4个栽培密度对6个马铃薯基因型微型薯繁育种薯的影响

梁淑敏，李燕山，杨琼芬*，王 颖，白建明，李先平，姚春光，潘哲超，孙文祥，隋启君

(1.云南省农业科学院经济作物研究所/云南省马铃薯工程技术研究中心，云南 昆明 650200;2. 西南林业大学，云南 昆明 650224)

4个栽培密度对6个马铃薯基因型微型薯繁育种薯的影响

梁淑敏1，李燕山1，杨琼芬1*，王 颖1，白建明1，李先平1，姚春光1，潘哲超1，孙文祥2，隋启君1

(1.云南省农业科学院经济作物研究所/云南省马铃薯工程技术研究中心，云南 昆明 650200;2. 西南林业大学，云南 昆明 650224)

【目的】研究不同密度对6个基因型马铃薯产量和大中小薯个数的影响。【方法】在大田条件下，采用4种密度(主处理) 和6个不同用途基因型马铃薯(副处理) 两因素裂区设计，通过方差分析、线性拟合、多重比较显著性检验和相关性分析进行研究。【结果】不同基因型对产量、大中小薯个数的影响达到极显著水平，不同密度对中薯个数的影响达极显著水平，对产量、大小薯个数的影响达显著水平(Duncan多重比较)。密度和不同基因型之间不存在互作。随着密度的增加产量、大中小薯个数增加，但薯块平均重量在降低。【结论】为了获得数量多的小整薯个数不同的品种有最适宜的密度。不同密度对不同基因型马铃薯块茎大小分布呈规律的数学模型，根据数学模型可以很好的预测马铃薯大中小薯块茎个数和总薯个数。

马铃薯;密度;基因型;繁育种薯

【研究意义】目前，在种薯繁育上，由于小整薯比大薯切块节约用种量出苗整齐、苗全苗壮、减少病害传播等优点[1-2]，在生产上作为种薯很受农民和科研工作者的欢迎。云南是中国最具代表性的西南马铃薯混作区，马铃薯种植区域广、可以周年生产[3]，因此，周年需要繁育种薯。小整薯生产是繁育健康马铃薯种薯生产体系的核心,因此提高小整薯的繁殖系数,提高单位面积有效小整薯的数量,降低小整薯的生产成本,对周年种薯繁育体系的建设具有非常重要的意义。【前人研究进展】脱毒种薯繁育是马铃薯生产的重要环节，其目标为种薯数量多、个体大小适中均匀，在栽培上主要通过增加群体密度来实现[4-5]。马铃薯产量是基因型、生产环境和栽培管理措施共同作用的结果，密度大小影响土壤水分养分的吸收和光照指数，进而影响马铃薯植株的生长及结薯数与结薯重[6]，根据马铃薯生产目的不同，马铃薯在栽培上的密度不同，不同用途的马铃薯基因型对密度的耐受度也不相同。有研究表明，单位面积上的植株密度与块茎的生长发育以及块茎的大小分布具有显著的相关性[7-8]。【本研究切入点】由于遗传特性的差异, 不同的品种对密度的反应亦不相同[9]，因此，研究不同用途的马铃薯基因型的小整薯繁育体系，探明不同的种植密度对马铃薯产量和小整薯数量的影响具有现实意义。【拟解决的关键问题】确定适宜的不同基因型的栽培密度，降低种薯的大薯率，能为云南马铃薯周年小整薯繁育栽培体系奠定理论基础，确保马铃薯无毒繁育栽培的健康发展提供依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料

试验不同用途马铃薯基因型品种，种薯选择：原原种微型薯5 g左右。

A1：云薯505，A2：紫云一号，A3：云薯305(原编号：S03-2796)， A4：云薯304(原编号：DE03-34-6)，A5：云薯902(原编号：JS05-53-275)，A6：云薯107(原编号：S05-1263)。其中：云薯505鲜食，饲料用；紫云1号鲜食，提取花青素用；云薯305、云薯902和云薯107鲜食；云薯304炸片。

1.2 试验时间和地点

试验于2015年4-10月在云南省会泽县待补镇野马村云南省农业科学院马铃薯中心种薯繁育基地，该地区平均海拔2700 m，年降水量1700 mm，年平均气温8.2 ℃，无霜期105 d。土壤为棕壤,前茬为玛卡。

