马铃薯微型薯气雾培营养液研究综述

马铃薯微型薯气雾培营养液研究综述

肖英奎，张艳平，张强，李继嫚，乔建磊

（吉林大学生物与农业工程学院和工程仿生教育部重点实验室，长春130022）

摘要：气雾栽培法是解决根系水气矛盾最好的一种栽培形式，营养液是气雾栽培的核心。已知的营养液配方多是以MS营养液为基础、改变营养液中N，P，K的比例而形成的。叶面营养、营养液浓度梯度等问题也同时影响马铃薯微型薯的生长和产量。为此，对马铃薯气微型薯雾培营养液的研究现状进行了概括分析，并总结出有待解决的问题，对气雾培马铃薯微型薯的进一步研究起到了一定的指导作用。

关键词：马铃薯；气雾培；营养液；无土栽培

中图分类号：S317文献标识码：A文章编号：1003－188X（2011）10－0220－04

0引言

马铃薯是世界上继水稻、小麦和玉米之后的第四大农作物。我国是世界第一大马铃薯生产国，但马铃薯单产水平很低。随着农业产业结构的调整和马铃薯企业市场的不断扩大，马铃薯栽培正成为种植业结构调整和农民增收的一项重要的战略选择［1］。

气雾栽培是无土栽培中营养液栽培的一个分支。营养液栽培是与土壤栽培相对而言的，它是一种无土壤和无土壤肥力的栽培方式。气雾培是指作物的根系悬挂生长在封闭、不透光的容器（槽、箱或床）内，营养液经由特殊设备形成雾状，间歇性喷到作物根系上，以提供作物生长所需要的水分和养分的一种无土栽培技术，是所有无土栽培技术中解决根系水气矛盾最好的一种形式。

雾培的概念是在1968年提出的。1995年，Lem-men采用两种生产方式进行微型薯的生产：一种是将马铃薯植株从栽培基质中提起，收获一定大小的小薯后再将植株根植于基质中；另一种方法就是雾化栽培。实验结果表明，雾化栽培特别适用于以地下块茎为产品器官的马铃薯生产。

1996年，韩国首先取得了雾培马铃薯栽培试验的成功；意大利的气雾培系统已经发展到大规模的立体式空间多层栽培；以色列已经有成套的雾培设备投入

收稿日期：2010－12－07

基金项目：吉林省应用基础项目（20090566）；吉林省科技发展计划项目（20090169）

作者简介：肖英奎（1965－），男，长春人，教授，（E－mail）xiaoyk@jlu．edu．cn。

通讯作者：张强（1968－），男，吉林德惠人，副教授，硕士生导师，（E－mail）zhanqiang@jlu．edu．cn。到国际市场；1997年，我国由黑龙江从韩国引进了雾化栽培马铃薯微型种薯这一技术，目前关于这项技术，我国也进行了较多的实验，并取得了很大的进展。

1气雾法生产马铃薯的优势

目前，马铃薯微型薯的生产主要有4种方法：一是有土栽培，将马铃薯直接种植在土壤中；二是无土基质栽培，将无土栽培与马铃薯生物工程技术相结合，快速生产脱毒微型薯原原种，当前普遍采用的是以草炭、蛭石、沙子为基质的无土栽培方式；三是试管法，通过改变培养基的配方，诱导试管苗结出许多小气生块茎；四是雾培法，就是将适用于不同时期发育的营养液适时、适量喷于保持在黑暗条件下的马铃薯植株根际，使马铃薯得到充分的营养，促进马铃薯块茎的生长［2］。于品华［3］等人研究认为，试管法生产周期较长，限制因素多，无法规模化生产，只适用于一些专项研究。

Frederic F Souret和Pamela J Weather［4］在雾培、营养液栽培与土壤栽培3种条件下对藏红花进行研究发现：雾培条件下，藏红花球茎的干质量与其他栽培方法相比增长得最多，但根的长度有所减少。E．RIT-TER［5］等人对水培法和雾培法进行了比较，试验表明：雾培法使得马铃薯植株表现出更快的增长势头，块茎形成时间较短，所得的块茎产量显著增加。2002年，杨元军等人［6］对马铃薯脱毒苗的喷雾栽培和草炭+蛭石双层基质无土栽培两种模式进行了同期对比试验，并对脱毒苗的结薯特性和增产潜力进行了研究。结果表明：雾培的繁殖系数较基质栽培显著提高，采用雾化栽培每株匍匐茎数可达到97条，膨大成薯76个，分别是双基无土栽培的6．5倍和13．3倍。2003年，

修英涛［7］等人对气雾法栽培、营养液栽培和无土基质（沙培）等3种无土栽培方式进行了比较，探讨了不同的栽培方式对马铃薯植株及其脱毒小薯生长发育的影响，得出的结论是：气雾法栽培的马铃薯植株生长旺盛，明显好于液培和沙培，其株高、茎粗、叶面积、根系长度和体积、匍匐茎长度和数量等形态指标明显提高，同时植株的块茎产量也显著增加。2005年，西南农业大学的吕树鸣［8］采用无土栽培和有土栽培两种方式对马铃薯脱毒苗进行试验，通过对试验指标进行测定，得出的结论是：栽培方式对产量的影响显著，无土栽培方式下单株结薯数和产量均显著大于有土栽培方式。

