基于离散元的微型马铃薯仿真参数标定

为系统全面地研究微型马铃薯种子离散元仿真物性参数,根据其物料特征创建微型薯模型,以此为基础建立微型薯离散元参数获取模型。利用试验测定及仿真模拟相结合的方法对微型薯颗粒离散元参数进行标定和校准,即以先后建立碰撞恢复系数测定模型、微型薯-钢板摩擦因数测定模型、微型薯颗粒间摩擦因数测定模型的方法,在EDEM中建立仿真试验模型并以所标定的相应离散元仿真参数为自变量,以仿真模型所测定的因素为评价指标,通过在仿真模型中改变自变量获取相应的评价指标值,建立曲线拟合方程,将真实试验模型中对各因素所测定的值作为仿真目标值代入拟合方程中得到微型薯离散元仿真参数并进行了仿真试验验证。求得微型薯种子离散元仿真参数:微型薯-钢板碰撞恢复系数为0.523,微型薯颗粒间碰撞恢复系数为0.478,微型薯-钢板静摩擦因数为0.644,微型薯-钢板滚动摩擦因数为0.022 1,微型薯颗粒间静摩擦因数为0.325,微型薯颗粒间滚动摩擦因数为0.030 0。对标定后的微型薯离散元物性参数进行仿真验证试验,结果表明标定后的微型薯仿真颗粒堆积角以及种子分布情况与真实试验条件相吻合,为微型薯相关播种机具设计和优化提供了理论依据。

营养液成分对雾培脱毒微型马铃薯产量的影响

本文研究了不同组份的营养液成分对脱毒微型马铃薯产量的影响,结果表明:本试验中处理2的产量最高,利于块茎的膨大,大于2g的小薯数量亦最多,其它处理之间的差异不明显。试验结果还表明,分次采收一定标准的小薯可以不同程度地提高各处理的小薯产量。与传统基质栽培相比,雾培可以充分发挥脱毒微型马铃薯的增产潜力。

微型马铃薯优质种苗的茎尖脱毒培养

为了保持马铃薯优良品种的遗传特性,以马铃薯茎尖为外植体,MS为基本培养基,添加不同浓度及其配比的外源激素,对马铃薯茎尖进行诱导、增殖、壮苗和微型薯生产研究。结果表明:MS+6-BA1.5 mg/L(以下单位同)+NAA0.2培养基配方适宜茎尖的诱导增殖。并且在合适的培养基配方前提下,分别在单节茎段、2节茎段、3节茎段中加入不同量的活性炭进行实验,得出加入0.2%的活性碳时,腋芽萌发率最高,平均芽长度最为理想,而且芽的长势最强。

采后不同温度预贮对雾化栽培微型马铃薯的愈伤效果及其机理

研究采后不同温度预贮对雾化栽培(以下简称雾培)微型马铃薯愈伤的影响,并进一步探讨其促进愈伤的可能机理。以‘通薯1号’雾培微型马铃薯为试材,在无损伤的条件下,分别于4、15℃和25℃(相对湿度86%~88%)黑暗环境中预贮20 d。测定预贮期间块茎的质量损失率,观察块茎周皮细胞中软木脂(包括聚酚软木脂(suberin polyphenolics,SPP)和聚酯软木脂(suberin polyaliphatics,SPA))的积累及木栓化情况,分析块茎周皮组织苯丙烷和活性氧代谢的变化。结果表明,15℃预贮显著促进了周皮组织处SPP、SPA的积累和木栓化。预贮第5天,与4、25℃预贮相比,15℃预贮块茎周皮组织处SPP细胞层厚度分别显著增加50.90%和26.94%(P<0.05),SPA细胞层厚度分别显著增加44.89%和30.23%(P<0.05),木栓化细胞层厚度分别显著增加27.66%和8.18%(P<0.05)。相同预贮时间,15℃预贮显著提高了块茎周皮组织苯丙氨酸解氨酶(phenylalanine ammonia lyase,PAL)的活力(P<0.05),增加了总酚、类黄酮和木质素的含量。第5天时,15℃预贮块茎PAL活力较4℃和25℃分别显著增加了34.46%和12.64%(P<0.05);总酚和类黄酮含量较4℃预贮分别增加11.93%和40.05%,较25℃预贮分别增加2.72%和15.50%。第20天时,15℃预贮块茎木质素含量较4℃和25℃分别显著增加24.50%和8.24%(P<0.05)。此外,相同预贮时间下,15℃预贮明显增加了块茎周皮组织处H2O2、超氧阴离子的含量以及过氧化物酶(peroxidase,POD)活力。综上,采后15℃预贮可通过激活周皮组织苯丙烷和活性氧代谢,增强周皮组织处软木脂的积累和木栓化,进而加速雾培微型马铃薯的愈伤。

