張丹丹,宋明海,杜立財,楊忠亮,姜俊峰,鄭萌萌,程艷萍,仉弘楊,蘇 暢,于清爽,侯玉兵
(1.吉林參王植??萍加邢薰荆瑩崴?34500;2.吉林·撫松人參質(zhì)量檢測中心,撫松134500)
人參是多年生草本植物,屬于五加科人參屬,在我國已經(jīng)有2000多年的栽培應用歷史,目前我國人參產(chǎn)量約占世界總產(chǎn)量的70%[1]。主要分布在東北地區(qū)。在理論上,目前的農(nóng)家品種分為大馬牙、二馬牙、圓膀圓蘆和長脖四種。人參新品種的培育主要也是從這幾種農(nóng)家品種中進行選育。人參的品種選育目標主要為優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)、多抗[2]。本文通過幾種農(nóng)家品種類型,分別進行不同品系之間的比較,篩選出不同優(yōu)質(zhì)品系,在優(yōu)質(zhì)品系的基礎上,再進行地上部性狀的分類、篩選,形成更多的優(yōu)質(zhì)人參品系種子資源。
本實驗選擇的人參種苗為長白山農(nóng)家品種大馬牙,種苗整體無病無疤、芽孢正常。
1.2.1 根部性狀選擇
以長白山農(nóng)家人參品種大馬牙混合群體為基礎群體,進行根部性狀選擇,以下為挑選出的幾種根部性狀特征:
A1:主根粗,肩頭齊且寬,芽孢非常大、芽孢的芽脖寬且短,整體芽孢呈縮脖狀,上粗下細呈牛尾狀,須根多。
A2:芽胞呈鷹嘴狀、主根較長、脖相對長、須根多。
A3:芽孢相對小、芽孢芽脖細且長;主體上部下部粗細相對一致,主體不分叉且長。
A4:蘆脖處有修長艼1-3根并對稱生長;主根長并上下粗細相對較均勻一致呈條形,根肩多略窄,芽、脖相對較長。
A1為1994年以長白山農(nóng)家人參品種大馬牙混合群體為基礎群體,從1991年播種的3年生大馬牙混雜種苗群體內(nèi),選出1000余株種苗,進行了單獨移栽標記,選留單株進行單獨移栽標記。然后進行自交系選:1995年,開花前,針對單株進行套袋處理,防止雜交,選留坐果率高、莖稈粗壯、無病單株,淘汰參籽坐果率低、長勢差、有病的單株。秋天采收優(yōu)良種子。為第一次集團選育,至2015年完成第五次集團選育。
A2為1996年將收集的大馬牙群本的種子播下,1997~1999年經(jīng)過三年的生長發(fā)育,1999年秋在起參移栽的3年生參根中挑選了優(yōu)良單株近5000株,選留單株進行單獨移栽標記。1999秋年移栽,2000年開花前,針對單株進行套袋處理,防止雜交,選留坐果率高、莖稈粗壯、無病單株,淘汰參籽坐果率低、長勢差、有病的單株。秋天對優(yōu)良種子進行采收。為第一次集團選育。至2005年完成第四次集團選育。
A3為2008年將收集的大馬牙群本的種子播下,2008~2011年3年的生長發(fā)育。2011年秋,起參在準備移栽的3年生人參種苗中挑選了優(yōu)良單株近2000株,選留單株進行單獨移栽標記。2012年,開花前,針對單株進行套袋處理,防止雜交,選留坐果率高、莖稈粗壯、無病單株,淘汰參籽坐果率低、長勢差、有病的單株。秋天采收優(yōu)良種子。為第一次集團選育。至2018年完成第二次集團選育。
