專利名稱:一種實(shí)現(xiàn)塊根植物根系功能分離的栽培方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種栽培方法，特別是涉及一種實(shí)現(xiàn)塊根植物根系功能分離的栽培方法。
背景技術(shù)：
塊根植物是人類食物來(lái)源的重要組成，也是重要的生產(chǎn)原料。塊根植物的根系由吸收根和塊根組成，塊根是根系發(fā)育過(guò)程中由側(cè)根或不定根的局部膨大而形成。在一棵植株上可以在多條側(cè)根中或多條不定根上形成多個(gè)塊根。塊根部分正是人們通常采食和作為工業(yè)原料的部分。公知的塊根植物栽培方式是植物塊根結(jié)在地面以下，其藤蔓部分生長(zhǎng)于地面以上，收獲時(shí)割去藤蔓，將地下的塊根部分挖出。這種傳統(tǒng)的栽培方式使得塊根植物的營(yíng)養(yǎng)吸收根和塊根混在一起埋于地下，在空間上沒(méi)有高低部位的分離，并且每次收獲都要將地上部分的藤蔓全部割去，既費(fèi)工費(fèi)時(shí)，又浪費(fèi)資源。如何能使塊根植物像普通蔬菜果樹(shù)一樣結(jié)實(shí)在地面以上，收獲時(shí)只需要采摘塊根部分而保留植株的其它部分，并且保留的植株可以繼續(xù)生長(zhǎng)形成新的塊根以實(shí)現(xiàn)多次采摘，這是人們希望解決的技術(shù)問(wèn)題。觀光農(nóng)業(yè)的興起更加速了人們對(duì)解決這一技術(shù)問(wèn)題的探索。
公開(kāi)號(hào)為CNlOl 1M884A，申請(qǐng)日為2008年2月20日，名為“塊根(莖)類作物吸收根-塊根(莖)功能分離栽培方法”的中國(guó)發(fā)明專利申請(qǐng)公開(kāi)了一種塊根(莖)類作物吸收根-塊根(莖)功能分離栽培方法，該方法通過(guò)水培方式來(lái)培養(yǎng)該作物的吸收根，在作物的莖蔓處采用固體基質(zhì)埋壓的方式誘導(dǎo)出塊根(莖)，形成采收器官。該方法運(yùn)用的基本原理是水耕培養(yǎng)對(duì)塊根形成的抑制作用。這一現(xiàn)象已被人們?cè)谥T多試驗(yàn)中證實(shí)，研究者對(duì)該現(xiàn)象的解釋是“甘薯根系在深層營(yíng)養(yǎng)液中不能形成塊根，主要原因在于空氣和壓力2 個(gè)方面，根系周圍空氣不足(尤其氧氣不足)以及根系感受壓力與土壤狀態(tài)下不同。因此， 正常狀態(tài)下甘薯直接水培不能形成塊根”(程瑞鋒、楊其長(zhǎng)，2007)。該發(fā)明申請(qǐng)?zhí)峁┑脑耘喾椒ㄓ捎诓捎盟耘?，因而其運(yùn)行成本很大。例如技術(shù)要求嚴(yán)格、設(shè)施條件要求高、營(yíng)養(yǎng)液管理復(fù)雜、營(yíng)養(yǎng)液易被微生物等污染以及總體投資成本大等等都是水耕培養(yǎng)推廣中需要解決的主要問(wèn)題。事實(shí)上，無(wú)土栽培特別是水耕培養(yǎng)的成本遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于有土栽培，這在農(nóng)業(yè)栽培中是為人們熟知的共識(shí)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足提供一種既能使塊根植物的塊根形成在地面之上，又能實(shí)現(xiàn)一次栽種多次采摘，并且栽培成本低適合推廣的塊根植物根系分離的栽培方法。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案如下
一種實(shí)現(xiàn)塊根植物根系功能分離的栽培方法，其特征在于通過(guò)嫁接培育抑制塊根植物地下部分塊根的形成，所述嫁接接穗選用生長(zhǎng)正常的塊根植物生長(zhǎng)枝，所述嫁接砧木是與塊根植物具有嫁接親和性且不形成地下塊根的植物；嫁接植株栽培基質(zhì)為固體基質(zhì)。
