摘要:本文基于马铃薯现阶段的育种工作情况,总结分析了其有待进一步提升的环节,并提出相应的发展对策。现阶段,马铃薯育种主要依据其无性繁殖特性进行,具有简便、有效和确保薯种纯度等优点,同时做好薯种脱毒、病虫害防治和田间管理等工作;育种过程中,需进一步提升马铃薯品种资源收集、种薯生产能力、种薯生产技术、脱毒种薯质量以及马铃薯产品加工能力。提出马铃薯育种工作发展对策,包括建立良好的育种环境、科学引进马铃薯品种、创新马铃薯育种方式以及更新生产设备及生产技术,为促进马铃薯产业的规范化和合理化发展提供参考。
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马铃薯属于茄科茄属一年生草本植物,其生长周期短、营养价值高且适应性强,被广泛种植[1]。马铃薯除用作于粮食、蔬菜、饲料和加工原材料外,还是一种潜在的新型能源材料,具有独特的经济价值[2]。该作物可在干旱和半干旱地区种植,是其重要的经济农作物之一[3]。实际生产中,该作物单位面积产量仍有较大提升空间,这与其品种栽培适应性有一定关系[4]。种薯质量是影响马铃薯产量和质量的决定性因素之一。培育出高质、高产且抗病性强的马铃薯品种,并建立标准化的优良品种扩繁体系,对于调整产业布局、稳定农户的收入具有重要的现实意义。
近年来,随着农业科技投入力度的加大及“科技兴农”的实施,各地相继成立了从事马铃薯科研攻关、推广培训、成果转化以及信息咨询等工作的机构[5-6],从生产到消费,从研发到市场,各环节紧密相连,为相关产业提供服务;通过品种选育、栽培模式创新、机械化装备研制及产业化推广等方面的科技支撑,促进相关产业健康稳定快速发展。本文基于马铃薯现阶段的育种工作情况,总结分析了其有待进一步提升的环节,并提出相应的发展对策,为促进马铃薯产业的规范化和合理化发展提供参考。
1、马铃薯育种工作现状
近年来,随着对马铃薯的需求量不断增加,种植户从多方面着手,克服影响其生产的各种不利自然条件,以达到优质高产的目的。马铃薯杂交对品质有较大的影响,因此其育种通常采用无性繁殖方法进行,该方法既简便、有效,又确保了品种的纯度。马铃薯的生育期包括休眠期、萌芽期、幼苗期、发棵期和薯块期,每个生育阶段对外部环境的需求存在差异,因此,加强外部环境调节,为其提供合适的生长环境,是提升产量和品质的重要环节。实际生产中,温度控制在15~25℃可确保其正常生长,16~18℃是其生长的适宜温度。张启学[7]研究指出,马铃薯块茎形成时间一般在40~60 d,受品种、气候和病虫害的影响,其块茎形成时间会存在差异。
该作物为无性繁殖,经多代种植后病毒易在种薯内积累,导致种质退化[8]。在品种、天气、人为和机械等多种因子共同诱发下,易致使马铃薯连作后土传病害加剧。因此,加强马铃薯生产管理对提高产量和品质具有积极作用。
现阶段,马铃薯病虫害防治工作有待进一步加强,部分常见病害(如黑茎病、环腐病等)暂未得到有效控制[9],部分病害(如疮痂病)呈逐年增加趋势[10]。马丹丹等[11]提出了一种农业防治、物理防治、化学防治和生物防治相结合的综合防治方法;强调注重农业防治,选择抗病品种,实施合理轮作。实际生产中,应加强优良品种选育,对农业土地进行严格和有效的管理,坚持“以预防为导向,全面治理”的策略,结合农业、物理、生物和化学等防治手段,以提高防治效果。
该作物的生长发育与其生长环境息息相关,受病原菌感染、栽培管理和自然条件等多种因素影响。在生长过程中,不良环境等因素会干扰其代谢功能,导致出现生理性病害,影响品质与产量。如部分薯块出现开裂、黑心和空心等现象[12],进而影响其加工质量。因此,在实际生产中,需合理进行水肥调控。
2、马铃薯种薯生产有待进一步提升的环节
随着栽培时间的延长,组培苗种植可得到原种,但其种级会逐渐下降。马铃薯种植采用无性繁殖方式,其种薯品质会随着时间的推移逐渐下降,对产量和品质造成不利影响。
