本發(fā)明屬于無土栽培技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及馬鈴薯脫毒種薯和種苗水培一體化高倍繁育方法。

背景技術(shù)：

馬鈴薯是茄科茄屬塊莖植物，是全球重要的糧食作物。但馬鈴薯多年種植會感染病毒退化減產(chǎn)，平均減產(chǎn)30-50％。目前全世界科學(xué)家解決退化的主要技術(shù)是通過莖尖脫毒繁苗，然后繁育微型薯并進(jìn)一步繁育原種加以利用。其馬鈴薯脫毒種薯繁育方式主要有基質(zhì)栽培、霧培、水培和試管培育等方式。其中馬鈴薯脫毒種薯水培繁育技術(shù)，具有苗薯的繁育能力高，操作程序更加簡化?？纱蟠鬁p少組培試管苗繁育數(shù)量，節(jié)約組培車間面積，提供優(yōu)質(zhì)種苗，可大大提高微型薯繁殖倍數(shù)，提高微型薯質(zhì)量。該技術(shù)可在所有馬鈴薯脫毒中心實施，具有極大地市場需求，前景廣闊。

現(xiàn)有的馬鈴薯脫毒種薯水培生產(chǎn)技術(shù)采用“苗薯分繁”方式進(jìn)行繁苗和種薯生產(chǎn)，即前期采用水培方法對試管苗進(jìn)行剪苗培育復(fù)壯，其母苗多次剪苗后廢棄不用，造成浪費。后期將培育的壯苗移栽至生產(chǎn)苗床進(jìn)行水培種薯繁育，多一個移栽環(huán)節(jié)。同時，現(xiàn)有方法雖然能夠滿足馬鈴薯水培種薯生產(chǎn)需要，但不能為馬鈴薯脫毒種薯生產(chǎn)時匍匐莖、塊莖發(fā)生和膨大期間提供最佳的生長環(huán)境。因此不利于匍匐莖早發(fā)生、多發(fā)生；不利于馬鈴薯塊莖正常膨大；不能解決后期塊莖生長和根系營養(yǎng)吸收共處于營養(yǎng)液中的矛盾；不能夠降低或減少綠藻等藻類植物滋生；不能解決營養(yǎng)液溫度過高過低問題。因此，迫切需要從設(shè)施、營養(yǎng)液、環(huán)境、剪苗技術(shù)以及基礎(chǔ)苗品種與環(huán)境互作關(guān)系等方面進(jìn)行深入研發(fā)，形成一套馬鈴薯脫毒種薯和種苗水培高倍繁育的新方法。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

有鑒于此，本發(fā)明的目的在于提供一種有鑒于此，本發(fā)明提供一種馬鈴薯脫毒種薯和種苗水培高倍繁育方法，即將脫毒試管苗在水培條件下不斷剪苗生根擴(kuò)繁(移栽)，而后通過合理的營養(yǎng)液和光源誘導(dǎo)其母苗匍匐莖和塊莖的生長，實現(xiàn)“苗薯同繁”。

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：

1、馬鈴薯脫毒種薯和種苗水培一體化高倍繁育方法，包括如下步驟：

1)將脫毒組培苗經(jīng)煉苗后，定植于水培育苗器中生根、復(fù)壯；

2)待幼苗長高至10cm左右后將上端5cm長的莖段剪下，去掉莖段基部葉片后在50mg·l^-1iba溶液中浸泡20min，然后定植于水培育苗器中；

3)將定植的水培苗培養(yǎng)至株高10～15cm，莖粗2～4mm，帶5片以上大葉片時獲得結(jié)薯栽培苗；培養(yǎng)條件為：營養(yǎng)液溫度為18±2℃，ph值5.8～6.0；環(huán)境溫度控制在18～22℃，光照強(qiáng)度300μmolm^-2s^-1，光照時間11h/天；

4)定植20天后，將水培苗長的側(cè)枝由頂端向下剪5cm，剪下基部葉片后在50mg·l^-1iba溶液中浸泡20min，然后定植于水培育苗器中，然后按步驟3)培養(yǎng)為結(jié)薯栽培苗；

