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        廣東省低海拔馬鈴薯種薯本地化繁育

        2022-07-05 00:12:08索海翠羅煥明劉計(jì)濤李成晨單建偉李小波
        中國(guó)馬鈴薯 2022年2期
        關(guān)鍵詞:產(chǎn)量差異

        索海翠,羅煥明,王 麗,劉計(jì)濤,李成晨,單建偉,安 康,李小波

        (廣東省農(nóng)業(yè)科學(xué)院作物研究所/廣東省農(nóng)作物遺傳改良重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,廣東 廣州 510640)

        南方冬作區(qū)馬鈴薯種植總面積約為19.66萬(wàn)hm2,占全國(guó)馬鈴薯種植面積的4%左右(國(guó)家馬鈴薯產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系2019年數(shù)據(jù))。由于該區(qū)域馬鈴薯鮮薯上市時(shí)間最早,種植效益較高,對(duì)保障國(guó)家馬鈴薯鮮薯周年均衡供應(yīng)發(fā)揮著重要作用。冬種馬鈴薯是廣東省特色典型的效益農(nóng)業(yè)[1]。2020年廣東省馬鈴薯收獲面積4.14 萬(wàn)hm2,全省脫毒種薯應(yīng)用率達(dá)88%以上[2]。但由于缺乏本地繁種體系,需每年從北方地區(qū)調(diào)運(yùn)大量種薯,這種長(zhǎng)距離調(diào)運(yùn)損耗大、成本高。據(jù)估算,廣東省每年至少需從三北地區(qū)(東北、西北和華北)調(diào)運(yùn)種薯近10 萬(wàn)t,運(yùn)費(fèi)按照600元∕t計(jì)算,共需要運(yùn)費(fèi)約6 000萬(wàn)元,增加了農(nóng)民的種植成本;其次,種薯休眠期長(zhǎng),北方秋季收獲的種薯在廣東省初冬期播種,沒(méi)有足夠時(shí)間完全打破休眠,播種時(shí)經(jīng)常造成爛種,從而導(dǎo)致缺苗斷壟現(xiàn)象發(fā)生,嚴(yán)重影響產(chǎn)量,增加了種植風(fēng)險(xiǎn);此外,由于種植基地在北方,缺乏監(jiān)督,質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)和檢疫制度不完善,種薯質(zhì)量不合格,經(jīng)常出現(xiàn)產(chǎn)量、效益低等現(xiàn)象,農(nóng)民收入受到影響[3]。為了解決種薯問(wèn)題,南方冬作區(qū)包括廣東[4]、廣西[5-8]、福建[9,10]、云南[11,12]等省份都在積極行動(dòng),進(jìn)行種薯本地化研究,并取得一定成效。但還有技術(shù)問(wèn)題需要進(jìn)行研究和改進(jìn),尤其是原種繁育采用的原原種種薯規(guī)格有待明確。因此,探討在廣東省低緯度隔離區(qū)域的不同重量原原種繁育效果,明確種薯繁育最適原原種重量級(jí)別,可為廣東省種薯本地化繁育體系建設(shè)提供理論依據(jù)和技術(shù)支撐。

        1 材料與方法

        1.1 試驗(yàn)材料

        試驗(yàn)地位于廣東省農(nóng)業(yè)科學(xué)院白云區(qū)試驗(yàn)基地,平均海拔29 m,土壤為砂壤土,肥力中等,地面平整,前茬作物為水稻,水肥一體化灌溉,排灌方便。

        參試馬鈴薯品種為‘隴薯7 號(hào)’‘粵引85-38’(‘費(fèi)烏瑞它’)原原種。種薯按照重量分為5 個(gè)等級(jí),分別為T(mén)1:5 g 以下;T2:5~10 g;T3:10~15 g;T4:15~20 g;T5:20~25 g;T6(對(duì)照):馬鈴薯原種的切塊,重量為25~30 g。所有種薯均由甘肅一航薯業(yè)科技發(fā)展有限責(zé)任公司提供。

        1.2 試驗(yàn)方法

        試驗(yàn)分別播種2 個(gè)馬鈴薯品種不同規(guī)格的種薯,每個(gè)試驗(yàn)采用隨機(jī)區(qū)組排列,3 次重復(fù)。小區(qū)長(zhǎng)5.55 m、寬1.2 m,面積6.66 m2,種薯單壟雙行種植,行距60 cm,株距25 cm,每個(gè)小區(qū)種植44 株,種植密度66 000株∕hm2,“品”字形種植。

