中國南方脫毒馬鈴薯種性退化原因及預防措施

王先順，李大恒

(湘西自治州農業(yè)局糧油站，湖南吉首416000)

脫毒馬鈴薯是利用馬鈴薯幼苗莖尖分生組織，采用現代生物技術脫除已經侵入馬鈴薯植株體內的各種主要危害病毒后，在無菌培養(yǎng)室通過培養(yǎng)基培養(yǎng)瓶裝苗，然后在嚴格隔離的人工智能恒溫大棚內，利用高溫消毒滅菌的栽培基質繁殖出不攜帶危害馬鈴薯生產主要病毒的馬鈴薯種薯原原種(微型薯)，再利用原原種加代繁殖出經過脫毒的栽培種薯。其用種量小、品種純度高、增產幅度大、持續(xù)增產性強，生產出的商品薯具有大中薯率高、薯形整齊、表皮光滑、貯運和適口性好等優(yōu)點，能夠大幅度地提高產量和種植效益。

在自然條件下種植，特別是在低海拔或低緯度區(qū)域留種種植，隨著時間推移，馬鈴薯植株長勢越來越弱，表現出生長不整齊、葉片不平展，同時伴有花葉、卷葉、皺縮、畸形、矮化、叢生等癥狀，最嚴重的是塊莖變小，生物和經濟產量逐漸下降，最終導致馬鈴薯品質低劣和生產效益下降，表明馬鈴薯種性退化。據有關文獻資料記載和試驗數據，按照退化年限不一樣，一般減產幅度在30% ～50%，最高的減產幅度達到65%以上。因此，觀察試驗探索脫毒馬鈴薯種性退化原因，有針對性地采取預防措施防止其種性退化或延緩其退化速度，避免馬鈴薯大面積、大幅度減產，提高馬鈴薯生產的社會效益和經濟效益顯得尤為重要。

1 脫毒馬鈴薯種性退化原因

關于脫毒馬鈴薯種性退化的原因主要有三種學說:一是病毒浸染學說，認為馬鈴薯受病毒侵染，病毒在馬鈴薯體內不斷復制、增殖，取代或吞噬品種原本具有的優(yōu)良遺傳基因才導致種性退化;二是高溫誘發(fā)學說，認為馬鈴薯退化的原因是由于長時間在高溫條件下生長結薯繁殖造成;三是自然衰退學說，認為馬鈴薯長期使用塊莖無性繁殖致使品種所具有的有益遺傳基因不斷喪失，從而出現生理衰退。

1.1 病毒浸染

馬鈴薯病毒病類似于傳染病，病毒源、傳毒媒介和易感群體三因素促使病毒病蔓延。馬鈴薯的生長狀況、當地的氣候條件，防治措施等能夠影響和控制病毒病發(fā)展速度及程度，但在完全隔離病毒源和切斷傳毒途徑的條件下栽培，馬鈴薯生長即使不健壯，生產中不進行防治也不可能發(fā)生病毒病，這說明病毒浸染才是病毒病發(fā)生發(fā)展的根本。因此生產應用無病毒種薯是最有效的防止馬鈴薯病毒病的途徑。從20世紀50年代開始就有學者開展了以物理的、化學的和生物技術的方法來排除馬鈴薯體內病毒的研究。50年代中期通過莖尖培養(yǎng)，獲得了無PVX、PVA和PVY的馬鈴薯植株。隨后，莖尖組織培養(yǎng)無病毒植株技術迅速發(fā)展，為解決馬鈴薯病毒危害提供了有效途徑。到80年代初幾乎所有生產馬鈴薯的主要國家都利用這一技術，保持了優(yōu)良品種的生產潛力。20世紀70年代初，我國吉林農業(yè)大學、遼寧省農業(yè)科學院和黑龍江省克山農業(yè)科學研究所對莖尖組織培養(yǎng)進行初步試驗。從1974年開始，中國科學院植物所、微生物所、動物所等多家單位合作，通過莖尖組織培養(yǎng)、病毒檢測，生產了一批馬鈴薯脫毒苗，1976年栽種在內蒙古后旗，脫毒苗長勢表現良好，與未經脫毒的馬鈴薯對比有顯著差別。

1.2 高溫誘發(fā)

馬鈴薯地上植株最適宜生長溫度為21℃，6～9℃時生長極緩慢，高溫則容易引起徒長，溫度超過40℃時，馬鈴薯莖葉完全停止生長;馬鈴薯塊莖生長發(fā)育的最適宜大氣溫度僅為17～19℃，土溫15～18℃，當氣溫高于25℃時，塊莖生長嚴重受阻，超過30℃時塊莖停止生長。