脱毒微型马铃薯气力倾斜圆盘排种器试验

为提高脱毒微型马铃薯机械化播种水平,保证播种质量,针对脱毒微型马铃薯,设计了一种气力式倾斜圆盘排种器,并对其进行了单因素试验及正交试验。分析了该排种器合格指数、重播指数、漏播指数和变异系数等性能指标与排种轴转速、排种盘倾斜角度、排种盘型孔形式3个要素之间的关系。单因素试验结果表明,上述3个试验因素对排种器性能指标均有显著影响;正交试验结果表明,排种轴转速为10 r/min、排种盘倾斜角度为45°、排种盘型孔形式为9×Φ12 mm圆柱孔时,排种器合格指数达97.62%,漏播指数为0.67%,变异系数为8.94%;研究结果表明,气力倾斜圆盘排种器能满足大粒径且外形个体差异性大的脱毒微型马铃薯的精密播种要求,为大粒径种子的播种提供一个新的方法。

脱毒微型马铃薯扩繁技术

马铃薯种性迅速退化是马铃薯生产中存在的严重障碍,而病毒感染又是促成种薯退化的主要原因。近年科研单位利用试管脱毒技术较好地解决了这一难题,有效地控制了种薯的迅速退化。但培育出的是微型种薯,必须经田间扩繁原种,才能应用于大田生产。这些微型种薯具有大种薯的特征特性。

2 CMW-4 B微型马铃薯播种机的设计与试验

随着我国马铃薯主粮化的发展,对马铃薯的需求进一步增加,而脱毒微型原种的种植是提高马铃薯产量的有效措施。因此,微型原种的种植面积将不断扩大,微型马铃薯播种机的研制势在必行。针对目前我国微型马铃薯种植机械化水平低、机械作业播种质量较差、多数需要人工辅助作业等一系列问题,设计了一款基于振动排序技术的微型马铃薯播种机。该播种机采用履带式的播种机构,具有较高播种质量和作业效率。对样机进行田间试验,结果表明:该机作业效率和播种精度较高,工作性能稳定,播种间距合格率为92.0%,重种率为5.7%,漏种率为3.9%,其各项性能指标都优于相关马铃薯播种要求,对推动我国马铃薯全程机械化的发展进程具有重要意义。

凉山州气雾栽培法生产微型马铃薯营养液配方的研究

马铃薯原原种气雾栽培法是一种新型的无土栽培技术,相较传统栽培方式,具有较多优势。调控营养液营养元素是获得马铃薯原原种高产的关键技术。以马铃薯"米拉(Mira)"品种的脱毒试管苗为试验材料,在水培壮苗培养阶段采用Box-Behnken设计,对改良霍格兰营养液中硝酸钾、磷酸二氢钾、硝酸铵的比例进行了优化。优化后(即优化霍格兰)的营养液中三者的比例为:硝酸钾645 mg/L、磷酸二氢钾230 mg/L、硝酸铵120 mg/L,采用此营养液用于后续的原原种气雾栽培试验。优化霍格兰在雾培马铃薯植株生长阶段与改良霍格兰和荷兰配方相比,株高和叶面积显著增加,但是匍匐茎数和匍匐茎分枝数低于后两者。在雾培马铃薯结薯期,与营养液中采用230 mg/L磷酸二氢钾喷雾相比,330 mg/L磷酸二氢钾喷雾可显著增加单株结薯数,530 mg/L的磷酸二氢钾喷雾可显著增加单粒重和最大单薯重。雾培马铃薯的不同生育时期可采用不同的营养液,但需要加以验证才能用于大规模生产。

