CN109169102A - 一种利用零余子快繁山药种薯的方法 - Google Patents

一种利用零余子快繁山药种薯的方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种利用零余子快繁山药种薯的方法，包括如下具体步骤：1)整地建棚；2)棚内施肥：播种前3‑5天时，向棚内土壤施入纯N 180kg/hm2、P2O5180kg/hm2、K2O 120kg/hm2作基肥；3)选择繁育材料：选择籽粒粗壮、毛孔稀疏，质重1g以上，具有光泽的圆形或椭圆形零余子作繁育材料；4)播种：3月底至4月初播种，播种深度为5cm，播种密度为40‑60株/m2；5)播后管理及收获：出苗后，按常规方法进行管理，待10月中下旬收获种薯。本发明以零余子为繁育材料，采用棚内或膜下常规技术繁育山药种薯，使山药繁殖系数达到200以上，且种苗合格率为93％以上，有效解决了北方地区山药生产中，种薯繁殖速度慢、成品率低等问题，提高了我国北方地区山药单产和经济收益。

Description

一种利用零余子快繁山药种薯的方法
技术领域
本发明属于山药种薯繁育技术领域，尤其涉及一种利用零余子快繁山药种薯的方法。
背景技术
山药又名薯蓣，为薯蓣科薯蓣属的多年生缠绕草质藤本植物。山药是药食兼优的中药材，具有较高的营养价值和药用价值，在国内外享有很高的声誉，其产品畅销东南亚和日本等国。但由于长期采用营养繁殖种薯，导致山药品质退化，产量降低。零余子又称山药豆、山药籽，是山药地上枝的叶腋形成的气生块茎，繁育系数高，可防止种性退化，但自然生长速度较慢，3年才能获得正常大小的产品。虽然采用组织培养技术可加快繁育速度，但由于培养基、试管等设施的应用，不仅限制了繁育规模，更增加了繁育成本。
张志勇、刘文榕等人在《山药零余子组培快繁研究》中披露了采用零余子培育山药苗切取茎段进行组培与快繁的方法，具体步骤是：1)选择籽粒粗壮、毛孔稀疏，具有光泽的圆形或椭圆形零余子作繁育材料；2)将山药零余子埋在细沙中催芽，待长成山药苗后，切取长1cm，带一个腋芽的茎段，用70％酒精浸30秒钟，无菌水冲洗，再用1％HgCl2消毒4分钟，最后无菌水冲洗4-5次；3)接种在培养基①MS+0.1mg/L NAA+1mg/L 6-BA+0.5％活性炭；②MS+0.5mg/L NAA+1mg/L 6-BA+0.2％活性炭上培养，待获得无菌苗后，切取单节茎段，在培养基③MS+0.3mg/L NAA+3mg/L 6-BA+0.5％活性炭上进行快繁，将收获的微型块茎接种在④MS上，以上培养基均加蔗糖3％、琼脂0.7％，pH 5.8，培养室温度为25±1℃，光照每日14小时，强度为2000Lx。该方法繁育系数可达4-6，但成本高，且不易进行提纯复壮，易使山药种性退化。
专利CN102742503公开了试管苗山药豆的诱导及成苗的方法，具体步骤是：1)将高2.0cm以上，带有两片叶的山药组培剪切下，接种于蔗糖的质量比浓度为1％的山药豆培养基上进行培养，山药豆的培养基为：1/2MS+0.2mg/L 6-BA+1.0mg/L NAA，山药豆组织培养基中添加质量比浓度为0.02％活性炭，培养20-30天后，形成带有不定根的山药豆；2)将山药豆接种在培养基为：MS+1.5mg/L 6-BA+0.2mg/L NAA培养基中培养，18-22天诱导出芽，继续培养，山药豆在培养基上直接长出新的根系，1月后形成山药苗。该方法具有繁殖系数高、移栽省时省力，节约成本、成活率高、且不受环境条件的影响，可以实现由山药试管苗培养集中工厂化繁殖生产山药种薯。当仍然存在成本高，且不易进行提纯复壮，易使山药种性退化的问题。
