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(鄢陵建业绿色基地建设有限公司,河南许昌 461000)
莓,蔷薇科草莓属多年生草本植物,果实酸甜可口,营养丰富,富含糖、蛋白质、无机盐、维生素等多种营养物质,在世界小浆果生产中居于首位。长期以来,中国大多数地区都依靠传统的分株繁殖法生产草莓种苗,导致草莓体内病毒的不断累积,病毒病的发生逐年加重。利用草莓的脱毒、快繁技术进行草莓苗的规模化生产,既可以保持原品种的种质纯度,又可以提高草莓的繁殖系数,更重要的是可以提高草莓的产量和品质、促进草莓产业化发展。因此,草莓脱毒快繁体系(图1)的建立可对草莓苗的规模化生产奠定重要的技术基础。
基于无土栽培营养液配方施肥基础上的温室内草莓层架栽培,既体现了农产品的高品质、高产量,也满足了人们日益增加的休闲观光生态采摘需求。
草莓品种的选择
本试验选择3个草莓品种,分别是‘红颜’‘太空2008’‘玫瑰香’等适合温室促成栽培的品种。
‘红颜’是日本草莓品种之一,其果实甜、硬、香,多级花序,结果期长,产量高;‘太空2008’是由中国农业科学院培育生产,是中國太空自育种金奖品种,果实大,一般单果重20~40 g,最大果重89 g,果实硬度中等,果皮有韧性,果肉软硬适口,完熟后全果鲜红,采摘后储运期果色不变,果肉红色,果味甜酸,甜味突出;‘玫瑰香’为河南郑州中牟地区广泛种植的品种,果实香味浓郁,果肉香甜(图2)。
茎尖脱毒培养
本试验中草莓脱毒快繁所取外植体为匍匐茎顶端嫩芽。从温室中选取形状优良、生长健壮、无病虫危害的草莓母株,截取小叶尚未展开的匍匐茎顶端约2~3 cm长的顶芽。首先用0.2%洗洁精水溶液浸泡5 min,然后用软毛刷轻轻刷洗一遍,再用流动清水冲洗2 h,转入超净工作台中。在超净工作台中先用无菌的镊子将匍匐茎顶端外部的大叶摘除,然后用75%酒精快速灭菌30 s,用无菌水冲洗2遍后,再用0.1%升汞(滴入1~2滴吐温80)振荡灭菌6 min,最后用无菌水冲洗5遍。将清洗干净的匍匐茎顶芽用无菌滤纸擦去表面水分,在双筒解剖镜下逐层剥去幼叶,每剥一层换一只灭菌的解剖针,一直剥至可见叶原基和透明半圆球形的顶端分生组织,切取0.5 mm置于已灭菌的诱导培养基上。
初代诱导分化培养在试管中进行,每管接种1个茎尖。茎尖在初代诱导培养基上培养10天左右颜色会逐渐转绿,基部开始膨大,培养约20天后可见小茎逐渐伸长,叶原基逐渐形成小叶,培养30天便可形成高2 cm左右的草莓幼苗。
诱导培养基以MS培养基为基础培养基,附加不同浓度的6-BA、IBA。蔗糖含量为30 g/L,可用白砂糖代替蔗糖,琼脂含量5 g/L,灭菌前pH值调至5.8。接种后移至培养室内培养,培养条件为光照1500~2500 Lx,时间为12 h/天,温度24±2℃,相对湿度70%左右(培养条件下同),并及时观察记录。结果显示,激素浓度不同,茎尖成活率、诱导成活的幼苗大小、生长状态等都有一定的差异。当6-BA浓度0.5~2 mg/L、IBA浓度为0~0.3 mg/L,均能诱导出不定芽,其中以培养基MS 6-BA 1 mg/L IBA 0.5 mg/L最为理想,不定芽的诱导率相对较高,且小苗长势良好,诱导出的不定芽也相对较多。此外,不定芽的诱导率与切取茎尖的大小有一定的关联性,茎尖越小成活率越低,但其脱毒效果会更好。本试验的3个品种初代诱导培养结果基本一致。
试管苗快速繁殖
