中藥材秸稈基質(zhì)對(duì)馬鈴薯脫毒苗農(nóng)藝性狀及產(chǎn)量的影響

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(xué)研究院，甘肅 定西 743000；2.定西市生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)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(huì)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(yán)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(jì)，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(fèi)，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(shí)現(xiàn)中藥材秸稈生態(tài)循環(huán)綜合利用，保護(hù)農(nóng)村生態(tài)環(huán)境，為當(dāng)?shù)伛R鈴薯產(chǎn)業(yè)升級(jí)提供新的技術(shù)迫在眉睫。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

1.1.1 試驗(yàn)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(yàn)材料

試驗(yàn)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(jī)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(gè)月左右后曬干后粉碎過10mm篩網(wǎng)。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

采用單因素設(shè)計(jì)，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(yàn)設(shè)置見表1。

表1 不同基質(zhì)試驗(yàn)設(shè)計(jì)表

1.3 試驗(yàn)概況

本試驗(yàn)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(yàn)設(shè)計(jì)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 指標(biāo)測(cè)定

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(cè)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(duì)基質(zhì)的含水分量進(jìn)行測(cè)定1次，監(jiān)測(cè)不同栽培基質(zhì)的持水保墑能力。

1.4.3 脫毒苗生長勢(shì)

定植后，脫毒苗壓苗前，每隔5d在每小區(qū)取樣5株測(cè)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(cè)定植株高度、葉片數(shù)、莖粗。

1.4.4 產(chǎn)量

原原種收獲前測(cè)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)。

1.5 數(shù)據(jù)處理

試驗(yàn)數(shù)據(jù)使用Excel 2010進(jìn)行統(tǒng)計(jì)匯總，并使用SPSS 20對(duì)各處理數(shù)據(jù)進(jìn)行方差分析和最小顯著性檢驗(yàn)(LSR法)。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同栽培基質(zhì)對(duì)馬鈴薯脫毒苗成活率的影響

不同栽培基質(zhì)由于其理化性質(zhì)、物理狀態(tài)不同都會(huì)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(xì)不一，容易成絲成團(tuán)，在脫毒苗扦插過程中會(huì)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(duì)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(yàn)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(duì)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(duì)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(duì)脫毒苗生長的影響

2.2 不同栽培基質(zhì)對(duì)馬鈴薯脫毒苗移植后生長的影響

不同栽培基質(zhì)對(duì)馬鈴薯脫毒苗移栽后對(duì)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(gè)階段進(jìn)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(duì)脫毒苗株高的影響

圖2 壓苗前不同栽培基質(zhì)對(duì)脫毒苗莖粗的影響

不同栽培基質(zhì)對(duì)馬鈴薯脫毒苗壓苗前期的株高和莖粗影響顯著，同時(shí)脫毒苗株高和莖粗成反比，生長快的莖稈細(xì)，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?yàn)槊摱久缟L前期對(duì)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(qiáng)，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(shí)莖粗也處于中級(jí)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(duì)脫毒苗株高的影響

圖4 壓苗后不同栽培基質(zhì)對(duì)脫毒苗莖粗的影響

2.3 不同栽培基質(zhì)對(duì)脫毒苗長整齊度及病害影響

通過定期觀察發(fā)現(xiàn)，不同栽培基質(zhì)對(duì)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(duì)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?yàn)門1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(duì)脫毒苗長勢(shì)和病蟲害的影響

2.4 不同栽培基質(zhì)在馬鈴薯脫毒苗生產(chǎn)過程中持水力比較

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(chǔ)藏水分的多少由基質(zhì)持水孔細(xì)度大小決定，因此評(píng)價(jià)基質(zhì)在作物生長過程中的含水量對(duì)于評(píng)價(jià)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(shí)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(duì)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

2.5 不同栽培基質(zhì)對(duì)馬鈴薯原原種產(chǎn)量的影響

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?！-2，比蛭石高1.7%。同時(shí)，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(dāng)?shù)匮娱L生長時(shí)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(duì)馬鈴薯原原種產(chǎn)量的影響

3 結(jié)論與討論

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(shì)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(shí)驗(yàn)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(duì)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(huì)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。