乏和利用率低的問題[4-5]。馬鈴薯主要采用無性繁殖，隨繁殖代數(shù)的增加，馬鈴薯病毒積累越多，產(chǎn)量增加受到限制[6]。研究表明，原種產(chǎn)量可較二級種產(chǎn)量增加20%～30%，而四川約70%薯農(nóng)播種所用種薯為多代繁殖的商品薯，更是嚴重影響了馬鈴薯產(chǎn)量潛力的發(fā)揮[7]。脫毒馬鈴薯體系發(fā)展緩慢的關(guān)鍵因素之一是種薯成本較高，其限制環(huán)節(jié)便是馬鈴薯原原種繁殖效率低。因此，如何提高馬鈴薯脫毒原原種的繁殖效率，降低馬鈴薯脫毒種薯的生產(chǎn)成本，是馬鈴薯產(chǎn)業(yè)發(fā)展中亟待解決的問題。目前，生產(chǎn)上繁育脫毒原原種主要采用基質(zhì)栽培繁育技術(shù)，即用珍珠巖、蛭石、河沙、草木灰、秸稈等代替土壤作為栽培基質(zhì)，高密度扦插脫毒組培苗，進行脫毒原原種繁育[8-10]。成都平原一年可以生產(chǎn)兩季原原種，其中春季2月中下旬扦插至6月上旬收獲，秋季9月中下旬扦插至12月中下旬收獲。在春季生產(chǎn)當中，由于氣溫上升快，適合扦插和結(jié)薯的時間有限，提高繁殖率空間小[11]。而成都平原冬季常年氣溫0～10℃，如果過早扦插，又會因溫度低，導致植株成活率低和生長勢弱[12-13]。因此，本試驗通過在苗床上安裝控溫裝置和加蓋小拱棚，提高溫度，前移組培苗扦插時間，研究苗床增溫技術(shù)在冬季繁育馬鈴薯脫毒苗中的應用效果，探索提高馬鈴薯原原種生產(chǎn)效率的有效途徑。

1 材料和方法

1.1 試驗材料

供試材料為馬鈴薯品種蓉紫芋5 號脫毒試管苗。

1.2 試驗方法

試驗安排在成都市農(nóng)林科學院溫江本部馬鈴薯良種繁育隔離大棚內(nèi)。設4 個處理，CK：不安裝控溫裝置和小拱棚；T1：安裝控溫裝置；T2：加蓋小拱棚；T3：安裝控溫裝置和加蓋小拱棚，設置3 次重復。苗床長×寬=14.5 m×1.5 m，加蓋小拱棚長×寬×高=14.5 m×1.5 m×0.5 m，聚乙烯薄膜厚度0.06 mm，幅寬2 m。3 次重復。苗床栽培基質(zhì)采用蛭石∶珍珠巖=2∶1，基質(zhì)層厚 10 cm。

試驗設計的控溫裝置由加熱電線、溫度傳感器、溫度控制器3 部分組成，控溫裝置安裝如下：將一層地布A 放于地面上，加熱電線以蛇形鋪設于地布A 上形成加熱層，再在加熱層上再鋪上一層地布B，然后將栽培基質(zhì)平鋪在地布B 上；溫度傳感器與溫度控制器連接，并插入栽培基質(zhì)中，深度5 cm。地布為聚乙烯地布，溫度控制器的電壓為220 V+10%，輸出功率為220 V×10 A，設定溫度為25 ℃。

2017年12月15日將試管苗從基部剪斷后扦插，扦插密度為 500 株/m2。試驗處理 T2 和 T3，苗期每天定時觀察，當棚內(nèi)濕度＞90%則在 12：00～14：00時揭開拱棚薄膜兩端透氣，然后再蓋嚴保溫。其它按常規(guī)管理實施。

1.3 測定指標和方法

溫度：扦插后每隔5 天測定苗床溫度和苗床上方 10 cm 處氣溫，時間為 7：00 和 12：00。

存活率：扦插后30 d，統(tǒng)計存活率。

生根日期：以小區(qū)90%存活植株根長達到3 mm的日期為該處理生根日期。

植株長勢：扦插后每隔10 天測定根長、莖節(jié)數(shù)和株高。

剪尖時間：脫毒苗株高達10 cm 以上能剪尖扦插的時間。末次剪尖時間為4月10日，此后由于氣溫升高不利于脫毒苗結(jié)薯，不同處理剪尖苗扦插于不安裝控溫裝置和小拱棚的相同環(huán)境下。

單株結(jié)薯數(shù)和單位面積結(jié)薯數(shù)：扦插60 d 調(diào)查單株結(jié)薯數(shù)（單薯重≥1 g），5月30日收獲，調(diào)查單位面積結(jié)薯數(shù)（單薯重≥1 g，粒/m2）。