要使塊根植物在地面以上形成塊根，并能實(shí)現(xiàn)一次栽種多次采摘，其首要的技術(shù)問(wèn)題是解決植株既能正常生長(zhǎng)又能抑制根系在地面以下形成塊根。本技術(shù)方案通過(guò)嫁接培育來(lái)解決這一技術(shù)問(wèn)題。嫁接接穗選用塊根植物的正常生長(zhǎng)枝，以保證塊根植物根系分化的特性；嫁接砧木選用與塊根植物具有嫁接親和性且不形成地下塊根的植物。這樣通過(guò)嫁接培育形成的植株是地下根系部分不形成塊根專司營(yíng)養(yǎng)吸收功能又能限制了地上部分光合產(chǎn)物向地下積累，而地上部分具有根系膨大形成塊根特性的能夠正常生長(zhǎng)的“新植株”。
塊根植物的嫁接培育是目前常用的技術(shù)手段，其技術(shù)根據(jù)其目的可以分為3類 第1類，以近緣植物作砧木，用塊根植物作接穗，用于誘導(dǎo)塊根植物開(kāi)花，在開(kāi)花的基礎(chǔ)上進(jìn)行有性雜交制種，獲得雜交種子，用于新品種的選育；第2類，以同種但不同品種、品系的塊根植物相互嫁接，采用傳統(tǒng)栽培模式，用于研究同一塊根植物物種的源庫(kù)關(guān)系；第3類， 以塊根植物做砧木，用近緣指示植物作接穗，鑒定和檢測(cè)塊根植物是否感染病毒。由此可見(jiàn)，塊根植物嫁接培育技術(shù)雖然是常用技術(shù)，但其解決的技術(shù)問(wèn)題與本發(fā)明申請(qǐng)所要解決的實(shí)現(xiàn)塊根植物根系功能分離是完全不一樣的。并且，塊根植物嫁接培育的研究已開(kāi)展較長(zhǎng)時(shí)間，研究成果也很豐富，但從來(lái)沒(méi)有人想到過(guò)通過(guò)這一培育方式來(lái)實(shí)現(xiàn)塊根植物的根系功能分離，也沒(méi)有給出過(guò)相關(guān)的技術(shù)啟示。
上述栽培方法中選用的砧木可以是塊根植物的近緣植物，但該近緣植物不具有形成地下塊根的特性；也可以是與接穗相同的但在栽培過(guò)程中不形成地下塊根的塊根植物物種，比如在原產(chǎn)地能夠正常形成地下塊根，但在栽培地則喪失這一特性的塊根植物，或者是因突變所致的不能形成地下塊根的塊根植物。這些不同類型砧木的共同特點(diǎn)必須是和接穗有良好的嫁接親和性，這是實(shí)現(xiàn)本技術(shù)方案的關(guān)鍵技術(shù)之一。
實(shí)現(xiàn)了抑制地下部分塊根形成后，本技術(shù)方案通過(guò)人工誘導(dǎo)使成活后的接穗藤蔓上形成不定根，再在處于幼根階段的不定根基礎(chǔ)上進(jìn)一步誘導(dǎo)其膨大形成營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)貯藏器官即塊根。從根系發(fā)育的理論可知，只要誘導(dǎo)基質(zhì)中水分含量適中就可長(zhǎng)出不定根，而幼根階段的不定根在光合產(chǎn)物沒(méi)有去處的情況下會(huì)自然膨大。誘導(dǎo)根系膨大與是否施肥無(wú)關(guān)， 但恰當(dāng)控制誘導(dǎo)基質(zhì)的水、肥及透氣性等因子會(huì)得到更好的效果。不定根的誘導(dǎo)形成可以通過(guò)在藤蔓上采用一定濕度的固體基質(zhì)壓蔓誘導(dǎo)而成。
上述栽培方法中選用的接穗可以同時(shí)選用一種塊根植物物種的不同品種或品系。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是(1)本發(fā)明方法原理簡(jiǎn)單，嫁接技術(shù)簡(jiǎn)潔易行，栽培成本低廉，管理簡(jiǎn)便，操作難度和技術(shù)難度均很低，非專業(yè)人員也可在短時(shí)間內(nèi)掌握該技術(shù)；(2)本發(fā)明方法用嫁接的方法使吸收根和塊根在空間位置上進(jìn)行了分離，減少了光合產(chǎn)物的轉(zhuǎn)運(yùn)距離，塊根采收后可繼續(xù)誘導(dǎo)，從而實(shí)現(xiàn)單株多次采收，采取適當(dāng)?shù)沫h(huán)境控制措施，還可以實(shí)現(xiàn)塊根植物周年生長(zhǎng)和連續(xù)采摘，增加產(chǎn)量和延長(zhǎng)觀賞時(shí)間；(3)本發(fā)明方法的全部栽培過(guò)程都可以在固體基質(zhì)，比如土壤中完成，因此方法實(shí)施成本低，適于推廣。
