马 爽 王 腾 刘喜才
(黑龙江省农业科学院克山分院,黑龙江齐齐哈尔 161005)
种质资源是经过长期自然演化和人工创造而形成的重要自然资源,在生物进化过程中得以充实和发展(张天真,2011),农业生产上的每一次飞跃都离不开种质资源的作用(赵媛媛 等,2017)。近年来,国家高度重视马铃薯产业发展,随着“马铃薯主食化战略”的提出,我国马铃薯产业近年来发展迅速(周向阳 等,2018)。马铃薯及其衍生品日益成为全球经济贸易中的重要产品。马铃薯种质资源是决定未来马铃薯产业发展潜力的根本,是维系种植业生存与可持续发展的物质基础,其多样性决定着马铃薯种业的未来(叶玉珍,2017)。在此背景下,本试验对中国马铃薯种质资源库保存的17份荷兰马铃薯品种进行了农艺、光合、品质性状和产量性状的鉴定与高淀粉品种筛选,旨在为育种者培育出高产、稳产、优质及生育期适当、适应性较广的优良品种提供参考。
供试17份荷兰马铃薯品种由中国马铃薯种质资源库保存,分别为:Favorita、Bintje、Colmo、Dianella、EBA、Estima、Mentor、Multa、Premere、Primura、Sirteme、Spunta、Urgenta、Wilia、荷 1、荷 3、荷兰2-12,均为原种。
试验于2017年在黑龙江省农业科学院克山分院试验基地进行,试验地位于黑龙江省西部、齐齐哈尔地区东北部,温带季风气候。土壤为黑壤土,pH值6.8,保水、保肥、保温性较好,前茬为大豆。
将磷酸二铵(总养分≥61%,N≥17%,P2O5≥ 45%)12.5 kg·(667 m2)-1、尿素(N ≥ 46%)10 kg·(667 m2)-1、 硫 酸 钾(K2O ≥ 50%)22.5 kg·(667 m2)-1、 生 物 有 机 肥 80 kg·(667 m2)-1全部作为基肥施入土壤中。小区面积16.8 m2,垄距70 cm,株距30 cm,播种密度为5 550株·(667 m2)-1,两边设2垄保护行;4次重复,共68个小区。
物候期记载:在马铃薯生长期详细记录每个品种的播种期、出苗期、现蕾期、始花期、开花期、盛花期、成熟期,计算生育期(刘喜才和张丽娟,2006)。
叶绿素含量测定:在盛花期取倒数第4片展开的真叶,采用丙酮法进行测定(李合生,2000)。
淀粉含量测定:在收获后7 d,采用比重法进行测定(李合生,2000)。
疮痂病抗性调查:收获时每小区随机取20株,按块茎表面上的溃疡面积占块茎表面积的比例进行病情指数计算分级(刘喜才和张丽娟,2006)。
产量:收获时按小区全区测产,4次重复取平均值。
采用SPSS 17.0软件进行数据分析,显著性检验采用Duncan多重比较法。
从表1可以看出,不同马铃薯品种的出苗期有所差异。出苗较早的品种有Favorita和Sirteme,从播种到出苗28~30 d;出苗最晚的品种为Primura,从播种到出苗36 d。不同马铃薯品种的成熟期差异较大,Favorita、Bintje、Premere为中早熟品种(生育期≤80 d);Dianella、Estima、Wilia为中熟品种(81~90 d);Urgenta生育期96 d,为中晚熟品种(91~100 d);EBA、Multa、Primura、Sirteme、荷1、荷3、Colmo、Mentor、Spunta和荷兰2-12生育期在100 d以上,为晚熟品种(>100 d)。从表1中还可以得出,Favorita、Bintje、Colmo、Sirteme、Spunta和荷兰2-12品种抗旱性较弱。
表1 荷兰马铃薯品种的生育期调查