A4為2009年將收集的大馬牙群本的種子播下,2009~2012年3年的生長發(fā)育。2012年秋季從起參準備移栽的3年生參根中挑選了優(yōu)良單株近2000株,選留單株進行單獨移栽標記。2013年,開花前,針對單株進行套袋處理,防止雜交,選留坐果率高、莖稈粗壯、無病單株,淘汰參籽坐果率低、長勢差、有病的單株。秋天采收優(yōu)良種子。為第一次集團選育。至2018年完成第二次集團選育。
種苗小組設計出根形性狀選擇操作流程,詳見圖1,依據(jù)對各個品系的根部特征調(diào)查結(jié)果和數(shù)據(jù),
圖1 根部性狀選擇操作流程
制定各性狀種苗標準,并制作1∶1比例的圖片標準。種苗小組人員提前對技術(shù)人員及操作工人進行品種性狀特征培訓,發(fā)放帶有標尺的性狀品種圖片標準。操作工人初選,技術(shù)人員跟蹤指導,把關(guān)裝箱。種苗小組人員隨時進行質(zhì)量檢查和審核,不合格的挑出,以此作為案例,再次進行指導。
裝箱標準:參蘆向內(nèi),根須向外,整齊碼放在內(nèi)套膜的編織袋或紙箱中。
1.2.2 根部性狀選擇后關(guān)鍵技術(shù)
1.2.2.1 花蕾期、花期管理
開花初期,一般當每個人參花序有1/3小花開放時,將花序中央的小花蕾疏掉1/3~1/2,同時將花序外援的病弱花及花莖上的散生花全部摘掉,以保證留下來的參花正常生育。
1.2.2.2 防止串花雜交
a.品種地塊的選擇:參苗長勢旺盛、無病地塊;果實大且飽滿的地塊;品系純度較高的地塊。
b.花期的隔離、防雜交處理:根據(jù)小區(qū)分布,每個品系間需要隔離,同一參串上的兩個品系間使用塑料膜隔離,上下要封嚴不可以有縫隙。塑料膜上部要與參膜全部接上,下部要埋在土中,并壓實,防治刮風,塑料膜隨風刮動,帶倒參苗。
1.2.2.3 種子采收后處理
單果選擇,種子搓洗,晾曬、保藏,催芽處理。
a.種子采收時間:果實紅熟后期采收,不得過早8月中下旬。
b.人參果熟程度:果皮與果肉能夠很容易分開,且果漿較多。采收時要將病、健果實嚴格分開。
c.單果、整體采集:針對地上部特征,進行單朵采集,單獨標記,裝袋。每個品系單獨采摘,用記號筆清楚標記各品系的名稱及品系性狀、單獨裝袋。
d.種子搓洗:要及時搓洗,不得漚漬時間過長。每個品系單獨進行清洗,癟籽和未成熟籽全部去掉,洗好的籽無雜質(zhì)出現(xiàn),同一品系由一人清洗,清洗后裝在一個袋里,并用小牌進行標記。
e.種子晾曬:清洗好后的種子,不得在強光下暴曬。要陰干或弱光下曬干。晾好的含水量在12%~14%左右即可。
f.種子儲藏:晾干的種子應放在冷涼、干燥、比較密閉的倉庫中貯藏,貯藏期間勤檢查,防止霉爛,貯藏時間不得超過一年。
1.2.2.4 種子催芽處理
a.場地選擇:選擇背風向陽、地勢干燥、排水良好的場地。注意事項:場地要用生石灰進行消毒處理。
b.基質(zhì):選擇種類:細河沙+腐殖土。特點:河沙細度要過0.3cm的篩子。使用量:細河沙與腐殖土的比例為2∶1,細河沙+腐殖土的量是種子的3倍?;|(zhì)消毒:使用1%沙重的多菌靈進行消毒。基質(zhì)的大?。河每讖綖?.3cm篩子過篩。
c.種子分級:處理前,將人參種子用0.45 cm孔徑的篩子分級,篩子上面的人參種子為一等種子,將0.45cm篩后篩子下面的種子再用0.35cm孔徑的篩子分級,篩子上面的人參種子為二等種子,0.35cm孔徑篩子以下的人參種子為三等種子,三等種子不允許用于園參種植使用。
d.干種子處理:浸泡時間:24小時;浸泡方法:放在水中,浸泡24小時,使種子全部浸濕。浸泡的種子內(nèi)含水份達到70%~80%即可。