当诱导分化出的草莓苗高长至1.5~2 cm左右时,将其转接至经过灭菌的继代增殖培养基中,置于培养室内培养。培养容器为耐高温塑料培养瓶,每瓶可接种6~8株试管脱毒苗。继代增殖培养基以MS培养基为基础培养基,并附加不同浓度的6-BA和IBA,蔗糖含量为30 g/L。增殖培养过程中注意观察继代周期、增殖系数及植株生长状况。
由表1可以看出,决定增殖系数的主要因素为6-BA。当6-BA含量升高,3个品种的平均增殖系数均逐渐升高,当6-BA值为0.3~0.5 mg/L时,草莓苗的增殖系数增加不明显。此外,在试验中发现,随着6-BA、IBA含量的升高,脱毒苗产生愈伤组织的频率增高,影响组培苗质量。因此,适合3个品种的增殖培养基可确定为MS 6-BA 0.3 mg/L IBA 0.01 mg/L。增殖系数6倍左右,且不定芽长势健壮,产生的愈伤组织较少(图3)。
生根培养
经过4~5代增殖培养后,将生长健壮的草莓组培苗转接到生根培养基上进行生根培养;生长较为弱小的草莓苗转至壮苗培养基上培养10天左右后再转至生根培养基上。材料接种后置于培养室中培养,注意及时观察组培苗的生根情况。
壮苗培养基为MS培养基不添加任何激素。生根培养基为1/2 MS培养基附加不同浓度的IBA,蔗糖含量为20 g/L。结果表明IBA含量对3个草莓品种生根速度和生根量有一定的影响,且三个品种之间最适生根培养基也有一定的差异。
由表2可以看出,培养20天时,当IBA含量为0时,3个品种的平均生根量和根长都较低;当IBA含量为0.05 mg/L时,‘玫瑰香’‘太空
2008’‘红颜’生根量及根长都有明显的增加;当IBA含量增加为1 mg/L时,只有红颜的生根量及根长有明显增加;当IBA含量增加为0.15 mg/L时,3个品种的生根量及根长与IBA浓度为0.1 mg/L时相比均无较明显差异。此外,在生根培养基的筛选过程中发现随着IBA浓度的增加,三个品种基部产生愈伤组织的频率越高,草莓苗也越瘦弱(图4)。
综上所述,最适合草莓‘玫瑰香’及‘太空2008’的生根培养基为1/2 MS IBA 0.05 mg/L;最合适‘红颜’的生根培养基1/2 MS IBA 0.1 mg/L。
炼苗移栽
生根培养20天,根长2.5 cm左右时,可移至温室内进行驯化。将组培瓶从培养室中取出移至玻璃温室内培养2~3天,再打开瓶盖进行透气培养1天后,组培苗即可出瓶移栽。在高温夏季开瓶盖时间不宜过长,时间过长易滋生霉菌,影响最终驯化成活率。在此期间适当遮阳,并逐渐增加光照。 移栽时从瓶中取出幼苗,清除干净根部及根颈处的培养基,栽入穴盘中进行驯化。基质采用经过灭菌处理的海藻渣和草炭、蛭石以体积比1:1:1的比例配制而成。炼苗温室的湿度保持在70%~80%,温度保持在20℃左右。移栽1天后,组培苗表面可喷施1500倍的80%多菌灵WP进行病害预防,并注意进行其他常规管理。
依照上述方式在温室中进行草莓组培苗的炼苗、移栽,缓苗期约5~7天,最终驯化成活率可达99%。
脱毒的选苗及定植
选苗
草莓脱毒苗应用于生产上优势明显,但是在栽培管理上应注意不可将组培苗直接作为母株繁育生产苗,这样会造成只长叶不结果、或者是畸形果过多、营养生长与生殖生长严重不协调等现象发生。在栽培管理中应该以组培苗繁育出的第二代种苗作为母本繁殖生产苗,这样才能将草莓脱毒苗的优势最大化应用于生产。
草莓选苗时需选择有4~5片发育健全的无病虫害的完整叶,且植株要矮壯,根须要粗壮,无徒长现象。促成无土栽培草莓定植时间为9月中旬左右。
定植
把拌好的基质填在栽培槽中,高度到距栽培槽上部1 cm处,把基质摊平后用手向下压2 cm。
