本发明属于魔芋种源培植和种植方法技术领域。
背景技术：
繁殖系数过低，一年仅有一片复叶的生长模式导致种植周期雍长一直是制约魔芋总量增加的两大瓶颈，故魔芋被定性为一种典型的低产作物[1]。传统栽培的白魔芋、花魔芋品种的繁殖系数一般为4—6倍，种芋生产成本较高，且生长周期多为3年左右。生物组培技术虽能增加繁殖率，却无法加快生长速率，生长周期长的问题仍难以克服，再加上魔芋组培苗的较高成本，问题依然如故。珠芽魔芋能以无性诱导开花的方式进行规模化育种，能低成本突破繁殖系数低的困局，使魔芋年均繁殖系数提高到330倍以上，可批量获得优势种源，成功解决了低繁殖率的问题。种子成熟率超过95%，千粒重140g——180g，发芽率高于98%。
采用种子作为繁殖材料进行种植，其一个连续生长周期决定了该种魔芋生物产出量的高低。国内传统种植的花魔芋、白魔芋是一种低产作物，正是基于繁殖系数过低及生长周期过长，通常需要3—4年方能达到生殖生长的开花状态。而白魔芋、花魔芋因授粉成功率极低，开花后也极少获得实生种子，故只能采用挖大留小的办法，利用地下大球茎周围长出的少许小球茎作为来年的繁殖材料，往复循环种植，导致生物产量长期难有大的增加。
因独特的生物学特性，珠芽魔芋种子在一个连续的生长周期可先后长出5苗植株，且所有植株为同一个地下球茎不间断接力式提供营养积累，显著缩短了营养生长所需周期，巧妙地解决了魔芋系单一叶片而导致的叶面积指数过低的生物学劣势，从而能在一个生长季节完成传统栽培魔芋品种需要3—4年方能累积到的生物产量，也颠覆了魔芋原有的低产量生长模式。另已证实，该类魔芋实生种子、叶面球茎、地下球茎作为不同繁殖材料相应的最高膨大倍数分别约为5000倍：100倍：6-8倍，实生种子的膨大潜力最为显著，其次就是叶面球茎。因此，凡是能丰产实生种子及叶面球茎的方法对提高珠芽魔芋生物产量皆有重要意义。然而，与作为种芋的地下球茎及叶面球茎相比，开花实生种子的重量仅有前二者的几十分之一到几百分之一，尽管实生种子的潜在膨大率远比叶面球茎及地下球茎要大，但要从单粒重不到0.2克的实生种子生长的植株上获得一枚生长成熟的气生球茎也非必然。本发明要实现从一粒实生种子5苗植株上收获9枚生长成熟的叶面气生球茎，需要对种子从播种前到5苗植株生长的全过程进行分阶段调控生长，以获得最大地下球茎及植株上最多9枚叶面气生球茎的预期结果。
因珠芽魔芋适宜在低海拔的高温高湿环境生长，而高温环境伴随出现的强日照，常使土壤水分蒸发量过大，魔芋植株叶片的蒸腾作用亦会显著加快，若魔芋植株裸露在强光环境下，多会出现脱水倒苗现象，严重时叶片边缘甚至出现日灼现象，导致生物产量锐减。因此，珠芽芋也需在40%-60%的遮荫度环境下生长。然而，魔芋不论是在遮荫网下还是与玉米套种，或是在林下遮荫套种，魔芋植株皆无例外地展现出旺长的抢光特征，而较高大的魔芋植株意味着有限养分的过度分散，这十分不利于地下球茎生物产量的积累及叶面气生球茎的形成。因此，如何使实生种子在一个连续生长周期内使其特有的5苗接力生长植株各自优势充分发挥，将营养根吸收的养分最大程度用于地下球茎的膨大及地面植株上叶面球茎的生长，以获得最佳生物产量及最高9倍的气生球茎繁殖系数。
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技术实现要素：
在以地下球茎为繁殖材料种植时，新植株在生长过程中必然伴随母体球茎的所谓“换头”过程，即母体在供养过程中原球茎快速萎缩并与新植株脱离，完成“新老交替”生长循环。而实生种子的5苗接力生长过程中除第一苗自“母体种子萌”发而来外，其余后续四苗并未经“换头”过程，而是五苗共同为同一个逐渐膨大的地下球茎提供养分。
本发明采用对珠芽魔芋实生种子先后持续长出的5苗植株进行分阶段调控，即对第一苗进行催苗，对从第三苗开始的3、4、5苗进行矮化抑制。具体以赤霉素（GA3）作为催苗调节剂，对实生种子进行催苗促使第一苗早出土，为后续4苗留出足够生长空间。从第三苗起促，以多效唑、烯效唑及矮壮素对植株进行矮化控制，使第三苗开始旺长的势头得以适当遏制。尤其对叶面积指数显著增加的第四、第五苗生长阶段，因在低海拔热区遮荫环境下植株极易过度长高，导致养分分散，既不利于地下球茎的膨大，也难以得到成熟的叶面气生球茎。因此，对植株进行抑制矮化，使“5苗接力”后三苗旺长的矮化调控技术是实生种子丰产叶面气生球茎关键技术步骤。
本发明的目的是为解决现有珠芽类魔芋实生种子因在遮荫环境生长状况下植株出现为适应环境而不利于丰产的植株旺长缺陷，找到一套对珠芽魔芋实生种子持续长出的5苗植株进行分阶段调控，即对第一苗进行催苗，而对从第三苗开始的3、4、5苗进行矮化抑制。分别利用外源制剂先刺激、后抑制魔芋植株的生长，减少母体球茎养分过度用于新植株叶柄的伸长，控制植株过度长消耗有限养分，使5苗根系吸收的营养物质能有利于叶面球茎数量的增加及地下球茎的膨大，获得与对照植株相比叶面球茎由1倍增加到8-9倍的丰产效果，显著提高了以珠芽魔芋实生种子为繁殖材料的繁殖系数。
本发明的目的是通过如下技术方案实现的，该方法步骤为：
1、实生种子播种前处理
在成熟的实生种子储存期间，相对较高的储存温度及较强的阳光照射会种子内源赤霉素的合成，增加出苗长叶几率。为使种子第一苗早出土，可进行赤霉素浸泡处理：选择平均单粒重在0.14-0.18克成熟饱满的实生种子，将其浸泡于50-80ppm赤霉素溶液中6-8小时，取出后置于环境温度为15℃～25℃荫凉干燥环境，在表面水分晾干后即可入土播种育苗。赤霉素浸泡处理可刺激种子加快生长，利于第一苗萌发及生长。在温度为25℃～35℃，相对湿度70-95%的育苗床环境，3周左右即可出苗。
2、种子避免倒置
因实生种子有顶芽优势，在播种前应区别种子芽点萌发方向。种子萌发点朝上或平放皆可，但切忌倒置。种子放置方向若出现颠倒，幼苗从萌发至出土需经历一个“翻身”的过程，这会过度消耗种子内部贮存的能量，拉长苗高，导致弱苗。另外，一旦幼苗叶片在破土前得不到“鳞片”保护，叶片易受损，导致倒苗，出现多苗接力中断现象。另外，因种子粒度较小，切忌盖土过厚
一般不宜超过3cm。
3、育苗过程的日照要求
种子育苗期间需要充足阳光照射，避免遮荫。即使在第一苗出土后，仍应保持足够日照。第一、第二苗幼小植株喜光，忌遮荫。若光照不足，出苗期会显著退后，出苗后植株亦偏弱，不利于第三苗的正常生长。在第一、第二苗生长期间，禁止采用化学矮化剂抑制植株生长，应利用阳光对植株自然的矮化壮苗作用。
4、移栽
在第一苗出苗后20d—30d后即可进行大田移栽。第一苗高度一般不超度5-6cm，因幼苗较为弱小，在移栽时要特别注意叶片及根系不能受损，且应避免过度日照，防止叶片日灼受损。幼苗合理的株行距约为30cm×40cm。通常，在春季气温回升，降雨较少，空气较为干燥的情况下，移栽的幼苗应注意浇水频率，以免土壤中缺水发生倒苗。
5、控草
杂草对幼苗在生长初期的影响很大，需特别注意对第一、第二苗生长期间的杂草，可采用精喹禾灵控草。
6、第三苗植株适度矮化
第三苗比第一、第二苗植株高度有大幅增加，一般高度为15-20cm。应在第三苗叶片未完全展开时，喷施80-100ppm多效唑溶液以抑制植株旺长。因实生种子在出苗移栽后，魔芋种植区域需处于遮荫环境下，而植株生长仍有趋光性，易出现高脚弱苗现象。在采用多效唑溶液喷施后，植株矮化比例可达30%-40%，植株健壮，叶柄粗壮，叶片肥厚且色泽墨绿。与未矮化植株相比，第三苗植株叶柄顶部开始生长并且仅有一枚叶面球茎，可积累足够干物质生长成熟。
在后续每苗植株展叶前用50-100ppm多效唑或其它唑类抑制剂对植株进行矮化处理，以控制新生长的地下魔芋球茎内源赤霉素的合成，促使第四至第五苗植株
7、重点抑制第四、第五苗植株旺长
实生种子第四、第五苗在遮荫环境条件下，植株可高达100-120cm，叶片也由第一、第二苗的小掌形叶变为三叉大复叶，叶面积大幅度增加，但叶柄细长，容易折断或倒伏。此阶段需提前进行旺长抑制，采用喷施300-400ppm多效唑进行矮化，获得不高于70-80cm高的植株，减少养分过度损耗，以达到第四苗、第五苗植株叶片各生长4个叶面球茎的丰产效果。
8、高钾肥补充
魔芋植株在整个生长周期，应充分补充富含钾肥的复合肥，氮磷钾比例为1：1：2—2.5，以利于叶面球茎中干物质含量的积累，提高叶面球茎的饱满度。
与未经矮化处理的实生种子植株相比，本发明繁殖系数提高了8-9倍。叶面球茎成熟超过95%，出苗成活率达97%以上。因成熟的叶面球茎个体大小及重量差异较大，重量范围从1克/枚—12克/枚不等，最大种植膨大率可达80—100倍。
9、采收
植株出现倒苗后，块茎根系尚在继续吸收土壤中的养分，地下块茎仍在继续膨大。收获时机应在倒苗15-20天后，选择晴朗天气，土壤干燥情况下进行。植株生长接近倒伏前后，叶面气生球茎成熟后会自然脱落，采收后稍作晾晒，置于荫凉、干燥、通风处保存。地下球茎的采挖宜用二齿或三齿耙小心地将魔芋刨出，抖去泥土后进行大小分级，并注意保护魔芋块茎及顶芽的完整。球茎在日光下晒2-3天适当脱水后再进行堆放，确保商品芋及种芋质量。 具体实施方式：
本发明的方法分为两个调控步骤：即第一阶段催苗，第二阶段抑制矮化。
1、采用日光结合赤霉素对实生种子第一苗进行催苗
光照饥结合赤霉素浸泡种子：选择平均单粒重在0.14-0.18克成熟饱满的实生种子，将其浸泡于50-80ppm赤霉素溶液中6-8小时，取出后置于环境温度为15℃～25℃荫凉干燥环境，在表面水分晾干后即可入土播种育苗。赤霉素浸泡处理可刺激种子加快生长，利于第一苗萌发及生长。在温度为25℃～35℃，相对湿度70-95%的育苗床环境，3周左右可出苗。
2、 对第三苗至第五苗植株进行抑制矮化
从第三苗出土后，遮荫环境下植株开始旺长，不利于后续植株的进一步生长、地下球茎及叶面球茎的形成。应在第三苗叶片伸出鳞片尚未完全展开时用50-80ppm，第四、第五苗分用各用300-350ppm多效唑溶液喷施叶片及植株，以抑制叶柄的过快伸长而消耗母体球茎养分。试验结果表明，第三苗植株矮化程度达30%-45%，第四、第五苗植株高度矮化可达35-40%,并在第四、第五苗植株叶面上各生长4个来年用于作为繁殖材料的气生球茎。
实施例一：
选择在1月中旬生长成熟的脱皮珠芽魔芋实生种子1.0千克（约6000-6500枚），在日光下晒2～3天后，将其浸泡在50ppm赤霉素溶液中6小时，取出后置于环境温度为15℃～25℃并常有日照的环境晾干。在提温大棚中将种子按株行距30×30cm置于：有机肥:草炭土: 土壤=0.5: I: 2的混合苗床上，苗床沟深3-4cm厘米，顶芽朝上，盖土后浇水，保持每周2-3次的浇水频率，棚内相对湿度在70-95%，温度在25-35°C之间，约3周后第一苗可出土，特征为5片掌形叶，苗高5-6cm。当第一苗在阳光充足的环境生长30-45天后，第二苗即会破土而出，且其高度与第一苗类似,仍为掌形叶。在后续的35-45天，两苗共同生长，为同一个地下球茎提供养分。第一、第二苗植株高度一般不高于6-8cm，是实生种子5苗接力生长过程的基础起步阶段，也是最关键的时期，原因是此时的幼苗过于弱小，幼苗植株若出现高脚苗或叶柄折断，后续植株一般亦就由此夭折。在第二苗生长月35-40天后，第三苗出土。在第三苗出土5-8cm，叶片尚未从鳞片中散开前，需在棚内魔芋植株上方加盖50-60%黑色遮荫网，以保护叶片免受日光过强照射。本发明从第三苗开始对第3、第4、第5苗各进行一次矮化抑制，利用多效矬控制植株过度旺长消耗有限养分，施用浓度分别为50-80ppm，280ppm，300ppm，促使5苗根系吸收的营养物质能有利于叶面球茎数量的增加及地下球茎的膨大，从而达到从5苗植株上获得9枚叶面球茎的丰产效果，显著提高了魔芋的繁殖系数。成熟的叶面球茎会从植株上自然脱落，采收后稍作晾晒，置于荫凉、干燥、通风处保存。
本方法在大棚环境直接种植实生种子，无幼苗移栽环节。该方法叶面球茎数量比未使用矮化处理增加7-8倍。
本发明实施地点在云南红河州河口县进行。
实施例二：
选择成熟脱皮珠芽魔芋实生种子2000枚，在50ppm赤霉素溶液中浸泡在6小时，捞出后滤水晾干。在12穴育苗盘内将基质土壤装满至2/3高度，每穴放置一枚实生种子，顶芽向上，盖上2cm后腐植土，在大棚内统一摆盘后每2-3天喷淋浇水一次，棚内相对湿度维持在70-95%范围，温度在25-35°C，约3-4周出第一苗。在第二苗破土期间的10-15天，皆可作为幼苗的最佳移苗期。大田移栽时需精心选择有遮荫物、土质疏松、有机质丰富的土壤，细化土壤粒度，施足高钾底肥，起垅高度约20-25cm,在日落后将育苗盘中幼苗取出后按30cm×40cm株行距定植于大田，压实叶柄根部土壤并第一时间浇定根水。幼苗移栽后3-5天第一、第二苗通常即可恢复移栽前的生长状态。因是在自然遮荫环境生长，第三苗出土后在叶片尚未完全展开前，需即时喷施80-100ppm多效矬，以控制第三苗植株的生长高度。本发明对第4、第5苗植株仍需在其叶片尚未完全展开前各喷施一次280ppm-300ppm的多效矬溶液，以对植株进行有效矮化，以获得从第3苗获得一枚，第四、第五苗各收获4枚共计9枚叶面球茎的丰产结果，自然脱落后收集，最小重量0.60克，最大重量8.5克，大幅提高了实生种子种植模式的繁殖系数。整个生长期间需补施2-3次高钾复合肥，以保障地下球茎及叶面气生球茎生长营养所需，魔芋生长期间草害控制采用精喹禾灵喷施幼草。魔芋第五苗植株在12月底枯叶倒苗，第二年一月中旬收挖地下球茎，个体重量在300克-1050克之间。
本方法需注意的关键步骤是：在育苗盘中获得健壮的第一、第二苗是整个育苗及种植过程的核心环节，若第一苗过弱或植株生长过高，移栽后可能出现植株无法直立或后续植株长势过弱现象，导致多苗接力生长夭折。
本发明实施地点在云南玉溪元江县进行。
实施例三：
用实生种子在温室大棚集中育苗后移栽大田1200苗(育苗过程同前)，苗高在5-6cm，第一、第二苗在育苗生长期间需有充足光照，避免遮荫，以确保幼苗健壮。在第一苗出苗后20—30天后或是整个第二苗生长期间，皆可进行大田移栽，株行距40cm×40cm，上方覆盖60%遮荫网。植株在整个生长期，地下球茎膨大及株高从第三苗开始进入加速期，第四、第五苗会更会在遮荫环境下出现“疯长”现象，须提前进行抑制，否则养分过多损耗，株高易倒伏，生长周期缩短，地下球茎膨大率不够，叶面球茎更难以长出。
在遮荫大田环境下，本法施用400-450ppm矮壮素对第四苗植株进行矮化，植株高度可从平均60—80cm矮化至40—50cm,并在植株上生长4枚叶面球茎；第五苗植株采用500ppm矮壮素溶液喷施，植株高度从80—120cm压缩至70—85cm,亦可获4枚叶面球茎。整个5苗接力生长周期中，可获得总计9枚成熟饱满的叶面球茎，最大重量可达11克，最小约为0.50克，内部干物质含量足够，能储存过冬，可作为来年繁殖用种。
本发明实施地点在云南玉溪元江县进行。