发明内容
本发明的目的在于：提供一种利用零余子快繁山药种薯的方法，以零余子为繁育材料，采用塑料大棚进行规模化繁育山药种薯，以解决现有山药种薯繁育成本高、规模小，种苗提纯复壮难度大，山药种性易退化的问题，达到繁育系数高、生育期短、种薯健壮的目的。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种利用零余子快繁山药种薯的方法，包括如下具体步骤：
1)整地建棚
选择西北半干旱地区作种薯繁育基地，2月底至3月初，土壤解冻后，先将土壤立式深耕30-40cm，然后用石灰水浇灌土壤，并充分晒田4-5天，待土壤不黏手时，在繁育基地上搭建常规温棚；
2)棚内施肥
播种前3-5天时，向棚内土壤施入纯N 180kg/hm2、P2O5 180kg/hm2、K2O 120kg/hm2作基肥，然后旋耕土壤10-15cm，并在整平、耙细后作苗床；
3)选择繁育材料
选择籽粒粗壮、毛孔稀疏、质重1g以上，具有光泽的圆形或椭圆形零余子作繁育材料，并将繁育材料置于质量浓度为70％酒精溶液中，浸种30秒钟后，无菌水冲洗3-4次；
4)播种
3月底至4月初，将步骤3)处理好的繁育材料播种于步骤2)制作的苗床中，播种深度为5cm，播种密度为40-70株/m2；
5)播后管理及收获
出苗后，按常规方法进行管理，待10月中下旬收获种薯。
进一步，以零余子为繁育材料，还可以采用塑料小拱棚、覆膜或双膜覆盖土壤的方法繁育山药种薯，具体繁育步骤同所述大棚繁育技术。
进一步，以零余子为繁育材料，还可以在所述大棚内搭建小拱棚，并在小拱棚内播种零余子进行繁育，或者采用地膜覆盖所述苗床后，将零余子播种于苗床上。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于：
1)本发明以零余子为繁育材料，采用棚内或膜下常规技术繁育山药种薯，使山药繁殖系数达到200以上，且种苗合格率为93％(种苗单重≥80g，健壮无病害)以上，有效解决了北方地区山药生产中，种薯繁殖速度慢、成品率低等问题，提高了我国北方地区山药单产和经济收益；
2)本发明以零余子为繁育材料，采用棚内或膜下常规技术繁育山药种薯，使零余子各生育时期均有所提前，不仅提前了播种时间，而且出苗日期较露地栽培提早18天左右，在有限的生育期，增加了其生长时间，增加了物质积累量，提高了产量；
3)本发明采用小拱棚或大棚技术繁育山药种薯，大大降低了成本，取得了显著的经济效益，尤其是小拱棚繁育种薯的纯收益达到了12698.28元/亩，相比传统繁育方法提高10％以上。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和有益效果更加清楚、明白，下面结合具体实施例对本发明内容作进一步详细说明。应当理解，以下所述实施仅用于解释本发明，而不适用于限制本发明。
实施例1
一种利用零余子快繁山药种薯的方法，包括如下具体步骤：
1)整地建棚
选择西北半干旱地区作种薯繁育基地，具体试验设在甘肃省平凉市崆峒试验站(北纬35°32＂东经106°40＂)，2月底至3月初，土壤解冻后，先将土壤立式深耕30-40cm，然后用石灰水浇灌土壤，并充分晒田4-5天，待土壤不黏手时，在繁育基地上搭建常规温棚；
2)棚内施肥