        2017 年11 月28 日開(kāi)始整地,畦上開(kāi)中溝施基肥,覆土后再開(kāi)種植溝播種,播種后稻草覆蓋,追肥施于畦(大壟雙行)中央?;剩菏┯秒u糞7 500 kg∕hm2、41%復(fù)合肥(N∶P2O5∶K2O = 12∶11∶18)600 kg∕hm2,氯化鉀(K2O 60%)20 kg∕hm2和尿素(N 46%)8 kg∕hm2。出苗后,采用水肥一體化技術(shù)進(jìn)行追肥和灌水,其中追肥分為7 次,齊苗后(2017 年12 月10 日)施第1 次,以后每7 d 追施1 次,所有液體肥料購(gòu)自東莞一翔液體肥料有限公司,具體追肥情況見(jiàn)表1。第1 次施肥時(shí)進(jìn)行1 次培土,在膨大肥追施前進(jìn)行1 次大培土,2018年3 月19 日收獲。每周用吡蟲(chóng)啉(拜耳公司生產(chǎn))進(jìn)行蚜蟲(chóng)預(yù)防1次。

        表1 馬鈴薯液體肥施用次數(shù)、類(lèi)型和用量Table 1 Number,type and rate of potato liquid fertilizer application

        調(diào)查項(xiàng)目包括馬鈴薯物候期、植株形態(tài)特征、田間主要性狀、塊莖主要性狀、收獲產(chǎn)量和主要病害。室內(nèi)考種調(diào)查塊莖性狀,調(diào)查標(biāo)準(zhǔn)參考張永成和田豐[13]的方法。生育期指從出苗至成熟的天數(shù)。

        將繁育的種薯T1~T5 混合(TB),對(duì)照種為北方調(diào)運(yùn)的原種(TCK),于2018 年11 月1 日播種,2019 年2 月21 日收獲。分別進(jìn)行種薯質(zhì)量表征試驗(yàn),調(diào)查田間病害發(fā)生率和產(chǎn)量。

        1.3 數(shù)據(jù)處理

        試驗(yàn)數(shù)據(jù)采用Microsoft Excel 2010 進(jìn)行數(shù)據(jù)整理,應(yīng)用IBM SPSS Statistics 19.0統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行方差分析,采用Duncan's法進(jìn)行處理間比較。

        2 結(jié)果與分析

        2.1 兩個(gè)馬鈴薯品種不同重量級(jí)別原原種生育期

        從出苗期看,原原種較原種提前出苗,其中,‘隴薯7 號(hào)’原原種提早出苗12 d,‘粵引85-38’原原種提早6 d。從生育期看,原原種的生育期普遍較原種長(zhǎng),其中‘隴薯7 號(hào)’的原原種生育期較原種長(zhǎng)12 d,‘粵引85-38’的原原種生育期較原種長(zhǎng)9 d。同時(shí),‘隴薯7 號(hào)’生育期較‘粵引85-38’長(zhǎng)8~11 d(表2)。

        表2 兩個(gè)馬鈴薯品種不同重量級(jí)別原原種生育期Table 2 Growth stage of different weight classes of pre-elite seeds in two varieties

        2.2 兩個(gè)馬鈴薯品種不同重量級(jí)別原原種農(nóng)藝性狀

        ‘隴薯7號(hào)’和‘粵引85-38’原原種出苗率均高于原種,T3~T5 出苗率最高,三者間差異不顯著,但極顯著高于T1和T6。兩個(gè)品種的株高變化趨勢(shì)較為一致,均隨種薯重量增加而增加,‘隴薯7 號(hào)’的T1、T2 和T3 株高顯著低于T6,T1 與T5之間株高差異不顯著;‘粵引85-38’所有級(jí)別種薯的株高無(wú)顯著差異?!]薯7 號(hào)’的主莖數(shù)T6 最少,‘隴薯7 號(hào)’T6 極顯著低于T1~T5;‘粵引85-38’主莖數(shù)T6極顯著低于T4,但與T1、T2、T3和T5 差異不顯著。兩個(gè)品種的主莖粗均隨種薯重量增加而增大,T6 最大,‘隴薯7 號(hào)’T6 顯著高于其他處理;‘粵引85-38’主莖粗T5 和T6 差異不顯著,但顯著高于其他處理(表3)。

        表3 兩個(gè)馬鈴薯品種不同重量級(jí)別原原種農(nóng)藝性狀Table 3 Agronomic characters of different weight classes of pre-elite seeds in two varieties

