杂交魔芋实生种子育苗的创新技术探讨
基金项目:四川省科技成果转移转化示范项目“玉米新品种‘嘉乐玉 609’示范推广及配套生产技术研究”(2022ZYCG002); 国家现代农业产业技术体系四川大宗蔬菜创新团队。
文明玲等
魔芋(Amorphophallus Konjac)又名“磨芋”“蒟蒻”等,为天南星科魔芋属多年生宿根性草本植物,主要起源于热带雨林气候地带,分布于中国南部、中南半岛、东南亚等地 。 已知魔芋定名的约有 170种,能供食用的有20 余种 。 魔芋是目前发现的唯一能够大量合成葡甘聚糖的经济作物。 葡甘聚糖属可溶性半纤维,是优质的膳食纤维,具有预防“三高”、改善肠道微生态等重要保健功能,以魔芋为原料生产的魔芋制品已成为广受欢迎的保健食品,具有巨大的发展潜力,近年来对魔芋的各项研究和开发也越来越重视 。 国内主栽品种有花魔芋、白魔芋和珠芽魔芋,花魔芋分布面积最广,丰产潜力大,但抗病能力较差。 白魔芋野生性强、繁殖系数高、抗病能力较强,球茎葡甘聚糖含量高、品质优,是葡甘聚糖型魔芋品质最佳的品种类型,其球茎较小、产量低 。 魔芋育种工作滞后于魔芋产业发展需求,生产上以地方魔芋种群为主,种群内部天然混杂,性状丰富多样,加之魔芋主要以球茎及根状茎、叶面球茎等繁殖为主,长期无性繁殖,种性退化严重,抗病性、丰产性、品质等均有所下降 缺少高产、优质、抗病的魔芋新品种 。 因此,开发利用魔芋种质资源材料,采用杂交育种手段,集聚优良基因,选育魔芋优良新品种对促进魔芋产业持续健康发展具有重要意义。 自然条件下,花魔芋与白魔芋花期不遇,花魔芋较白魔芋花期早一个月左右,通过调整花魔芋、白魔芋开花球茎的贮藏温度调节花期,使花魔芋、白魔芋花期相遇。 以白魔芋或花魔芋做父本互交,通过有性杂交,获得杂交魔芋实生种子,集聚花魔芋、白魔芋的优质、广适、丰产等优良基因,以丰产性好、适应性强、品质优良、抗病抗逆性强为育种目标,筛选培育杂交魔芋新品种。 魔芋实生种子是魔芋开花授粉所结种子,种子呈圆形或卵圆形,种皮为黄褐色或黑褐色,为魔芋的有性繁殖方式。 以该繁殖方式获得的魔芋种子带菌、带毒量小,其抗病抗逆能力可显著提高,魔芋种群复壮。 针对魔芋实生种子缺乏系统性研究,魔芋实生种子休眠期较长、种子颗粒小,杂交魔芋实生种子百粒重约 30g 左右,出苗率低、出苗不一致,幼苗弱小,苗期易受杂草、病虫等侵袭危害,若苗期管理稍有不慎易导致颗粒无收 。 可见,魔芋实生种子育苗环节是魔芋种质创新应用成败的关键环节之一。 课题组多年来致力于探究魔芋实生种子破休眠、催芽以及苗期管理等技术措施,总结出一套管理简便、出苗整齐、当年成小球茎种芋的魔芋实生子育苗模式,解决魔芋实生种子出苗缓慢、不整齐、幼苗生长期间易感病虫等问题。 该技术包括魔芋实生种子沙藏促萌芽、种子催芽、育苗场地准备以及苗期病虫防控等。 应用该育苗技术,杂交魔芋实生种子出苗率高、整齐一致,种苗生长旺盛,为魔芋种质杂交创新应用提供技术参考。
1 种子采收及预处理
1. 1 种子采收
5 月下旬前后白魔芋、花魔芋开花授粉杂交,9月中下旬浆果开始由绿色转为橙黄色,10 月中下旬,浆果全部转为橙黄色后采收果穗,将果穗装入网袋悬挂于避雨通风处后熟两星期左右。 然后抹下浆果,揉捏浆果破除种皮,保留实生种子,在流水下洗净种子表面的果浆,晾晒至种子失水 10% 左右装入种子袋中备用。 处理魔芋实生种子过程中戴好手套,以免浆果中的生物碱刺激皮肤引起手部瘙痒、红肿、刺痛等不适症状。
1. 2 种子预处理