用防虫网盖在栽培槽基质上表面,用带喷头的水管浇透基质,用水量是基质体积的55%,确保不出现明水,不出现基质上漂。
在距栽培槽外侧边沿9 cm处挖深8~10 cm、直径10~12 cm(大于营养钵直径)的定植穴,浇满坐窝水,立即将草莓苗放于穴内,把挖出的基质回填,使基质吸透水,栽培槽基质与苗密切结合,确保回填后育苗钵上平面与栽培槽上平面基质相平,定植时遵循“深不埋心,浅不露根”的原则。确保弓背朝向栽培槽外侧,确保植株在9 cm线上。
栽培层架的设计及布局
为对比温室支架式无土栽培模式的栽培效果,采用了A字形支架和双层H形支架(图5、图6)。其中A字形栽培架总长1390 m;H形栽培架总长274.5 m;栽培基质采用草炭:珍珠岩:蛭石=3:1:1混合基质;灌溉方式为滴灌。经过对比试验,A字形支架的栽培效果优于H型栽培效果。
日常管理
水肥管理
由于鄢陵地区井水EC值为1.0 mS/cm以上,为保证草莓可以得到更好的营养供给,温室所有灌溉用水均为净化水(表3)。
缓苗期灌溉清水,缓苗期后至开花前期肥水EC控制在0.8~1 mS/cm,开花后肥水EC值控制在1.2~1.5 mS/cm。灌溉水量根据覆膜与否而不同,冬季覆膜期间灌溉量125 mL/株(分5次进行滴灌,25 mL/次),未覆膜期间灌溉量为350~490 mL/株(分5次进行灌溉,70~90 mL/次)。
环境控制
花芽分化时期,鄢陵地处华中,草莓多在9月中旬进行花芽分化,白天温度控制在28~30℃,夜间控制在12~15℃,日均气温在5~25℃,湿度控制在70%左右,经过10~15天即开始花芽分化。
现蕾期,白天温度控制在25~28℃,夜间温度控制在10~12℃,湿度控制在30%~50%。
开花期,白天温度控制在23~25℃,夜间温度控制在8~10℃,湿度控制在30%~50%。
果实膨大期,白天控制温度在20~25℃,夜间温度控制在6~10℃,湿度控制在60%~70%。
收获期,白天控制温度在20~23℃,夜间温度控制在8~10℃,湿度控制在60%~70%。
降温主要通过温室的风机和水帘,加温则通过燃油热风机进行加温,冬季通过覆盖地膜来提高根部温度,降低夜间空气湿度。
疏花疏果
草莓花期大约是从9月底开始,草莓花序分级开花,一级二级花可以保留,三级花为无用花,开花前就可以去掉,草莓第一次出现的花序不需要太多,仅留2~5朵。
草莓坐果期大约在10月中旬,这个阶段主要工作是剪老叶,疏花疏果。本阶段草莓叶子需要留8~10片,其他叶子和侧枝全部打掉,维持光合作用的平衡和能量供给。疏花主要就是摘无效花,疏果视品种和长势而定,一般总状花序留2~3个,果实在直径为1 cm左右时开始摘除。主要摘除畸形果,果柄细、籽少的果实。每株草莓的前期果实需要保留。收获期需要继续保持叶片和花的质量,平均每周清理一遍。
授粉
为保证草莓授粉的质量和数量,减少畸形果发生,鄢陵基地采用了荷兰科伯特公司的熊蜂进行授粉,每个温室的放置标准为10箱。
病虫害防治
温室草莓主要的虫害有红蜘蛛、蚜虫、白粉虱、草莓线虫等,而病害有白粉病、炭疽病、灰霉病等。其中红蜘蛛、白粉病、灰霉病的危害尤为严重,为保证温室草莓的安全,对于草莓病虫害需要提前预防。首先需要在温室使用之前做好消毒工作,使用福尔马林与高锰酸钾按照2:1的比例进行熏蒸消毒;其次,加强对于基质和种苗的筛选;利用物理防治方式如粘虫板、诱虫灯等进行虫害防治;使用硫磺熏蒸器防治白粉病;合理控制温室环境,增强植株抵抗力。
结论