从表2可以看出,不同马铃薯品种的农艺性状有 很 大差异。Bintje、EBA、Multa、Primura、Spunta、荷3、荷兰2-12植株长势强,其中Primura为开展株型,其余6个品种为直立(半直立)株型,直立株行有利于群体的通风透光性;Urgenta长势弱,其他品种长势中等。Favorita、Colmo、Dianella、Premere、Sirteme、Wilia、 荷 1、荷3叶色浅绿,Estima、Mentor和Primura叶色深绿,其余品种均为绿色。从花色上看,除荷3为紫花、Favorita为淡紫花外,其余品种均开白花。从结薯集中性看,Favorita、Colmo、EBA、Estima、Mentor、Primura、Spunta、Sirteme、Urgenta 和 Wilia结薯集中,Multa和荷1结薯半分散,其余品种均为分散。从块茎整齐度看,Dianella、EBA和Multa整齐度为中等,其余均为整齐。Dianella和荷1块茎为长筒形,EBA、Estima、Primura和Sirteme块茎为圆形,Mentor、Premere、Wilia、荷3和荷兰2-22块茎为扁圆形,其余品种块茎均为椭圆形。从皮色和肉色上看,Dianella、Premere和Wilia为黄皮白肉,Estima、Multa、Sirteme、荷1和荷兰2-22为黄皮黄肉,Urgenta为浅红皮白肉,Primura为乳白皮白肉,Bintje、Mentor为浅黄皮白肉,Favorita、Colmo和EBA为黄皮浅黄肉,Spunta和荷3为浅黄皮浅黄肉。从芽眼数上看,Favorita、Dianella、Multa、Premere和 Spunta芽 眼 数 多,Estima、Primura、Sirteme、Wilia、荷3和荷兰2-22芽眼数少,其余品种芽眼数中等。从商品薯率看,Favorita、Bintje、Mentor、Primura、Wilia和荷 3 商品薯率较高,在78%~89%,EBA、Spunta和Sirteme商品薯率较低,为20%~45%。Bintje、Sirteme、Urgenta和荷1对疮痂病均表现出高抗。
从图1可以看出,Mentor的叶绿素含量最高,其 次 为 Dianella、Colmo、Wilia,Sirteme、Spunta、荷兰2-12、荷3的叶绿素含量相对较低。
从表3可以看出,17份荷兰马铃薯品种的淀粉含量在14.19%~22.92%之间,其中Sirteme淀粉含量最高,荷兰2-12淀粉含量最低。不同品种间产量差异也很大,Favorita产量最高,为6 105 kg·(667 m2)-1,;Urgenta产量最低,仅为1 110kg·(667 m2)-1。
表2 荷兰马铃薯品种农艺性状的综合表现
图1 荷兰马铃薯品种的叶绿素含量
表3 荷兰马铃薯品种的品质和产量
中早熟品种中,Favorita产量最高,植株直立,长势良好,淡紫花,结薯集中,块茎整齐、椭圆形,黄皮浅黄色薯肉,芽眼多,商品薯率89%,淀粉含量15.94%,抗旱性较弱,感疮痂病;中熟品种中,Estima、Wilia的产量均较高,但Estima的淀粉含量更高,表现更好,其植株半直立,长势良好,白花,结薯集中,块茎整齐、圆形,黄皮黄色薯肉,芽眼浅,商品薯率53%,淀粉含量19.25%,抗旱性较强,感疮痂病;晚熟品种中,Colmo产量最高,植株半直立,长势良好,白花,结薯集中,块茎整齐、椭圆形,黄皮浅黄色薯肉,芽眼浅,商品薯率63%,淀粉含量14.69%,抗旱性较弱,中抗疮痂病。
目前我国马铃薯种质资源少,基因匮乏,造成培育新品种遗传基础狭窄(王立春 等,2008)。对国外引进的马铃薯品种进行资源鉴定,筛选优良种质,有利于最大限度地发挥这些引进材料在育种工作中的作用(卢翠华 等,2002)。本试验对中国马铃薯种质资源库保存的17份荷兰马铃薯品种的生物学特性进行了鉴定,其中中早熟品种3份,中熟品种3份,中晚熟品种1份,晚熟品种10份。Mentor的叶绿素含量最高,淀粉含量也相对较高,较高的叶绿素含量有利于淀粉的积累,但Mentor产量较低,其余的品种也有此规律,即淀粉含量较高的情况下,产量较低,该规律与余斌等(2018)的研究结果相一致。Favorita、Wilia、Estima、Bintje在产量方面表现突出,Bintje、Sirteme、Urgenta、荷1对疮痂病表现高抗。
通过对引进荷兰马铃薯品种的系统鉴定,明确了其在中国的可利用价值,并根据不同品种特征对其进行有目的的选择和利用,为马铃薯育种工作的连续性和预见性提供了依据。品种的遗传基因和亲缘关系将是下一步的研究内容。