5)定植40天后去掉植株基部老葉后將莖稈下放2-3個節(jié)，將營養(yǎng)液更換為結(jié)薯期營養(yǎng)液，至薯塊長至質(zhì)量大于2g獲得種薯。

優(yōu)選的，步驟1)為：脫毒組培苗揭膜后在18～25℃下煉苗2-3天，然后將苗從組培瓶中取出后沿苗基部去掉老根并洗凈，將苗下端在20mg·l^-1iba溶液中浸泡20min后，用珍珠棉管包裹插入含有清水的水培槽的水培育苗器中，培育1-2天后換成營養(yǎng)液對組培苗進(jìn)行生根、復(fù)壯，培育過程調(diào)節(jié)營養(yǎng)液深度為2～4cm，營養(yǎng)液溫度控制在25±2℃。

優(yōu)選的，步驟4)之后還包括，每隔10天，將水培苗長的側(cè)枝由頂端向下剪5cm，一批重復(fù)剪2次，然后剪下基部葉片后在50mg·l^-1iba溶液中浸泡20min，然后定植于水培育苗器中，然后按步驟3)培養(yǎng)為結(jié)薯栽培苗。

優(yōu)選的步驟3)中，定植20天前控制營養(yǎng)液深度為2-4cm，水培育苗器距底部高度5cm，營養(yǎng)液循環(huán)5min，暫停20min；20天以后，調(diào)整栽培槽底部坡度為2～3°，使進(jìn)水口略高于出水口，流動液面保持1cm左右，營養(yǎng)液循環(huán)3min，暫停15min；營養(yǎng)液每30天徹底更換一次；40天后將水培育苗器底部高度調(diào)至6～7cm，營養(yǎng)液每20天徹底更換一次。

更優(yōu)選的，所述營養(yǎng)液各組分濃度如下：kno31900.00mg·l^-1、nh4no31410.00mg·l^-1、kh2po4170.00mg·l^-1、mgso4·7h2o370.00mg·l^-1、ca(no3)2·4h2o705.00mg·l^-1、h3bo36.20mg·l^-1、mnso4·4h2o22.3mg·l^-1、znso4·7h2o8.60mg·l^-1、na2moo4·2h2o0.25mg·l^-1、cuso4·5h2o0.025mg·l^-1、cocl2·6h2o0.025mg·l^-1、na2·edta37.25mg·l^-1、feso4·7h2o27.85mg·l^-1。

更優(yōu)選的，所述結(jié)薯期營養(yǎng)液各組分濃度如下：kno31425.00mg·l^-1、nh4no31057.50mg·l^-1、kh2po4127.50mg·l^-1、mgso4·7h2o277.50mg·l^-1、ca(no3)2·4h2o528.75mg·l^-1、h3bo36.20mg·l^-1、mnso4·4h2o22.3mg·l^-1、znso4·7h2o8.60mg·l^-1、na2moo4·2h2o0.25mg·l^-1、cuso4·5h2o0.025mg·l^-1、cocl2·6h2o0.025mg·l^-1、na2·edta37.25mg·l^-1、feso4·7h2o27.85mg·l^-1。

優(yōu)選的，步驟3)中，所述光照使用紅藍(lán)光5:1的led燈作為光源。

優(yōu)選的，步驟4)中，每次剪苗前10天噴施20mg·l^-1ga和0.5mg·l^-16-ba混合激素。

本發(fā)明的有益效果在于：馬鈴薯脫毒種薯和種苗水培一體化高倍繁育方法，與現(xiàn)有技術(shù)相比具體如下優(yōu)點：

1)利用水培設(shè)施可調(diào)節(jié)栽培板的高度、回流管口高度、栽培槽水平角和營養(yǎng)液循環(huán)時間，苗期可保證小苗與營養(yǎng)液充分接觸；根系發(fā)達(dá)后可增大根系、匍匐莖和塊莖的生長空間和與空氣的接觸面積，減少槽中營養(yǎng)液滯留量，加速營養(yǎng)液循環(huán)，極大緩解地下空間高濕低氧和塊莖生長空間限制問題；