1.3 试验设计和方法

采用2因素裂区设计，密度为主区，品种为副区，重复3次，小区面积：12.6 m2，行距0.7 m。密度设计：B1：14.4万株/hm2，B2：9.7万株/hm2，B3：7.3万株/hm2，B4：4.9万株/hm2。

1.4 试验方法

2015 年4 月11 日播种。机械开沟，播后人工起垄。其它栽培管理措施同大田管理。

于5 月28 日出苗，6 月19 日进行第1次追肥处理并中耕培土。收获时分区计产，按薯块大小进行分级，薯块重量 50 g 以下的为小薯、50～150 g 的为中薯、150 g 以上的为大薯，分别记录各处理大、中、小薯的个数与重量，折算成单产，并采用Microsoft Excel软件对试验结果进行统计分析。

2 结果与分析

2.1 不同密度对不同基因型马铃薯产量的影响

从表 1可见，不同基因型对产量的影响达极显著水平，不同密度对产量的影响差异显著，密度和不同基因型之间不存在互作，即为了获得较高的产量，不同的品种有最适宜的密度。本试验中品种F值gt;基因型F值，说明基因型因素对产量影响大于密度因素。

不同密度处理，B1处理极显著高于B2，B3，B4处理(表5～6)，随密度加大产量不断增加，B2，B3，B4处理间差异不显著。基因型之间差异极显著，A1 gt;A6 gt;A5 gt;A3 gt;A4 gt; A2，表明不同基因对密度的响应不同，为了获得高产及多的小整薯个数，不同品种在密度选择上也不相同。

2.2 不同密度对不同基因型马铃薯大薯个数的影响

不同基因型对大薯个数的影响达极显著水平(表2)，不同密度对大薯个数的影响差异显著，密度和不同基因型之间不存在互作，即为了获得较小的大薯个数不同的品种有最适宜的密度。本试验中品种F值gt;基因型F值，说明基因型因素对大薯个数影响大于密度因素。

表1 密度对不同基因型马铃薯产量的影响方差分析

表2 密度对不同基因型马铃薯大薯个数的影响方差分析

不同密度处理，B1处理极显著高于B2， B4处理(表5～6)，与B3处理差异不显著，密度越高大薯个数也越多。基因型之间差异极显著，A1 gt; A6 gt;A5 gt; A3 gt; A4 gt; A2(表6)。

2.3 不同密度对不同基因型马铃薯中薯个数的影响

不同基因型和密度处理对中薯个数的影响达极显著水平(表3)，密度和不同基因型之间不存在互作，即为了获得较多的中薯个数不同的品种有最适宜的密度。本试验中品种F值gt;基因型F值，说明基因型因素对中薯个数影响大于密度因素。

主区(密度)和副区(基因型)各处理中薯个数的多重比较结果表 5～6表明：不同密度处理，B1，B2处理极显著高于B3， B4处理，密度越高中薯个数也越多。基因型之间差异极显著，A2 gt; A5 gt; A1 gt; A3 gt; A4 gt; A6(表 6)。

2.4 不同密度对不同基因型马铃薯小薯个数的影响

显著水平(表5)，但密度处理对小薯个数的影响差异不显著，密度和不同基因型之间不存在互作，即为了获得较多的小薯个数不同的品种在成熟期收获对密度的要求不严格，成熟期收获对小薯个数的影响密度不是主要影响因素。本试验中品种F值gt;基因型F值，说明基因型因素对小薯个数影响大于密度因素。

表3 密度对不同基因型马铃薯中薯个数的影响方差分析

表4 密度对不同基因型马铃薯小薯个数的影响方差分析

表5 不同密度(主处理)对产量及薯个数影响的多重比较

注：表中同列由不同小写字母表示差异显著Plt;0.05。

Notes: Different letters in the same column indicate significant differences among densities at the 0.05 level.

表6 不同基因型(副处理)对产量及薯个数影响的多重比较

注：表中同列由不同小写字母表示差异显著Plt;0.05。

Notes: Different letters in the same column indicated significant differences at 0.05 level.

