張娟寧師麗麗張海杰徐靖嵐劉全亮石建業(yè)姚喬花張緒成韓儆仁
(1.定西市農(nóng)業(yè)科學研究院,甘肅 定西 743000;2.定西市生態(tài)環(huán)境監(jiān)測中心,甘肅 定西 743000;3.定西市安定區(qū)農(nóng)業(yè)技術(shù)服務(wù)中心,甘肅 定西 743000;4.甘肅省農(nóng)科院,甘肅 蘭州 730070)
使用基質(zhì)栽培脫毒苗繁殖微型薯是馬鈴薯種薯生產(chǎn)的主要方法之一,常見的基質(zhì)主要是以蛭石或者蛭石添加草炭為主[1],但是蛭石在反復(fù)使用會造成各種鹽分的積累和病毒的傳染,從而影響脫毒苗的生長與微型薯的產(chǎn)量[2],現(xiàn)在定西市生產(chǎn)馬鈴薯原原種所用的栽培基質(zhì)主要是蛭石,且蛭石使用過后不能有效重復(fù)利用,用量只增不減,造成生產(chǎn)成本高和污染環(huán)境嚴重等問題[3]。韓小女等研究出玉米秸稈基質(zhì)生產(chǎn)的脫毒微型薯節(jié)約成本0.05元/粒[4],李爽研究出玉米秸稈可與草炭及蛭石混配用來生產(chǎn)馬鈴薯微型薯[5],但很少有人將中藥材秸稈作為基質(zhì)用于馬鈴薯原原種生產(chǎn)。據(jù)統(tǒng)計,定西市中藥材年種植面積穩(wěn)定在13.33萬hm2,秸稈資源豐富,但目前中藥材生產(chǎn)中秸稈等廢棄物大量閑置,生物質(zhì)資源浪費,影響農(nóng)村生態(tài)環(huán)境,因此,探索出高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、低成本且能減少環(huán)境污染的栽培基質(zhì),實現(xiàn)中藥材秸稈生態(tài)循環(huán)綜合利用,保護農(nóng)村生態(tài)環(huán)境,為當?shù)伛R鈴薯產(chǎn)業(yè)升級提供新的技術(shù)迫在眉睫。
1.1.1 試驗品種
“大西洋”脫毒苗,由定西禾豐農(nóng)業(yè)科技發(fā)展有限公司提供。
1.1.2 試驗材料
試驗中使用的中藥材廢棄物基質(zhì)是黃芪和黨參混合秸稈粉碎至5cm左右,加入枯草芽孢桿菌、有機物料腐熟劑、0.5%尿素,水分控制在60%,通過堆腐好氧發(fā)酵3個月左右后曬干后粉碎過10mm篩網(wǎng)。
采用單因素設(shè)計,3次重復(fù),小區(qū)面積為0.3m2,各小區(qū)基質(zhì)體積相同,種植密度均為210株·m-2。試驗設(shè)置見表1。
表1 不同基質(zhì)試驗設(shè)計表
本試驗在定西市安定區(qū)香泉鎮(zhèn)網(wǎng)棚內(nèi),該地區(qū)海拔2053~2556m,年平均氣溫6.90℃,年降水量400mm左右,無霜期140d。采用馬鈴薯原原種種植育苗盤栽培,移栽前按試驗設(shè)計配制好基質(zhì),扦插后管理措施同蛭石種植技術(shù)相同。
1.4.1 脫毒苗成活率
馬鈴薯脫毒苗定植后,脫毒苗壓苗前(15d),測定單位面積(1m2)脫毒苗成活率。
1.4.2 基質(zhì)含水量
每次噴水前對基質(zhì)的含水分量進行測定1次,監(jiān)測不同栽培基質(zhì)的持水保墑能力。
1.4.3 脫毒苗生長勢
定植后,脫毒苗壓苗前,每隔5d在每小區(qū)取樣5株測定脫毒苗植株高度、葉片數(shù)、莖粗。全生育期壓苗后,每隔7d在每小區(qū)取樣5株測定植株高度、葉片數(shù)、莖粗。
1.4.4 產(chǎn)量
原原種收獲前測定單位面積(1m2)結(jié)薯總粒數(shù)。合格數(shù):薯塊重量≥20g的粒數(shù),10~20g的粒數(shù),5~10g的粒數(shù),2~5g的粒數(shù)。不合格數(shù):薯塊重量≤2g的粒數(shù)。
試驗數(shù)據(jù)使用Excel 2010進行統(tǒng)計匯總,并使用SPSS 20對各處理數(shù)據(jù)進行方差分析和最小顯著性檢驗(LSR法)。
不同栽培基質(zhì)由于其理化性質(zhì)、物理狀態(tài)不同都會不同程度影響馬鈴薯脫毒苗的扦插、緩苗、成活率及后期成長,秸稈基質(zhì)同礦物質(zhì)基質(zhì)相比,秸稈纖維粗細不一,容易成絲成團,在脫毒苗扦插過程中會造成脫毒苗根部斷裂等。從表2可以看出,不同栽培基質(zhì)對馬鈴薯脫毒苗成活率的影響由高到低依次為T1>T3>T4>T7>T2>T6>T5。試驗結(jié)果表明,T1(蛭石)栽培的脫毒苗成活率最高,成活率為92.93%,蛭石同秸稈基質(zhì)相比,顆粒大小均一,澆水濕透后水分散失快,容易變得松散,利于脫毒苗的扦插,扦插不容易造成脫毒苗根部及莖稈的斷裂,因此成活率相比較生物基質(zhì)成活高。
表2 不同栽培基質(zhì)對試管苗成活率比較
表3 馬鈴薯脫毒苗定植前不同栽培基質(zhì)對脫毒苗生長的影響
表4 馬鈴薯脫毒苗壓苗后不同栽培基質(zhì)對脫毒苗生長的影響
不同栽培基質(zhì)對馬鈴薯脫毒苗移栽后對葉片數(shù)、株高、莖粗影響各不相同,根據(jù)馬鈴薯脫毒苗移栽后的管理技術(shù),主要分2個階段進行比較,第1階段為移栽后至壓苗前生長階段,第2階段為壓苗后生長階段。
圖1 壓苗前不同栽培基質(zhì)對脫毒苗株高的影響
圖2 壓苗前不同栽培基質(zhì)對脫毒苗莖粗的影響
不同栽培基質(zhì)對馬鈴薯脫毒苗壓苗前期的株高和莖粗影響顯著,同時脫毒苗株高和莖粗成反比,生長快的莖稈細,生長慢的莖稈粗。生物基質(zhì)同礦物質(zhì)基質(zhì)相比,脫毒苗較短,但莖稈較粗,主要原因為脫毒苗生長前期對于自由水的需求較多,礦物質(zhì)蛭石能夠釋放轉(zhuǎn)移更多的水給脫毒苗,生物質(zhì)基質(zhì)秸稈基質(zhì),自身吸水能力較強,釋放水緩慢,因此前期蛭石有利于脫毒苗快速生長。
同壓苗前相比,馬鈴薯脫毒苗處于生長水肥高需求階段,從圖3、圖4可以看出,采用黃芪秸稈基質(zhì)栽培的脫毒苗生長快速,壓苗后10d,黃芪秸稈基質(zhì)栽培的馬鈴薯脫毒苗生長旺盛,較其它6種基質(zhì)相比,生長快,同時莖粗也處于中級水平,主要原因是黃芪秸稈基質(zhì)生物質(zhì)和養(yǎng)分含量高,養(yǎng)分供給充分。
圖3 壓苗后不同栽培基質(zhì)對脫毒苗株高的影響
圖4 壓苗后不同栽培基質(zhì)對脫毒苗莖粗的影響