浅议不同种植技术对微型马铃薯的影响

马铃薯(Solanum tuberosum L.)属茄科茄属一年生草本块茎植物,别名:土豆、洋芋、山药蛋、地蛋、荷兰薯,意大利人称之为地豆,法国人则称其为地苹果,德国人叫地梨,美国人叫爱尔兰豆薯,俄国人叫荷兰薯;而在我国,云南、贵州一带称芋或洋山芋,广西叫番鬼慈薯,山西叫山药蛋,东北各省多称土豆.鉴于名字的混乱,植物学家才给它取了个世界通用的学名--马铃薯.起源于秘鲁和玻利维亚的安第斯山区,有逾8 000a的栽培历史,1650年传入我国.目前世界上有79%的国家种植,分布范围遍及欧、亚、非、美、大洋洲,是四大主要粮食作物之一,其产量、重要性仅排在小麦、水稻、玉米之后,居第四位.

微型马铃薯大田高产栽培技术

红山农场位于中温带干旱气候区，夏季凉爽，冬季严寒，气候条件适合种植马铃薯。近几年，我场引进微型马铃薯种植，其产量高，销量大，效益好，面积逐年增大。

不同保鲜袋包装对雾培马铃薯微型种薯贮藏保鲜效果的影响

为了明确不同保鲜袋包装对雾培马铃薯微型种薯贮藏保鲜效果的影响,以大西洋雾培微型种薯为试材,通过测定种薯块茎贮藏期间的失重率、发芽率和腐烂率及其相关生理指标等,探究4种保鲜袋对微型种薯的贮藏保鲜效果。结果表明,在(20±1)℃下,与普通网袋(CK)相比,普通A膜袋、纳米保鲜袋、核桃保鲜袋、蒜薹保鲜袋等4种保鲜袋均能有效改善微型种薯的贮藏保鲜效果,其中以核桃保鲜袋和纳米保鲜袋对微型种薯的贮藏保鲜效果较佳。这2种保鲜袋包装均能够明显降低微型种薯的失重率,且以纳米保鲜袋包装微型种薯的腐烂率最低,贮藏84 d,核桃保鲜袋和纳米保鲜袋包装微型种薯的失重率分别较CK降低73.20%、63.62%,核桃保鲜袋包装微型种薯的腐烂率较CK升高21.43%,纳米保鲜袋包装微型种薯的腐烂率较CK降低31.25%;抑制相对电导率和丙二醛(MDA)含量的上升速度,减少细胞膜的受损程度,贮藏70 d,核桃保鲜袋和纳米保鲜袋包装微型种薯的MDA含量分别较CK降低23.26%、13.95%;同时,还可促进过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)及超氧化物歧化酶(SOD)活性的提高,减少氧自由基的伤害,并能够正常发芽,对雾培微型种薯具有良好的贮藏保鲜效果。综合考虑,建议在雾培微型种薯贮藏期间采用纳米保鲜袋包装。

不同药剂对马铃薯微型薯疮痂病的防治效果

为了筛选吉林省地区防治马铃薯微型薯疮痂病的药剂,以“吉薯1号”和“吉科6号”品种作为试验材料,以吉林省地区马铃薯疮痂病菌S.scabie的ACCC41289为接种菌株,采用防治效果较好的4种药剂进行对比试验。结果显示,本试验选用的4种药剂,对马铃薯疮痂病都有一定的防治效果,嘧菌酯悬浮剂和解淀粉芽孢杆菌可湿性粉剂效果最佳,可降低发病率和病情指数,同时能够增加微型薯的产量和粒数,进而实现种薯合格率的提升。

