魔芋试管芋立体多架层营养液栽培生产原原种技术研究

魔芋试管芋立体多架层营养液栽培生产原原种技术研究

1生产健康种芋的意义近年来，我国的原生动物栽培技术取得了迅速进展。该技术的重要性在于：（1）在较短的时间内解决种植水稻的问题，（2）以较快的速度推广高产、抗寒性好的甘薯新品种。（3）确保甘薯不是病因，使病的发生概率显著降低。（4）通过大规模的种粮运输，可以有效控制芋头病虫害的流行，为建立改良的芋头育种和繁殖奠定基础。采用试管苗和试管芋生产健康种芋,一般采用无土栽培。针对不同的作物,无土栽培中营养液的调控技术是研究的核心内容。关于魔芋的无土栽培技术,我曾做过一些初步的研究和报道,但不同营养液对试管芋形成原原种的影响在2004年～2005年才开始研究,目前还没有系统的研究报道。本课题根据魔芋试管苗(试管芋)工厂化生产原原种的需要,为了充分利用温室空间,针对不同配比的营养液在立体多架层栽培模式下(主要是光照)的管理条件下对生长状况和产量的影响进行了进一步的研究。2材料和方法2.1试验材料魔芋试管芋(拟球茎)为以愈伤组织相连接多个微型试管芋,由恩施州农科院魔芋研究所提供。2.2三元复配液的配制分别采用不同的化学肥料,按表1配制成7种不同质量浓度的营养液母液,使用时按稀释倍数进行稀释,使使用液质量分数在0.05%左右。以上营养液配制时,复合肥为N∶P∶K=20∶15∶20的三元复合肥;配制使用液时,稀释倍数为80,则取100mL浓缩液加水至8L;稀释倍数为70,则取100mL浓缩液加水至7L,依此类推;配制时如母液产生沉淀,则将各肥料称量相应减半后溶解和混合。使用液混合均匀后用NaOH或稀H2SO4调节pH至6.5。铁盐和微量元素用量与MS营养液相同,即每100mL大量元素浓缩液稀释后加1mL铁盐和1mL微量元素浓缩液,营养液中不添加有机物和糖。2.3试验甘薯的栽培和管理试管芋在智能温室采用立体多架层栽培,光照和营养液的添加采用人工控制,温度调节由自动控制器进行。2.3.1标识的对象每种营养液栽培一架,分别标识为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ、Ⅶ;每架分四层,从上到下分别标识为1、2、3、4;每层间隔约0.5m高,铁架间走廊0.5m。2.3.2黑色营养钵栽培试管芋栽培采用蛭石-珍珠岩作基质,栽培在ф8cm的黑色营养钵中,每钵栽培1块。营养钵放在0.8m×1.25m的营养盘中,每盘放置80钵。2.3.3灌溉每隔3～5d在营养盘中浇灌一次营养液,营养液自营养钵底部通过基质吸收,以使营养钵内保持湿润,浇灌时每盘稀释液用量相同。2.3.4光的调整采用智能温室的内外遮阳网进行控制,根据光照强度,采用开启和关闭内、外遮阳网的方式对室内光照进行调节。2.3.5启动风电由自动控温装置进行,当温室内高于25℃时,自动启动电风扇;当温度高于38℃时,自动启动水帘喷水,湿空气从另一端排出,对整个温室进行降温。2.3.6生长和产量测定魔芋试管芋于2005年5月栽培,6月出苗,7～9月观察记载株高、长势,10月27日收获后统计不同处理、不同架层的产量。光照强度采用光照强度计测量,每10d测量一次。3光照强度对魔芋试芋生产原原种的影响试验采用立体多架层栽培,在同一架的栽培中,营养液相同;架层不同,光照强度不同,自5月20日开始记载,至10月10日止,共统计15次,从上到下(第一层到第四层),平均值分别为6945.0、2341.3、1325.2、702.3Lux,各层差异很大,以此为依据进行比较,可分析光照强度对魔芋试管芋生产原原种的影响;在不同的架层之间,相同层次的光照强度相同,但营养液不同,因此对不同营养液处理进行比较可分析营养液之间的差异。3.1不同营养液和光谱强度对甘薯生长的分析3.1.1营养液分级上表中从纵向平均值比较,显示了营养液对魔芋株高的影响,平均株高顺序为Ⅴ>Ⅳ>Ⅱ>Ⅵ>Ⅲ>Ⅶ>Ⅰ,第一层株高顺序为Ⅴ>Ⅳ>Ⅲ>Ⅱ>Ⅵ>Ⅰ>Ⅶ,株高以前5位分别为Ⅴ(1)>Ⅴ(2)>Ⅴ(3)>Ⅱ(2)>Ⅳ(2),因此,以Ⅴ号营养液最好;从横向平均值比较,显示了不同光照强度对魔芋生长状况的影响,平均株高以第二层最高,第一层和第四层均低于平均株高,其顺序为第二层>第三层>第一层>第四层,说明适度的遮阴有利于魔芋株高的增长,但光照太强和严重不足都不利于植株长高。