屈冬玉 谢开云 金黎平 庞万福
（中国农业科学院，北京 100081）
马铃薯种薯质量是影响马铃薯产量最重要的因素，是提高生产水平的关键。世界上马铃薯产量较高的国家，其种薯质量也是较高的，例如荷兰、比利时、英国和美国等。我国马铃薯产量较高的省，如山东、辽宁和广东等省，“优质种薯”的利用和推广也较广泛。但我国马铃薯种薯质量总体较差，真正优质的种薯引用比例很低，种薯问题是限制我国马铃薯产量最主要因素。
为了提高我国马铃薯种薯质量，广大科技工作者和种植者做了很多尝试，取得了一些进展，但都没有能从根本上解决种薯质量问题。谢从华曾根据西南地区的实际情况提出4年制种薯生产体系，即：超级原种（微型种薯）、一级原种、二级原种、一级良种生产体系；吕世安和柳俊等提出的二年体系或二年制种薯生产体系（吕世安等，2002；柳俊等，2006）、宁夏提出的“四位一体、一步到位”、贵州王怀利提出的“两级实施，一步到位”、河北马恢等提出的“脱毒马铃薯一步到位推广方法”，实际上就是一种三代繁育方式（农民购买原原种两年后出售种薯）、王梅春在甘肃定西种薯生产体系建设中也提倡三级繁育制（微型薯、原种和一级种）。
为解决种薯分级混乱和迅速提高我国马铃薯种薯质量，根据我国种薯生产的实际情况，我们提出全面采用三代种薯繁育体系（G1-G2-G3），即从微型薯生产（G1种薯）开始，将微型薯生产得到G2代种薯再种植一年，得到G3代种薯，将G3代种薯用于商品马铃薯生产。并建议农业部尽快制定新的种薯繁育行业标准，加快新品种的推广和生产水平的提高。
一、种薯分级问题
关于种薯分级，全世界都处于一种混乱状态，甚至同一个国家内都有不同的分级体系，各级种薯的名称也不尽相同。欧盟的种薯分级体系为三级种薯，即原原种（Pre-basic seed）、原种（Basic seed）和合格种（Certified seed）。但每个级别中又可能再细分成若干个级别，如原种中，不同国家分为1到4级不等，俄罗斯只有1级，为SSE级，而芬兰、瑞典、丹麦和法国又细分为4个级别（详见表1）。其中俄罗斯每个级别中不再细分，只是简单的分为：SSE级（相当于原原种）、SE（相当于原种）和E（相当于合格种薯），所以俄罗斯的种薯生产体系相当于我们所提倡的三代种薯生产体系。芬兰是种薯分级最多的国家，其中原原种就分为4个级，原种分为3个级别，合格种薯分为2个级别，种薯从SS级到B级，分成了九级：SS、S、SEE、SE、E1、E2、E3、A和B。
美国得分级体系更是复杂，不同州之间有不同的分级体系，见表2。
加拿大的分级体系不同于其他国家，自成一体，他们包括：原原种（Pre-elite），原种Ⅰ（EliteⅠ），原
种Ⅱ（EliteⅡ），原种Ⅲ（EliteⅢ），原种Ⅳ（EliteⅣ），基础种薯（Foundation），合格种薯（Certified）。
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表1 欧洲马铃薯种薯分级表 级别 芬兰 瑞典 丹麦荷兰德国 法国 苏格兰 爱沙尼亚 俄罗斯
SS SS MK
B SS SSE S S1 SE1 B0 T
C S SEE S2 SE2
S B1 PB1 原原种
(Pre-bisic seed) SE S3 SE3
S V B2 PB2 E1(EC1) SE1 E1 SE S(EC1)SE1(EC1)VTSC-2 SE SE E2(EC2) SE2 E2 E SE(EC2)E(EC2) SE1-3 E1 原种
(Basic seed)
五纵七横E3(EC3) E E3 E(EC3)(EC3) E1-3,AA E2 合格种
(Certified seed) A,B A A A,B A A A,B E
表2 美国不同州的种薯分级表
州名
分级 阿拉斯加
G1 G2 G3 G4 G5 G6 G7 密执根
FY1 FY2 FY3 FY4 FY5 FY6 加利福尼亚，爱达荷，明尼苏达，蒙大拿，
内布拉斯加，怀俄，北达科他。俄勒冈。华盛顿
N G1 G2 G3 G4 G5 C 缅因
N1 N2 N3 N4 G1 G2 G3 纽约
N1 N2 N3 G1 G2 G3 G4 威斯康星 E1 E2 G1 G2 G3 G4 C