壳寡糖浸种对马铃薯微型薯芽生长和内源激素含量的影响

【目的】浸种处理是马铃薯生产中常用的促进块茎萌发的手段,然而浸种剂使用不当,会引起内源激素的失调,导致马铃薯高脚苗的发生。研究壳寡糖浸种对马铃薯微型薯芽生长及内源激素含量的影响,为壳寡糖作为马铃薯微型薯拌种剂的安全使用提供理论支持。【方法】以‘费乌瑞它’马铃薯微型薯为试材,分别用10、50和200 mg·L^(-1)(w/v)的壳寡糖溶液浸种处理,筛选促芽生长的最佳壳寡糖浓度,以50 mg·L^(-1)(w/v)浸种15 min为处理组(COS_(50)),蒸馏水浸种为阴性对照(Con),并选择易引起块茎芽细长且疯长的外源赤霉素3(15 mg·L^(-1),w/v)浸种处理为阳性对照(GA_(3))。测定各处理对微型薯发芽率、发芽势、芽长和芽直径的影响,并检测浸种处理前(BT)、萌发前期(BGS)、萌发期(GS)和伸长期(VG)顶芽内源激素含量的变化,用石蜡切片染色观察GS期顶芽细胞的形态,采用Pearson相关分析研究芽生长与内源激素含量的内在联系。【结果】50 mg·L^(-1)(w/v)壳寡糖浸种处理可有效促进微型薯块茎芽的萌发及生长,芽长较Con组显著提高了74.7%,芽直径较GA_(3)组显著提高了37.2%;并在浸种后第5天,块茎发芽率即达100%,分别较Con和GA_(3)组提高40.0%和17.0%,同时,COS_(50)浸种处理显著提高了微型薯的发芽势,在处理后第5天,发芽势分别较Con组和GA_(3)组提高了80.0%和28.6%,块茎表现为出芽早,出芽整齐。不同浸种处理微型薯顶芽分生组织的内源激素含量也存在显著差异,在VG期,COS_(50)处理组块茎芽分生组织的生长素(IAA)、细胞分裂素(CTK)和赤霉素(GA)的含量分别较Con组提高了11.4%、2.7%和2.5%,而脱落酸(ABA)的含量显著降低了3.2%(P<0.05)。GA_(3)处理组内源GA、CTK及IAA含量最高,COS_(50)组的IAA、CTK和GA含量分别低于GA_(3)组5.1%、8.4%和2.0%(P<0.05),ABA含量无显著降低。然而,COS_(50)处理显著提高了VG期微型薯顶芽分生组织中内源多胺(PA)的含量,分别较Con组和GA_(3)组提高了7.0%和2.8%。石蜡切片染色的结果显示,GA_(3)处理的顶芽分生组织细胞沿芽轴方向纵向伸长膨大形成细长扁平状的细胞,而COS_(50)组分生组织细胞膨大均匀,无细长扁平状,且与Con组的细胞形态相似。相关性分析显示,COS_(50)处理诱导的马铃薯微型薯芽的增长、增粗、发芽率及发芽势的提高与内源激素CTK、GA以及PA含量的升高呈显著正相关(P<0.05),且微型薯块茎发芽过程中PA的含量与ABA的含量表现极显著负相关(r=-0.785,P<0.01)。【结论】50 mg·L^(-1)(w/v)的壳寡糖浸种通过提高马铃薯微型薯芽组织中内源多胺、生长素、细胞分裂素以及赤霉素的含量提高了微型薯芽长、芽直径及发芽率,但壳寡糖处理引起的内源赤霉素含量显著低于易引起苗细长疯长的外源赤霉素浸种处理组,块茎芽分生组织的细胞均匀膨大,出芽整齐,芽长且粗壮,未表现芽细长、疯长现象。