參考文獻(xiàn)
程瑞鋒，楊其長(zhǎng).甘薯水耕栽培的研究.內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2007二8 (3) 332-334


圖1嫁接培育示意圖(示靠接法)。
圖2壓蔓誘導(dǎo)根系操作示意圖。
圖3實(shí)施例二的栽培方法示意圖。
圖中編號(hào)如下
1壓蔓花缽22接穗B
21接穗A23接穗C 具體實(shí)施方式
下面結(jié)合附圖，對(duì)本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例作進(jìn)一步的描述。
實(shí)施例一
如圖1、圖2所示，采用“嫁接一誘導(dǎo)”方法實(shí)現(xiàn)甘薯(Ipomoea batatas (L. ) Lam.) 的根系功能分離。
本實(shí)施例中砧木選用蔦蘿(Quamoclit coccinea)，接穗選用甘薯尖梢苗。將蔦蘿種子播種在營(yíng)養(yǎng)土中，待蔦蘿株齡為25 30d，地上部分長(zhǎng)至30 50cm時(shí)，進(jìn)行嫁接。接穗選用甘薯尖梢苗，尖梢苗是指主莖或分枝的頂端部分。用劈接法嫁接準(zhǔn)備好的長(zhǎng)度為8 15cm的甘薯尖梢苗，嫁接完成后進(jìn)行常規(guī)嫁接植株管護(hù)與適當(dāng)煉苗直至砧木與接穗愈合。 接穗長(zhǎng)出新葉即是嫁接成活的標(biāo)志，可以進(jìn)行后繼培育。
將成活的嫁接植株移栽至土壤中，移栽后澆足定根水；土壤厚度約50cm，pH = 4. 5 8.0，優(yōu)選為6. 5，在土壤中按每株IOOg施用緩釋型復(fù)合肥(N P K = 2. 5 4 0.6 1.2 2. 8 4，優(yōu)選為4 0. 8 3)，保持土壤中有效N、P、K含量分別為70 400mg/Kg、10 60mg/Kg、100 400mg/Kg，有機(jī)質(zhì)含量 2 6 %。移栽后 10 15d 用 500 倍濃度的尿素(50g尿素兌水25kg)每隔10 20d施用一次，促進(jìn)藤蔓在前期快速生長(zhǎng)，以利于后期壓蔓處理。
藤蔓生長(zhǎng)至1. an及以上時(shí)，用固體誘導(dǎo)基質(zhì)壓蔓，誘導(dǎo)藤蔓在基質(zhì)中長(zhǎng)出塊根。 壓蔓所用固體基質(zhì)為土壤細(xì)沙(V/V) = 2 4 8 6，優(yōu)選為3 7。如果希望較好的誘導(dǎo)效果，基質(zhì)中可以施用肥料，其中N P K= 1 2 0.6 1.2 3 4，優(yōu)選為 1.2 0.7 3.5。將固體基質(zhì)裝于底面半徑為15cm，高為35cm的底部有孔塑料壓蔓花缽 1中，選擇接穗藤蔓的適當(dāng)部位埋1 2個(gè)莖節(jié)至基質(zhì)中，沒(méi)于基質(zhì)以下3 5cm處，經(jīng)誘導(dǎo)后2 5d藤蔓即長(zhǎng)出不定根，視藤蔓長(zhǎng)勢(shì)及墑情對(duì)土壤和壓蔓基質(zhì)追施肥水。90 120d 后，壓蔓處結(jié)出薯塊，此時(shí)可去掉壓蔓花缽1，形成空中甘薯。后繼可以根據(jù)需要進(jìn)行采摘或繼續(xù)誘導(dǎo)形成薯塊。