与草莓常规种苗相比,草莓脱毒苗具有生长旺盛、抗逆性强、坐果率高、产量高等特点。但是在种苗脱毒前期需要适当控制其生长速度,防止出现徒长现象。
莓,蔷薇科草莓属多年生草本植物,果实酸甜可口,营养丰富,富含糖、蛋白质、无机盐、维生素等多种营养物质,在世界小浆果生产中居于首位。长期以来,中国大多数地区都依靠传统的分株繁殖法生产草莓种苗,导致草莓体内病毒的不断累积,病毒病的发生逐年加重。利用草莓的脱毒、快繁技术进行草莓苗的规模化生产,既可以保持原品种的种质纯度,又可以提高草莓的繁殖系数,更重要的是可以提高草莓的产量和品质、促进草莓产业化发展。因此,草莓脱毒快繁体系(图1)的建立可对草莓苗的规模化生产奠定重要的技术基础。
基于无土栽培营养液配方施肥基础上的温室内草莓层架栽培,既体现了农产品的高品质、高产量,也满足了人们日益增加的休闲观光生态采摘需求。
草莓品种的选择
本试验选择3个草莓品种,分别是‘红颜’‘太空2008’‘玫瑰香’等适合温室促成栽培的品种。
‘红颜’是日本草莓品种之一,其果实甜、硬、香,多级花序,结果期长,产量高;‘太空2008’是由中国农业科学院培育生产,是中國太空自育种金奖品种,果实大,一般单果重20~40 g,最大果重89 g,果实硬度中等,果皮有韧性,果肉软硬适口,完熟后全果鲜红,采摘后储运期果色不变,果肉红色,果味甜酸,甜味突出;‘玫瑰香’为河南郑州中牟地区广泛种植的品种,果实香味浓郁,果肉香甜(图2)。
茎尖脱毒培养
本试验中草莓脱毒快繁所取外植体为匍匐茎顶端嫩芽。从温室中选取形状优良、生长健壮、无病虫危害的草莓母株,截取小叶尚未展开的匍匐茎顶端约2~3 cm长的顶芽。首先用0.2%洗洁精水溶液浸泡5 min,然后用软毛刷轻轻刷洗一遍,再用流动清水冲洗2 h,转入超净工作台中。在超净工作台中先用无菌的镊子将匍匐茎顶端外部的大叶摘除,然后用75%酒精快速灭菌30 s,用无菌水冲洗2遍后,再用0.1%升汞(滴入1~2滴吐温80)振荡灭菌6 min,最后用无菌水冲洗5遍。将清洗干净的匍匐茎顶芽用无菌滤纸擦去表面水分,在双筒解剖镜下逐层剥去幼叶,每剥一层换一只灭菌的解剖针,一直剥至可见叶原基和透明半圆球形的顶端分生组织,切取0.5 mm置于已灭菌的诱导培养基上。
初代诱导分化培养在试管中进行,每管接种1个茎尖。茎尖在初代诱导培养基上培养10天左右颜色会逐渐转绿,基部开始膨大,培养约20天后可见小茎逐渐伸长,叶原基逐渐形成小叶,培养30天便可形成高2 cm左右的草莓幼苗。
诱导培养基以MS培养基为基础培养基,附加不同浓度的6-BA、IBA。蔗糖含量为30 g/L,可用白砂糖代替蔗糖,琼脂含量5 g/L,灭菌前pH值调至5.8。接种后移至培养室内培养,培养条件为光照1500~2500 Lx,时间为12 h/天,温度24±2℃,相对湿度70%左右(培养条件下同),并及时观察记录。结果显示,激素浓度不同,茎尖成活率、诱导成活的幼苗大小、生长状态等都有一定的差异。当6-BA浓度0.5~2 mg/L、IBA浓度为0~0.3 mg/L,均能诱导出不定芽,其中以培养基MS 6-BA 1 mg/L IBA 0.5 mg/L最为理想,不定芽的诱导率相对较高,且小苗长势良好,诱导出的不定芽也相对较多。此外,不定芽的诱导率与切取茎尖的大小有一定的关联性,茎尖越小成活率越低,但其脱毒效果会更好。本试验的3个品种初代诱导培养结果基本一致。
试管苗快速繁殖
当诱导分化出的草莓苗高长至1.5~2 cm左右时,将其转接至经过灭菌的继代增殖培养基中,置于培养室内培养。培养容器为耐高温塑料培养瓶,每瓶可接种6~8株试管脱毒苗。继代增殖培养基以MS培养基为基础培养基,并附加不同浓度的6-BA和IBA,蔗糖含量为30 g/L。增殖培养过程中注意观察继代周期、增殖系数及植株生长状况。
由表1可以看出,决定增殖系数的主要因素为6-BA。当6-BA含量升高,3个品种的平均增殖系数均逐渐升高,当6-BA值为0.3~0.5 mg/L时,草莓苗的增殖系数增加不明显。此外,在试验中发现,随着6-BA、IBA含量的升高,脱毒苗产生愈伤组织的频率增高,影响组培苗质量。因此,适合3个品种的增殖培养基可确定为MS 6-BA 0.3 mg/L IBA 0.01 mg/L。增殖系数6倍左右,且不定芽长势健壮,产生的愈伤组织较少(图3)。
生根培养
经过4~5代增殖培养后,将生长健壮的草莓组培苗转接到生根培养基上进行生根培养;生长较为弱小的草莓苗转至壮苗培养基上培养10天左右后再转至生根培养基上。材料接种后置于培养室中培养,注意及时观察组培苗的生根情况。
壮苗培养基为MS培养基不添加任何激素。生根培养基为1/2 MS培养基附加不同浓度的IBA,蔗糖含量为20 g/L。结果表明IBA含量对3个草莓品种生根速度和生根量有一定的影响,且三个品种之间最适生根培养基也有一定的差异。
由表2可以看出,培养20天时,当IBA含量为0时,3个品种的平均生根量和根长都较低;当IBA含量为0.05 mg/L时,‘玫瑰香’‘太空
2008’‘红颜’生根量及根长都有明显的增加;当IBA含量增加为1 mg/L时,只有红颜的生根量及根长有明显增加;当IBA含量增加为0.15 mg/L时,3个品种的生根量及根长与IBA浓度为0.1 mg/L时相比均无较明显差异。此外,在生根培养基的筛选过程中发现随着IBA浓度的增加,三个品种基部产生愈伤组织的频率越高,草莓苗也越瘦弱(图4)。
综上所述,最适合草莓‘玫瑰香’及‘太空2008’的生根培养基为1/2 MS IBA 0.05 mg/L;最合适‘红颜’的生根培养基1/2 MS IBA 0.1 mg/L。
炼苗移栽
生根培养20天,根长2.5 cm左右时,可移至温室内进行驯化。将组培瓶从培养室中取出移至玻璃温室内培养2~3天,再打开瓶盖进行透气培养1天后,组培苗即可出瓶移栽。在高温夏季开瓶盖时间不宜过长,时间过长易滋生霉菌,影响最终驯化成活率。在此期间适当遮阳,并逐渐增加光照。 移栽时从瓶中取出幼苗,清除干净根部及根颈处的培养基,栽入穴盘中进行驯化。基质采用经过灭菌处理的海藻渣和草炭、蛭石以体积比1:1:1的比例配制而成。炼苗温室的湿度保持在70%~80%,温度保持在20℃左右。移栽1天后,组培苗表面可喷施1500倍的80%多菌灵WP进行病害预防,并注意进行其他常规管理。
依照上述方式在温室中进行草莓组培苗的炼苗、移栽,缓苗期约5~7天,最终驯化成活率可达99%。
脱毒的选苗及定植
选苗
草莓脱毒苗应用于生产上优势明显,但是在栽培管理上应注意不可将组培苗直接作为母株繁育生产苗,这样会造成只长叶不结果、或者是畸形果过多、营养生长与生殖生长严重不协调等现象发生。在栽培管理中应该以组培苗繁育出的第二代种苗作为母本繁殖生产苗,这样才能将草莓脱毒苗的优势最大化应用于生产。
草莓选苗时需选择有4~5片发育健全的无病虫害的完整叶,且植株要矮壯,根须要粗壮,无徒长现象。促成无土栽培草莓定植时间为9月中旬左右。
定植
把拌好的基质填在栽培槽中,高度到距栽培槽上部1 cm处,把基质摊平后用手向下压2 cm。
用防虫网盖在栽培槽基质上表面,用带喷头的水管浇透基质,用水量是基质体积的55%,确保不出现明水,不出现基质上漂。
