淳 俊，桑有顺，冯 焱，陈 涛，汤云川，李 倩，张 林，杨 洪

(成都市农林科学院，四川 成都 611130)

【研究意义】马铃薯是我国重要的粮菜作物，采用无性繁殖，生产过程中易因病毒感染引起种薯退化，致使块茎品质下降、产量大幅度降低，使用脱毒种薯是恢复其高产性能的重要基础保障[1-2]。马铃薯原原种是指脱毒试管苗在防虫网室中生产的脱毒微型薯，用来生产原种以繁殖生产用种薯。原原种生产方式主要有无土基质栽培、试管薯诱导生产和气雾栽培生产(以下简称“雾培”)。其中，雾培受不利气候与资源条件的影响较小，且有利于自动化控制和进行周年高效生产[3]。【前人研究进展】Tierno R等[4]以不同熟期品种为试验材料，对基质栽培和雾培生产进行了评价与比较，发现在雾培下的植株营养周期延长12 %～36 %且增产效果显著，认为雾培系统是一个高产的马铃薯繁育系统，特别对中早熟品种有效。Mateus-Rodriguez J R等[5]以拉丁美洲为例，对雾培技术和其经济效益进行了系统化分析，结果表明雾培技术具有增殖率高、单位面积生产效率高、节约水肥能耗及经济指标优异等多个优点，提倡在发展中国家积极推广该项技术以保障马铃薯种薯供应。利用雾培生产马铃薯健康种薯的技术最先由新西兰开创[6]，随着多国研究人员的投入和国际马铃薯中心(CIP)的推广，这种方法普及到越来越多的国家。1997年，黑龙江省农业科学院首次从韩国引入马铃薯原原种气雾法生产技术并试验成功，随后该技术在全国范围内逐渐获得认可和应用。但目前由于原材料和劳动力成本大幅上涨，如何通过栽培、植株和环境等多方面管理挖掘单株增产潜力、提高原原种产量是亟需研究的关键问题。首先，马铃薯生长各阶段的最适温度不同：苗期为16～22 ℃，有利于茎叶生长和根系发育；薯块膨大期的温度要求则更为严格，为17～19 ℃，直接影响块茎形成和干物质累积。雾培生产中，马铃薯根系完全暴露在空气中，由营养液雾化喷施供给营养，营养液液温影响根系乃至整个植株的正常生长[7]，而相关报道很少。另外，有试验表明植株的管理调控有利于提高原原种产量。冯焱等[8]发现在块茎形成期内喷施50 mg/L多效唑和1 g/L比久可有效提高原原种产量、合格薯率和大薯率。高旭等[9]指出定植3节与摘心2次能加快匍匐茎的发生并提质增产。刘伟等[10]研究出匍匐茎剪尖和去除1次能显著抑制株高、促进匍匐茎生成。但匍匐茎剪尖操作较复杂、人工费用高，化学药剂喷施需与马铃薯熟期匹配且没有准确研究数据，目前同时进行物理与化学调控(以下简称“物化双控”)的研究较少。【本研究切入点】本试验针对成都平原马铃薯原原种雾培生产现状，选取不同熟期的马铃薯品种，耦合营养液液温控制、植株剪尖和化学药剂喷施，对雾培生产马铃薯原原种进行温物化三重调控(以下简称“温物化三控”)。【拟解决的关键问题】以期提高效益、增加产量。

1 材料与方法

1.1 供试材料

马铃薯早熟品种兴佳2号和晚熟品种青薯9号。

1.2 试验方法

试验采用雾培法，于2016-2017年在成都市农林科学院隔离大棚内进行，扦插密度54苗/m2。

营养液液温控制试验：以兴佳2号为材料，设计控温营养池，即增设制冷机及纯钛蒸发器用于夏秋季降温、加热系统用于冬春季升温，使营养液液温保持在(18±1) ℃，而传统雾培的营养液液温不设控温装置。

温物化三控试验：在此基础上针对不同熟期的马铃薯品种(兴佳2号和青薯9号)，进行矮壮素(CCC)和植株剪尖调控。CCC为四川国光农化股份有限公司生产的50 %水剂，喷施浓度为800倍液。雾培栽苗时间为1月26日，当苗高达到25 cm左右即3月8日(约移栽后40 d)开始第1次处理，具体安排见表1。

1.3 调查时间与方法

针对营养液液温控制，雾培苗扦插后20～100 d，以10 d为一个单位于8:00和13:00调查气温、传统雾培和控温雾培箱体内温度的变化，收获并统计合格结薯数(>2 g/粒)，每个处理调查10个位置(或株)，各处理设3次重复。

针对温物化三控，对不同熟期品种和植株管理方法，调查生育期间植株生长和结薯情况。于最后一次处理3周后即4月29日(约移栽后90 d)调查植株主茎高，于3月16日(50 d)、4月16日(80 d)和5月6日(100 d)统计合格结薯数，于5月6日一次性收获。每个处理调查10株，各处理设3次重复。

1.4 数据处理

利用Excel 2007 对试验数据进行统计做表，并且利用SPSS 13.0对试验数据进行方差分析。

表1 试验安排与试验时间

图1 雾培繁殖马铃薯原原种生育期内的温度变化Fig.1 Temperature changes during the growth period of the potato mini-tuber propagated by aeroponics

2 结果与分析

2.1 营养液控温对雾培箱温度的影响

马铃薯根系温度低于10 ℃或高于28 ℃均不利于结薯。如图1所示，传统雾培箱内的温度基本随气温波动。利用制冷和加热装置进行营养液液温控制后，雾培箱体内的温度即植株根系温度随气温波动幅度明显降低，与气温形成差异，更接近有利于匍匐茎结薯与膨大的温度范围。雾培移栽后40～70 d是结薯主要时期，而在春、秋两季生产中，此时也正好是温度陡然升高或降低的节点，营养液控温减少了植物根系气温的大幅波动，维持在16～21 ℃，降低了不利气温影响。在移栽70 d后即栽培后期，春季生产的气温升至28 ℃以上，秋季生产的气温降到10 ℃以下，均不利于结薯，而控温雾培箱体内春季维持于22 ℃左右，秋季保持在17 ℃上下，或可延长有效结薯期。

2.2 营养液控温对雾培生产马铃薯原原种产量的影响

以春季原原种生产为例(图2)，移栽后生长前期：传统雾培和控温雾培的产量性状基本相同，移栽后20～30 d的结薯数(即平均单株产量)分别为 3 和 5 粒，平均薯重约为0.22和0.50 g/粒。中期即40～70 d 则出现明显差异，控温雾培的结薯数和平均薯重均表现出较大增幅：传统雾培的结薯数依次为7、10、13和18 粒，平均薯重为0.80、1.43、1.73和2.55 g/粒，在此期间，控温雾培对结薯数的增加率分别为 42.85 %、60.00 %、46.15 % 和 22.22 %，对平均薯重的提高率为25.00 %、40.56 %、45.66 % 和 61.18 %。后期即80～100 d：传统雾培的结薯数不再发生变化，维持在18粒，平均薯重有缓慢增长，为3.09、3.28 和 3.29 g/粒。而控温雾培移栽 80 d 的单株结薯数为23粒，较同时期传统雾培提高27.78 %，平均薯重为4.5 g/粒，增加45.63 %；90～100 d，单株结薯数维持在24粒，平均薯重分别为4.60 和 4.69 g/粒，各增加40.24 %和42.55 %。整体来看，控温雾培较传统雾培的有效结薯期延长18～22 d，平均单株产量增幅33.33 %，单粒原原种平均薯重增幅42.55 %。

2.3 温物化三控对雾培生产马铃薯原原种生育期性状指标的影响

马铃薯原原种繁育的中后期要注意预防植株徒长，往利于结薯与膨大的方向进行生产管理，而单靠营养液控温难以实现这一目标。所以，本试验在营养液控温的基础上，以不同熟期的马铃薯品种为试验材料，进行CCC叶面喷施和剪尖调控配伍组合研究，即温物化三控，发现不同熟期品种的适宜方法有所差异(图3和表2)。

以春季雾培生产为例，图A为单株结薯数，图B为单粒原原种平均薯重图2 雾培繁殖马铃薯原原种产量性状对比Fig.2 Contrast of yield characters of the potato mini-tuber propagated by aeroponics

图3 不同品种和处理下的马铃薯植株主茎高Fig.3 Height of the main stem of potato plants under different varieties and treatments

针对早熟品种兴佳2号，CK(仅营养液控温)主茎高为50.30 cm，T2(叶面喷施CCC 2次)、T3(CCC 3次)、T5(剪尖2次)和T6(剪尖1次+CCC 1次)均能有效抑制上部植株生长且效果差异不大，主茎高仅为40.50 cm 左右，减幅19.48 %，T1(CCC 1次)和T4(剪尖1次)处理下的植株没能得到有效控制且后期结薯少。但T3会造成植株后期落黄早，匍匐茎结薯集中在生育中前期；而T5后期需对多个侧枝进行剪尖，工作量增加；故T2和T6较好。

针对晚熟品种青薯9号，CK主茎高达62.40 cm，T2、T3、T5和T6均能较好地控制植株徒长，其中T3效果最显著，主茎高仅为46.00 cm 左右，减幅26.28 %。结合生育期各性状指标来看，T1、T4和T6的植株未得到有效抑制且后期停止结薯或结薯少，T2和T5虽抑制了植株徒长但结薯均集中在中前期，且T5还存在侧枝增多的问题。而T3处理下，植株生长得到有效抑制，匍匐茎结薯于整个生育期，有利于结薯与膨大，故T3为佳。

2.4 温物化三控对雾培生产马铃薯原原种单株产量的影响

温物化三控对雾培繁殖马铃薯原原种的单株结薯数(>2 g/粒)有显著影响，但不同熟期品种的最佳处理存在不同(表3)。早熟品种兴佳2号单株结薯数为T6>T2>T5>T4>T3>T1>CK，T6即剪尖 1 次+CCC 1次对产量的促进效果最好，单株结薯数可达29.7粒，较CK(仅营养液控温)增幅22.22 %， T2即CCC 2次的效果次之，比CK提高18.93 %。晚熟品种青薯9号单株结薯数为T3>T5>T6>T2>T1>T4>CK，T3即CCC 3次的单株结薯数最高、为27.1粒，较CK增幅19.91 %，T5即剪尖2次的效果次之、为26.9粒，比CK提高19.03 %。以营养液控温为基础、结合不同次数、不同组合的CCC叶面喷施和剪尖处理，对不同熟期品种原原种的产量提升效果虽然并不一致，但都具有明显促进作用，且差异显著，温物化三控能有效增加合格薯结薯数，有利于提高马铃薯单株结薯潜力。

3 讨论与结论

单株合格薯结薯数是雾培生产原原种的重要产量指标，与种植效益息息相关。本研究结果表明，雾培营养液控温可降低外界气温对雾培箱内温度影响，延长有效结薯期，显著提高产量和平均薯重。并以此为基础，引入剪尖和CCC叶面喷施的植株管理方式，研制出温物化三控雾培技术，能进一步提高产量，且发现不同熟期马铃薯品种适宜的植株管理方式不同。

针对早熟品种兴佳2号，传统雾培的单株结薯数为18粒，营养液控温雾培为24粒，而温物化三控雾培可达29.7粒。在营养液控温的基础上，于苗高25cm 即移栽后约40 d 进行第1次植株管理，用CCC 800倍液进行叶面喷施或人工剪尖，再于约2周后进行第2次植株管理，即CCC 800倍液进行叶面喷施，均能有效抑制植株徒长，延长有效结薯期，显著增产，增产率为传统雾培的1.6倍以上。以原原种合格薯售价 0.35元/粒计算，单株产值增加约4元。所以，营养液控温+CCC 800倍液叶面喷施2次和营养液控温+CCC 800倍液叶面喷施1次+剪尖1次是早熟品种兴佳2号的最佳管理方式。同理，营养液控温+CCC 800倍液叶面喷施3次最适于晚熟品种青薯9号。

表2 雾培马铃薯原原种生育期间植株生长和结薯情况

表3 不同品种和处理下的马铃薯原原种单株结薯数统计

注：同列不同小写字母表示0.05水平差异显著。

Note: Values followed by different letters within a column means significant difference at the 0.05 level.

关于雾培生产原原种的研究多集中在品种和营养液配方上[11-14]，也有研究指出叶面喷施化学试剂可促进增产。Wang C C等[15]发现叶面喷施赤霉素、硝酸钙及其组合，可实现不同程度地增产，例如费乌瑞它的产量可提升49 %以上，但品种间存在差异。邹曾硕等[16]提出叶面喷施1～5 g/L KH2PO4能明显增加匍匐茎数量和 1 g 以上种薯数量，浓度为4 g/L时效果最好。本研究首次通过试验，指出营养液控温对单株产量和平均薯重的促进作用，并耦合物化双控进行植株管理，研制出温物化三控雾培技术。按实施密度 54 株/m2计算，本研究中早熟品种最高单株产量为29.7粒，单位面积产量为1603.8 粒/m2，晚熟品种则分别为27.1 粒/株和1463.4 粒/m2，较传统雾培增产60 %以上，与Rykaczewska K等[17]提出的雾培生产原原种单株产量32.5～36.0粒、每平方米1268～1396 粒相比(取决于品种)相比，温物化三控雾培的单位面积产量增加4.83 %～26.48 %，对成都平原生态区雾培生产马铃薯原原种具有指导意义，未来可针对不同品种、增产机理和更多因素耦合等开展进一步研究，深度挖掘单株增产潜力。