陳佳寧，鄭璐瑤，李 曼，王曉波，吳光鎬，高玉亮

（1.延邊大學 農學院，吉林 延吉 133000；2.延吉市職業(yè)與成人教育中心，吉林 延吉 133000；3.延邊朝鮮族自治州農業(yè)科學研究院，吉林 龍井 133400）

馬鈴薯是我國主要的糧菜兼用作物，生產上采用塊莖作為繁殖材料的無性繁殖方式，因此在生產過程中易受病毒感染而引起種性退化，導致馬鈴薯產量和品質降低[1]。馬鈴薯塊莖的繁殖系數(shù)較低，為了提高馬鈴薯繁殖系數(shù)保證商品薯的質量和品質，目前我國采用將擴繁脫毒基礎苗移栽于營養(yǎng)土中大量生產微型薯，然后再擴繁微型薯的種薯生產體系[2]。

氣霧培（AC）是一種無基質營養(yǎng)液栽培方式之一，能夠將植物根系直接暴露在霧化營養(yǎng)液的空氣中，不僅使植物充分吸收養(yǎng)分和氧氣，而且大幅提高單株微型薯結薯數(shù)量[3]。然而，AC 一次性投入費用過高，在運行過程中需要消耗大量電能，且保證持續(xù)供電。另外，AC 對營養(yǎng)液管理要求嚴格，且植株根系對溫度等栽培環(huán)境較敏感等特點[4]，要求由專門的及技術人員實施操縱，很難普及到種薯生產農戶。珍珠巖無土基質吸水能力較強，具有蜂窩狀結構可以吸附一定的水分和養(yǎng)分而對營養(yǎng)液組成、濃度要求較少。珍珠巖無土基質培（PSC）相對于AC一次性投入較低，對環(huán)境溫度和營養(yǎng)液的要求較低等特點易被種薯生產戶掌握[5，6]。本文通過調查AC和PSC 馬鈴薯植株生長和結薯特性，測定塊莖蔗糖和光合色素含量，為馬鈴薯微型薯生產提供參考。

1 材料與方法

1.1 試驗材料與地點

將馬鈴薯“大西洋”脫毒組培苗莖段轉接于含20 g·L-1蔗糖的MS液體培養(yǎng)基中，在光照強度為30 μmol/（m2·s-1），光照時間為16 h 光照/8 h 黑暗，溫度為25℃條件下培養(yǎng)4 w 小植株作為試驗材料。AC 和PSC 均在延邊大學農學院溫室自然光照下進行，且AC 受嚴格的溫度控制（白天溫度27℃左右，夜間溫度為20℃）。

1.2 試驗方法

1.2.1 移栽及營養(yǎng)液供應

將脫毒組培苗分別移栽于PSC（基質厚度為20 cm）和AC栽培槽上。馬鈴薯栽培共90 d，前45 d 供應韓國“高試園”匍匐莖形成營養(yǎng)液，誘導匍匐莖；后45 d 供應韓國“高試園”塊莖形成營養(yǎng)液，誘導微型薯[7]。每隔2 d，對PSC 中的馬鈴薯澆透營養(yǎng)液。AC 供應營養(yǎng)液時間設定為白天每90 min 中供應10 min，夜晚每150 min中供應15 min營養(yǎng)液，營養(yǎng)液每15 d更換1次。每組處理10株，共3次重復。

1.2.2 測定各項指標

無土栽培第10 天和第45 天，調查株高、莖粗。無土栽培第90天，調查每株的塊莖數(shù)量及平均單薯質量。

1.2.3 光合色素含量的測定

光合色素含量的測定采用分光光度法。

1.2.4 蔗糖含量的測定

蔗糖含量的測定采用李合生[8]主編的植物生理生化實驗原理和技術中的間苯二酚法。

1.3 數(shù)據(jù)分析

所有數(shù)據(jù)均采用平均值加標準誤，數(shù)據(jù)使用Excel 2010軟件進行記錄整理，使用SPSS 10.0 軟件進行數(shù)據(jù)分析。

2 結果與分析

2.1 不同栽培方式對馬鈴薯株高及莖粗的影響

珍珠巖基質培和氣霧培對馬鈴薯植株株高和莖粗的影響見表1。表1可知，栽培第10天時AC株高比PSC高3.60%，而莖粗無明顯變化；栽培第45 天時AC 株高比PSC 高18.97%，但莖粗AC比PSC低21.05%。