中國科學院研究表明，高溫導致馬鈴薯生長受阻或停止，生長勢弱、抵抗力低，增加了病毒的感染率，誘發(fā)馬鈴薯病毒病發(fā)生。隨著病毒在植物體內不斷增殖，不斷累積加重，馬鈴薯種性逐漸退化，生物產量和經濟產量明顯減低，這就是南方低海拔地區(qū)不能就地留種的原因。南方馬鈴薯研究中心曾以中熟品種新芋4號、中晚熟品種米拉作了低海拔高溫環(huán)境下連續(xù)就地留種種植試驗，結果證明塊莖越種越小，產量明顯遞減(表1)。

表1 脫毒馬鈴薯低海拔地區(qū)就地留種試驗結果［11］

另一項試驗證明，種薯在不同海拔高度貯放(均是散光薄攤，海拔高度、年平均氣溫與表1同)，結果出苗率、生長勢、產量均差異明顯，證明低海拔地區(qū)、高溫對種薯退化不僅在田間生長期間而且在貯藏期間同樣影響較大。種薯長期在高溫條件下貯藏，刺激芽眼提早萌動，病毒在種薯體內迅速增殖積累，加劇了種薯退化程度和速度(表2)。

表2 種薯在不同海拔高度貯存比較試驗結果［12］

1.3 自然衰退

在馬鈴薯大面積生產過程中，由于不斷受到病毒侵染和高溫影響，各種病毒病不斷發(fā)展蔓延，植株長勢逐漸衰弱，植株體及塊莖組織內病毒不斷復制積累，并伴隨著種薯使用年限的增長，病毒越積越多，植株長勢越來越弱，品種抗性不斷衰退，只要具備利于病毒病發(fā)生的條件就會迅速發(fā)展蔓延;同時隨著種薯使用的世代增加，病毒病不斷發(fā)生，品種的各種優(yōu)良遺傳基因也逐漸被各種主要危害病毒等病原體侵蝕，品種本身具有的優(yōu)質、抗逆及豐產等優(yōu)良種性也伴隨種薯的自然衰退逐漸喪失，生產過程中的防治難度增加，導致嚴重減產、生產效益降低。在湖南省永順縣松柏鄉(xiāng)進行的一項使用同一馬鈴薯品種自行留種連續(xù)種植4年的試驗(2004～2007年)能清楚地說明脫毒馬鈴薯自然衰退的觀點(表3)。

表3 馬鈴薯脫毒連年種植種性退化及產量變化觀察試驗結果

雖然病毒學說普遍被人們所接受，但是筆者通過多年的試驗觀察并結合生產實踐認為:馬鈴薯種性退化的主要原因是三個方面綜合作用的結果，病毒侵染是根本，氣候條件和自然衰退是誘因。

2 防止和延緩脫毒馬鈴薯種性退化的措施

通過多年的生產實踐和試驗探索，防止和延緩脫毒馬鈴薯種性退化的有效手段就是針對導致種性退化的原因采取相應的農藝措施:應用高山、高海拔種植，或秋冬季早播，避開馬鈴薯生長階段高溫誘發(fā)病毒病留種，改善種薯儲藏條件，如采用恒溫庫儲藏等措施，以加強種性保持的時間等。

2.1 選用抗病毒能力強的優(yōu)良品種，建立良種繁育體系

選用抗病毒能力強的品種。在生產中選用鄂馬鈴薯5號、克新1號、中薯3號等脫毒馬鈴薯品種，減輕病毒病發(fā)展蔓延，防止和延緩脫毒馬鈴薯種性退化。

建立合理的良種繁育體系，實行種薯三級生產(原原種薯→原種種薯→商品種薯)模式。原原種薯以專業(yè)化制種單位或具有較好設施條件和技術力量的科研機構為主，選用優(yōu)良品種在實驗室進行科學的培養(yǎng)脫毒，檢測合格后在人工智能溫室進行生產;原種種薯組織專業(yè)的技術單位，在馬鈴薯種植區(qū)建立隔離網室或選擇高海拔隔離區(qū)集中繁殖，以保證種薯的純度和健康;商品種薯即在馬鈴薯種植區(qū)根據不同地理環(huán)境和栽培水平，選擇相對穩(wěn)定的種薯生產農戶進行訂單生產，集中收購后統籌供應，維持良種的生產力和延長其使用年限。

做好提純選優(yōu)工作，減少病毒累積。首先，在生產中加強科學培管，促進植株健壯生長，增強抗病毒能力，選擇優(yōu)株擴大繁殖，減少田間病毒累積;其次，在病毒感染尚不嚴重的田塊，選擇優(yōu)良健壯單株，進行繁殖留種，淘汰發(fā)病植株，剔除無性世代繁殖所積累的病毒，有效防止種性退化。

2.2 加快種薯更換，延緩種性退化

逐年更換種薯，特別是南方低海拔區(qū)域，杜絕自留種薯進行生產;中高海拔地區(qū)或秋馬鈴薯種植區(qū)連續(xù)種植最長也不能超過3年，否則種性退化明顯，嚴重影響大田生產的產量和種植效益。

