甘薯又名紅薯、白薯、地瓜等，是重要的糧食、蔬菜和飼料兼用作物，是我國四大農(nóng)作物之一。甘薯主要以收獲薯塊為經(jīng)濟產(chǎn)量，甘薯的塊根可直接食用或煮、烤、蒸熟而食用，曾經(jīng)是我國很多邊緣地區(qū)農(nóng)村的主要食物。甘薯也是非常重要的輕工、化工、紡織、鑄造、制革、食品原料，如制酒精、制糖、制丙酮，還可加工成薯干、薯片、薯條、淀粉、粉絲等多種優(yōu)質(zhì)蔬食。另外，薯葉可以作蔬菜食用，被人們稱之為長壽菜，薯蔓和薯葉是良好的畜禽飼
甘薯又名紅薯、白薯、地瓜等，是重要的糧食、蔬菜和飼料兼用作物，是我國四大農(nóng)作物之一。甘薯主要以收獲薯塊為經(jīng)濟產(chǎn)量，甘薯的塊根可直接食用或煮、烤、蒸熟而食用，曾經(jīng)是我國很多邊緣地區(qū)農(nóng)村的主要食物。甘薯也是非常重要的輕工、化工、紡織、鑄造、制革、食品原料，如制酒精、制糖、制丙酮，還可加工成薯干、薯片、薯條、淀粉、粉絲等多種優(yōu)質(zhì)蔬食。另外，薯葉可以作蔬菜食用，被人們稱之為“長壽菜”，薯蔓和薯葉是良好的畜禽飼料。隨著育種技術(shù)的提高，特色甘薯如彩色甘薯和水果甘薯品種也日益多樣，人們對這些食品的需求也與日俱增，成為人們樂于享用的健康食品，從而使甘薯栽培及加工的經(jīng)濟效益不斷提高。
但是，由于甘薯的常規(guī)栽培只是在夏秋季節(jié)露地一年一茬，收獲的季節(jié)一般也都在秋末冬初，甘薯供給的大部分時間只能依賴貯存部分，難以實現(xiàn)鮮薯的周年均衡供應(yīng)。過長時間貯存的甘薯存在許多弊端，主要表現(xiàn)為品質(zhì)發(fā)生改變甚至腐爛，且成本提高，不能滿足人們對鮮薯的消費需求。因此，有必要進行周年甘薯的生產(chǎn)技術(shù)研究，設(shè)施栽培甘薯是解決甘薯周年生產(chǎn)的必由之路。但如果按照傳統(tǒng)的甘薯栽培方法，一次性收獲薯塊，甘薯的產(chǎn)量上不去，影響設(shè)施栽培的產(chǎn)值和效益。因此，多年來很少有人去研究設(shè)施甘薯的栽培技術(shù)，同時由于設(shè)施內(nèi)土壤栽培甘薯也和其他蔬菜、花卉等園藝作物一樣，很容易產(chǎn)生連作障礙問題，次生鹽漬化、土壤線蟲等也會相應(yīng)出現(xiàn)，使甘薯的設(shè)施栽培難以得到發(fā)展。由于甘薯一次性收獲產(chǎn)量較低，多茬栽培的成本又高（需要多次育苗等），因此，甘薯傳統(tǒng)栽培技術(shù)較難實現(xiàn)設(shè)施環(huán)境下的周年連續(xù)栽培和多次收獲。為此，我們采用無土栽培技術(shù)進行了甘薯的栽培試驗。
試驗過程：本研究于2005年7月20日開始進行，將原培育在基質(zhì)中的“徐薯18”脫毒薯秧洗去根部基質(zhì)，栽培到水培容器中，薯秧高度20cm 左右，莖桿比較細(xì)，葉片也較小。初期營養(yǎng)液的EC值控制在2.0～2.2ms/cm之間，pH值控制在6.0～6.5之間。經(jīng)水培培養(yǎng)，薯秧很快得到復(fù)壯，到8月25 日根系已生長到30～40cm 長，而且非常發(fā)達，表現(xiàn)出較強的水培適應(yīng)性，薯秧高度已達到75cm，此時液溫基本在25～26℃，而后移植到深度25cm，直徑120cm 的水培容器中，實行非循環(huán)靜止式水培，營養(yǎng)液的EC值提高到2.2～2.5ms/cm 之間，pH 值控制在6.0～7.0之間，每天根據(jù)植株的吸收情況補充1～2次營養(yǎng)液，保持液位的穩(wěn)定，一個月左右換液一次。