2.1 马铃薯品种资源方面
各地气候条件差异较大,该作物品种的选育存在一定的地域差异。育种基础工作包括收集、保存种质。近年来,部分马铃薯品种采用近缘杂交方式,或以培育出来的新品种为亲本,可能导致部分品种亲本间亲缘关系较近,在生产上表现出高度相近的特点,较难选育出更优质的品种。徐建飞等[13]研究指出,多年栽培的马铃薯品种,其抗病、抗虫害能力下降,卷叶病等病害加重,造成其品质下降。
2.2 种薯生产能力方面
部分育种机构和企业早期引进了一些成熟的马铃薯品种,为育种提供了优异的种质资源,在一定程度上提高了育种效率[14]。引入的品种在生产中可能不完全适应栽培地的气候及环境,须经过多年的筛选与鉴定,才能大面积推广应用[15]。张俊莲等[16]在育种鉴定研究中发现,引入品种若对水肥要求高,抗病能力差,则可能出现与地方品种混杂的现象。
2.3 种薯生产技术方面
樊荣[17]研究指出,种薯生产主要采取基质栽培、雾培、试管育苗和露地栽培等方式进行,不同的育种方法优势不同。马铃薯种苗贮藏条件较苛刻,继代次数较多,导致生产成本高,能源消耗大,种薯价格偏高,市场认可度有待进一步提高,在一定程度上影响了种薯产业发展。
2.4 脱毒种薯质量方面
马铃薯脱毒种薯质量控制较难,生产过程中若出现病害,会严重影响种薯质量。脱毒种苗的病毒检测方法有待进一步丰富。梁雨欣等[18]研究指出,马铃薯疫病的诊断主要采用酶联免疫吸附试验法。宋吉轩等[19]研究指出,部分马铃薯种植户在生产脱毒种薯时采用简单的病毒检验方法,在一定程度上造成了种薯质量不稳定。马铃薯生产中,存在种薯繁育技术有待进一步拓展,繁育系统较多、生产管理规范性有待提高、标准较难全面实施以及规模化程度有待进一步提升等问题,给相关产业带来了一定的风险。从种植环境来看,马铃薯生产基地环境、布局有待进一步优化,连作、疫病传播等是影响薯苗质量的重要因素,导致马铃薯脱毒种薯质量受到影响[20-21],进而影响其良种繁育工作的全面和有效实施[22]。
2.5 马铃薯产品加工方面
马铃薯营养丰富、用途广泛且产量高,是重要的粮食作物之一[23-24]。随着人们生活水平的提高和食品消费结构的改变,对高品质、营养丰富的马铃薯制品的需求量不断增加。该作物可以进行全粉处理,当加入小麦粉时,可制作面包[25-28]和饼干[29],或被加工成薯片和薯条[30-31];马铃薯淀粉是以块茎处理制成的可溶性胶体颗粒,具有一定黏性且易糊化,既能用作主食又可作食品配料。部分马铃薯淀粉是利用未达到商品标准的“淘汰薯”处理获得的[32],这部分薯种淀粉的含量相对偏低,加工转化率偏低,在一定程度上影响了淀粉产品的整体品质。
目前,马铃薯全粉作为一种新型食品原料被广泛使用。随着技术进步,其全粉处理在产量和质量上均得到了持续提升。实际生产中,为了实现马铃薯全粉化利用,须对其全粉进行深加工。马栎等[33]研究表明,马铃薯含有丰富的营养成分,是制作馒头、面条等食品的理想选择。现阶段,马铃薯全粉开发相关技术已基本成熟,并开始向产业化发展,但暂存在后续处理能力有待进一步提升等情况。
3、马铃薯育种工作发展对策
3.1 建立良好的育种环境
罗其友等[34]研究指出,马铃薯产业发展方面,用于加工的品种有待进一步选育更新,这在一定程度上影响了该作物深加工行业的进一步发展。因此,需进一步加大培育优良品种的力度[35],大力引进优质品种,建立优良的亲本基础,根据地域特点和市场需求,进行高品质薯种的育种工作。
构建稳定的育种基地是扩大育种规模的基本要求[36]。培育优质新品种是一项重要且难度较大的工作[37]。结合当地的环境、气候等特点,开展科学的育种工作,提高育种工作效率。育种技术人员按照相关的检查标准进行追踪,实时监测其生长情况,建立一整套育种工作体系,进一步完善土地、品种和种薯的选择,种薯的处理以及田间管理等环节的管理体系,以加快马铃薯品种的创新。
