专利名称:一种实现块根植物根系功能分离的栽培方法
技术领域：
本发明涉及一种栽培方法，特别是涉及一种实现块根植物根系功能分离的栽培方法。
背景技术：
块根植物是人类食物来源的重要组成，也是重要的生产原料。块根植物的根系由吸收根和块根组成，块根是根系发育过程中由侧根或不定根的局部膨大而形成。在一棵植株上可以在多条侧根中或多条不定根上形成多个块根。块根部分正是人们通常采食和作为工业原料的部分。公知的块根植物栽培方式是植物块根结在地面以下，其藤蔓部分生长于地面以上，收获时割去藤蔓，将地下的块根部分挖出。这种传统的栽培方式使得块根植物的营养吸收根和块根混在一起埋于地下，在空间上没有高低部位的分离，并且每次收获都要将地上部分的藤蔓全部割去，既费工费时，又浪费资源。如何能使块根植物像普通蔬菜果树一样结实在地面以上，收获时只需要采摘块根部分而保留植株的其它部分，并且保留的植株可以继续生长形成新的块根以实现多次采摘，这是人们希望解决的技术问题。观光农业的兴起更加速了人们对解决这一技术问题的探索。
公开号为CNlOl 1M884A，申请日为2008年2月20日，名为“块根(茎)类作物吸收根-块根(茎)功能分离栽培方法”的中国发明专利申请公开了一种块根(茎)类作物吸收根-块根(茎)功能分离栽培方法，该方法通过水培方式来培养该作物的吸收根，在作物的茎蔓处采用固体基质埋压的方式诱导出块根(茎)，形成采收器官。该方法运用的基本原理是水耕培养对块根形成的抑制作用。这一现象已被人们在诸多试验中证实，研究者对该现象的解释是“甘薯根系在深层营养液中不能形成块根，主要原因在于空气和压力2 个方面，根系周围空气不足(尤其氧气不足)以及根系感受压力与土壤状态下不同。因此， 正常状态下甘薯直接水培不能形成块根”(程瑞锋、杨其长，2007)。该发明申请提供的栽培方法由于采用水耕栽培，因而其运行成本很大。例如技术要求严格、设施条件要求高、营养液管理复杂、营养液易被微生物等污染以及总体投资成本大等等都是水耕培养推广中需要解决的主要问题。事实上，无土栽培特别是水耕培养的成本远远大于有土栽培，这在农业栽培中是为人们熟知的共识。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术的不足提供一种既能使块根植物的块根形成在地面之上，又能实现一次栽种多次采摘，并且栽培成本低适合推广的块根植物根系分离的栽培方法。
为实现上述目的，本发明的技术方案如下
一种实现块根植物根系功能分离的栽培方法，其特征在于通过嫁接培育抑制块根植物地下部分块根的形成，所述嫁接接穗选用生长正常的块根植物生长枝，所述嫁接砧木是与块根植物具有嫁接亲和性且不形成地下块根的植物；嫁接植株栽培基质为固体基质。
要使块根植物在地面以上形成块根，并能实现一次栽种多次采摘，其首要的技术问题是解决植株既能正常生长又能抑制根系在地面以下形成块根。本技术方案通过嫁接培育来解决这一技术问题。嫁接接穗选用块根植物的正常生长枝，以保证块根植物根系分化的特性；嫁接砧木选用与块根植物具有嫁接亲和性且不形成地下块根的植物。这样通过嫁接培育形成的植株是地下根系部分不形成块根专司营养吸收功能又能限制了地上部分光合产物向地下积累，而地上部分具有根系膨大形成块根特性的能够正常生长的“新植株”。