杂交魔芋实生种子预处理是保障种子出苗及种苗质量的关键环节。 杂交魔芋实生种子有长达约半年的休眠时间,经暖温沙藏处理有助于打破休眠,促进实生种子早出芽、出芽整齐。 用粒径约 0. 1mm 的细沙埋藏处理实生种子,需提前将细沙洗净并置于太阳下曝晒 2 ~3d 进行消毒。 12 月上旬,取消毒处理后的细沙浇水至含水量约为最大持水量的 20%左右,将细沙平铺于育苗盘中,厚约 1cm,魔芋实生种子均匀地平铺于沙面,种子间不重叠,在种子上覆盖一层细沙,以细沙完全覆盖种子为准,如此交替进行,种子层积高度在 30 ~50cm 为宜,最上一层细沙厚约 2cm。 沙藏温度为 25℃,沙藏处理 50d 即可。为使沙藏期间上下层的水分、温度均衡,增加沙层的透气性,在沙藏期间每 10d 翻动一次,同时检查清理霉烂种子,以防感染其他种子。 每翻一次,最上层铺盖一层湿沙。
1. 3 种子催芽
因未经催芽的魔芋实生种子播种至出苗初期时间长达 1 个月以上,出苗至齐苗时间又是 1 个月左右,不便于苗床管理。 种子催芽后再播种,其出苗快、齐苗时间短,可延长生长时间,有利于物质积累及魔芋球茎膨大。 魔芋实生种子催芽前需经过严格精选种子及消毒处理。 要剔除霉烂、干瘪、细小的种子,选取种皮光滑、饱满、无病虫危害的实生种子进行杀菌消毒处理:可选用 10% 的次氯酸钠溶液浸种15min、40%福尔马林 300 倍液浸 10min、1% 硫酸铜水溶液浸种 5min、0. 05% 高锰酸钾溶液浸种 10min等方式浸种消毒,浸种后用清水冲洗干净,晾干水分待用;也可用喷药消毒法,如使用 50% 多菌灵水溶剂 400 倍液或喷雾实生种子,以杀死或抑制附着在魔芋种子上的病原菌;也可用多元消毒粉、甲基托布津粉剂、多菌灵粉剂拌种消毒,用药量为种芋重量的2% ~3%,甲基托布津粉剂、多菌灵粉剂的填充剂用草木灰。 将消毒后的种子均匀地播种于培养盒中,其上盖 3 层湿润的滤纸,再盖上带透气孔的培养盒盖,置于 25℃恒温箱中黑暗催芽。 期间需保证滤纸保持湿润状态,每 7 ~ 10d 对培养盒内喷施一次10%多菌灵粉剂 1000 倍液进行杀菌。 经 30d 左右,魔芋实生种子开始发芽。
2 育苗准备
2. 1 育苗场选址
杂交魔芋实生种子幼苗适宜在温暖湿润、半阴半阳的环境下生长,温度过高或光线太强均不利于生长,强光易灼伤叶片,超过 35℃ 的高温环境幼苗极易感染病菌。 乐山地区,宜在海拔 1000m 左右的山区建杂交魔芋实生种苗场,若育苗场所在海拔低于 600m, 则夏季易产生高温危害, 若海拔高于1500m,则幼苗有效生长时间短,地下球茎生长量不足。
2. 2 搭建育苗场
杂交魔芋幼苗生长需要半阴半阳的环境条件,可利用高杆作物枝叶为幼苗遮阳,也可搭建遮阳棚为幼苗遮阳,以营造适宜其生长的环境条件。 若以经果林、低龄林等林下空地为育苗厢面,需提前修剪调整树型或间伐林木,使林下空地遮阳率在 30% ~40%之间,育苗厢面距树干 100cm,育苗厢面不超过100cm,两厢之间留宽约 50cm 的走道;若用高杆作物玉米为其遮阳,玉米要采取宽窄行种植模式,即玉米窄行行距为 40 ~50cm,宽行行距为 190 ~210cm,在宽行中间做宽 100cm 的育苗厢面,厢面两边距玉米约 50cm。 苗床上搭建遮阳棚,直立竹竿拉胶线,固定遮阳网于直立竹竿上;或搭单体钢架棚,棚体肩高 1 米以上,在钢架棚上搭遮阳网。 遮阳棚所用遮阳网的遮阳率约 40%。 在已平整育苗厢面铺防草布,以控制杂草生长,减少病虫滋生。 育苗厢面及育苗场四周水沟通畅,能排能灌,以保障育苗场湿润的环境条件。
2. 3 准备育苗基质及装盘
魔芋根系分布较浅,根内通气组织不发达,既喜湿又怕积水,既不耐旱也不耐淹,根系生长需要湿润、通气、保水性良好的土壤环境,最适宜的土壤含水量为其最大持水量的 60% 左右,土壤水分含量过高,影响根呼吸,土壤水分含量过低,导至魔芋根系死亡,诱发魔芋根腐病,造成提前倒苗,有效生长时间缩短。 为控制魔芋实生种子苗期病、虫、草害发生,魔芋实生种子选用基质育苗,育苗基质由珍珠岩、草炭、森林土组成,按体积比 1∶ 2∶ 3混合而成,其中珍珠岩、草炭从正规生产厂家采购,森林土取至10 年以上落叶林下土层,取森林土时将上层枯枝落叶刨开,以减少森林土中掺杂草种及虫卵,取黑色的腐殖质土层,捡出森林土中的石块、树根等。 育苗基质装盘前先加水拌湿,使基质含水量为 60% 左右,以手捏成团,放下呈散开的状态为宜,同时每立方育苗基质中添加微生物有机 20kg、长效平衡复合肥2kg、多菌灵 0. 2kg,药、肥与基质调配均匀。 选用平底育苗盘,育苗盘长、宽、高分别为 45cm × 20cm ×15cm,盘底及四周有开排水孔。 将预混好的育苗基质装至育苗盘 2/3 处,稍加镇压,抹平基质,以免种子播种深浅不一致。