2000年重新修改和发布的国家标准（GB-18133-2000）中规定了我国的马铃薯种薯级别为：原原种、
原种Ⅰ、原种Ⅱ、合格种薯Ⅰ和合格种薯Ⅱ等5个级别。但不同地区使用的级别有所不同，如，谢从华在西南地区提出的超级原种（微型种薯）、一级原种、二级原种、一级良种（谢从华，1996）；李文刚在内蒙提出的原原种、原种、一级良种、二级良种到三级良种（李文刚，2002）；董玲在安徽提出的原原种、原种和生产用种（董玲，2003）；朱汉武在甘肃定西提出的级别为原原种、原种、一级种和二级种（朱汉武，2006）；张仲平在云南昆明种薯体系中提出的微型薯、原种、一代种和生产用种（张仲平，2003）；在贵州分为微型薯（原原种）、原种和一、二、三级种（吴毅歆、谢庆华和谢发成，2002）；黑龙江将种薯分为原原种（微型薯）、原种一级、原种二级、一级良种、二级良种（有些地区无此级）和生产用种等6级（石瑛，2004）；青海种薯生产体系中则只分为原原种和原种，但原种分为一代原种至五代原种等级别（唐国永，1999）。
二、 三代种薯繁育体系概念
鉴于我国种薯生产的现有条件（包括微型薯生产的设施、设备、生产技术和生产能力；开放条件下种薯生产的环境条件等）有了很大改进，建议将种薯分为三代，分别为一代种薯（G1种薯）、二代种薯（G2种薯）和三代种薯（G3种薯）。
一代种薯（G1种薯）：是指在人工隔离条件下（温室、网室或实验室）生产出的微型薯种薯（重量在1克以上，20克以下），再次种植时不需要进行切块。可以是利用组培苗（试管苗）在无病害基质中（蛭石、草炭、珍珠岩、细沙等）得到的微型薯种薯，也可以是利用 组培苗（试管苗）在无基质条件下（水培和雾培）得到的微型薯种薯，也可以是组培苗直接移栽到人工隔离条件下生产的小块茎。无论哪种方式生产出来的微型薯，都必需保证不带任何病害（不带任何病毒、真菌和细菌病害）。
二代种薯（G2种薯）：是指在自然条件好（海拔高、蚜虫少、气候冷凉）、天然隔离条件好、周边（800米内）无其他级别种薯或商品薯等条件下，利用原原种（G1种薯）生产出来的种薯，大小控制在每块75克以下。不带各种真、细菌病毒，田间病毒株率不超过（PLRV、PVX、PVY、PVS）1%。
三代种薯（G3种薯）：是指在自然条件好（海拔较高、蚜虫较少、气候较冷凉）、天然隔离条件较好、周边（800米内）无商品薯等条件下，利用原种（G2种薯）生产出来的、块茎大小在50-100之间的种薯。不带各种真、细菌病毒，田间病毒株率不超过（PLRV、PVX、PVY、PVS）5%。
此体系我们以种薯在田间种植的代数（次数）来计算种薯的级别，即便在二季作区或南方冬作区自繁种也适合该种薯级别的划分。例如，广西自治区利用马铃薯脱毒原原种（微型薯，即G1代种薯）冬季繁育原种（即G2代种薯），再用原种进行春夏繁育合格种薯（G3代种薯），合格级种薯经越夏（秋）贮藏，度过种薯休眠期，供广西各地秋冬季进行商品薯种植，大面积试验结果表明，此体系在广西能显著提高种薯质量，同时节省了从北方远距离调运高昂的运费，促进了广西马铃薯产业的快速发展（韦本辉，2005年）。
三、三代种薯繁育体系的优、缺点
1.符合我国种薯生产的实际情况，有利于在短时间内迅速提高我国种薯质量水
平
长期以来，我国种薯生产没有严格的区域划分，往往种薯生产重要地区，也是商品薯生产的重要地区。在这些地区，由于马铃薯种植的面积较大，常常会出现倒茬困难的状况。即使可以倒茬，也常常与不同级别的种薯、甚至商品薯交错分布，这是我国种薯质量长期难以提高的重要原因之一。在一些省区尝试着将少量微型薯分发至农户，即所谓的“脱毒种薯一步到位法”，结果并没有预期的理想，其中重要原因之一就是受周边环境影响，使种薯质量难以保证。
2.种薯生产过程简化，便于质量监督与控制
按照GB18133规定的种薯生产正常程序，从试管苗到合格薯最少需要5年时间（原原种，原种1代，原种2代，合格种薯1级，合格种薯2级），这期间有很多环节需要进行质量控制，例如试管苗生产至少需要对基础苗进行质量检测，试管苗移栽前（用于原原种生产）需要进行质量检测，原原种（微型薯）生产过程中需要进行至少两次现场质量抽检，原原种收获后还需要进行抽样检测，其他各级种薯生产过程中也是需要进行质量跟踪检测的。质量监控的工作量相当大，而目前我国从事马铃薯质量控制的部门和人员根本不能满足质量控制的要求，因此种薯质量几乎无法全程控制。