本實(shí)施例中選用的砧木可以是旋花科(Convolvulaceae)中不結(jié)地下貯藏器官且與甘薯具有優(yōu)良嫁接親和性的植物，這類植物包括兩大類第一類是旋花科近緣植物， 是指在旋花科中與甘薯具有嫁接親和性的植物，例如牽牛(Parabitis Iiil(L)ChoisyJt 名 Morning Glory)、鸞蘿(Quamoclit coccinea)、粗蓮野牽牛(Ipomoea crassicaulis)、 蕹菜(Ipomoea aquatica)、月光花(Calonyctiona culeatum)、三淺裂野牽牛(Ipomoea trifida)、樹(shù)牽牛(Ipomoea carnea)等；第二類是特殊類型的甘薯，是指屬于與甘薯同科同屬同種但在種植地不具結(jié)著習(xí)性的植物，這類甘薯包括(1)從低緯度地區(qū)引種到較高緯度地區(qū)種植，地上部分能正常生長(zhǎng)，地下不結(jié)塊根的甘薯，如熱帶甘薯“坦桑尼亞”是坦桑尼亞當(dāng)?shù)刂髟云贩N，但在中國(guó)四川、重慶等地不具結(jié)薯習(xí)性；( 從高緯度地區(qū)引種到較低緯度地區(qū)種植，地上部分能正常生長(zhǎng)，地下不結(jié)塊根的甘薯，如“日本薯”是日本當(dāng)?shù)刂髟云贩N，但在中國(guó)四川、重慶等地不具結(jié)薯習(xí)性；C3)葉菜型甘薯，葉菜型甘薯是用于采摘地上部分蔓尖作蔬菜食用的一類甘薯，它具有結(jié)薯極少或不結(jié)薯的特性，如中國(guó)的“福薯18”、 “廣菜2號(hào)”、“廣菜3號(hào)”等葉菜型甘薯在成都黃壤土中種植時(shí)結(jié)薯極少或不結(jié)薯；⑷甘薯實(shí)生種苗，甘薯實(shí)生種子是指在甘薯有性雜交制備的雜交種子，有的實(shí)生種苗不具結(jié)薯習(xí)性，在常規(guī)生產(chǎn)上以及育種過(guò)程中均要被淘汰，但可作本發(fā)明的砧木使用。
實(shí)施例二
如圖3所示。采用“嫁接一誘導(dǎo)”方法實(shí)現(xiàn)甘薯的根系功能分離，其與實(shí)施例一相同之處不再重復(fù)，其不同之處在于
嫁接砧木選用“坦桑尼亞薯”或“日本薯”。此類甘薯在其原產(chǎn)地坦桑尼亞或日本能夠正常生長(zhǎng)形成塊根，但在中國(guó)四川、重慶等地則不具結(jié)薯習(xí)性。嫁接接穗2同時(shí)選用“徐薯22 (紅皮白肉)”、“南紫008(紫皮紫肉)”和“川薯20 (黃皮橘黃肉)”三個(gè)品種，分別標(biāo)記為接穗A21、接穗B22、接穗C23。
剪取“坦桑尼亞”尖稍苗，長(zhǎng)度為35 40cm，以水平或斜插于土壤中，澆定根水。 “坦桑尼亞”移栽成活長(zhǎng)出3 5片新葉后，用靠接法嫁接上30 35cm長(zhǎng)的生產(chǎn)型甘薯接穗 A21。
靠接法操作過(guò)程如下
在砧木莖尖以下6 12cm處用小刀片將藤蔓削出一個(gè)長(zhǎng)2 km的切口，切口要光滑且平整；選取與砧木粗細(xì)一致的生產(chǎn)型甘薯接穗A21，用同樣的方法與標(biāo)準(zhǔn)在接穗上也削出一個(gè)同砧木上等長(zhǎng)的切口。將兩切口合在一起，用1 1.5cm寬的薄膜條包扎兩切口結(jié)合處，薄膜外面用細(xì)線再次捆扎；用一足夠強(qiáng)度的竹條插與砧木旁邊，將該植株用細(xì)繩固定在竹條上，防止風(fēng)大時(shí)將其吹斷。
接穗A21的莖的末端深入塑料杯中干凈的自來(lái)水水面以下，每2天檢查一次水位， 適時(shí)添加。接穗A21長(zhǎng)出新葉，即是嫁接成活的標(biāo)志，此時(shí)用小刀片切去砧木在嫁接結(jié)合處以上的部分和接穗21在嫁接結(jié)合處以下的部分，即成為地上部分為單一品種接穗的嫁接植株。
待接穗A21長(zhǎng)至40 60cm時(shí)，以接穗A21作砧木，用靠接法嫁接接穗B22 ；接穗 B22成活后，以成活的接穗A21或接穗B22作為砧木靠接上接穗C23。此時(shí)，這一嫁接植株有3個(gè)不同肉色和皮色的甘薯品種作接穗。接穗C23成活后，進(jìn)行一般管理。
后期壓蔓誘導(dǎo)操作同實(shí)施例一。
本實(shí)施例中不應(yīng)受列出品種的限制，接穗的嫁接順序也不應(yīng)受實(shí)施例限制，可用同樣的原理和方法以不同的順序嫁接上其它肉色和皮色的甘薯。
實(shí)施例三