e.種子、基質(zhì)混拌催芽:方式方法:基質(zhì)采用細河沙與腐殖土組成,細河沙用孔徑為0.3cm篩子將河沙過篩,河沙與腐殖土的比例2∶1,種子與基質(zhì)混拌,按1∶3混合均勻。注意事項:河沙與腐殖土要用多菌靈進行消毒處理。
f.催芽過程:不同階段的溫、濕度要求及控制操作。催芽第一階段:時間在21天時,土壤溫度控制在13~15℃,溫度最高不能超過15℃,基質(zhì)濕度含水量40%~45%為宜,保證種子不沾沙為標準。
催芽第二階段:時間在21~42天時,土壤溫度控制在15~17℃,最高不能超過17℃,基質(zhì)濕度含水量35%~40%為宜,保證種子不沾沙為標準。催芽第三階段:時間在42~66天時,土壤溫度控制在16~18℃,溫度決不能超過18℃。35%~40%為宜,保證種子不沾沙為標準。
催芽第四階段:時間在66~88天時,基質(zhì)濕度含水量35%~40%為宜,保證種子不沾沙為標準。
催芽第五階段:時間在90~120天時,自然降低土壤濕度。
催芽第六階段:時間在120天后,降低濕度,催芽種子皮干內(nèi)濕。
g.倒籽操作
標準:沙藏參籽用沙子含水程度:用手抓把沙子,用力握成團,松手后沙子略微成團,如果自然散開水小,如果不散水大。
過程:每一袋參籽打開看水分和有無壞籽。有壞籽參籽粘沙子不掉,壞籽挑出。
水小的袋子,用篩子篩出一小部分沙子,澆水后,拌勻,不成泥狀,然后加入袋子內(nèi)的沙籽混合物拌勻,再將原來篩出的籽倒入加水后的沙籽混合物拌勻,然后倒入袋內(nèi)拌勻。
水大的袋子敞口陰晾,間歇倒換袋內(nèi)參籽混合物,使水分散發(fā)均勻。
倒籽過程中要間歇向倒出發(fā)籽槽外的沙子上澆水,保持濕度。
倒籽后將袋子口封住,袋子平鋪于槽內(nèi),袋子口往下放不影響下次倒籽鐵鍬下沙。用板鍬上沙子,薄厚均勻,濕度均勻,出梯形壯,厚度8~10cm。槽四周沙子水分比袋內(nèi)沙子略大。用遮陰網(wǎng)將西朝陽面遮擋好,防止曬干。
時間節(jié)點:7天翻倒一次。
1.2.2.5 催芽種子檢驗方法
a.種子千粒重測定方法
取除去雜質(zhì)和廢種子后的好種子,先將種子充分混勻后,通過四分法隨機抽取2份,每份1000粒種子樣品,單獨稱重,稱量精度要達到0.1g,兩份樣品的平均值誤差不超過5%,則平均值即為種子千粒重,如果平均值誤差超過5%,則再取第三份稱重,取3份的平均值即為該樣品的千粒重。
b.種子含水量檢驗方法
將樣品逐粒切為兩瓣,分2份,每份3~5g,放人稱量盒內(nèi)測定重量。置入烘箱內(nèi),在105±2℃恒溫下,經(jīng)3 h取出稱量盒,蓋好蓋子放人干燥器中冷卻,約30min后取出稱重,記下重量。接著再放入105℃的烘箱內(nèi)烘1h,冷卻后稱重直至后次稱重和前次稱重不超過0.02g為止,記下最后一次重量作為烘干后重量。進行水分含量計算。
種子水分含量(%)=[(烘前試樣重量-烘后試樣重)/烘前試樣重]×100%
c.催芽種子胚率測定方法
取兩份平均樣品,將樣品逐粒切為兩瓣,留取其中胚芽比較清晰的一瓣進行測量胚乳與胚芽的長度。
按下列公式計算,取其平均值。
計算公式如下:胚率=胚長/胚乳長×100%
d.種子裂口率測定方法
取兩份平均樣品,計算裂口的種子與未裂口種子的數(shù)量,按下列公式計算,取其平均值。
種子裂口率(%)=種子裂口粒數(shù)/種子總粒數(shù)×100%。