通過定期觀察發(fā)現(xiàn),不同栽培基質(zhì)對脫毒苗生長的影響不同,前期差異主要集中在苗子的整齊度上,從表5可以看出,T1、T2、T3、T4脫毒苗生長整齊,T5、T6、T7出現(xiàn)高低差異,但不明顯,呈現(xiàn)相對整齊。生長過程中T2、T5沒有病害發(fā)生;生長后期,T1葉片較淺,其他無明顯差異,主要原因為T1為純蛭石,其他都含有秸稈基質(zhì),收獲前枯萎率由高到低依次為T1>T5>T7>T3>T2>T6>T4。
表5 不同栽培基質(zhì)對脫毒苗長勢和病蟲害的影響
馬鈴薯脫毒苗在生長過程中受基質(zhì)氣水比和基質(zhì)含水量的影響較大,基質(zhì)儲藏水分的多少由基質(zhì)持水孔細度大小決定,因此評價基質(zhì)在作物生長過程中的含水量對于評價基質(zhì)具有重要意義?;|(zhì)在同等噴灌條件下,不同的基質(zhì)在不同時間下含水不同,從表6、圖5可以看出,在脫毒苗生長25d后,基質(zhì)含水量由高到低依次為T2>T3>T4>T5>T1>T7>T6,表明中藥材廢棄物基質(zhì)的保水性優(yōu)于礦物基質(zhì)蛭石,主要原因是秸稈基質(zhì)的水分蒸發(fā)量少于礦物質(zhì)基質(zhì)的蒸發(fā)量。
圖5 不同栽培基質(zhì)在馬鈴薯脫毒苗生產(chǎn)過程中含水量
圖6 不同栽培基質(zhì)對馬鈴薯原原種結(jié)薯數(shù)和合格粒數(shù)的影響
表6 不同栽培基質(zhì)在馬鈴薯脫毒苗生產(chǎn)過程中含水量
從表7可以看出,栽培基質(zhì)不同馬鈴薯原原種的產(chǎn)量不同,中藥材黃芪秸稈基質(zhì)馬鈴薯原原種產(chǎn)量最高,產(chǎn)量為413.3?!-2,比蛭石高16.4%,合格薯數(shù)為262.2粒·m-2,比蛭石高1.7%。同時,未合格的原原種數(shù)量也高,說明中藥材廢棄物基質(zhì)有利于馬鈴薯脫毒苗結(jié)薯,如果適當?shù)匮娱L生長時間,中藥材廢棄物基質(zhì)的合格薯數(shù)量有望增加更多。
表7 不同栽培基質(zhì)對馬鈴薯原原種產(chǎn)量的影響
通過中藥材秸稈基質(zhì)在馬鈴薯原原種中的繁育應(yīng)用,中藥材秸稈基質(zhì)完全符合馬鈴薯原原的繁育要求,同礦物質(zhì)基質(zhì)(蛭石)相比較,中藥材秸稈基質(zhì)在馬鈴薯脫毒苗生長中后期優(yōu)勢更加明顯,能夠給脫毒苗生長提供更多的養(yǎng)分,有利于馬鈴薯原原種的結(jié)薯和膨大,特別是處理T2(100%黃芪秸稈基質(zhì))表現(xiàn)最為突出,T7(50%黃芪加50%黨參復(fù)合秸稈基質(zhì)加15%蛭石)次之;但是脫毒苗生長前期礦物質(zhì)基質(zhì)持水穩(wěn)定性和脫毒苗成活率均好于中藥材基質(zhì)。實驗中所用的中藥材秸稈基質(zhì)為人工粉碎,人工翻堆腐熟而成,沒有形成工廠化,所以生產(chǎn)成本相對較高,但是中藥材秸稈基質(zhì)搭配的蛭石比例不高,且用過的基質(zhì)可以以肥料的形式還田再次利用,如果形成工廠化生產(chǎn),將會有非常廣闊的發(fā)展前景。綜合各方面因素分析,中藥材秸稈基質(zhì)完全可以作為蛭石的替代物應(yīng)用于馬鈴薯原原種的繁育。