3.1.2比号营养液营养液比上表中从纵向位次比较,显示了营养液对魔芋叶柄茎粗的影响,不同营养液之间,叶柄粗前5位的顺序分别为Ⅴ(1)>Ⅳ(2)>Ⅵ(2)=Ⅱ(2)>Ⅰ(1)=Ⅲ(2)>Ⅴ(2)=Ⅶ(2)=Ⅰ(2),平均叶柄粗以Ⅴ号营养液最高,以Ⅶ号营养液最低,说明Ⅴ号营养液最有利于魔芋试管苗叶柄增粗;从横向平均值比较,显示了不同光照强度对魔芋生长状况的影响,平均叶柄以第二层最粗,其顺序为第二层>第一层>第三层>第四层,说明适度的遮阴有利于魔芋叶柄长壮,但光照太强和严重不足都不利于壮苗。3.1.2号营养液对多叶的影响上表中从纵向位次比较,显示了营养液对魔芋多叶发生率的影响,不同营养液之间,以Ⅱ号营养液最有利于多叶的发生,其次为Ⅰ号和Ⅴ号营养液;从横向平均值比较,显示了不同光照强度对魔芋多叶发生率的影响,其顺序为第一层>第二层>第三层>第四层,说明较强的光照有利于形成多叶,光照越弱,多叶片形成的机率越少。3.2不同营养液和光谱强度对原生动物产量的影响分析3.2.1横向光照强度对原原种的影响表5中从纵向平均值比较,显示了营养液对原原种产量的影响,不同营养液之间,以Ⅴ号营养液产量最高,其次为Ⅱ号和Ⅵ号营养液,浇灌Ⅰ、Ⅲ、Ⅶ号营养液均低于平均值,说明这三种营养液均不适合原原种的繁殖;从横向平均值比较,显示了不同光照强度对原原种的影响,其顺序为第一层>第二层>第三层>第四层。除第Ⅶ种营养液外,光照最强的第一层均比第二层增产,增产幅度随着营养液不同相差很大,在62.9%～359.2%之间,而光照相对较弱的第三层则均为减产,减产幅度在6.2%～41.6%之间,光照最弱的最下层(第四层),减产幅度在38.2%～74.2%之间,说明较强的光照有利于原原种产量的增加,光照越弱,产量越低。3.2.2营养液对原原种的影响一个试管芋(拟球茎)生产多个原原种,也是增加魔芋繁殖系数的有效途径,因此,也是本试验研究的主要目标之一。其结果见表6上表中从纵向平均值比较,显示了营养液对原原种产生数量的影响,不同营养液之间,以Ⅰ号营养液平均原原种个数最多,其次为Ⅶ号营养液,Ⅴ、Ⅵ号营养液发生原原种的数量均低于其他营养液,但差异不明显,在生产上不能以此否定该营养液配方的合理性;从横向平均值比较,显示了不同光照强度对原原种生成数量的影响,其顺序为第一层>第二层=第三层>第四层,且第一层与第四层差异很大,说明较强的光照有利于试管芋多球茎的发生,光照太弱,对多球茎的形成不利。3.3营养液营养均衡性的测定将表1营养液中的N、P、K、Ca、Mg等大量元素换算成元素质量浓度,其中各元素的质量浓度和比例(近似值)见表7魔芋的生长与营养元素的关系相当密切,在2003年的魔芋营养液栽培研究中,已初步确定了魔芋耐盐浓度在0.225%以下,且以MS培养基为基础的营养液并不能完全满足魔芋的生长需求,主要是因为营养元素的均衡性问题,通过分析比较,MS营养液的N∶P∶K∶Ca∶Mg的比例为20∶1∶20∶3∶1,而Ⅴ号营养液中N∶P∶K∶Ca∶Mg的比例为4∶1∶2.4∶0.2∶0.7,高钾、高氮、低磷的营养液(如Ⅰ、Ⅲ)并不能使魔芋很好的生长且获得较高的产量。从Ⅴ号营养液的组成来分析,魔芋对营养元素的需求量的顺序为N>K>P>S>Mg>Ca,对于其他比例的营养液,均不能达到良好的效果。营养液Ⅵ中,N源仅以NO3-N的形式提供,且降低了Cl-的浓度,但其植株长势和原原种的产量均不如Ⅴ号营养液,魔芋生长需要有NH4-N,且Cl-也是魔芋生长必需的营养元素,在配方中不可缺少。4光照对魔芋生长的影响魔芋属于半阴生植物,不适合强光照射的环境,在光照较强的第一层中,我们在观察发现了其植株长势不如第二层,且营养元素不均衡的营养液有叶片黄褐枯死、叶尖出现褐斑的现象,因此,试验中第一层平均近7000Lux的光照太强;而第三层以下光照低于2000Lux,其生长势随光照强度的降低明显减弱,产量明显降低。该试验结果与文献中报道的魔芋生长最适合的光照强调在2000～4500Lux之间基本一致。这充分说明了魔芋生长过程中仍然需要充足的阳光;第二层虽然叶片多,长势较好,株高平均高于第一层,但其产量却远低于光照