經(jīng)濟效益分析：對基礎扦插苗和剪尖苗結(jié)薯經(jīng)濟效益分別進行計算。產(chǎn)值為單位面積的原原種產(chǎn)量乘以原原種的單價，原原種按0.3 元/粒計算。成本為單位面積生產(chǎn)原原種的種苗、基質(zhì)、人工、化肥、農(nóng)藥和水電費等投入的總和。其中，脫毒試管苗的繁育成本按 0.1 元/株，即 500 株/m2×0.1 元/株=50 元/m2計算；采用各處理第1 次剪尖苗原原種生產(chǎn)經(jīng)濟效益進行比較，剪尖苗繁育成本=（基礎扦插苗生育期總成本-基礎扦插苗生長后期管理成本）/（基礎扦插苗扦插密度×存活率×剪尖次數(shù)）×剪尖苗扦插密度，基礎扦插苗生長后期管理成本按10 元/m2計算，剪尖苗扦插密度與基礎扦插苗扦插密度均為500 株/m2。

1.4 數(shù)據(jù)處理

試驗數(shù)據(jù)采用SPSS 13.0 進行方差分析，新復極差法進行差異顯著性比較。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同增溫處理對苗床溫度和氣溫的影響

由表1可見，不同日期測定 7：00 和 12：00 溫度，T3 處理苗床溫度和氣溫均最高。早上 7：00 和12：00，苗床溫度均為 T3＞T1＞T2＞CK；而氣溫則不同，7：00 和 12：00 時，均呈 T3＞T2＞T1＞CK；同時，T1處理苗床溫度高于氣溫，T2 處理苗床溫度低于氣溫，說明加蓋小拱棚在提高氣溫上有優(yōu)勢，安裝控溫裝置在提高基質(zhì)溫度上有優(yōu)勢，兩者配合使用能顯著提高單獨使用的基質(zhì)溫度和氣溫，維持苗床溫度和氣溫在15 ℃～25 ℃區(qū)間波動。

2.2 不同增溫處理對存活率和生根時間的影響

由表2可見，T3 處理脫毒苗存活率最高，為99%，比CK 的42%提高了57%，比T1 處理的62%提高了37%，比T2 處理的61%提高了38%。T3 處理脫毒苗生根時間最短，為8.5 d，比CK 處理的29.8 d提早了21.3 d，比T2 處理的20.2 d 提早了11.7 d，與T1 處理差異不顯著。T2 與T1 處理，存活率都顯著高于CK，兩者之間并不存在顯著差異，但T1 的生根時間顯著提前，說明安裝控溫裝置能促進植株生根，同時，植株的存活不僅需要適宜的地下溫度，也需要有適宜地上部分生長的氣溫。

表1 不同增溫處理的苗床溫度和氣溫Table1 Seedbed temperature and air temperature under the different treatments ℃

表2 不同增溫處理對脫毒苗存活率和生根時間的影響Table 2 Effect of different treatments on the survival rate and the rooting time

2.3 不同增溫處理對植株長勢的影響

由表3可見，T3 處理各時期的植株長勢最好，其根長、莖節(jié)數(shù)和株高等指標均顯著優(yōu)于CK、T1 和T2 處理。CK 生長緩慢，T1 和 T2 植株長勢均顯著優(yōu)于 CK，T1 在 10 d 時，較 T2 稍有優(yōu)勢，隨后兩者差距逐漸縮小，到30 d 時，T2 已反超T1，說明生根過程中，基質(zhì)溫度較高，利于植株生長，而根系長出之后，較高的氣溫對促進植株生長更有利。

表3 不同增溫處理對植株長勢的影響Table 3 Effect of different treatments on virus-free seedlings

2.4 不用增溫處理對剪尖時間的影響

由表4可知，T3 處理第1 次剪尖扦插時間顯著早于其他處理，分別較 T2、T1、CK 處理提前 28、31、40 d 出苗；4月 10日前，T3 處理植株可進行 4 次剪尖扦插，較 T1 和 T2 處理多 1 次，較 CK 處理多 2次，提高剪尖次數(shù)100%。T2 較T1，第一次剪尖時間稍有提前，但差異并不顯著，兩者第一次剪尖時間都顯著早于CK。T2 與T1 剪尖次數(shù)都為3 次，較CK提高剪尖次數(shù)50%。

結(jié)合表2各處理存活率可知，T3 顯著提高了增殖苗量，較對照增加了371%。T2 和T1 增殖苗量低于T3，但較CK 分別提高了121%和118%。說明覆蓋小拱棚和安裝控溫裝置都能提高脫毒苗增殖效率，兩者的同時使用，具有互作效應，能顯著提高單一加溫措施的增殖效率。