采用“嫁接-誘導(dǎo)”方法實(shí)現(xiàn)甘薯的根系功能分離。其與實(shí)施例二相同之處不再重復(fù)，其不同之處在于
接穗A21、接穗B22與接穗C23先后均以“坦桑尼亞薯”或“日本薯”作為砧木進(jìn)行嫁接。即三種接穗都嫁接在同一砧木上。
本實(shí)施例中不應(yīng)受列出品種的限制，接穗的嫁接順序也不應(yīng)受實(shí)施例限制，可用同樣的原理和方法以不同的順序嫁接上其它肉色和皮色的甘薯。
權(quán)利要求
1.一種實(shí)現(xiàn)塊根植物根系功能分離的栽培方法，其特征在于所述塊根植物是甘薯， 采用嫁接培育的方式，嫁接接穗是生長(zhǎng)正常的甘薯藤蔓，嫁接砧木是甘薯的旋花科近緣植物且不形成地下塊根或者是不具結(jié)薯習(xí)性的甘薯，從而抑制甘薯地下部分塊根的形成；所述接穗的藤蔓生長(zhǎng)良好后用固體基質(zhì)壓蔓，誘導(dǎo)藤蔓長(zhǎng)出塊根，嫁接植株栽培基質(zhì)為固體基質(zhì)。
2.根據(jù)權(quán)利要求
2所述的栽培方法，其特征在于所述嫁接接穗同時(shí)選用了甘薯的不同品種或品系。
3.根據(jù)權(quán)利要求
1或2所述的栽培方法，其特征在于嫁接多株接穗時(shí)，后嫁接的接穗可以嫁接在砧木上，也可以嫁接在先嫁接并已成活的接穗上。
4.根據(jù)權(quán)利要求
3所述的栽培方法，其特征在于所述栽培嫁接植株的固體基質(zhì)是土壤。
5.根據(jù)權(quán)利要求
4所述的栽培方法，其特征在于所述栽培嫁接植株的土壤PH4.5 8. 0，有效N、P、K含量分別為70 400mg/Kg、10 60mg/Kg、100 400mg/Kg,有機(jī)質(zhì)含量為2 6%。
6.根據(jù)權(quán)利要求
5所述的栽培方法，其特征在于所述壓蔓固體基質(zhì)是土壤細(xì)沙(V/ V) = 2 4 8 6。
7.根據(jù)權(quán)利要求
6所述的栽培方法，其特征在于所述壓蔓固體基質(zhì)中施用肥料，肥料配比為 N P K=I 2 0.6 1.2 3 4。
8.根據(jù)權(quán)利要求
7所述的栽培方法，其特征在于所述肥料配比為N P K = 1. 2 0. 7 3. 5。
專利摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種實(shí)現(xiàn)塊根植物根系功能分離的栽培方法。針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中實(shí)現(xiàn)塊根植物根系功能分離的方法需要在水耕培養(yǎng)條件下完成，實(shí)施成本非常高，本發(fā)明提供了一種能在固體基質(zhì)培養(yǎng)條件下實(shí)現(xiàn)，尤其是能在土壤基質(zhì)中實(shí)現(xiàn)的根系功能分離的栽培方法。該方法通過(guò)嫁接培育抑制塊根植物地下部分塊根的形成，嫁接接穗選用生長(zhǎng)正常的塊根植物生長(zhǎng)枝，嫁接砧木是與塊根植物具有嫁接親和性且不形成地下塊根的植物。本方法原理可靠，栽培成本低廉，管理簡(jiǎn)便，操作難度和技術(shù)難度均很低，所需設(shè)備要求簡(jiǎn)單，實(shí)施成本經(jīng)濟(jì)，對(duì)塊根植物根系功能的分離效果好，外形美觀，特別適于推廣。
文檔編號(hào)A01G1/00GKCN101803520 B發(fā)布類型授權(quán) 專利申請(qǐng)?zhí)朇N 201010136704
公開(kāi)日2012年1月4日 申請(qǐng)日期2010年3月31日
發(fā)明者吳潔, 彭梅芳, 李明, 王大一, 蒲志剛, 譚文芳, 閻文昭 申請(qǐng)人:四川省農(nóng)業(yè)科學(xué)院作物研究所, 四川省農(nóng)業(yè)科學(xué)院生物技術(shù)核技術(shù)研究所導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan