无病种薯的生产

一种简单而廉价的技术能够帮助发展中国家生产农民开展可持续马铃薯生产所需要的健康种薯。

要点

马铃薯的疾病会大大减少块茎的产量和品质。

为生产无病种薯而进行的幼苗离体组织培养需要昂贵的技术和训练有素的工作人员。

一个低成本的替代办法是利用插条(单一节点、 叶芽或其他类型的极小植物插条)在非无菌条件下繁育幼苗。

插条很容易生根,而且其生产幼苗的效率与离体繁殖相同 – 每个插条在6个月内便可产出1 0万个子代块茎。

马铃薯易感染多种疫病,这些疫病会降低块茎的产量和品质。此外,在块茎的连续无性繁殖和种植过马铃薯的土壤中,病原体不断聚集。这就是为什么可持续的马铃薯生产依赖于经常更新的无病种植材料的供应。

发达国家马铃薯行业的一项重大创新是在七十年代被广泛采用的组织培养-或微繁殖-这是繁殖无病植物的一种手段,可以为农民生产出健康的种薯。首先,通过在高温控制环境中培育马铃薯植株,病毒和其他病原体被去除。然后在完全无菌的实验室环境下将植株的无病嫩芽置于玻璃容器中的标准营养培养基上(离体培养)。嫩芽发育成为幼苗,然后被移栽到温室中或不受虫害影响的田间,它们在那里以与正常马铃薯植株同样的速度成长,但结出较小的块茎(所谓的“微型薯”) 。

收获后的微型薯需要存放在低温环境中。大约45天后 – 并此后的最长高达7个月的时间里 – 可以将它们转移到了一个较温暖的环境中,促使发芽。种植后,它们可产生出正常大小的无病种薯,可马上提供给农民。(在植物的生长过程中需要保护它们不受病虫害的侵扰以避免感染新的疾病) 。

一种低成本的方法:小插条

虽然上述方法可以提供健康的种薯,但是幼苗的微繁殖费用很高,需要复杂的技术和训练有素的工作人员。在许多发展中国家,人们需要更简单和更经济的繁殖方法。粮农组织正在推广一种很有前途的低成本替代方法:使用非常小的插条,即单一节点、叶芽或长度约1.5厘米的其他类型的植物插条,利用这些插条可进行商业化幼苗生产。

组织培养与微繁殖

组织培养的基本方法是在20世纪50年代开发的,而微繁殖技术自上世纪60年代后期已经被用来进行商业化母株材料的繁殖。每年通过组织培养方式进行微繁殖的植物数以亿计,其品种则多达几万个。常见的微繁殖植物包括花卉、草莓、观赏灌木和林木。

初始种植材料仍然是数量很少的微繁殖无病幼苗,在诸如撒哈拉以南非洲地区,这些材料往往要从发达国家进口。不过,它们的培育方式不是离体而是体内繁殖(即在非无菌和自然条件下) 。插条是在培育室或遮荫的温室内,利用放在金属支架上塑料托盘内的泥炭和沙子混合物(或其他发根介质)进行繁殖。

插条技术利用黄化现象 - 即在低光照强度下种植幼苗。黄化植物保留其幼年特点,产生新芽,以获得更多易发根的插条。此外,植物个头仍很小,可以在有限的空间里大量种植 - 每平方米的托盘上可容纳多达500个插条。在三个星期内,插条成长为新的植株,为更多插条提供了来源。 6个月内,仅一个插条就可生产出多达10万个子代。

一旦种植材料的繁殖达到所需的数量,植株还可被转到一个无害虫的环境(在温室里或户外遮荫的田间)。种植在深层土壤中的幼苗很容易在一个星期内发根,成长为完全正常的马铃薯植物并产出微型块茎。

该技术生产幼苗的速度与离体繁殖的速度相同,但其成本只是离体繁殖成本的很小一部分。不过至关重要的是,无病的初始种植材料是在试管中培育的,在整个繁殖过程中应遵守所有标准的植物检疫措施。

时机的重要性

插条技术适用于发展中国家,繁育种薯所需的方法既简单又经济。然而,生产优质初始种植材料是马铃薯种薯生产过程中的重要环节。利用插条进行的繁殖和微型薯的储存如果不能与农民的耕作时间表协调一致,种子供应计划便有可能失败。只有很好地规划和实施田间和储存阶段的工作,才能确保微繁殖带来的好处。

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本情况介绍由粮农组织植物生产及保护司的Tapani Haapala撰写。国际马铃薯中心的Roger Cortbaoui 和 Enrique Chujoy亦提供帮助。