9月上旬薯秧已有5個分支，且已爬上離根莖高2.0m的平行網(wǎng)架上，此后分支進一步增加，生長開始明顯加快，到10 月上旬，植株的冠幅已生長到6m2左右，主要的側(cè)蔓長已達到1.5m左右，于10 月9日開始套掛基質(zhì)容器，將部分主要側(cè)蔓的葉節(jié)埋入基質(zhì)中以誘導(dǎo)發(fā)生不定根，第3天檢查已有3～6條不定根系扎入基質(zhì)中。初次的基質(zhì)配比主要是草炭:蛭石:珍珠巖=3:5:2，并添加少量的草木灰（補充鉀肥），經(jīng)常保持基質(zhì)的濕潤，以澆與根部水培相同的營養(yǎng)液為主。
2005 年11月上旬～2006年3月底，溫室的光照一般在6000～12000Lx之間，相對比較弱，滿足不了甘薯正常生長對光照的需求，啟動高壓鈉燈補光設(shè)施，每平方米設(shè)50～60W,一般陰天全天補光，并延長光照時間，因為10月底時甘薯葉腋間出現(xiàn)了花蕾，為了避免短日照而進一步引起花芽分化和開花，從11月上旬開始于每天上午7時開啟補光燈，8時30分～9時關(guān)燈，下午16時開燈，晚上20時關(guān)燈，使光照時間延長到13h左右。
2005年12月22日檢查，發(fā)現(xiàn)套掛的容器中不定根已明顯膨大形成小薯塊，直徑在2～3cm左右，2006 年1月15日打開部分容器觀察，每個容器中有大小不等的薯塊6～11個，薯塊的長度在18～26cm，直徑3～5cm，基質(zhì)誘導(dǎo)結(jié)薯獲得成功。到3月底再次打開容器檢查，甘薯塊根的直徑已經(jīng)達到6～13cm，長度達到16～38cm，單個容器中的薯塊分別達到3.5Kg和6.5Kg。直至4月中旬，該株無土栽培的甘薯已陸續(xù)套掛容器21個，單株葉面冠幅達到36m2，預(yù)計單株甘薯的塊根產(chǎn)量已經(jīng)達到50Kg左右。整株薯秧的葉片仍保持良好的生長狀態(tài)，主蔓基部和莖部直徑達到了2～5cm。水培容器中的吸收根系生長正常。從3月5日開始，隨著溫室內(nèi)空氣濕度的降低，光照條件的改善，吸收根群水培容器中的EC值逐步從2.4～2.6ms/cm下調(diào)到1.8～2.2ms/cm。
試驗結(jié)果表明，甘薯根系從細(xì)根發(fā)育成塊根的主要條件是根部環(huán)境的壓力和黑暗條件。越靠近基質(zhì)表面，薯塊發(fā)育越不正常，纖維化程度較高，越是基質(zhì)底部的塊根膨大發(fā)育越正常，而且在薯塊互相膨大生長的壓力下，薯塊膨大的速度加快。并發(fā)現(xiàn)如果此時人為破壞這種壓力環(huán)境，也就是減輕或解除壓力時，薯塊的膨大即會停止。
基于甘薯的生物學(xué)特性和我們的研究探索，提出了“甘薯無土栽培連續(xù)結(jié)薯技術(shù)”的新型栽培模式。這一技術(shù)的主要原理是將甘薯根系的生理功能實行分工，即把吸收養(yǎng)分（細(xì)根）和貯存養(yǎng)分（塊根）的根系有效分離，使養(yǎng)分吸收和光合產(chǎn)物的積累分配等生理過程專一化。在無土栽培和環(huán)境綜合調(diào)控下，提升兩種功能的效率，達到增產(chǎn)和周年生產(chǎn)的目的。
該方法需要創(chuàng)造良好的甘薯周年生長所需的光照、溫度、濕度條件，在設(shè)施環(huán)境下采用無土栽培或半無土栽培方法結(jié)合來實現(xiàn)周年栽培。