3 播种
清明前后,温度稳定在 15℃ 以上时即可播种。选择已经萌动的杂交魔芋实生种子,将芽龄相对一致的种子分区集中播种,以便管理。 种子平摆于刮平的育苗基质上,播种株行距为 5cm × 5cm,播种后覆盖 1cm 厚的育苗基质,再在基质上铺厚度一致的耶糠 1 ~2cm,以增加育苗基质的保水能力,避免大雨直接打击育苗基质。
4 苗期管理
4. 1 苗期虫害管理
杂交魔芋实生种苗常见虫害有甜菜夜蛾、地老虎、蝼蛄、蛞蝓等。 保持育苗场及周边清洁,及时清理苗场残枝落叶及四周杂草,控制虫害源头。 准备育苗场时,每平方苗床撒施 3 ~5g 辛硫磷或二嗪磷等药剂拌入土中,以防控地下害虫。 魔芋幼苗出土后需防控地上害虫啃食魔芋叶片或咬断叶柄,可在苗场上撒施多元消毒粉或草木灰驱赶害虫,撒施时要避开魔芋叶片;并在苗场四周撒厚约 5mm 的生石灰,阻挡蛞蝓等害虫进入苗场;当发现害虫啃食魔芋叶片时,要及时喷药控制,可用 2. 5% 高效氟氯氰菊酯乳油 2000 倍液、5%虱螨脲乳油 1000 倍液、5% 氟啶脲乳油 2000 倍液、20% 除虫脲乳油 2000 倍液等药剂,每间隔 20d 左右防控 1 次,连续防控 2 ~3 次。
4. 2 苗期病害管理
杂交魔芋实生苗主要病害有根腐、软腐、叶枯等。 魔芋病害防控遵循“预防为主、综合防控” 原则。 播种前对育苗基质、育苗盘等进行消毒杀菌处理,精选魔芋种子,不带病播种;注意调整育苗场遮荫条件,若幼叶柄细长徒长,则光照不足,要修剪枝叶或适当收拢遮阳网以增加苗床光照,若魔芋叶片边缘焦黄、叶片微卷、叶姿呈 Y 状,则需加盖遮阳网遮荫。 实生种子出苗展叶后即开始第一次病害防控,用春雷中生 4%可湿性粉剂 1000 倍液或中生菌素 3%可湿性粉剂 1000 倍加代森锰锌 70% 可湿性粉剂 800 倍防控;间隔 20d 左右进行第二次防控,此次用噻菌铜 33%悬浮剂 2000 倍液或噻唑锌 22% 悬浮液 800 倍液;八月上中旬,用氯溴异氰尿酸 50%可溶性粉剂 800 倍液进行第三次防控。 期间注意田间检查,发现病苗及时清理,并在病穴及周边丢施多元消毒粉或灌施春雷中生可湿性粉剂 700 倍液控制病菌蔓延危害。
4. 3 苗期草害防控
草害防控也是杂交魔芋实生种子育苗成败的关键因素,防控杂草要趁早。 播种后出土前,若育苗场及四周杂草较多,可选用草铵膦水剂防除杂草。 出苗后,若育苗盘内有杂草要及时拔出;若杂草已经 5叶及以上时要用草刀割除杂草,此时若拔出杂草极易带出魔芋幼苗、伤及魔芋根系。
4. 4 肥水管理
魔芋实生种苗生产重基肥、轻追肥。 整个生长期追肥两次,魔芋播种前,在育苗基质中拌入基肥,此次以有机肥为主,配合施用长效平衡型复合肥。 6月中下旬第 1 次追肥,此时正是魔芋营养快速生长期,施用高氮型速效复合肥,将复合肥提前溶解,随水冲施灌根,视幼苗长势每平方苗场施用复合肥约10g;7 月下旬第 2 次追肥,此时正是魔芋球茎形成时期,需肥量大,施用硫酸钾型高钾速效复合肥,每平方施用复合肥 15g 左右。 因魔芋根内通气组织不发达,既不耐旱也不耐淹,需要湿润、通气性良好的土壤环境,若土壤含水量过高,容易诱发魔芋病害,若土壤水份含量过低,易导致魔芋根系死亡或诱发魔芋根腐病发生,造成死株或秋季提前倒苗 。 因此,雨后需要及时清理魔芋地块排水沟,保持沟渠畅通;如遇持久干旱,需人工浇水。