表4 不同增溫處理脫毒苗的剪尖時間Table 4 The cutting time under the different treatments

2.5 不同增溫處理對脫毒苗結(jié)薯和經(jīng)濟效益的影響

如圖1所示，扦插60 d 時，CK 單株結(jié)薯數(shù)不足1，說明環(huán)境溫度過低，不能滿足植株正常生長需要，導致生長緩慢。T1 和T2 處理單株結(jié)薯數(shù)都顯著高于CK，分別提高325%和275%，T1 稍高于T2，但兩者都顯著低于T3。T3 結(jié)薯數(shù)較對照提高600%，較T1 和T2 提高65%和87%，說明兩種增溫措施都能顯著提高植株的結(jié)薯能力，安裝控溫裝置優(yōu)于覆蓋小拱棚，兩種措施的配合使用效果最佳。

如圖2，5月20日收獲時，單位面積結(jié)薯數(shù)趨勢與圖1單株結(jié)薯數(shù)相同，T3 處理最高，T1、T2 次之，CK 最低。T3 較CK 單位面積結(jié)薯數(shù)增加1 302粒，提高了1 550%，較T1 和T2 分別增加859 粒和928.5 粒，分別提高了163%和203%，結(jié)合圖1和表2，說明提高溫度通過增加單株結(jié)薯數(shù)和存活率的雙重效應，極顯著地提高了單位面積脫毒原原種的繁殖效率。

圖1 不同處理對單株結(jié)薯的影響Figure 1 The effect of different treatments on tuber yield per plant

圖2 不同處理對單位面積產(chǎn)量的影響Figure 2 The effect of different treatments on yield per unit area

表5 不同處理對脫毒苗經(jīng)濟效益的影響Table 5 Effect of different treatments on economic benefits of virus-free seedlings yuan·m-2

由表5可見，T3 的產(chǎn)值和利潤均顯著高于其他處理，經(jīng)濟效益最高，產(chǎn)值較T2、T1 和CK 分別增加278.5、257.7 和 390.6 元/m2，利潤較 T2、T1 和 CK 分別增加 253.5、365.7 和 302.8 元/m2。T2 和 T1 經(jīng)濟效益顯著高于 CK，T2 利潤較 T1、CK 提高 12.2 元/m2、49.3 元/m2。CK 的成本高于產(chǎn)值，利潤為-60.8 元/m2。說明在成都平原寒冷冬季不宜進行常規(guī)基質(zhì)栽培；兩種增溫措雖然增加了成本，但由于顯著提高了植株結(jié)薯能力，所以都取得了一定的經(jīng)濟效益，覆蓋小拱棚略高于安裝控溫裝置；兩種增溫措施配合使用時，提高單株結(jié)薯能力，且延長結(jié)薯期，顯著提高產(chǎn)量和利潤，取得了最高的經(jīng)濟效益。

2.6 不同增溫處理的剪尖苗結(jié)薯和經(jīng)濟效益分析

脫毒苗株高達10 cm 時剪尖扦插到基質(zhì)形成剪尖苗，進而繁育原原種，不同增溫處理的剪尖苗結(jié)薯不同。如圖3，T3 處理剪尖苗的單株結(jié)薯數(shù)最高，分別較 T2、T1 和 CK 顯著提高了 40%、31%和62%。T1 和T2 剪尖苗的單株結(jié)薯數(shù)均稍高于CK。說明兩種增溫措施能促進植株生長，二者配合使用時，結(jié)薯最優(yōu)。

如圖4，剪尖苗的單位面積產(chǎn)量趨勢與圖3單株結(jié)薯數(shù)相同，T3 剪尖苗單位面積產(chǎn)量最高，分別較 T1、T2 和 CK 提高了 30%、36%和 60%，差異顯著；T1 和T2 剪尖苗單位面積產(chǎn)量較CK 提高了23%和18%，均達顯著水平。

由表6可見，T3 剪尖苗的結(jié)薯產(chǎn)值最高，分別較 T2、T1 和 CK 增加了 36%、30%和 60%，T2 和 T1之間差異不顯著，分別較CK 顯著增加了18%和23%。T3 繁育的剪尖苗成本最低，分別較 T2、T1 和CK 降低了 44%、58%和 72%，T2 和 T1 較 CK 降低了50%和33%。受產(chǎn)值最高和成本最低的雙重影響，T3 剪尖苗的利潤最高，達 252.8 元/m2，分別較T2、T1 和 CK 增加了 71%、76%和 271%。T1 剪尖苗利潤第二，T2 剪尖苗利潤第三，分別較CK 顯著提高了117%和111%。說明兩種增溫措施都能促進脫毒苗的繁殖效率，顯著降低了繁育相同數(shù)目剪尖苗的生產(chǎn)成本，使得剪尖苗的經(jīng)濟效益顯著提高。同時，安裝控溫裝置和加蓋小拱棚，增溫效果最好，脫毒苗的繁殖效率最高，繁育相同數(shù)目剪尖苗的生產(chǎn)成本最低，經(jīng)濟效益最佳。