块根植物的嫁接培育是目前常用的技术手段，其技术根据其目的可以分为3类 第1类，以近缘植物作砧木，用块根植物作接穗，用于诱导块根植物开花，在开花的基础上进行有性杂交制种，获得杂交种子，用于新品种的选育；第2类，以同种但不同品种、品系的块根植物相互嫁接，采用传统栽培模式，用于研究同一块根植物物种的源库关系；第3类， 以块根植物做砧木，用近缘指示植物作接穗，鉴定和检测块根植物是否感染病毒。由此可见，块根植物嫁接培育技术虽然是常用技术，但其解决的技术问题与本发明申请所要解决的实现块根植物根系功能分离是完全不一样的。并且，块根植物嫁接培育的研究已开展较长时间，研究成果也很丰富，但从来没有人想到过通过这一培育方式来实现块根植物的根系功能分离，也没有给出过相关的技术启示。
上述栽培方法中选用的砧木可以是块根植物的近缘植物，但该近缘植物不具有形成地下块根的特性；也可以是与接穗相同的但在栽培过程中不形成地下块根的块根植物物种，比如在原产地能够正常形成地下块根，但在栽培地则丧失这一特性的块根植物，或者是因突变所致的不能形成地下块根的块根植物。这些不同类型砧木的共同特点必须是和接穗有良好的嫁接亲和性，这是实现本技术方案的关键技术之一。
实现了抑制地下部分块根形成后，本技术方案通过人工诱导使成活后的接穗藤蔓上形成不定根，再在处于幼根阶段的不定根基础上进一步诱导其膨大形成营养物质贮藏器官即块根。从根系发育的理论可知，只要诱导基质中水分含量适中就可长出不定根，而幼根阶段的不定根在光合产物没有去处的情况下会自然膨大。诱导根系膨大与是否施肥无关， 但恰当控制诱导基质的水、肥及透气性等因子会得到更好的效果。不定根的诱导形成可以通过在藤蔓上采用一定湿度的固体基质压蔓诱导而成。
上述栽培方法中选用的接穗可以同时选用一种块根植物物种的不同品种或品系。
与现有技术相比，本发明的有益效果是(1)本发明方法原理简单，嫁接技术简洁易行，栽培成本低廉，管理简便，操作难度和技术难度均很低，非专业人员也可在短时间内掌握该技术；(2)本发明方法用嫁接的方法使吸收根和块根在空间位置上进行了分离，减少了光合产物的转运距离，块根采收后可继续诱导，从而实现单株多次采收，采取适当的环境控制措施，还可以实现块根植物周年生长和连续采摘，增加产量和延长观赏时间；(3)本发明方法的全部栽培过程都可以在固体基质，比如土壤中完成，因此方法实施成本低，适于推广。
参考文献
程瑞锋，杨其长.甘薯水耕栽培的研究.内蒙古农业大学学报，2007二8 (3) 332-334
图1嫁接培育示意图(示靠接法)。
图2压蔓诱导根系操作示意图。
图3实施例二的栽培方法示意图。
图中编号如下
1压蔓花钵22接穗B
21接穗A23接穗C 具体实施方式
下面结合附图，对本发明优选实施例作进一步的描述。
实施例一
如图1、图2所示，采用“嫁接一诱导”方法实现甘薯(Ipomoea batatas (L. ) Lam.) 的根系功能分离。
本实施例中砧木选用茑萝(Quamoclit coccinea)，接穗选用甘薯尖梢苗。将茑萝种子播种在营养土中，待茑萝株龄为25 30d，地上部分长至30 50cm时，进行嫁接。接穗选用甘薯尖梢苗，尖梢苗是指主茎或分枝的顶端部分。用劈接法嫁接准备好的长度为8 15cm的甘薯尖梢苗，嫁接完成后进行常规嫁接植株管护与适当炼苗直至砧木与接穗愈合。 接穗长出新叶即是嫁接成活的标志，可以进行后继培育。
将成活的嫁接植株移栽至土壤中，移栽后浇足定根水；土壤厚度约50cm，pH = 4. 5 8.0，优选为6. 5，在土壤中按每株IOOg施用缓释型复合肥(N P K = 2. 5 4 0.6 1.2 2. 8 4，优选为4 0. 8 3)，保持土壤中有效N、P、K含量分别为70 400mg/Kg、10 60mg/Kg、100 400mg/Kg，有机质含量 2 6 %。移栽后 10 15d 用 500 倍浓度的尿素(50g尿素兑水25kg)每隔10 20d施用一次，促进藤蔓在前期快速生长，以利于后期压蔓处理。