2017年3月19日，向棚内土壤施入纯N 180kg/hm2、P2O5 180kg/hm2、K2O 120kg/hm2作基肥，然后旋耕土壤10-15cm，并在整平、耙细后作苗床；
3)选择繁育材料
选择籽粒粗壮、毛孔稀疏、质重1g以上，具有光泽的圆形或椭圆形零余子作繁育材料，并将繁育材料置于质量浓度为70％酒精溶液中，浸种30秒钟后，无菌水冲洗3-4次；
4)播种
2017年3月24日，将步骤3)处理好的繁育材料播种于步骤2)制作的苗床中，播种深度为5cm，播种密度为20株/m2、30株/m2、40株/m2、50株/m2、60株/m2、70株/m2、80株/m2、90株/m2、100株/m2，每处理重复3次，每小区9m2，采用平地点播；
5)播后管理及收获
4月18日出苗后，按常规方法进行管理，同时设置露地栽培为对照。
本实施例研究并分析了不同栽培对山药种薯品质和产量的影响，具体包括：
1、生育期的生长情况，详见下表1。
表1-生育时期
从上表1可知，上述实施例1中采用塑料大棚栽培山药零余子全生育天数为211天，出苗比露地栽培提前了12天，不同的密度处理间山药零余子生育时期没有差异。
2、不同密度处理对山药龙头(栽子)地上部分茎蔓鲜重、零余子和龙头长差异不显著，详见下表2。
表2-零余子栽培密度对龙头(栽子)农艺性状的多重比较
从上表2可知，当零余子栽培密度为40株/m2时，龙头长平均为41.87cm；当栽培密度≥70株/m2时，龙头(栽子)横径与＜70株/m2处理间差异极显著，且在栽培密度为60株/m2时，其横径达到4.1cm，为最大。
相关研究资料表明：龙头单重直接影响到翌年商品药的产量和质量，培育整齐度好，山药龙头单重对翌年商品药的生产尤为重要，合格的龙头(栽子)单重应该大于100g。
本试验结果表明：当零余子栽培密度为40株/m2、50株/m2、60株/m2时，较80株/m2、90株/m2、100株/m2密度处理龙头单重高，差异显著，栽培密度50株/m2时龙头单重最高达到106.22g，比100株/m2处理高78.1％，零余子栽培密度在40-50株/m2时龙头单重最大，虽着栽培密度的增加，单重下降，在100株/m2时单重最小，当栽培密度小于40株/m2时，龙头单重也出现下降趋势，这一现象有待进一步研究。单位面积龙头产量基本上随密度的增大而增加，当栽培密度为90株/m2、100株/m2时，其单位面积龙头产量高于其他处理，且20株/m2、30株/m2、40株/m2处理与差异显著，密度的增大，增加了其单位面积上的群体数量，直接影响了其产量的形成，但同时降低了龙头的合格率。
3、对实施例1中塑料大棚山药零余子栽培密度与龙头个农艺性状及产量进行相关系分析，详见下表3。
表3零余子栽培密度与各农艺性状相关性分析
处理 茎蔓鲜重 零余子重 龙头产量 横径 龙头长
茎蔓鲜重 0.468
零余子重 -0.091 0.187
龙头产量 0.717 0.633 0.09
横径 -0.34 -0.366 -0.089 -0.257
龙头长 -0.124 0.116 -0.168 0.128 0.249
龙头单重 -.631 -0.272 -0.028 -0.348 0.757 0.347
从上表3可知，栽培密度与茎蔓鲜重显著相关，与零余子重、龙头长度、龙头横径呈负相关，相关性不显著，与龙头单重极显著负相关，与龙头极显著正相关，可见，栽培密度越大，龙头单重越小，龙头合格率越低，而产量龙头随着栽培密度增大而增高；龙头单重与横径极显著相关，龙头横径决定龙头单重；龙头产量与茎蔓鲜重亦呈极显著正相关，地上茎蔓生长量越大，龙头产量越高。