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通过进化生产过程后，只需要重点对基础苗和试管苗（室内）和G1（人为隔离条件）质量进行严格控制，就能显著提高我国的种薯质量。对G2种薯和G3种薯的质量控制，主要通过田间检验人员的目测进行，简便易行。如果近期内能将种薯的病毒株率控制在5%以下，我国马铃薯种薯的质量将有一个质的飞跃。
3.分级简单明了，质量要求并不降低
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需要说明的是，以上的要求与现行的国家标准“马铃薯脱毒种薯（GB18133-2000）”有一定的出入，但相对简单明了，且质量与国外类似级别的种薯质量相当。只要采取严格的质量控制措施，真正能将G2种薯的病毒株率控制在1%以下，G3种薯的病毒株率控制在5%
以下，我国的种薯质量不但能较大的提高，而且也会有一定的国际竞争力。
4.一代种薯（微型薯）用量大，增加了种薯生产的成本
由于缩短了种薯的繁殖年限，对组培苗和一代种薯（微型薯）的需要量大大增加，由于各地快繁技术的进步，试管苗和微型薯繁殖效率大大提高，因此种薯生产的成本将会有一定的增加，但增加幅度不会太大。而且有利于政府实施对良种的补贴，最终不会增加种植者太多的负担，综合效益将大大提高。
四、实施三代种薯繁育体系的要求
采取三代种薯繁育体系，按目前我国每年的马铃薯播种面积在500万公顷计算，我们每年需要种薯量为1125万吨左右（种薯用量按2.25吨/公顷），种薯生产按平均每公顷22.5吨计算，每年需要种植G3种薯20万公顷左右。要满足50万公顷的G3种薯需要G2种薯112.5万吨，仍按每公顷22.5吨产量计算，需要种植G2种薯5万公顷。生产G2种薯时，每公顷需要G1种薯（微型薯）9.0-12万粒，全国则需要G1种薯（微型薯）45-60粒。如果普及率按60%计算，需要27-36亿粒G1种薯（微型薯）。为保质保量生产出充足的G1种薯，提高我国马铃薯种薯质量，需要对以下几个环节进行改进和提高。
1、脱毒种苗快繁技术
由于微型薯生产量的增加，相应的组培苗数量也需要增加。如果直接用组培苗生产微型薯（不进行剪切），每株组培苗生产微型薯5粒计算，每年全国的组培苗需要量为9-12亿株。平均按每瓶30株计算，每年需要繁殖组培苗3000-4000万瓶。按标准的组培架（长1米，宽0.45米，高1.65米，分5层）每架可放500瓶，全国需要6-8万架（生产实际中可分批出苗，但每次出苗时需要保留20-25%的母苗）。每个组培架平均占地面积按1平方米计算（需要留走道），全国需要组培室面积6-8万平方米左右，加上清洗、灭菌、无菌操作间和办公室等，总面积应当在12万平方米左右。每个组培实验室按1000平方米计算，全国则需要这样的组培室120个左右。每个实验室每年可生产组培苗750万株，生产微型薯3750万粒左右。
面对如此庞大的组培苗需要量，需要对组培技术进行进一步的改进，提高组培苗的生产效率，降低生产成本，满足生产需要量。例如在组培苗移栽后，剪切两次计算，将大大减少组培苗用量，减少每粒微型薯的成本。
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2、G1种薯生产技术
为保证三代种薯繁育体系的顺利实施，我国每年微型薯需要量为37.5-45亿粒。根据目前正常的生产效率，每平方米生产微型薯500粒左右，全国需要温室和网室面积为750公顷左右。用常规的基质生产方法（草炭、蛭石、珍珠岩等），每公顷每年需要1500立方米各类基质，全国每年需要112.5万立方米，这些资源是不可再生的，长期使用，总会有枯竭之日。除此之外，每年需要花费大量的人力、物力和空间去清理和处理废旧的基质。
目前正在普遍使用的一些无基质微型薯生产技术，如水培和雾培等生产技术，值得进一步完善和大面积推广。特别是雾培生产技术，不仅可以节省大量的基质、而且节省大大的组培苗和生产空间。单位面积上的生产效率一般为基质生产的2-4倍，全国大部分地区可以一年生产二季，每个生产周期结束后，可以很方便地进行消毒处理。