關(guān)鍵技術(shù)之一：將甘薯的吸收根進行水培。研究發(fā)現(xiàn)：甘薯根系在水培環(huán)境中難以分化發(fā)育成薯塊，而容易形成旺盛的吸收根群，發(fā)達的根系為根莖以上枝蔓的旺盛生長源源不斷地輸送養(yǎng)分和水分，使薯秧能較快建立強大的營養(yǎng)體。如果不采取誘導(dǎo)結(jié)薯措施，水培甘薯可以使藤蔓和葉片獲得高額的生物產(chǎn)量，作為青飼料栽培或葉菜栽培乃是最佳的栽培手段。
關(guān)鍵技術(shù)之二：利用薯蔓易生不定根的特性。通過基質(zhì)培誘導(dǎo)薯蔓產(chǎn)生不定根，在基質(zhì)優(yōu)越的環(huán)境中，根系能很快分化發(fā)育成薯塊，從而實現(xiàn)在基質(zhì)中結(jié)薯的目的。利用甘薯在水培條件下生長建立的強大植株營養(yǎng)體的基礎(chǔ)，可以在薯蔓的任何部位，任意地將葉節(jié)埋入基質(zhì)中，給予適宜的水肥條件，葉節(jié)處2～3d即可誘導(dǎo)長出不定根，不定根在黑暗的環(huán)境中和基質(zhì)壓力作用下，經(jīng)2～4個月的養(yǎng)分積累就能分化發(fā)育成塊根，形成大小不等的薯塊。通過水培和基質(zhì)培技術(shù)的結(jié)合，將甘薯的吸收根和貯存根分離，也就是實現(xiàn)甘薯植株根系生理功能的有效分工。水培環(huán)境中的根系始終擔(dān)負(fù)吸收水肥的功能，基質(zhì)環(huán)境中的根系分化發(fā)育成薯塊，雖然這部分塊根及所附屬的須根也具備吸收水肥功能，但相對于水培環(huán)境中強大的吸收根群來說，這部分須根對植株吸收供給養(yǎng)分所起的作用是可以忽略不計的。
由于甘薯植株大部分吸收根在水培環(huán)境中生長，能源源不斷地供給植株充足的水分和營養(yǎng)，因此，把薯蔓上已膨大的塊根從基質(zhì)中采收后對植株生長幾乎沒有什么影響。尤其是采用基質(zhì)培育薯塊，基質(zhì)優(yōu)越的環(huán)境可以讓人們很容易觸摸到膨大的塊根，從而可以隨意挑選可以收獲的薯塊采收，就像采收其他瓜果蔬菜作物的果實一樣，而對未長成的塊根可以保留繼續(xù)膨大生長，從而實現(xiàn)了連續(xù)多次收獲的目的，改變了甘薯傳統(tǒng)栽培必須先割秧再挖薯的收獲方法。
這項技術(shù)的研究和完善，將促進甘薯栽培的技術(shù)進步，是實現(xiàn)甘薯周年栽培、連續(xù)收獲和優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)的又一重要技術(shù)措施。同時，這一栽培模式的創(chuàng)新同樣可以在其他塊根類作物，也包括像花生這種入土膨大結(jié)莢的作物上進行研究。也將是其他塊根類作物高產(chǎn)栽培技術(shù)的重大創(chuàng)新。為塊根類作物的設(shè)施栽培實現(xiàn)高產(chǎn)、高效、反季節(jié)生產(chǎn)開辟了一條新的途徑。
甘薯周年栽培連續(xù)結(jié)薯技術(shù)適宜于觀光農(nóng)業(yè)園的采摘栽培、家庭園藝栽培和反季節(jié)的高產(chǎn)栽培。在農(nóng)業(yè)科技園、觀光園中還可作單株多年生高產(chǎn)栽培，培養(yǎng)成“甘薯樹”，并能使甘薯在“空中結(jié)薯”。這將更有利于觀賞和采收，具有很好的觀賞價值和科普意義。