e.種子凈度測定方法
取兩份平均樣品,按測定項目將樣品分成健粒、雜質(zhì),分別稱重,按下列公式計算。
種子凈度是指在一定量的種子中,正常種子的重量占總重量(包含正常種子之外的雜質(zhì))的百分比。
凈度的計算方法是:
種子凈度(%)=(取樣種子總重量-雜質(zhì)重量及廢棄種子的重量)/取樣種子總重量×100%
1.2.3 根部性狀選擇基礎上的地上性狀細化選育
在根部性狀穩(wěn)定之后,進行地上部性狀選擇。首先根據(jù)地上部莖稈顏色進行分類,分為特綠莖、特紫莖、綠莖、紫莖、半綠半紫莖、見光紫莖6種;根據(jù)地上部果型進行分類,分為散果、緊果、球果3種;根據(jù)地上部果色進行分類,分為紅果、黃果、橙果、粉果、半紅半黃果5種。通過以上這些分類,單獨采集、標記、清洗、存放。進行催芽處理,點播后,進行性狀觀察標記,二代性狀穩(wěn)定后,采集該性狀種源,再命名。通過不同性狀更詳細的進行分類,獲得更多種子資源的收集。
通過根部性狀的篩選,選擇了兩個根部性狀進行了田間實驗,分別為A1、A2。A1命名為SW1,A2命名為SW2。
1.3.1 試驗材料
SW1種子為第5代留籽采集的種子。
SW2種子為第4代留籽采集的種子。
SW1種栽為經(jīng)過5代純化選育而來。
SW2種栽為經(jīng)過4代純化選育而來。
以長白山農(nóng)家人參品種大馬牙混合群體為基礎群體(對照)。
1.3.2 試驗地點
吉林省白山市撫松縣。
1.3.3 試驗面積及小區(qū)排列
每個品系3次重復,每個重復50㎡,播種及移栽各6個小區(qū),合計面積600㎡,農(nóng)田地、新林土種植用地,地勢相對平坦,土壤肥力較為一致的地塊。SW1小區(qū)排列詳見圖2,SW2小區(qū)排列詳見圖3。
圖2 SW1小區(qū)排列圖
圖3 SW2小區(qū)排列圖
1.3.4 試驗方法
播種,每個重復50㎡;
3年生參苗移栽,每個重復50㎡;床寬1.6m,株距10cm,每行16棵;行距25cm。
1.3.5 田間管理及調(diào)查
1.3.5.1 田間管理
a.播種
機械播種:集團選育種苗移栽,收獲的性狀種子催芽后的重量能夠使用播種機的,具使用點播播種機。執(zhí)行標準:行距7cm,深度6cm。
種植育苗或直播不同年生人參播種的株、行距,詳見表1。
表1 種植育苗或直播不同年生人參播種的株、行距
人工播種:地上和性狀選育一代部分性狀品種的種子數(shù)量較少比較珍貴,單朵采收、單獨處理后一般采用栽籽的方式進行。
使用工具:平鍬2把、1個長1.7m、6×6cm的木方,2個50cm長、6×6cm的木方,兩個50cm長、2×15的木板,2個裝種子用的桶。
操作方法:兩人一組分別在畦床左右,用平鍬同時在參床上挖出一個平溝,把長棍放在挖的平溝頂端,兩個短棍放在參床兩側(cè)。用兩個小板把用平鍬挖的平溝刮平。種子撒播,密度為一個手掌下面20粒籽左右。
種子撒完后,用濕的細土輕蓋一層,然后整體上土,上土厚度為6cm,與長棍的高度一致。整體上土后,把土刮平。
每個品種點播的開始插牌,不同品種之間間隔一段距離不撒籽,約6~8cm,避免太近致使品種間混亂。
b.移栽
整理床土:按照掛串標線進行正床,隨著地勢勻土,一般床土不可低于30cm,土壟過大的旱地要就近勻到缺土的地塊,地塊澇洼地塊要視情況抬高,規(guī)劃好排水溝。
種苗消毒:使用藥劑對種苗消毒,消毒部位重點主根及須根,盡量不要沾到蘆頭上。