综合比较国内外各种栽培方式可以看出：利用雾培法进行栽培，马铃薯的各项生理指标、产量都能显著增加。对于气雾培使植物根域环境最优的机理，徐伟忠［9］认为主要有以下几个原因：一是气雾环境中植物的根系能保持较为发达的薄壁组织，具有更强的再生和修复能力；二是根系表面能均匀地吸附营养液，根系接触营养液的表面积比其他传统栽培方式要大；三是水分的均匀供给为植物提供快速生长的基本条件；四是气雾栽培模式能为根系的呼吸作用提供最充足的氧气源。另外，气雾培法生产马铃薯种薯可以实现周年生产，既缩短了生产周期，加快了原种的繁殖速度，又可以清晰直观地观察马铃薯根系、结薯等情况，对研究马铃薯生长生理有重要意义。因此，气雾栽培在生产以及科研上具有广阔的发展空间与运用前景。

2马铃薯微型薯气雾培营养液的研究状况

马铃薯营养液是无土栽培的核心［10］，植株只有处于比较适宜的营养液条件下才能获得较高的产量和品质。适宜的营养液条件主要包括营养液组分、电导率（EC，Electric Conductivity）和pH值等。

2．1脱毒微型薯的品种与最适营养液的关系

雾培中，脱毒微型薯的结薯量与匍匐茎的多少密切相关，因此中熟品种的小薯繁殖系数较早熟品种高。另外，中熟品种的地上茎叶衰老比早熟品种晚，能够保证匍匐茎顶端膨大所需的养分。

何庆学［11］采用3种营养液和3种不同品种马铃薯—高原7号、Ⅰ－1035和中心24进行培养处理，研究发现：所测指标全株鲜质量、全叶鲜质量、叶面积系数、叶绿素含量、茎鲜质量、茎粗、茎长、根系鲜质量及根系体积均受到品种的极显著影响，表明雾化栽培马铃薯植株的生长仍主要受品种的影响，这主要是由其品种的遗传特性决定的；营养液对全株鲜质量、全叶鲜质量、叶面积系数、叶绿素含量、茎长、根系鲜质量的影响达到显著或是极显著水平，对茎鲜质量、茎粗、根系体积影响不显著；品种与营养液间相互作用不显著。杨元军等采用适合炸片的中熟品系H4进行实验，发现其生育期和结薯特性与中熟炸片品种‘大西洋’（Atlantic）类似，而‘大西洋’比早熟品种‘鲁引一号’（Favorita的株选系）的结薯率高27．8%。南相日［12］采用了克新4号、东农303、大西洋、大地和秀美等品种作为实验材料进行雾化栽培，营养液配方是SPY，发现品种间的结薯程度和块茎的大小存在很大的差异：东农303的块茎数量最多，克新4号次之，大地最少；从质量上看，克新4号最大，303次之，秀美最小，这些可能是由品种特性决定的。李功轶［13］也采用了大西洋、东农303、费乌瑞它、早大白和郑薯6号的脱毒试管苗作为实验材料，结果表明：在光照条件、营养液供应时间及间隔时间、温度条件与通风条件等相同的环境下，同一种营养液对于不同供试品种的株高、根系数量、生长势强弱和晚疫病抗性的影响各不相同。大西洋和郑薯6号的匍匐茎总数、结薯个数明显高于其他各种供试品种，效果较好。

综上所述，不同品种的马铃薯微型薯最适宜营养液也不相同，而有目的地选择或是培育合理株型结构的马铃薯品种，仍是提高雾化栽培马铃薯结薯能力的重要方法。

2．2马铃薯微型薯叶面营养液

马铃薯微型薯喷施叶面营养液能促进其发根、提高叶绿素含量，增加光合作用和强度，加速光合作用产物向块茎转移，从而提高马铃薯的产量、外观品质和商品品质，进而提高马铃薯的经济效益。

丁凡［14］采用脱毒试管苗夏波蒂、鄂薯3号和高原7号为材料，对根系营养、叶面营养以及根系营养与叶面营养相结合等3种营养方式进行试验，结果表明：叶面营养与根系营养相结合对于提高植株的株高、茎粗、叶面积系数有一定的作用；而只有叶面营养处理条件下，植株的生长势显著小于另外两种处理。在一定量的范围内，叶面营养可以提高植株对养分的吸收速率以及利用率；但是超过了这个量，叶面营养就会出现营养过量的问题，植株不能再吸收更多的养分了，叶面营养不能完全代替根系营养，只能在生产上起到一种很好的补充作用。因此，研究叶面营养液的适宜浓度和配方、叶面营养与根系营养的合理结合对于提高马铃薯的产量具有十分重要的作用。