        2.3 兩個(gè)馬鈴薯品種不同重量級(jí)別原原種病害發(fā)生率

        兩個(gè)品種T1~T5 處理,晚疫病、早疫病、病毒病、環(huán)腐病和瘡痂病的發(fā)病率均為0?!]薯7號(hào)’T6處理的早疫病發(fā)病率為2.30%,病毒病發(fā)病率為0.67%;‘粵引85-38’T6 處理的晚疫病發(fā)病率為3.50%,早疫病發(fā)病率為2.60%,病毒病發(fā)病率為1.25%(表4)。

        表4 兩個(gè)馬鈴薯品種不同重量級(jí)別原原種田間病害發(fā)生率Table 4 Field disease incidence of different weight classes of pre-elite seeds in two potato varieties

        2.4 兩個(gè)馬鈴薯品種不同重量級(jí)別原原種產(chǎn)量和商品薯率

        兩個(gè)品種產(chǎn)量隨著種薯重量增加而增加。其中,‘隴薯7號(hào)’T5處理產(chǎn)量最高為2 861 kg∕667m2,但與T3、T4和T6處理相比差異不顯著;‘粵引85-38’T5處理產(chǎn)量也最高,為2 554 kg∕667m2,顯著高于T1~T3 和T6 處理,但與T4 處理相比差異不顯著?!]薯7 號(hào)’T1 處理的商品薯率最高為89.40%,顯著高于T5 處理,但與其他處理差異不顯著;‘粵引85-38’的T6 處理商品薯率最高為92.76%,與T3~T5 差異不顯著,T2 處理的商品薯率最低為86.04%,極顯著低于T5 和T6 處理,但與T1、T3和T4處理差異不顯著(表5)。

        表5 兩個(gè)馬鈴薯品種不同重量級(jí)別原原種田間產(chǎn)量和商品薯率Table 5 Field yield and marketable tuber percentage of different weight classes of pre-elite seeds in two potato varieties

        2.5 兩個(gè)馬鈴薯原原種繁育的原種產(chǎn)量和發(fā)病率

        由廣東省本地原原種繁育的‘隴薯7 號(hào)’原種產(chǎn)量較北方調(diào)運(yùn)的原種增產(chǎn)2.51%,但差異不顯著;‘粵引85-38’原種產(chǎn)量較北方調(diào)運(yùn)的原種增產(chǎn)0.87%,差異亦不顯著。另外,根據(jù)田間調(diào)查結(jié)果顯示,‘隴薯7 號(hào)’的田間病毒病和晚疫病發(fā)生率2批種薯無(wú)顯著差異;‘粵引85-38’病毒病和晚疫病的發(fā)生率也無(wú)顯著差異(表6)。

        表6 兩個(gè)馬鈴薯品種繁育的原種田間產(chǎn)量和發(fā)病率Table 6 Field yield and disease incidence of elite seeds produced from pre-elite seeds of two potato varieties

        3 討 論

        由于南方冬作區(qū)播種時(shí)間與北方一季作區(qū)收獲時(shí)間太近,需要打破休眠才能播種,加上運(yùn)費(fèi)較高、種薯質(zhì)量參差不齊等原因,近年來(lái),利用當(dāng)?shù)馗呱綏l件,進(jìn)行就地留種的體系備受重視[5]。云南省有研究人員開(kāi)展了低緯度高原地區(qū)馬鈴薯脫毒種薯標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)技術(shù)研究,并證明其可行性[12]。在廣西壯族自治區(qū)境內(nèi)的高山地區(qū)(海拔800 m 以上),也嘗試進(jìn)行了當(dāng)?shù)亓舴N體系的建設(shè)[6-8]。利用原原種于2月中下旬播種,6月上中旬收獲,所收獲的塊莖正好用于廣西冬季10~12 月份冬作播種[5]。廣東省在馬鈴薯種薯本地化繁育方面也開(kāi)展了相關(guān)研究,現(xiàn)已證明在粵北高海拔地區(qū)夏季繁殖馬鈴薯脫毒種薯是可行的[4]。