開溝:栽參溝的寬度要達到30~40cm,溝底要留5~7cm的萱土層低洼地底土萱土層加厚,平栽,旱地底土萱土層減少,斜栽。
擺參:以標線為界,擺放到線內(nèi)4cm,保持參蘆的高度一致,將參須捋直,不能窩須。
覆土:先用濕土壓須,然后全面覆土,覆土要均勻,厚度一致。
c.松土
土壤板結(jié)地塊或淋雨地塊,出苗期如有憋芽現(xiàn)象,及時松土或摳芽。
床面松土:兩人一組,在參床兩側(cè)各一人,用手及工具將人參株行間床土抓松、抓細,整平床面。
翻池幫子:首先將池幫子表皮土(雜草)用鐵鍬鏟掉,新土導出,雜草和表土扣回,新土恢復,依次作業(yè);翻池幫子要保證透氣性強。
時間與次數(shù):第一次松土在展葉期進行,全年松土3次,每次松土間隔期35天左右,澆水1~2天后要及時松土(覆蓋地除外)。
深度:根據(jù)參齡大小、覆土深度和參根生長狀況而定,第一次松土深度達到參根為宜,第二次、第三次松土要適當淺松,深度2cm左右,不傷須根為度。
d.除草
結(jié)合松土進行除草,做到參床無雜草,作業(yè)道及池邊用工具鏟除。作業(yè)道使用除草劑:禁止漂移到人參葉面上
e.揻參(扶苗培土)
將人參莖葉揻進棚內(nèi),避免受強光及雨水的侵害。第二次松土除草時進行揻參。
f.留籽地塊調(diào)光
留籽田要保持透光率小于20%,可選擇遮陽網(wǎng)或調(diào)光劑。
注意:遮陽網(wǎng)尺寸根據(jù)棚膜定,掛網(wǎng)要牢靠,保證不能讓風刮起;西照陽的地塊要掛邊網(wǎng),選用40~50cm寬的遮陰網(wǎng)掛在西、南方向柱角上,距離池面5cm。
調(diào)光劑要噴施均勻,保證透光率低于自然光的20%以下。
1.3.5.2 調(diào)查
3年生參苗進行測產(chǎn)和根部病害調(diào)查。
4年生進行留種,針對種子進行調(diào)查。
5年生進行長勢調(diào)查:莖高、莖粗。
5年生做貨進行測產(chǎn)和根部病害調(diào)查。
針對SWI和SW2進行各項數(shù)據(jù)調(diào)查,如下:
SW1三年生,在不同地點,各地平均產(chǎn)量分別是1.797kg/m2、1.983 kg/m2,產(chǎn)量分別提高19.5%、23.3%;栽子達標率提高9.05%、8.09%;在根部病害指數(shù)上降低2.5%、1.07%。詳見表2。
表2 SW1三年生測產(chǎn)及根部病害調(diào)查數(shù)據(jù)
SW2三年生,在不同地點,各地平均產(chǎn)量分別是1.624kg/m2、1.726 kg/m2,產(chǎn)量分別提高11.5%、12.6%;栽子達標率提高4%、4.67%;在根部病害指數(shù)上降低1.91%、0.75%。詳見表3。
表3 SW2三年生測產(chǎn)及根部病害調(diào)查數(shù)據(jù)
SW1種子調(diào)查,在干種子產(chǎn)量上,SW1為640g,對照為556.3g,種子產(chǎn)量增產(chǎn)15.05%;種子千粒重上,SW1為31.4g,對照為28.9g;催芽種子千粒重上,SW1為45.7g,對照為44.1g。詳見表4。
表4 SW1四年生種子調(diào)查數(shù)據(jù)
SW2種子調(diào)查,SW2種子千粒重為31.8g,對照的種子千粒重為30.55g。詳見表5。