2.3 規(guī)避高溫熱害，增強植株抵抗能力

馬鈴薯屬耐寒作物，高溫熱害嚴重影響其健康和正常生長，降低植株抵抗能力。在生產中應大力推廣秋播和晚播留種，避免馬鈴薯生長中后期與高溫酷暑疊加，使結薯期處于冷涼氣候條件下健壯生長，增強抗病能力，抑制病毒的繁殖與感染，減少和延緩種性退化程度及速度。

2.4 采用適宜的科學栽培技術

馬鈴薯生產宜采用深開溝和深耕高壟以及地膜覆蓋技術，降低地下水位和土壤濕度，減輕病害的發(fā)生。另外，采用降低種植密度和輪作倒茬對降低寄生在種薯表面和土壤縫隙中的致病菌引起的病害有明顯的效果，可推廣菜薯、稻薯輪作，忌與茄科作物輪作，一般3年輪作倒茬或隔行換溝輪作1次。

2.5 清除傳毒媒介寄主，切斷病毒傳播途徑

馬鈴薯病毒病的病毒主要是通過蚜蟲刺吸、人畜勞作和雨水沖刷等途徑進行傳播。在生產上應盡量清除周邊的桃李果木樹及雜草，減少蚜蟲寄主植物，減少人畜田間勞作損傷植株，清溝排漬防止雨水沖刷，降低馬鈴薯植株感染病毒幾率。

2.6 加強藥物預防，綜合防治

馬鈴薯種薯繁殖和大田生產過程中，在馬鈴薯未發(fā)病之前定期噴施殺病毒和殺菌制劑農藥保護植株，防止病原菌的侵入，控制病毒病發(fā)生發(fā)展，可有效保持品種優(yōu)良性狀。在幼苗期開始用病毒唑或70%甲基托布津或百菌清800倍液噴施，每次間隔7～15 d，可有效防治馬鈴薯病毒病、炭疽病、葉斑病。

2.7 科學貯藏種薯，提高種薯質量

貯藏是保證脫毒馬鈴薯種薯質量的重要環(huán)節(jié)，貯藏階段最主要的任務是防止種薯染病、腐爛、凍傷。收獲后及時去掉種薯塊莖上的泥土，在室外薄攤適度晾干，使種薯表面水分蒸發(fā)，斷面?zhèn)谟?然后用埋藏法貯藏，即放一層種薯鋪一層干凈濕潤的河沙，厚度為1～2 cm，交替放2～3層，最上部蓋上稻草等秸稈以防凍保濕;貯藏期間經常檢查，及時剔除爛薯，保持儲藏溫度在0℃以上，如發(fā)現濕度過低或溫度過高要及時調整，防止薯塊失水過度皺縮、發(fā)芽過度消耗養(yǎng)分，影響品質，降低來年植株生長素質和抵抗能力。

［1］ 張福明，徐希玉.脫毒馬鈴薯種性優(yōu)勢及推廣應用前景［J］.中國馬鈴薯，2000，15(5):308－309.

［2］ 王 義.脫毒馬鈴薯增產效益及推廣中幾個問題［J］.馬鈴薯雜志，1989，(3):166 －167.

［3］ 唐音凱，劉永賢.脫毒馬鈴薯春繁育種栽培技術初報［J］.中國園藝文摘，2011，(5):140 －141.

［4］ 劉 軍，任亞廷，楊虎軍，等.馬鈴薯種薯脫毒和防止退化的措施［J］.種子世界，2011，(10):47－47.

［5］ 孫麗琴 ，孫廣琴，高彩云.脫毒馬鈴薯組織培養(yǎng)技術在多倫縣的應用與研究［J］.現代農業(yè)，2005，(11):48－49.

［6］ 賀生瑞.脫毒馬鈴薯繁殖與高產栽培技術［J］.現代農業(yè)，2011，(9):39 －40.

［7］ 劉子學.不同世代脫毒馬鈴薯光合特性研究［J］.中國馬鈴薯，2011，16(4):206 －209.

［8］ 陳勇勝，王 蒂.馬鈴薯脫毒微型薯原原種再繁微型小薯的影響因素［J］.甘肅農業(yè)大學學報，2001，(3):301－305.

［9］ 王新團.脫毒馬鈴薯高產栽培技術［J］.西北園藝(蔬菜)，2011，(4):31 －31.

［10］ 肖佩民，張緒成，肖希穎，等，花卉植物品種退化的原因及防止措施［J］.中國種業(yè)，2005，(7):39 －40.

［11］ 余文暢，余貴先，陳振華，等.脫毒早熟馬鈴薯高低海拔聯動繁育的不同世代種薯表現分析［J］.作物雜志，2010，(6):117 －120.

［12］ 成馬麗，黃文林，聶宗順，等.不同海拔高度栽培脫毒馬鈴薯品種比較試驗［J］.現代農業(yè)科技，2008，(11):19－20.