不同密度处理，B1显著高于B4处理，密度越高小薯个数也越多(表5～6)。基因型之间差异极显著，A2 gt; A5 gt; A1 gt; A3 gt; A4 gt; A6。

2.5 不同密度对不同基因型马铃薯单位面积块茎数和块茎平均重量的影响

从图 1可以看出，紫云1号的单位面积块茎数随密度增加是个抛物线模型，其余5个品种是随着密度的增加块茎数不断增加近似直线型，说明，单位面积的块茎数主要受基因型控制。从图 2可以看出，紫云1号，随密度增加块茎平均重量没有显著变化，其余5个品种随密度增加块茎平均重量在降低。

图1 不同密度对6个基因型马铃薯单位面积块茎数的影响Fig.1 Effect of different densities on tuber numbers square meter of six varieties

2.6 不同密度对不同基因型马铃薯块茎大小分布及其数学模型

从图2可以看出，紫云1号各密度的块茎大小分布呈负指数模型，而其余5个品种各密度的块茎大小分布呈抛物线型，根据谢从华的块茎大小分布数学模型y=N(e-λbn-1-e-λbn) (式中，y为块茎重量等级n的块茎个数，N为单位面积的块茎总数,λ为块茎平均重量的倒数,b为块茎重量等级的上下限)[9]，不同密度下各品种的块茎大小分布的数学模型见表 7。

图2 不同密度对6个基因型马铃薯块茎平均重量的影响Fig.2 Effect of different densities on the average weight of single tuber of six varieties

2.7 不同密度对不同基因型马铃薯块茎大小分布的数学模型预测与实测值的适合性检验

用表7的数学模型预测的各大小级别的块茎数对应于实际观测的块茎数作图，如果各点均分布于斜率等于1的直线上，则表明该模型完全代表了实际情况。因此，根据点与斜率等于1的离散度即可确定模型预测值与实际观测值的符合程度。大中小薯块茎个数和总薯个数的预测结果如图3所示。表7所预测的大中小块茎个数和总薯个数与实际观测值有极显著相关性Plt;0.001，大中薯个数预测比实测个数偏大，而小薯个数预测比实测偏小，有可能是人为分级的误差。

3 讨 论

马铃薯产量、块茎个数及块茎大小受种植密度和基因型的影响已被许多研究所证明[10-11]。肖桂云(2008)等认为种植密度是提高原原种扩繁的首要因素[12]，黄大恩(2008)等研究表明随着密度增加，产量相应增加[13]，郭阿安(2010)等研究表明单位面积结薯数随着种植密度的增加而增加，这与本研究结果一致，在生产中可以适当增加密度，以增加种薯个数[14]，但随着密度的增加，小块茎的数目及其比例增加，导致块茎的平均重量降低，这与谢从华等的结果一致，这表明，单位面积上的块茎数目是影响块茎大小的主要因素。因此，要控制块茎大小，必须要考虑块茎形成的数目及其影响因素[9]。为获得更多的小整薯个数，根据文章的研究结果，在成熟期收获及目前的密度条件下，随着密度增加块茎数量越多，但是小整薯数目不仅与密度有关，同时和收获期有密切的关系,因此需要进一步试验明确该6个基因型的最佳种植密度和最适收获期。

文章采用谢从华等在总结Sands和 Regel[15]于1983年提出的基于成熟的马铃薯块茎其重量呈正态分布，块茎大小分布呈正态模型的局限[15]，以单位面积的块茎数量及平均重量为主要参数的数学模型，对该6个基因型不同密度下的大中小薯个数和总薯个数进行预测，预测值与实际观测数据的符合程度达极显著水平，对单位面积总薯个数得到几乎很好的预测。这和谢从华对中国西南地区有代表性的气候条件下[9]，利用不同的栽培品种进行了检验结果一致。虽然对大中小薯个数的预测有出入，有可能是因为人为分级造成的误差，同时今后要结合上述数学模型，根据该6个基因型的种植密度与块茎数量、光能截获量与植株干物产量这些基本关系，进一步明确该6个基因型繁育小整薯的最佳种植密度和最适收获时期的信息，有目的地控制块茎大小，提高马铃薯的小整薯繁育效率，为小整薯种薯繁育体系提供理论依据。

B1：14.4万株/hm2，B2：9.7万株/hm2，B3：7.3万株/hm2，B4：4.9万株/hm2 B1：144 thousand plants/hm2，B2：97 thousand plants/hm2，B3：73 thousand plants/hm2，B4：49 thousand plants/hm2图3 6个基因型不同密度下的马铃薯块茎大小分布Fig.3 The 6 varieties tuber size distribution with different plant densities