3.2 科学引进马铃薯品种
在马铃薯育种栽培工作中,一方面,结合当地的气候、土壤等条件,全面筛选优质品种;另一方面,引进适合当地气候和土壤特征的优良品种,强化育种工作的效果,从而全面提升马铃薯品种的综合质量和产量。在国际交流推动下,大量优良新种质被直接或间接地应用于生产中,改善了马铃薯的质量和产量,带来了较大的效益[38]。
引种遵循容易生产操作的原则,从日照时间长的地区引入日照时间短的地区,或从南方引入北方。刘长臣等[38]、叶超林[39]研究指出,近年来,马铃薯优异新品系被培育并推广种植,部分高质量种质被引入与应用。以杂交品种晋薯8号为例,其单产为地方品种的1~2倍、淀粉含量高且抗晚疫病,具有明显的杂种优势[40]。引种过程中,重视脱毒种薯的引种,提升其抗病虫害的能力。当引入的马铃薯品种在当地试种效果良好时,可大范围推广种植。
3.3 创新马铃薯育种方式
程林润等[41]研究指出,马铃薯育种主要采用引种、杂交和天然变异等方法。在此基础上,进一步开展二倍体马铃薯优异基因、分子标记和QTL位点的精细定位,为后续选育高质量品种提供重要的理论依据和技术支持。将分子标记技术和传统育种方法有机地结合。亲本筛选时,注重筛选多个性状互补,不利性状少,优势性状多的亲本,或选择亲本间差异大、亲缘关系远和配合力强的亲本。为提高种群中目标性状的平均值,采用种群改良方法,持续增加优良基因的频率。殷丽丽等[15]研究指出,通过杂交或互交等方法,在多个优异单株间进行杂交或互交,按育种目的选择子代,再通过杂交或互交等方法实现重复选择。
3.4 更新生产设备及生产技术
马铃薯产业发展需提高生产装备效率,优化工艺[42]。目前马铃薯深加工产业有待进一步延伸,研发新型设备并提供专业科研人员,对生产技术进行优化升级,有助于突破相关产业技术瓶颈,提升其产业生产率。
随着对该作物品质要求不断提高,对其栽培品种的抗病、多功能等方面的要求也越来越高。在此基础上,开展马铃薯高产、优质和抗病品种的选育与推广,构建标准化的种苗繁育体系,对调整产业结构,实现农户增收具有重要意义。本文基于马铃薯现阶段的育种工作状况,总结分析了其有待进一步提升的环节,并提出相关发展对策。现阶段,马铃薯育种主要依据其无性繁殖特性进行,具有简便、有效和确保薯种纯度等优点,同时做好薯种脱毒、病虫害防治和田间管理等工作;育种过程中,需进一步提升马铃薯品种资源收集、种薯生产能力、种薯生产技术、脱毒种薯质量以及马铃薯产品加工能力。提出马铃薯育种工作发展对策,包括建立良好的育种环境、科学引进马铃薯品种、创新马铃薯育种方式以及更新生产设备及生产技术,为促进马铃薯产业的规范化和合理化发展提供参考。
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基金资助:云南省重点研发计划项目(202102AE090019);云南省科技计划项目创新引导与科技型企业培育计划(202304BI090018,202204BP090004);云南省兴滇英才计划(XDYC-CYCX-2022-0030);
文章来源:包山敏,王崇进,向成轶,等.马铃薯育种现状及发展对策[J].安徽农学通报,2024,30(21):8-12.
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期刊名称:中国马铃薯
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主管单位:东北农业大学,中国作物学会
主办单位:中国作物学会马铃薯专业委员会,东北农业大学
出版地方:黑龙江
专业分类:农业
国际刊号:1672-3635
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