藤蔓生长至1. an及以上时，用固体诱导基质压蔓，诱导藤蔓在基质中长出块根。 压蔓所用固体基质为土壤细沙(V/V) = 2 4 8 6，优选为3 7。如果希望较好的诱导效果，基质中可以施用肥料，其中N P K= 1 2 0.6 1.2 3 4，优选为 1.2 0.7 3.5。将固体基质装于底面半径为15cm，高为35cm的底部有孔塑料压蔓花钵 1中，选择接穗藤蔓的适当部位埋1 2个茎节至基质中，没于基质以下3 5cm处，经诱导后2 5d藤蔓即长出不定根，视藤蔓长势及墒情对土壤和压蔓基质追施肥水。90 120d 后，压蔓处结出薯块，此时可去掉压蔓花钵1，形成空中甘薯。后继可以根据需要进行采摘或继续诱导形成薯块。
本实施例中选用的砧木可以是旋花科(Convolvulaceae)中不结地下贮藏器官且与甘薯具有优良嫁接亲和性的植物，这类植物包括两大类第一类是旋花科近缘植物， 是指在旋花科中与甘薯具有嫁接亲和性的植物，例如牵牛(Parabitis Iiil(L)ChoisyJt 名 Morning Glory)、鸾萝(Quamoclit coccinea)、粗莲野牵牛(Ipomoea crassicaulis)、 蕹菜(Ipomoea aquatica)、月光花(Calonyctiona culeatum)、三浅裂野牵牛(Ipomoea trifida)、树牵牛(Ipomoea carnea)等；第二类是特殊类型的甘薯，是指属于与甘薯同科同属同种但在种植地不具结著习性的植物，这类甘薯包括(1)从低纬度地区引种到较高纬度地区种植，地上部分能正常生长，地下不结块根的甘薯，如热带甘薯“坦桑尼亚”是坦桑尼亚当地主栽品种，但在中国四川、重庆等地不具结薯习性；( 从高纬度地区引种到较低纬度地区种植，地上部分能正常生长，地下不结块根的甘薯，如“日本薯”是日本当地主栽品种，但在中国四川、重庆等地不具结薯习性；C3)叶菜型甘薯，叶菜型甘薯是用于采摘地上部分蔓尖作蔬菜食用的一类甘薯，它具有结薯极少或不结薯的特性，如中国的“福薯18”、 “广菜2号”、“广菜3号”等叶菜型甘薯在成都黄壤土中种植时结薯极少或不结薯；⑷甘薯实生种苗，甘薯实生种子是指在甘薯有性杂交制备的杂交种子，有的实生种苗不具结薯习性，在常规生产上以及育种过程中均要被淘汰，但可作本发明的砧木使用。
实施例二
如图3所示。采用“嫁接一诱导”方法实现甘薯的根系功能分离，其与实施例一相同之处不再重复，其不同之处在于
嫁接砧木选用“坦桑尼亚薯”或“日本薯”。此类甘薯在其原产地坦桑尼亚或日本能够正常生长形成块根，但在中国四川、重庆等地则不具结薯习性。嫁接接穗2同时选用“徐薯22 (红皮白肉)”、“南紫008(紫皮紫肉)”和“川薯20 (黄皮橘黄肉)”三个品种，分别标记为接穗A21、接穗B22、接穗C23。
剪取“坦桑尼亚”尖稍苗，长度为35 40cm，以水平或斜插于土壤中，浇定根水。 “坦桑尼亚”移栽成活长出3 5片新叶后，用靠接法嫁接上30 35cm长的生产型甘薯接穗 A21。
靠接法操作过程如下
在砧木茎尖以下6 12cm处用小刀片将藤蔓削出一个长2 km的切口，切口要光滑且平整；选取与砧木粗细一致的生产型甘薯接穗A21，用同样的方法与标准在接穗上也削出一个同砧木上等长的切口。将两切口合在一起，用1 1.5cm宽的薄膜条包扎两切口结合处，薄膜外面用细线再次捆扎；用一足够强度的竹条插与砧木旁边，将该植株用细绳固定在竹条上，防止风大时将其吹断。
接穗A21的茎的末端深入塑料杯中干净的自来水水面以下，每2天检查一次水位， 适时添加。接穗A21长出新叶，即是嫁接成活的标志，此时用小刀片切去砧木在嫁接结合处以上的部分和接穗21在嫁接结合处以下的部分，即成为地上部分为单一品种接穗的嫁接植株。
待接穗A21长至40 60cm时，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作为砧木靠接上接穗C23。此时，这一嫁接植株有3个不同肉色和皮色的甘薯品种作接穗。接穗C23成活后，进行一般管理。
后期压蔓诱导操作同实施例一。
本实施例中不应受列出品种的限制，接穗的嫁接顺序也不应受实施例限制，可用同样的原理和方法以不同的顺序嫁接上其它肉色和皮色的甘薯。
实施例三
采用“嫁接-诱导”方法实现甘薯的根系功能分离。其与实施例二相同之处不再重复，其不同之处在于
接穗A21、接穗B22与接穗C23先后均以“坦桑尼亚薯”或“日本薯”作为砧木进行嫁接。即三种接穗都嫁接在同一砧木上。
本实施例中不应受列出品种的限制，接穗的嫁接顺序也不应受实施例限制，可用同样的原理和方法以不同的顺序嫁接上其它肉色和皮色的甘薯。
权利要求
1.一种实现块根植物根系功能分离的栽培方法，其特征在于所述块根植物是甘薯， 采用嫁接培育的方式，嫁接接穗是生长正常的甘薯藤蔓，嫁接砧木是甘薯的旋花科近缘植物且不形成地下块根或者是不具结薯习性的甘薯，从而抑制甘薯地下部分块根的形成；所述接穗的藤蔓生长良好后用固体基质压蔓，诱导藤蔓长出块根，嫁接植株栽培基质为固体基质。
2.根据权利要求
2所述的栽培方法，其特征在于所述嫁接接穗同时选用了甘薯的不同品种或品系。
3.根据权利要求
1或2所述的栽培方法，其特征在于嫁接多株接穗时，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.根据权利要求
3所述的栽培方法，其特征在于所述栽培嫁接植株的固体基质是土壤。
5.根据权利要求
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含量分别为70 400mg/Kg、10 60mg/Kg、100 400mg/Kg,有机质含量为2 6%。
6.根据权利要求
5所述的栽培方法，其特征在于所述压蔓固体基质是土壤细沙(V/ V) = 2 4 8 6。
7.根据权利要求
6所述的栽培方法，其特征在于所述压蔓固体基质中施用肥料，肥料配比为 N P K=I 2 0.6 1.2 3 4。
8.根据权利要求
7所述的栽培方法，其特征在于所述肥料配比为N P K = 1. 2 0. 7 3. 5。
专利摘要
本发明公开了一种实现块根植物根系功能分离的栽培方法。针对现有技术中实现块根植物根系功能分离的方法需要在水耕培养条件下完成，实施成本非常高，本发明提供了一种能在固体基质培养条件下实现，尤其是能在土壤基质中实现的根系功能分离的栽培方法。该方法通过嫁接培育抑制块根植物地下部分块根的形成，嫁接接穗选用生长正常的块根植物生长枝，嫁接砧木是与块根植物具有嫁接亲和性且不形成地下块根的植物。本方法原理可靠，栽培成本低廉，管理简便，操作难度和技术难度均很低，所需设备要求简单，实施成本经济，对块根植物根系功能的分离效果好，外形美观，特别适于推广。
文档编号A01G1/00GKCN101803520 B发布类型授权 专利申请号CN 201010136704
公开日2012年1月4日 申请日期2010年3月31日
发明者吴洁, 彭梅芳, 李明, 王大一, 蒲志刚, 谭文芳, 阎文昭 申请人:四川省农业科学院作物研究所, 四川省农业科学院生物技术核技术研究所导出引文BiBTeX, EndNote, RefMan