在距栽培槽外侧边沿9 cm处挖深8~10 cm、直径10~12 cm(大于营养钵直径)的定植穴,浇满坐窝水,立即将草莓苗放于穴内,把挖出的基质回填,使基质吸透水,栽培槽基质与苗密切结合,确保回填后育苗钵上平面与栽培槽上平面基质相平,定植时遵循“深不埋心,浅不露根”的原则。确保弓背朝向栽培槽外侧,确保植株在9 cm线上。
栽培层架的设计及布局
为对比温室支架式无土栽培模式的栽培效果,采用了A字形支架和双层H形支架(图5、图6)。其中A字形栽培架总长1390 m;H形栽培架总长274.5 m;栽培基质采用草炭:珍珠岩:蛭石=3:1:1混合基质;灌溉方式为滴灌。经过对比试验,A字形支架的栽培效果优于H型栽培效果。
日常管理
水肥管理
由于鄢陵地区井水EC值为1.0 mS/cm以上,为保证草莓可以得到更好的营养供给,温室所有灌溉用水均为净化水(表3)。
缓苗期灌溉清水,缓苗期后至开花前期肥水EC控制在0.8~1 mS/cm,开花后肥水EC值控制在1.2~1.5 mS/cm。灌溉水量根据覆膜与否而不同,冬季覆膜期间灌溉量125 mL/株(分5次进行滴灌,25 mL/次),未覆膜期间灌溉量为350~490 mL/株(分5次进行灌溉,70~90 mL/次)。
环境控制
花芽分化时期,鄢陵地处华中,草莓多在9月中旬进行花芽分化,白天温度控制在28~30℃,夜间控制在12~15℃,日均气温在5~25℃,湿度控制在70%左右,经过10~15天即开始花芽分化。
现蕾期,白天温度控制在25~28℃,夜间温度控制在10~12℃,湿度控制在30%~50%。
开花期,白天温度控制在23~25℃,夜间温度控制在8~10℃,湿度控制在30%~50%。
果实膨大期,白天控制温度在20~25℃,夜间温度控制在6~10℃,湿度控制在60%~70%。
收获期,白天控制温度在20~23℃,夜间温度控制在8~10℃,湿度控制在60%~70%。
降温主要通过温室的风机和水帘,加温则通过燃油热风机进行加温,冬季通过覆盖地膜来提高根部温度,降低夜间空气湿度。
疏花疏果
草莓花期大约是从9月底开始,草莓花序分级开花,一级二级花可以保留,三级花为无用花,开花前就可以去掉,草莓第一次出现的花序不需要太多,仅留2~5朵。
草莓坐果期大约在10月中旬,这个阶段主要工作是剪老叶,疏花疏果。本阶段草莓叶子需要留8~10片,其他叶子和侧枝全部打掉,维持光合作用的平衡和能量供给。疏花主要就是摘无效花,疏果视品种和长势而定,一般总状花序留2~3个,果实在直径为1 cm左右时开始摘除。主要摘除畸形果,果柄细、籽少的果实。每株草莓的前期果实需要保留。收获期需要继续保持叶片和花的质量,平均每周清理一遍。
授粉
为保证草莓授粉的质量和数量,减少畸形果发生,鄢陵基地采用了荷兰科伯特公司的熊蜂进行授粉,每个温室的放置标准为10箱。
病虫害防治
温室草莓主要的虫害有红蜘蛛、蚜虫、白粉虱、草莓线虫等,而病害有白粉病、炭疽病、灰霉病等。其中红蜘蛛、白粉病、灰霉病的危害尤为严重,为保证温室草莓的安全,对于草莓病虫害需要提前预防。首先需要在温室使用之前做好消毒工作,使用福尔马林与高锰酸钾按照2:1的比例进行熏蒸消毒;其次,加强对于基质和种苗的筛选;利用物理防治方式如粘虫板、诱虫灯等进行虫害防治;使用硫磺熏蒸器防治白粉病;合理控制温室环境,增强植株抵抗力。
结论
与草莓常规种苗相比,草莓脱毒苗具有生长旺盛、抗逆性强、坐果率高、产量高等特点。但是在种苗脱毒前期需要适当控制其生长速度,防止出现徒长现象。