表1 珍珠巖基質培和氣霧培對馬鈴薯植株株高和莖粗的影響Tab.1 Effects of perlite substrate cultivation and aerosol cultivation on plant height and stem diameter of potato

2.2 不同栽培方式對馬鈴薯葉片色素含量的影響

珍珠巖基質培和氣霧培對葉綠素a、葉綠素b、總葉綠素和類胡蘿卜素含量的影響，見表2。由表2 可知，AC 和PSC，栽培第45 天時葉綠素a、葉綠素b、總葉綠素和類胡蘿卜素含量均減少，葉綠素a 在AC 和PSC 條件下分別減少了39.1%和32.7%；葉綠素b 在AC 和PSC 條件下分別減少了19.6%和48.8%；在AC 和PSC 條件下總葉綠素含量分別減少了35%和37.9%；在AC 和PSC 條件下類胡蘿卜素含量分別減少39.7%和36%。

表2 珍珠巖基質培和氣霧培對葉綠素a、葉綠素b、總葉綠素和類胡蘿卜素含量的影響Tab.2 Effects of perlite matrix cultivation and aerosol cultivation on the contents of chlorophyll a,chlorophyll b,total chlorophyll and carotenoids

2.3 不同栽培方式對馬鈴薯結薯量及馬鈴薯葉片蔗糖含量的影響

珍珠巖基質培和氣霧培對馬鈴薯結薯量及葉片蔗糖含量的影響，見表3。表3 可知，AC 的單株結薯量比PSC 的單株結薯量高72.1%。但AC 的平均單薯質量比PSC 低29.3%。AC 比PSC 中的蔗糖含量高32.2%，這可能與AC 條件下馬鈴薯大量結薯需要蔗糖有關。因此，如果在溫室溫控設施不健全的條件下，推薦采用受溫控影響較不敏感的PSC 栽培生產微型薯。

3 討論

3.1 AC和PSC對植株生長和結薯特性的影響

研究表明，AC 能夠大幅增加鈴薯微型薯的結薯數(shù)量，而本文每株結薯量僅十多粒，主要是因為溫室溫度較高而不適合塊莖膨大[9]。另外，栽培第45天時，AC植株生長勢較旺盛，株高顯著高于PSC，而莖粗顯著低，這與王芳[10]等人的研究結果相一致。本試驗的AC單株結薯量顯著高于PSC，該結果與賀曉霞[11]等人的試驗結果一致；而AC 平均單薯質量顯著低于PSC，該結果與南相日[12]的研究結果相反，可能是因為AC地上部植株生長勢較旺盛，結薯量較少而導致的。相比之下，PSC能夠避免植株根系直接暴露在環(huán)境中，降低環(huán)境對結薯的影響，從而保證產量的穩(wěn)定性。雖然AC 結較多的塊莖，但從用電量、栽培管理、人力資源以及珍珠巖的重復使用等角度考慮[13]，在溫室中采用珍珠巖等基質來生產馬鈴薯微型薯是比較經(jīng)濟有效的種薯生產方法。

3.2 AC和PSC對葉片光合色素和蔗糖含量的影響

研究發(fā)現(xiàn)，光合色素含量和植物光合性能呈正相關，周全盧[14]等研究結果表明，AC的馬鈴薯光合速率以及凈光合速率顯著高于其他基質栽培。本試驗中PSC 葉綠素b 含量、類胡蘿卜素含量顯著高于AC，而葉綠素a 在AC 和PSC 之間無顯著性差異（P＜0.05），可能是因為栽培環(huán)境、品種不同而造成的。馬鈴薯塊莖形成期間，匍匐莖中蔗糖含量將會增加。本試驗AC葉片蔗糖含量顯著高于PSC，與大量形成的匍匐莖和塊莖的形成有關。

4 結論

該研究通過調查AC 和PSC 中馬鈴薯植株生長（株高、莖粗）和結薯（結薯數(shù)量、單薯質量）特點，測定光合色素和蔗糖含量來解析了馬鈴薯塊莖形成的機理。雖然AC 單株結薯量顯著高于PSC，而平均結薯質量顯著低于PSC，從用電量、栽培管理、產量等綜合考慮，溫控條件較差的溫室，推薦采用珍珠巖無土基質栽培誘導生產微型薯。