由以上分析可以得出，西北干旱区塑料大棚山药零余子合理的栽培密度应在40-60株/m2之间，50株/m2时效果最佳，繁殖出的龙头合格率较高；个体间对养分、水分和光照的竞争，导致密度越大，龙头单重越小，使零余子栽培密度与龙头单重呈显著负相关，当密度小于40株/m2时，龙头单重出现下降趋势，这一现象有待进一步研究。
4、塑料大棚对山药零余子对生育期的影响，详见下表4。
表4-不同栽培处理对生育时期的影响
从上表4可知，西北干旱区早春气温较低，达不到山药零余子生长温度，因此，利用塑料大棚能有效提高温度，促使零余子早出苗，增加其生长量。而且塑料大棚栽培零余子各生育时期均有所提前，出苗日期较露地栽培提早18天左右，在有限的生育期，增加了其生长时间，提高了物质积累量。
5、塑料大棚栽培对龙头农艺性状及产量的影响，详见下表5。
表5-塑料大棚栽培对龙头农艺性状及产量的影响
分析两种栽培模式下零余子单重对龙头农艺性状和产量关系，塑料大棚栽培方式各处理生产的龙头单重和产量高于露地栽培方式，差异显著，其中1.0g≥零余子单重≥0.5g处理塑料大棚栽培生产龙头1466.67kg/666.7m2，较露地栽培增产640.00kg/666.7m2，增产77.42％。在塑料大棚栽培模式下，零余子单重与龙头个农艺性状和产量之间差异不显著，但随着零余子单重增大龙头有增大的趋势；露地栽培方式下，零余子单重＞1.0g生产的龙头单重、产量高于1.0g≥零余子单重≥0.5g和0.5g＞零余子单重处理，其中零余子单重＞1.0g生产的龙头比0.5g＞零余子单重生产的龙头单重和产量分别提高了33.34％和41.96％，龙头单重差异极显著，龙头产量差异显著。可见在塑料大棚栽培模式下，适宜的温度和水分条件弥补了零余子自体营养的差异，而在露地栽培模式下零余子营养体大小在一定程度上决定了生产的龙头的单重和产量。
山药零余子塑料大棚快繁技术能有效提高龙头单重，增产效果明显，最高增产77.42％，解决了长期制约西北地区山药发展的一个难点；在塑料大棚栽培方式下，零余子单重对龙头各农艺性状和产量影响不明显，露地栽培下零余子单重＞1.0g生产的龙头单重和产量明显好于小于1.0g生产的龙头。
实施例2
一种利用零余子快繁山药种薯的方法，包括如下具体步骤：
1)整地建棚
选择西北半干旱地区作种薯繁育基地，2月底至3月初，土壤解冻后，先将土壤立式深耕30-40cm，然后用石灰水浇灌土壤，并充分晒田4-5天，使土壤不黏手；
2)棚内施肥
播种前3-5天时，向棚内土壤施入纯N 180kg/hm2、P2O5 180kg/hm2、K2O 120kg/hm2作基肥，然后旋耕土壤10-15cm，并在整平、耙细后作苗床，然后搭建小拱棚；
3)选择繁育材料
选择籽粒粗壮、毛孔稀疏，质重1g以上，具有光泽的圆形或椭圆形零余子作繁育材料，并将繁育材料置于质量浓度为70％酒精溶液中，浸种30秒钟后，无菌水冲洗3-4次；
4)播种
3月底至4月初，将步骤3)处理好的繁育材料播种于步骤2)制作的苗床中，播种深度为5cm，播种密度为40-60株/m2；
5)播后管理及收获
出苗后，按常规方法进行管理，待10月中下旬收获种薯。
同时，发明人在进行上述实施例2时，还将覆膜处理、双膜处理和露地栽培作为对照，并将实施例2记为小拱棚处理，结果见下表6。
表6-不同处理对生育期的影响
