1林下是喜荫珠芽魔芋原生栖息地
1.1魔芋皆属喜荫作物
几乎所有品种的野生魔芋自然栖息地皆源于林下。40%-60%的遮荫度被认为是其最佳生长环境。不过,魔芋也能在较宽光照强度范围生长。长期以来,花魔芋在日本常种于中高海拔的山区坡地桑树下,以减少日光直射时间[5]。据Inaba报道[6], 50%遮荫度环境可使花魔芋植株的生长周期由全光照对照组的40天延长至90天,从而显著利于光合作用的光能转化进程。尽管出于种植、管理及采收成本多方面考虑,日本花魔芋种植区现已移至海拔1000m—1900m平地或缓坡光照更充足的环境。若要在低海拔种花魔芋,遮荫度不足则种植风险极大。Miura亦发现[7],在50%日光透过率条件下,花魔芋块茎组织中干物质含量随遮荫度加大而增加。但当遮荫度达75%时,花魔芋块茎重量减少。
1.2珠芽魔芋尤其需要遮荫环境
珠芽魔芋适宜在低海拔高温高湿环境生长,否则其生物学特性难以充分展现。在缅甸、印尼海拔0—700m高遮荫度热带雨林,花魔芋难以成活,杂草也明显受到抑制,但珠芽魔芋却长势良好,植株高大[8,9]。 据Santosa在印尼爪哇岛连续三年种植试验表明[10],在当完全裸露在阳光照射下,珠芽魔芋植株在第一、第二及第三年种植过程枯死率分别高达50%、55%及60%,而当植株处于25%、50%及75%遮荫度时,则未观察到叶片出现日灼或植株整体受损现象。种植试验显示,在无遮荫环境下,魔芋球茎生物产量最低,随着遮荫度增加地下球茎个头亦增大,在75%时达最大,之后球茎会随遮荫度进一步增加出现生物产量下降[11]。 这是因在较强光照环境,易出现叶片日灼伤害,降低了光合作用效率致使干物质量减少。与花魔芋不同,缺乏高温高湿条件的较高海拔区域不适合珠芽魔芋生长。而要满足其在低海拔生长的气候特征,适当遮荫成为不可或缺的环境要素。因此,上坡入林寻找遮荫环境是珠芽类魔芋在种植区域所需的理性选择[12,13],这也能解释为何在低纬度区域,珠芽魔芋总是栖息于林下。若无高杆作物遮荫,遮阳网通常是珠芽魔芋生长所需的辅助设施。
2遮荫环境伴随株高植株易出现倒伏
2.1植株易倒伏
魔芋在生长过程中其独特的生长方式是新植株的长出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。在此进程中,因外部环境的温湿度参数已适宜魔芋顶芽的萌发生长,母体中养分开始快速分解,从而形成魔芋顶芽的生长优势。而一旦顶芽出土后,新植株的根系所覆盖的面积亦开始快速延伸,也促使“魔芋笋”叶柄急速向上生长。即使在无遮荫的环境,魔芋亦多呈现出高植株的外部特征。
高温高湿条件是珠芽魔芋适宜的生长环境,而遮荫度的提高必然导致高大植株频现,叶片的蒸腾作用亦会显著加快,极易出现失水倒苗现象。尤其遇到大风天气,植株成片倒伏造成生长因灾中断,致使魔芋大面积减产甚至绝收。
2.2遮荫度的控制
在0—700米低海拔高温高湿环境,魔芋植株具有天生的旺长特性。需在林下遮荫度40%—60%利于魔芋生长的环境对其进行有效矮化,使植株长势达最佳状态,并延长其生长期,最终获得最大生物产量。若遮荫度大于75%,植株矮化效果不佳,亦不利于地下球茎生物产量的积累。若位于1100米以上海拔环境,珠芽魔芋植株虽可进行净种而不必遮荫,但过多的光照仍不利于地下球茎生物产量的积累。
2.3养分分散致叶面球茎数量少干物质含量低
对珠芽魔芋而言,高植株对应的总是偏小的叶面积,体现在植株上是叶面球茎数量稀少且个头偏小;相反,一些叶柄较细,高仅50—60厘米的植株却长有较多叶球,有的甚至出现叶柄无法承受过多叶球而倒伏。从能量守恒分析,营养物质过多耗费于植株生长,致使缺乏足够养分用于叶面球茎生长,导致叶球数量稀少(一般不超过10枚)且个头较小,其中往往干物质含量不足,易出现储存期间叶球发生脱水干瘪,致使种芋数量进一步受到制约。
3矮化种植有利于提高产量
植物的矮化多采用生长延缓剂如多效唑(PP333)、烯效唑(S3307)、矮壮素(CCC)进行,以抑制植株体内赤霉素的生物合成,现已广泛用于粮食作物[14,15,16]及花卉种植中[17],达到控制植物细胞伸长,缩短节间距,促进分蘖,矮化株高的目的。对珠芽魔芋种植而言,有报道采用植物生长激素赤霉素(GA3)刺激植株进行育种[18]。但以化学抑制剂控制株高、促进地下球茎膨大及丰产叶面球茎的相关研究内容尚未见报道。由于珠芽魔芋繁殖材料多样,植株矮化方法及特点差异颇大。
3.1种芋差异应采用差别化矮化方法
3.1.1较大地下球茎(500克以上)去顶抑制与化学抑制结合
地下球茎处理:在地下球茎储存期间,阳光的照射会刺激赤霉素的合成,增加球茎开花几率。要避免球茎开花,宜先进行赤霉素抑制预处理:选择500克以下的球茎,将其浸泡于80mg/L多效唑溶液中10小时,取出后置于环境温度为15~35荫凉干燥环境存放,可抑制球茎顶芽过快生长,利于侧芽叶芽的萌发及生长。对500克以上重量的球茎,须进行人工“打顶”,即将顶芽扳掉再将其浸泡于50mg/L多效唑溶液10小时。当室外夜间最低温度高于15时即可将球茎下地。
魔芋顶芽优势过强,大球茎尤其如此。因此,需对500克以上球茎需人工“打顶”,以利侧芽分化。通常,去顶后的球茎会长出3-6苗侧芽植株,这是对大球茎母体养分进行人为再分配。当侧苗长出后,以多效唑抑制植株叶柄的过度生长,并适时加盖遮阳网以保护叶片免受日光过度照射。将大球茎按株行距80×80cm种植于30—35cm深的土壤穴坛或进行起垅种植,在魔芋笋出土后的展叶期,以100mg/L多效唑溶液对整个植株进行喷施,即可抑制植株叶柄的过度生长,得到矮化并利于叶面球茎生长的株型。
3.1.2中小地下球茎(150克以下)采用化学抑制
选用100克—150克地下球茎为种芋时,可保留其顶芽,按株行距60×60cm种植于25—30cm深的穴坛或起垅种植。