        原原種的大小是影響其田間表現(xiàn)的重要因素,既影響產(chǎn)量,又影響植株性狀[14,15]。大于5 g的‘威芋3號(hào)’原原種的產(chǎn)量可達(dá)2 045 kg∕667m2[16];扎西普尺等[17]研究結(jié)果表明,規(guī)格處于5~10 g 單株結(jié)薯數(shù)和單株薯重最大,單位面積產(chǎn)量最高;周建忠[18]研究表明,用‘津引薯1 號(hào)’脫毒微型種薯生產(chǎn)原種,以單薯重1~9 g為佳,出苗期短,出苗率高,主要經(jīng)濟(jì)性狀表現(xiàn)良好,產(chǎn)量較高,且投入成本較低,生產(chǎn)凈效益較為理想。本研究表明,‘隴薯7 號(hào)’和‘粵引85-38’原原種重量為T(mén)5(20~25 g)時(shí)產(chǎn)量最高,其次為T(mén)4(重量為15~20 g)和T3(10~15 g),2 種規(guī)格下的產(chǎn)量與原種(T6)產(chǎn)量均無(wú)顯著差異(‘粵引85-38’T5 除外)。綜合考慮生產(chǎn)投入成本、貯運(yùn)等因素,提出T3(10~15 g)為繁種的理想重量。在低緯度隔離較好的地區(qū),通過(guò)農(nóng)業(yè)措施控制好病蟲(chóng)害,采用原原種進(jìn)行種薯繁育是可行的,與前人報(bào)道較為一致,這為廣東省馬鈴薯本地繁育提供了理論依據(jù)和技術(shù)指導(dǎo),也是廣東省開(kāi)展雜交育種、后代選育留種的基礎(chǔ)。

        控制馬鈴薯病毒病是保障種薯質(zhì)量最有成效的手段[19,20]。董代幸等[21]、羅文彬等[22]、路秉翰等[23]相繼建立了不同馬鈴薯病毒的RT-PCR 檢測(cè)技術(shù)體系,實(shí)現(xiàn)了多種病毒同時(shí)檢測(cè)。目前廣東省省級(jí)檢測(cè)機(jī)構(gòu)較少,而馬鈴薯質(zhì)量檢測(cè)任務(wù)重,建立省級(jí)質(zhì)量監(jiān)管機(jī)構(gòu),實(shí)現(xiàn)基礎(chǔ)苗統(tǒng)一供給勢(shì)在必行,從源頭上提高種薯質(zhì)量[24]。本研究通過(guò)對(duì)繁育的種薯進(jìn)行田間調(diào)查和產(chǎn)量測(cè)定,從病害控制角度看,繁育種薯的質(zhì)量符合國(guó)家規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)GB 18133—2012[25]。從產(chǎn)量看,‘隴薯7號(hào)’和‘粵引85-38’2 個(gè)品種10 g 以上原原種(T3)大田產(chǎn)量與北方調(diào)運(yùn)原種切塊(T6)產(chǎn)量差異不顯著;同時(shí),繁育的原種(TB)較北方調(diào)運(yùn)的原種(TCK)產(chǎn)量略高,且病害發(fā)生率較低。結(jié)合“霧培法”生產(chǎn)原原種的方法,生產(chǎn)效率可提高10 倍以上。同時(shí),原原種可以分批采收,大小可控,使種薯的合格率達(dá)100%[26,27]。為此,提出廣東省可以建設(shè)二級(jí)或三級(jí)種薯繁育體系。但廣東省馬鈴薯種薯體系建設(shè)還需要進(jìn)行很多工作,如馬鈴薯脫毒種快繁中心、基地、質(zhì)量檢測(cè)體系、種薯貯藏設(shè)施[28]和種薯品牌形象[29]、配套信息網(wǎng)站建設(shè)[30]等??上驳氖牵?022 年1 月廣東省農(nóng)業(yè)科學(xué)院作物研究所與韶關(guān)市農(nóng)業(yè)農(nóng)村局、北大荒薯業(yè)集團(tuán)有限公司、乳源瑤族自治縣人民政府和中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院深圳農(nóng)業(yè)基因組研究所在韶關(guān)市簽訂了冬種馬鈴薯育繁推一體化建設(shè)項(xiàng)目框架協(xié)議,旨在解決廣東省馬鈴薯品種單一和種薯繁育問(wèn)題。

        通過(guò)在廣東省低緯度低海拔地區(qū)開(kāi)展不同重量級(jí)別原原種繁育原種,并對(duì)繁育的原種在田間進(jìn)行鑒定等研究,表明‘隴薯7 號(hào)’和‘粵引85-38’原原種重量10~15 g(T3)產(chǎn)量與原種(T6)產(chǎn)量無(wú)顯著差異,為繁種的理想重量。同時(shí),繁育的原種(TB)較北方調(diào)運(yùn)的原種(TCK)生產(chǎn)的商品薯產(chǎn)量略高,且病害發(fā)生率較低。本研究表明,在廣東省低緯度隔離較好的地區(qū),通過(guò)農(nóng)業(yè)措施控制好病蟲(chóng)害,采用原原種進(jìn)行種薯繁育是可行的,能夠解決目前馬鈴薯種薯全部依靠省外調(diào)運(yùn)的“卡脖子”問(wèn)題,為打好廣東省馬鈴薯種業(yè)翻身仗提供參考和借鑒。

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