2)栽培板定植孔設(shè)計為“凸”形定植孔和固定圈，增加了置于黑暗環(huán)境下節(jié)間數(shù)量，有利于多發(fā)匍匐莖，解決栽培板夾薯、阻擋匍匐莖生長等問題，并極大簡化栽培流程，提高系統(tǒng)效率；

3)增加過濾網(wǎng)，將塊莖生長與根系營養(yǎng)吸收空間分離，降低塊莖生長環(huán)境濕度，減少塊莖皮孔數(shù)量，提高塊莖儲藏品質(zhì)；

4)通過優(yōu)化營養(yǎng)液溫度、營養(yǎng)液離子濃度、補(bǔ)光光質(zhì)、激素和剪分枝等手段來協(xié)調(diào)地上地下的生長，苗期調(diào)控提高扦插苗產(chǎn)量，后期調(diào)控提高微型薯產(chǎn)量；

5)通過營養(yǎng)液和溫室溫度控制，實現(xiàn)了微型薯周年不間斷生產(chǎn)的目標(biāo)；

6)安裝液體紫外線殺菌燈及育苗器加厚避光改進(jìn)，解決水傳病菌及藻類生物滋生的問題；

7)栽培系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，成本及能耗低，管理技術(shù)要求不高，苗薯繁殖效率高，可周年生產(chǎn)，設(shè)備利用率高，可實現(xiàn)規(guī)?；?、工廠化生產(chǎn)。

因此利用本發(fā)明的方法能夠同時培育馬鈴薯種薯和種苗，提高種苗和微型薯的產(chǎn)量的質(zhì)量，擴(kuò)大植株繁殖倍，縮短了微型薯的生產(chǎn)期；同時操作程序更加簡化，還利于減少種薯儲藏期間病害發(fā)生，提高種薯質(zhì)量，對馬鈴薯種薯和種苗的培育具有重要意義。

附圖說明

為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和有益效果更加清楚，本發(fā)明提供如下附圖進(jìn)行說明：

圖1為馬鈴薯脫毒苗營養(yǎng)液膜水培系統(tǒng)簡圖。

具體實施方式

下面將結(jié)合附圖，對本發(fā)明的優(yōu)選實施例進(jìn)行詳細(xì)的描述。

本發(fā)明實施例使用的水培設(shè)施如下：水培槽由鋼材焊接而成，槽長寬高規(guī)格有370cm×120cm×20cm和750cm×120cm×20cm兩種規(guī)格試，槽底部和側(cè)邊鋪設(shè)防水板材，槽內(nèi)鋪設(shè)塑料防滲薄膜，栽培槽底部與水平面的傾角可調(diào)節(jié)，栽培槽結(jié)構(gòu)如圖1所示。其中1為水培生產(chǎn)育苗器1、2為盛液箱體2，3為可升降過濾網(wǎng)3，4為營養(yǎng)液供應(yīng)管4，5為出水口5，6為防水紫外線燈6，7為溫度調(diào)節(jié)蒸發(fā)器7，8為浮球開關(guān)8，9為時間控制器水泵，10為營養(yǎng)液池，21為塑料薄膜，22為長方體箱架，41為營養(yǎng)液供給導(dǎo)管，出水管71，進(jìn)水管72，溫度感應(yīng)器73和純鈦蒸發(fā)器74。具體見公開號為cn205284507u的中國專利。

實施例1、馬鈴薯脫毒種薯和種苗水培一體化高倍繁育方法

1)供試脫毒組培苗揭蓋后在室溫(18～25℃)下煉苗，2-3天后將苗從組培瓶中取出后去掉老根并洗凈，將苗下端在20mg·l^-1iba溶液中浸泡20min后用珍珠棉管包裹插入育苗器中，在水培苗床中清水培育1-2天后換成營養(yǎng)液培育。對組培苗進(jìn)行生根、復(fù)壯，此時調(diào)節(jié)回流管口高度，使?fàn)I養(yǎng)液深度在2～4cm，使基部能夠充分接觸營養(yǎng)液，營養(yǎng)液溫度控制在25±2℃；育苗營養(yǎng)液配方如下表1和表2所示，營養(yǎng)液全用去離子水配制，配好后用hno3和naoh調(diào)節(jié)ph值5.8～6.0，營養(yǎng)液裸露部分覆蓋厚泡沫板，營養(yǎng)液循環(huán)5min，暫停30min。營養(yǎng)液每20天徹底更換一次。育苗期間開啟營養(yǎng)液紫外殺菌燈。

