气雾培法快速繁殖马铃薯种薯

我国是世界第一大马铃薯生产国,现在,马铃薯已被农业部认定为主要粮食作物,我国对马铃薯栽培技术日益重视起来了。

气雾培条件下,长成“树”状的马铃薯植株

马铃薯起源于南美洲安第斯山中部地区。作为重要粮食作物,对许多发展中国家来说,马铃薯种薯繁殖成本偏高,迫切需要一个低成本高效的种薯扩繁方法。

水培的马铃薯种薯

位于南美洲秘鲁的国际马铃薯中心(CIP)向全球推广马铃薯种薯气雾培扩繁技术。气雾培用于马铃薯扩繁最早源自1996年韩国的开创性工作,我国科学工作者也是较早紧跟上来。后来,国际马铃薯中心集成这项技术,向全球推广,尤其是发展中国家。

自2006年以来,该技术在南美洲已成功应用与推广,方法与材料相对简单,每株可生产100个微型薯。

气雾培产生的马铃薯种薯

气雾培是一种无土栽培方法,首先用于蔬菜生产。不同于水培方法(根系浸于营养液中),气雾培经雾化设施把营养液雾化为营养雾,根系“沐浴”于营养雾中,从“营养雾”获取氧气、水分与养分。

气雾培原理图

气雾培扩繁种薯,同传统扩繁方法相比,该方法结薯数量提高了10倍,而且成本低,速度快。

现在,我国一些公司也开始生产马铃薯种薯,大部分仍采用传统方法。传统方法就是马铃薯体外试管苗(就是组织培养方法生产的马铃薯脱毒苗)移植到温室内土壤中(经消毒处理)继续培养,让试管苗产生微型种薯。

气雾培产生的种薯

这种方法主要是土培(土壤栽培),也有的用其他基质与土壤混配形成的基质。一般需要给土壤或基质消毒,常用溴甲烷(溴甲烷成本低),有效地清除土壤或基质的节肢动物、线虫、病原菌与杂草等。试管苗移栽到温室的土壤或基质中培养,每株植物可以产生5~10个种薯。现在,国际马铃薯中心推荐蒸汽消毒,效果更好。传统方法扩繁马铃薯劳动量大(每次需要翻土、消毒)。

气雾培产生的马铃薯种薯

现在,国际上很多国家与公司用水培方法扩繁马铃薯种薯。但相对于土培与水培来说,气雾培方法结薯数量多,成本低,更高效。

气雾培有效地利用温室内垂直空间、温度与湿度条件,优化马铃薯根、块茎、叶的最佳生长环境。

气雾培,弥漫的“营养雾”

马铃薯温室气雾培扩繁种薯,结薯数量明显增加;马铃薯营养生长增长了1~2个月;显著增加农户收入并减少生产成本;能在短时间收回投资。

目前来说气雾培耗能较大,以后,可将可再生能源(如太阳能与风能)运用到气雾培来。

马铃薯气雾培种薯繁殖原理

国际马铃薯中心提供了详细的示范方法,这种方法主要针对发展中国家的,采用最低成本的材料与最基本操作。让我们来了解一下,以提高马铃薯种薯繁殖效率。

1 搭建温室

搭建温室主要能有效控制生长温度与湿度,为马铃薯提供良好的生长环境。

温室高度适中,有利于保温。温室周边地势平整,有水电。附近无高大树木、建筑物,周边也无作物,尤其是茄科作物。

搭建温室

搭建温室

材料:木材、水泥、防虫网、屋顶材料、透光材料(玻璃纤维、聚碳酸酯、塑料膜等)、黑色遮阳网(透光率50%)。玻璃纤维与聚碳酸酯使用寿命长(10~15年),但成本高。塑料薄膜最经济。