B1B2B3B4A1y=41.46e-b109.4-e-bn109.4()y=38.49e-b102.9-e-bn102.9()y=33.20e-b138.8-e-bn138.8()y=29.66e-b150.7-e-bn150.7()A2y=49.34e-b37.7-e-bn37.7()y=57.67e-b39.7-e-bn39.7()y=52.46e-b37.4-e-bn37.4()y=45.61e-b37.8-e-bn37.8()A3y=38.60e-b74.3-e-bn74.3()y=31.93e-b72.2-e-bn72.2()y=31.85e-b78.7-e-bn78.7()y=20.90e-b97.7-e-bn97.7()A4y=34.66e-b73.8-e-bn73.8()y=28.92e-b77.7-e-bn77.7()y=25.85e-b85.9-e-bn85.9()y=21.35e-b96.6-e-bn96.6()A5y=43.62e-b76.3-e-bn76.3()y=33.84e-b74.6-e-bn74.6()y=31.38e-b86.5-e-bn86.5()y=28.54e-b88.2-e-bn88.2()A6y=34.84e-b109.8-e-bn109.8()y=28.02e-b109.4-e-bn109.4()y=23.52e-b104.2-e-bn104.2()y=20.08e-b134.0-e-bn134.0()

图4 数学模型预测块茎个数与实际观测块茎个数的相关性Fig.4 The correlation between numbers of tuber calculated by mathematical model and by the actual observation

4 结 论

为了获得数量多的小整薯个数不同的品种有最适宜的密度。不同密度对不同基因型马铃薯块茎大小分布呈规律的数学模型，根据数学模型可以很好的预测马铃薯大中小薯块茎个数和总薯个数。

[1]Yanbian.小整薯播种优点多[DB/OL].http://www.jlagri.gov.cn/Html/2012_04_27/85147_87247_2012_04_27_122282.html，2012-04-27.

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(责任编辑 王家银)

Effectof4PlantedDensitiesonBreedingTuberSeedsof6GenotypesMini-tubersPotato

LIANG Shu-min1, LI Yan-shan1, YANG Qiong-fen1*, WANG Ying1, BAI Jian-ming1,LI Xian-ping1, YAO Chun-guang1, PAN Zhe-chao1, SUN Wen-xiang2, SUI Qi-jun1

(1. Industrial Crop Research Institute,Yunnan Academy of Agricultural Sciences/Potato Engineering Technology Center of Yunnan Province, Yunnan Kunming 650200, China; 2.Southwest Forestry University, Yunnan Kunming 650224, China)

【Objective】The effects of different varieties and densities on tuber yields and the number of large potato(tuber weight gt;150 g), medium potato(50 g lt; tuber weight lt;150 g), small potato(tuber weight lt; 50 g)were studied.【Method】Using split design with two factors including 4 planted densities (main treatment) and 6 genotypes (vice treatment) with three replications, the data by using variance analysis, linear fitting, multiple comparison test of significance and correlation analysis were studied.【Result】The result showed that the effects of different varieties on tuber yield and the number of large, medium, small potato was significantly different at 0.01 level. There was a significant difference between different densities with the number of medium potato at 0.01level, the tuber yield, the number of large and small potato at 0.05 level(Duncan multiple comparisons). There are no interactions between densities and genotypes. With the density increased, the number of large, medium and small potato increased, but the average tuber weight decreased.【Conclusion】 In order to obtain more number of small seed tubers, different varieties had different the most appropriate density, there was a mathematical model of tuber size distribution of different potato varieties under different planted densities, the mathematical model could predict the number of large, medium and small potato tuber and total number of potato tubers.

Potato; Plant density; Varieties; Breeding tuber seeds

S532

A

1001-4829(2017)11-2454-06

10.16213/j.cnki.scjas.2017.11.011

2016-06-06

云南省“十三·五”科技攻关(2013BB005)；国家马铃薯产业技术体系岗位科学家(CARS-10-P07)；云南省技术创新人才培养对象(2014HB060 )

梁淑敏(1977-)，女，山西临猗人，博士，副研究员，研究方向为作物信息工程与栽培技术，E-mail: 121679146@qq.com,* 通讯作者: 杨琼芬，524402193@qq.com。