表5 SW2四年生種子調(diào)查數(shù)據(jù)
SW1地上部數(shù)據(jù)調(diào)查,SW1坐果率為92.4%,對照坐果率為89.91%,坐果率提高2.77%;SW1紅果率為96.51%,對照紅果率為94.79%,提高了1.81%;SW1平均莖高為44.3cm,對照平均莖高為43cm,高3.02%;SW1平均莖粗為6.51mm,對照平均莖粗為5.95mm,莖粗提高9.41%。詳見表6。
表6 SW1五年生坐果率、紅果率及地上部調(diào)查數(shù)據(jù)
SW2地上部數(shù)據(jù)調(diào)查,SW2坐果率為92.66%,對照坐果率為88.20%,坐果率提高5.06%;SW2紅果率為96.67%,對照紅果率為94.65%,提高了2.13%;SW2平均莖高為44.2cm,對照平均莖高為43.5cm,高1.61%;SW2平均莖粗為6.34mm,對照平均莖粗為5.82mm,莖粗提高8.93%。詳見表7。
表7 SW2五年生坐果率、紅果率及地上部調(diào)查數(shù)據(jù)
SW1五年生,在不同地點,各地平均產(chǎn)量分別是2.393 kg/m2、2.867 kg/m2,產(chǎn)量分別提高14.5%、15.8%;栽子達標率提高6.67%、8.15%;在根部病害指數(shù)上降低5.19%、4.77%。詳見表8。
表8 SW1五年生測產(chǎn)及根部病害調(diào)查數(shù)據(jù)
SW2五年生,在不同地點,各地平均產(chǎn)量分別是2.393 kg/m2、2.582 kg/m2,產(chǎn)量分別提高13.5%、14.4%;栽子達標率提高9.63%、8.89%;在根部病害指數(shù)上降低5.37%、5.19%。詳見表9。
表9 SW2五年生測產(chǎn)及根部病害調(diào)查數(shù)據(jù)
通過實驗可知,篩選出的兩個品系在產(chǎn)量、根部病害、優(yōu)質(zhì)率、種子產(chǎn)量等方面效果均優(yōu)于對照。尤其在產(chǎn)量和根部病害上,SW1平均可增產(chǎn)15.15%,病害降低4.98%;SW2平均可增產(chǎn)13.95%,病害降低5.28%。
近年來,人參單產(chǎn)低、單株重量差異大,造成這種情況的原因有很多,除去自然條件和栽培技術(shù)等原因外,品種類型的差異也是造成這種現(xiàn)象的一個原因,高產(chǎn)品種多為馬牙類、低產(chǎn)品種多為長脖類型[3]。所以在品種選育上,更要重視人參根部產(chǎn)量,選育高產(chǎn)品種。
同時,提高人參抗性也應受到重視。在當前的人參生產(chǎn)上,根部病害的發(fā)生極大地影響了人參的產(chǎn)量和品質(zhì),人參立枯病、黑斑病、銹腐病、根腐病、疫病和菌核病六大病害,發(fā)病率較高,造成了保苗率低、產(chǎn)量低、品質(zhì)差的現(xiàn)象。其外,人參還會受到凍害、蟲害等自然災害的影響[3]。由此可見,提高人參抗性也是重中之重。在選育人參新品種時,應該注意選擇抗病性強的品種。
從本實驗篩選出的兩個品系,不僅能夠提高根部產(chǎn)量,還可以降低人參根部病害的發(fā)生。所以,在生產(chǎn)中作用,增產(chǎn)和提高人參抗性是人參產(chǎn)業(yè)優(yōu)質(zhì)發(fā)展的根本。