表1、營養(yǎng)液和育苗營養(yǎng)液配方

表2、營養(yǎng)液和育苗營養(yǎng)液微量元素及鐵鹽配方

秋冬季育苗需對水培扦插苗進(jìn)行每天補(bǔ)光12h以上，并保證溫室內(nèi)溫度在25℃，以促進(jìn)扦插生根和防止小苗結(jié)薯。

2)待幼苗長高至10cm左右后將上端5cm長的莖段剪下，去掉莖段基部大葉片后在50mg·l^-1iba溶液中浸泡20min，用珍珠棉管包裹后將莖段扦插入育苗器中重復(fù)步驟a，重復(fù)步驟b2次；

3)將復(fù)壯的剪切苗在25±2℃條件下培養(yǎng)10天即可得到株高10～15cm，莖粗2～4mm，帶5片以上大葉片的合格結(jié)薯栽培苗；將營養(yǎng)液溫度調(diào)至18±2℃，ph值5.8～6.0；環(huán)境溫度控制在18～22℃，補(bǔ)光光源選擇光質(zhì)為紅藍(lán)光5:1的led燈，光照強(qiáng)度(光合有效輻射，par)300μmolm^-2s^-1，光照時間11h/天，生產(chǎn)期內(nèi)開啟紫外線殺菌燈進(jìn)行營養(yǎng)液消毒滅菌。紅藍(lán)光5:1的led燈光質(zhì)的優(yōu)點是較傳統(tǒng)高壓鈉燈節(jié)能性突出，光效優(yōu)良，促進(jìn)植株生長發(fā)育，植株壯苗系數(shù)、葉面積、光合速率、成薯率、微型薯產(chǎn)量等均提高。

營養(yǎng)液配方為結(jié)薯期營養(yǎng)液配方，如下表3和表4所示，結(jié)薯期后降低營養(yǎng)液離子濃度特別是n含量以促進(jìn)結(jié)薯，所有營養(yǎng)液用去離子水配制。

表3、結(jié)薯期營養(yǎng)液配方

表4、結(jié)薯期營養(yǎng)液微量元素和鐵鹽配方

4)定植10天后每隔10天噴施一次由噴施ga20mg·l^-1+6-ba0.5mg·l^-1組成的混合激素，重復(fù)三次；20天后將長分枝頂端剪下5cm作為扦插苗，扦插苗去掉基部大葉片后培養(yǎng)為栽培苗，之后每隔10天剪一次，可重復(fù)剪2～3次進(jìn)行繁苗；不剪苗再配合噴施10mg·l^-1ga或ga20mg·l^-1+6-ba0.5mg·l^-1水劑可顯著提高微型薯產(chǎn)量，剪苗后微型薯產(chǎn)量顯著下降；剪苗3次配合每次剪苗前10天噴施ga20mg·l^-1+6-ba0.5mg·l^-1水劑，剪切扦插苗數(shù)量和總體苗薯繁殖倍數(shù)最高。

本實施例優(yōu)選的，定植20天前控制營養(yǎng)液深度為2-4cm，水培育苗器距底部高度5cm，營養(yǎng)液循環(huán)5min，暫停20min；20天以后，調(diào)整栽培槽底部坡度為2～3°，使進(jìn)水口略高于出水口，流動液面保持1cm左右，營養(yǎng)液循環(huán)3min，暫停15min；營養(yǎng)液每30天徹底更換一次；40天后將水培育苗器底部高度調(diào)至6～7cm，營養(yǎng)液每20天徹底更換一次。