搭建温室

温室与遮阳网

温室底面可适当硬化,能隔离土壤,避免杂草与其他土传病虫害危害。

屋顶有覆盖遮阳网架子。

示范的温室高度为2.5米,覆盖玻璃纤维、聚碳酸酯或塑料薄膜。

温室

2 植物材料

要预先培养适合气雾培的马铃薯小苗。适合的气雾培小苗可以是组培试管苗(产量好),茎扦插苗与块茎萌芽苗结薯量也很高。

马铃薯试管苗生产过程,目前,我国许多公司就是采用此方法,获得的试管苗再土培产生种薯。

(1)试管脱毒苗,即植物组织培养的马铃薯脱毒苗。在移栽于气雾培栽培槽之前,

试管苗应适应温室环境2~3天(炼苗),再移栽于育苗钵内,用沙子作为基质。试管苗根系发育好,抗性强,成活率高。

气雾培下马铃薯种薯

试管苗也可以直接移到气雾栽培槽内,但是在生产上,试管苗先移到沙培中培养一段时间使根系发育良好,提高成活率。

在此期间,苗子应避免太阳直射,开始5~7天内,浇稀释的营养液(营养液与水比列为1:1),之后,浇全营养液。在15-20天后,植物根系充分发育,可移到气雾培中。

水培方法培育的马铃薯种薯

(2)块茎萌芽苗

选择无病害的马铃薯块茎,清洗。把带有芽的块茎植于填有沙子育苗钵中。然后,浇清水,芽依靠母体自身的营养来生长,2-3周后形成植株幼茎,待根系充分发育后,再移到气雾培中栽培。

种薯生产过程

(3)茎扦插苗

不带病的马铃薯母株打顶诱发枝条萌发,2~3周后,剪取马铃薯枝条扦插在含有沙子的育苗钵中生根。

也可以先把插条浸于生根粉中,然后再扦插到含有沙子的育苗钵中,这样有利于插条生根。然后,浇水,待根系充分发育后,再移到气雾培中繁殖。

水培方法获得的种薯

3 气雾培系统

构建气雾培栽培系统。首先制备气雾栽培槽,栽培槽大小与布局应充分利用温室空间为宜。栽培槽材料为泡沫塑料板,也可用防湿的压缩纸板或压缩锯沫板。

搭建栽培槽支架

栽培槽的宽度可根据喷雾嘴喷雾范围来调整,大多数喷雾嘴喷射范围为50公分,因此栽培槽宽1米是合适的。

支撑栽培槽支架用木材与钢材来制成。

泡沫板栽培槽,留有则窗,便宜收获种薯

栽培槽高度为80公分到100公分,栽培槽侧面留有面积为50公分×30公分窗户,侧窗用来收获微型种薯。

栽培槽内部输液管道,黑色塑料薄膜遮光

栽培槽适当倾斜,有利于滴落在栽培槽底部的营养液由重力作用循环到营养液池中来,建议4%倾斜度(也就是30公分高对700公分长)。

顶层,定植孔

顶层泡沫板有定植孔。

栽培槽内层用黑塑料覆盖,遮光。底层铺塑料薄膜,避免营养液渗漏。顶部的外层覆盖透明或白塑料薄膜,目的反射太阳光,防止栽培槽过热。同时也用黑塑料薄膜覆盖侧面窗口。

营养液池与水泵

栽培槽中间有输营养液的管道。直径16毫米输液管道布于栽培槽内,每隔60~65公分有一喷雾嘴。

建两个营养液池,安装两台水泵,给植物提供营养液。

栽培槽与管道

输液管

过滤材料,过滤材料降低营养液堵塞的风险。

所有栽培槽朝向营养液池方向有一倾斜度,使落到栽培槽底部的营养液因重力返回到营养池中。

(这部分工作可由电工和水管工来完成或协助完成)。

输液管

4 营养液配制及小苗移栽

每个马铃薯品种要求不同营养液,在营养液配制过程,营养最好为容易购买到的肥料,这些肥料易溶于水,根系容易吸收。

一种营养液配方

马铃薯定殖苗

然后,从上面提到育苗钵起苗,去掉根部的沙子。

用海绵把植株固定于泡沫板定植孔中。然后,启动气雾培,让根系“沐浴”于营养雾中。

树状马铃薯植株——用线固定

植株在营养雾中生长很快,植株高大,可用支撑物支撑植株。在气雾培条件下,充分利用了温室垂直空间,根系与叶生长期长,植株比大田高大——马铃薯小树。

马铃薯生长

马铃薯生长

5 收获和贮藏

移植后,产生微型种薯,微型种薯8克左右时采收。了避免伤根,采收应选择在早晨(温度低),每隔10~14天收获一次。气雾培种薯收获较长时间,能收获10多次。

如缀珍珠的马铃薯微型薯,可以作为种薯

收获种薯用0.1次氯酸钠消毒,然后用水清洗2次,备用。

更小的种薯(如1~2克)可继续按传统方法(育苗床上)扩繁。

最后,清洗与消毒栽培槽、管道、营养池等,然后,开始下一轮繁殖。

收获的种薯

收获的种薯

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