3、G2种薯生产技术
按旧三代种薯繁育体系的要求，每年要有5万公顷左右的种植面积生产二代种薯，如果分布在全国100个县，每个县的种植面积为500公顷（7500亩）左右，只要规划好完全有可能在每个县建立稳定的G2种薯繁育基地。
由于G2种薯是在开放条件下进行生产，所以对土地本身及周边的环境要有严格的要求。
这类基地应当选择天然隔离条件好，气候条件比较冷凉，土壤中没有任何马铃薯土传病害，没有或很少有蚜虫之类的传毒媒介，与G3级种薯，特别是商品马铃薯生产田隔离较远（一般至少在800米以上）。
生产过程中要严格进行病虫害的防治，重点需要控制蚜虫种数量和防治晚疫病。由于这些地区往往选择在高山或草原深处，各种食叶性的害虫较多，需要认真防治。
4、G3种薯生产技术
由于我国马铃薯种植面积较大，需要三代种薯（G3）量也较大。按目前我国每年播种面积500万公顷计算，每年需要收获1125万吨种薯才能满足下一年的种薯需要量，按每公顷收获22.5吨种薯计算，每年需要种植三代种薯50万公顷。如果这种薯从100个县生产，则每个县种植面积在5000公顷（7.5万亩）。
如果要求每两年轮作一次，1万公顷种薯田需要1万公顷耕地保证轮作正常进行。目前在很多马铃薯种植大县，由于马铃薯种植面积的迅速扩大，可能难以安排轮作倒茬计划，对优质马铃薯种薯生产是一个严重的考验。
为了保证三代种薯的质量，同样要求种薯田周围800米内没有其他商品马铃薯种植。也需要对蚜虫和晚疫病等病虫害进行防治，同时认真地采用去杂、拔除病株等技术措施，确保种薯质量。
5、G1-G3种薯的全程质量控制体系
由于将种薯生产周期从5年缩短至3年，使得种薯生产的全程质量监控变得相对容易得多，特别是有利于标签管理。但真正要得到高质量的种薯应当重点对此生产体系中的几个关键点进行控制，并能建立一支业务素质高的质量控制人员队伍。从G1种薯生产开始到G3种薯，都要建立种薯生产档案，对品种、生产者、种薯级别、数量、田块选择等进行生产前申请、登记等，对生产过程中进行监督、检验、最后给生产者签发合格证书及销售标签。
G1-G3种薯质量控制包括三个方面：一是室内，主要进行病毒检测；二是田间检验，以目测为主，根据各种病害的田间症状进行防治或将病株、杂株拔除；三是根据检验结果，发给相应的标签，没有质检部门的标签，就不得以种薯的名义出售。
对G1种薯的质量控制主要包括：组培苗扩繁前对所有基础苗进行病毒检测，只有不带病毒的苗才能进行扩繁，扩繁过程中还需要进行抽检。目前比较常用的方法是DAS-ELISA 试剂盒，比较准确而且适合于大批量的样品检测，检测成本也不太高。当组培苗进入到温室或网室进行微型薯生产时，首先是要严格控制温、网室外的环境，不能种植马铃薯或其他农作物（大蒜或大葱除外），最好将温、网室外铺上细沙或碎石，并使用除草剂，控制杂草生长。其次要保证温、网室的通风口用网纱保护严密，进出口一定要做好缓冲间，缓冲间一定要有生石灰之类的消毒剂，非工作人员一般不得进入温、网室内。检验人员进入温、网室内，必须按规定穿好鞋套，用消毒好的器具进行取样和调查。收获好的G1（微型薯）一定要有专门的贮藏库房，不得与其他级别的种薯存放在一起，特别是不能与商品薯存放在一起。贮藏前，一定要进行消毒处理，防治贮藏期间的病虫害影响G1种薯的质量。对质量合格的种薯发给相应的合格证书和销售标签。石家庄七一学校
对G2种薯的质量控制包括：对G1种薯的来源和质量进行检验，确认G1种薯质量达到相应的标准；确认种植者选择的繁育地块和周边环境符合G2种薯生产的要求；生产过程中种植者能够对病虫害进行严格的控制，收获前能够将病、杂株率控制在1%以内；对质量达标准的G2种薯发给合格证书，并根据生产量签发相应数量的销售标签。
对G3种薯的质量控制包括：对G2的来源和质量进行检验，确认G1种薯质量达到相应的标准；确认种植者选择的繁育地块和周边环境符合G3种薯生产的要求；生产过程中种植者能够对病虫害进行严格的
控制，收获前能够将病、杂株率控制在5%以内；对质量达标准的G3种薯发给合格证书，并根据生产量签发相应数量的销售标签。
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