為了讓剪苗完成次后讓植株正常生長，40天時去掉植株基部老葉后將莖稈下放3節(jié)，并更換營養(yǎng)液為結(jié)薯配方，60天開始可連續(xù)采摘質(zhì)量大于2g的合格微型薯，但應(yīng)該減少采摘次數(shù)，以減少地下部分見光時間。

為了研究不同因素對植物生長發(fā)育、光合速率和微型薯產(chǎn)量的影響，用不同營養(yǎng)液離子濃度、不同led補(bǔ)光光質(zhì)、ga和6-ba混合激素處理、栽培苗分枝剪苗次數(shù)處理，統(tǒng)計植株生長發(fā)育、光合速率和最終微型薯產(chǎn)量，結(jié)果如表5～7所示。

表5、調(diào)控措施對水培馬鈴薯植株定植20天時生長的影響

注：“-”表示該數(shù)據(jù)未測，小寫字母表示在5％水平的顯著差異性，下同

表6、調(diào)控措施對水培馬鈴植株葉綠素含量及光合速率的影響

表7、調(diào)控措施對水培馬鈴最終剪切扦插苗和微型薯繁殖效果的影響

由表5～7可以看出，本發(fā)明的栽培管理優(yōu)勢主要體現(xiàn)在：

1、通過對水培馬鈴薯植株營養(yǎng)液離子濃度進(jìn)行動態(tài)調(diào)控，營養(yǎng)生長期離子濃度4248.51mg·l^-1的營養(yǎng)液配方可加速植株莖葉生長，擴(kuò)大葉面積、葉綠素含量和光合速率，提高壯苗系數(shù)(表5、6)。結(jié)薯期離子濃度為3186.38mg·l^-1的營養(yǎng)液配方可顯著促進(jìn)微型薯形成，提高微型薯產(chǎn)量(表7)。

2、光質(zhì)為5:1紅藍(lán)光的led燈補(bǔ)光下苗期可矮化水培植株，增大葉面積、莖粗和壯苗系數(shù)，提高光合速率和葉綠素含量(表5、6)，微型薯單位面積數(shù)量達(dá)到了1955?！^-2，單位面積數(shù)量達(dá)到了5622g·m^-2，產(chǎn)量達(dá)到了最佳水平(表7)。

3、在ga、6-ba組成的混合激素和剪苗次數(shù)雙重處理下，從表7可知，應(yīng)按照生產(chǎn)目標(biāo)合理選擇剪苗次數(shù)，若以微型薯生產(chǎn)為主則不剪苗，噴施ga20mg·l^-1+6-ba0.5mg·l^-1可顯著提高微型薯產(chǎn)量，剪苗將導(dǎo)致微型薯產(chǎn)量顯著下降。若追求最大繁殖倍數(shù)，則剪苗3次配合每次剪苗前10天噴施ga20mg·l^-1+6-ba0.5mg·l^-1水劑，剪切扦插苗數(shù)量和總體苗薯繁殖倍數(shù)最高。

將本發(fā)明的方法與基質(zhì)栽培和霧培微型薯的產(chǎn)量比較，結(jié)果如表示8所示。

表8、馬鈴薯種薯和種苗水培一體化高倍繁育技術(shù)與基質(zhì)栽培和霧培微型薯產(chǎn)量比較

注：單株繁殖倍數(shù)＝單株塊莖數(shù)+單株剪切扦插苗數(shù)。單株塊莖數(shù)僅指質(zhì)量≥2g的微型薯數(shù)量

由表8可知，本發(fā)明體系水培微型薯單位面積數(shù)量和產(chǎn)量均顯著高于基質(zhì)栽培，且與基質(zhì)栽培相比可大大減少脫毒苗的用量；與霧培微型薯產(chǎn)量相比，本發(fā)明單位面積微型薯數(shù)量已達(dá)到甚至超過霧培的水平。

最后說明的是，以上優(yōu)選實施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案而非限制，盡管通過上述優(yōu)選實施例已經(jīng)對本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的描述，但本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，可以在形式上和細(xì)節(jié)上對其作出各種各樣的改變，而不偏離本發(fā)明權(quán)利要求書所限定的范圍。