从上表6可知，覆膜处理、小拱棚处理和双膜处理出苗分别比露地提前11、12和13天；分枝期分别提前9、12和11天；零余子出现期分别提前10、12和13天；双膜处理和覆膜处理的枯黄期分别比露地提前1天和2天，小拱棚处理枯黄期比露地推迟1天。
此外，本试验过程中还研究了以下不同处理的影响
1、小拱棚栽培技术对山药农艺性状的影响，详见下表7。
表7-不同处理对山药农艺性状的影响
从上表7可知，双膜处理、小拱棚处理和覆膜处理地下总长、茎粗、总重和地上茎叶重均显著地高于露地；龙头长以露地最高，显著地高于其他三个处理；地上零余子重量以小拱棚处理的最高，略高于双膜处理和覆膜处理，显著地高于露地。由此可见，覆膜、小拱棚和双膜三个处理都有利于山药个体的生长。
2、小拱棚栽培技术对山药产量的影响
小拱棚处理的产量最高，达到1098.96kg/亩，比双膜处理高5.01％，无显著性差异；比覆膜处理和露地分别高32.68％和30.62％，均达到极显著性水平。小拱棚、双膜和覆膜三个处理从播种到苗期地温较高，提前了山药的出苗时间，延长了生育期，有利于提高产量。但由于双膜处理，尤其是覆膜处理在山药后放苗不及时，易造成烧苗情况，严重影响了产量的提高，致使双膜处理的产量低于小拱棚处理，覆膜处理的产量略低于露地。
3、小拱棚栽培技术经济效益，详见下表8。
表8-不同处理的经济效益
注：山药价格：16元/kg，投资成本包括肥料、地膜/棚膜、种子、人工等。
从上表8可知，小拱棚处理的产值最高，达到17583.28元/亩，略高于双膜处理，极显著的高于覆膜处理和露地。投资成本最高的是双膜处理，达到5225元/亩，显著地高于其他三个处理，主要是地膜和棚膜的投入以及铺膜、搭建小拱棚和放苗过程的人工投入。小拱棚处理的投资成本比覆膜高110元/亩，无显著性差异，比露地高450元/亩，达到显著性差异，主要是棚膜的投入以及搭建小拱棚时人工的投入。
四个处理中，纯收益最高的是小拱棚处理，达到12698.28元/亩，比双膜处理高10.24％，达到显著性差异，比覆膜处理和露地分别高49.80％和40.68％，均达到极显著性差异。

Claims (3)

1.一种利用零余子快繁山药种薯的方法，其特征在于：包括如下具体步骤：
1)整地建棚
选择西北半干旱地区作种薯繁育基地，2月底至3月初，土壤解冻后，先将土壤立式深耕30-40cm，然后用石灰水浇灌土壤，并充分晒田4-5天，待土壤不黏手时，在繁育基地上搭建常规温棚；
2)棚内施肥
播种前3-5天时，向棚内土壤施入纯N 180kg/hm2、P2O5 180kg/hm2、K2O 120kg/hm2作基肥，然后旋耕土壤10-15cm，并在整平、耙细后作苗床；
3)选择繁育材料
选择籽粒粗壮、毛孔稀疏，质重1g以上，具有光泽的圆形或椭圆形零余子作繁育材料，并将繁育材料置于质量浓度为70％酒精溶液中，浸种30秒钟后，无菌水冲洗3-4次；
4)播种
3月底至4月初，将步骤3)处理好的繁育材料播种于步骤2)制作的苗床中，播种深度为5cm，播种密度为40-60株/m2；
5)播后管理及收获
出苗后，按常规方法进行管理，待10月中下旬收获种薯。
2.如权利要求1所述的一种利用零余子快繁山药种薯的方法，其特征在于：以零余子为繁育材料，采用塑料小拱棚繁育山药种薯。
3.如权利要求1所述的一种利用零余子快繁山药种薯的方法，其特征在于：以零余子为繁育材料，采用棚下小拱棚方法繁育山药种薯。
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