马铃薯微型薯繁育基质配比的优化

为开发来源广泛、经济实惠和性能优良的马铃薯微型薯繁育基质,采用3因素5水平正交旋转组合设计,对菌渣、河沙、珍珠岩3种基质的配比进行优化。结果表明:由马铃薯微型薯产量(Y)与菌渣配比(X1)、河沙配比(X2)、珍珠岩配比(X3)间的回归方程Y=36.331 63–1.819 65X1+3.391 04X2+2.568 47X3–1.786 37X12–4.208 21X32+2.122 50X1X2+4.327 50X1X3可推断,珍珠岩配比对马铃薯产量的影响最大,其次是菌渣配比,最后是河沙配比;河沙配比与珍珠岩配比间的交互效应不显著,菌渣配比与河沙配比、菌渣配比与珍珠岩配比间的交互效应显著;通过多元回归和频率分析法分析,得到马铃薯微型薯繁育基质菌渣、河沙、珍珠岩的适宜体积比为(1.677～2.000)∶(1.157～1.452)∶(1.000～1.260)。

马铃薯微型原种播种机的研究现状与展望

马铃薯脱毒微型原种繁育技术的不断进步,大大提高了脱毒微型原种的产量,降低了成本,微型原种的种植是马铃薯生产中一项有效的增产措施,马铃薯脱毒微型原种播种机的研制势在必行。欧美地区马铃薯脱毒微型原种播种机械已形成产业化,而国内还处于起步阶段,与国外播种机有一定差距,笔者介绍国内外马铃薯微型原种播种机的研究现状,研究和推广适合我国的、融合农艺的微型马铃薯播种机和高效生产的机械化技术,对于推进我国马铃薯全程机械化发展进程具有积极作用。

高寒阴湿区不同覆膜马铃薯微型薯的土壤水热效应及产量表现

为探究适用于高寒阴湿区马铃薯微型薯原种繁育的地膜覆盖方式,本研究以小于2 g的微型薯为试验材料,通过设置垄作白膜覆盖(RSWPF)、垄作黑膜覆盖(RSBPF)和传统露地平播(CFS)3个处理,研究了不同处理的土壤温度和水分动态特征以及对马铃薯生长发育和产量的影响。结果表明,RSBPF种植方式可有效增加马铃薯生育前期耕层0~25 cm土壤的热量条件,在4月20日-8月3日(播种到末花期),RSBPF较CFS增加土壤温度2.33~4.64℃,增加土壤积温327.88℃;在日变化8:00、18:00低温时,RSBPF较RSWPF具有几乎同等的保温作用,在14:00高温时,RSBPF较RSWPF温度低1.26℃,增温、降温较平缓,稳温效应明显;在地温垂直变化中,RSBPF同样具有稳温效应。RSBPF较CFS,表现出旱季蓄水保墒和雨季防涝,能显著优化耕层土壤水分环境;提前出苗期至成熟期各生育时期10~15 d,促进生育前期营养生长效果明显。RSBPF较RSWPF和CFS,增加单株结薯重差异显著(P<0.05)。不同处理间产量差异显著(P<0.05),RSBPF产量最高,达到46 612.35 kg·hm^(-2),较CFS增产16.56%。因此,垄作黑膜覆盖(RSBPF)是该试验区域利用小于2g微型薯进行原种繁育的有效栽培措施。本研究为西北高寒阴湿区利用小于2 g的微型薯进行马铃薯原种高效栽培提供了理论依据。

不同基质配比对马铃薯微型薯生长发育的影响

以大西洋马铃薯脱毒试管苗为材料,用8种不同配方的基质进行无土栽培。综合结果表明:处理8(炭化谷壳∶珍珠岩∶菌渣∶椰子毛∶细河沙=1∶1∶1∶1∶1)最适合微型薯生产,植株生长势好,结薯数量多,薯形漂亮,产量高。