圖3 不同處理的剪尖苗單株結(jié)薯情況Figure 3 The tuber yield per plant of cutting-tip seedlings with different treatments

圖4 不同處理的剪尖苗單位面積產(chǎn)量Figure 4 The yield per unit area of cutting-tip seedlings with different treatments

表6 不同處理的剪尖苗經(jīng)濟效益分析Table 6 Economic benefit analysis of cutting-tip seedlings with different treatments yuan·m-2

3 討論與結(jié)論

充足的馬鈴薯脫毒組培苗是在有效繁育時間內(nèi)提高原原種產(chǎn)能的根本保障，但組培實驗室場地有限，人工和電費等成本高，不能在有限空間和時間內(nèi)繁育出更多的組培苗。為控制成本、滿足生產(chǎn)，馬鈴薯脫毒苗株高達10 cm 后，需在隔離大棚內(nèi)進行多次剪苗尖，扦插入基質(zhì)苗床繁育脫毒苗和生產(chǎn)原原種[14]。但成都平原冬季氣溫低，12月中旬至2月中旬，平均溫度在0～10 ℃之間，并偶有0 ℃以下低溫出現(xiàn)，而馬鈴薯植株營養(yǎng)生長最佳的生長溫度為 20～25 ℃[15-16]。因此，過早扦插會導致脫毒苗存活率低，且不能正常生長或生長緩慢，嚴重影響脫毒苗供給。在冬季提高溫度，延長馬鈴薯脫毒苗的剪尖扦插期，實現(xiàn)在有限時間內(nèi)提高脫毒苗增殖率，是提高春季成都平原馬鈴薯原原種繁殖效率的關(guān)鍵之一。本試驗通過安裝控溫裝置和小拱棚，能使基質(zhì)平均溫度維持在19.2～22.2 ℃之間，氣溫維持在16.9～22.3 ℃之間，較好地滿足了馬鈴薯組培苗的快速生長和繁殖。

安裝控溫裝置在維持基質(zhì)溫度方面較覆蓋小拱棚好，早上7：00 基質(zhì)溫度較高，早上與中午溫差較小。覆蓋小拱棚隨日間輻射的增加，促進氣溫和基質(zhì)溫度快速上升，試驗結(jié)果與劉補成等[17]一致。2種增溫措施都能顯著提高脫毒苗繁殖效率，安裝控溫裝置提高基質(zhì)溫度有利于根系的生長和匍匐莖的發(fā)育，在促進單株結(jié)薯數(shù)和單位面積結(jié)薯數(shù)方面稍優(yōu)于覆蓋小拱棚。兩種增溫措施配合使用顯著優(yōu)于單獨使用，其原理在于小拱棚是通過抑制基質(zhì)水分蒸發(fā)和阻礙地面空氣熱量交換、增加反輻射來提高溫度，控溫裝置是通過將電能轉(zhuǎn)化為熱能的主動加熱增溫方式，增加了系統(tǒng)熱源[18]，因此無論7：00和12：00 溫度都顯著高于單一措施，使脫毒苗繁殖效率得到極大地提高。

本試驗改進基質(zhì)苗床設施，安裝控溫裝置和加蓋小拱棚，可使苗床溫度控制在15～25 ℃，在氣溫較低的冬季提早生產(chǎn)馬鈴薯脫毒苗，存活率可達到99%，生根時間提早21.3 d，提前了剪尖時間，增加了剪尖次數(shù)，有限時間內(nèi)顯著增加脫毒苗苗量，且植株生長旺盛，其根長、莖節(jié)數(shù)、株高和結(jié)薯數(shù)等指標均顯著提高，利于早結(jié)薯和延長結(jié)薯時間，達到增加繁殖效率的目的，顯著提高經(jīng)濟效益，對提高原原種生產(chǎn)能力有重要意義。同時，兩種增溫措施配合使用，其剪尖苗植株生長健壯，結(jié)薯能力優(yōu)，單位面積的原原種產(chǎn)量和利潤最高，而繁育相同數(shù)目的種苗成本最低，增產(chǎn)增收效果明顯。綜上所述，無論是脫毒苗還是剪尖苗，兩種增溫措施配合使用能取得較好的經(jīng)濟效益。