常德市冬种马铃薯新品种（系）筛选

王素华，杨 丹，李树举，万国安，段 慧，罗彬彬，路 瑶

（常德市农林科学研究院，湖南 常德 415000）

常德市位于湖南省北部，东据西洞庭湖，西倚武陵山脉，气候湿润，无霜期长，适宜马铃薯生长[1]。常德山区百姓习惯以马铃薯为主食，湖区百姓则以马铃薯作鲜食，其冬春作面积一直稳定在8 000 hm2左右。常德地区主栽品种有‘中薯5号’、‘费乌瑞它’、‘东农303’和克新系列等[2]，但存在不同程度品种退化、易感晚疫病等问题。为此，常德市农林科学研究院于2015年从中国农业科学院蔬菜花卉研究所、云南省农业科学院、甘肃省农业科学院和各种薯生产企业引进25个品种（系）（包括对照），开展马铃薯品种（系）适应性筛选试验，从中选出适合本地种植的早熟、高产、优质、抗病、耐低温的马铃薯新品种（系）。并对25个品种（系）的主要农艺性状和产量进行相关分析、通径分析、聚类分析，以期为马铃薯适应性研究提供参考依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料

供试马铃薯品种（系）为：‘D514’、‘D549’、‘N138’、‘N151’、‘N157’、‘N170’、‘D671’（中国农业科学院蔬菜花卉研究所）；‘云薯304’、‘云薯505’、‘云薯506’、‘云薯605’、‘云薯606’、‘云薯902’、‘德薯2号’、‘S031452’、‘S051669’、‘JN08-58-7’（云南省农业科学院）；‘陇薯10号’、‘L0529-2’、‘L0527-2’（甘肃省农业科学院）；‘中薯5号’（对照）、‘红美’、‘黑美人’、‘红玫瑰’、‘紫洋’（购自种薯生产企业）。

1.2 试验地概况

试验设在常德市农林科学研究院一季稻繁育基地，海拔35 m，N 29°2'13''，E 111°37'40''，属亚热带季风湿润气候。马铃薯全生育期内平均气温8～17℃，总降雨量236 mm，霜期约70 d。试验地前作是水稻，土壤为棕壤土，深翻耙细，秋整地。

1.3 试验设计

试验以‘中薯5号’为对照，采用大区种植模式，小区面积57 m2（3.3 m×17.2 m），共25个大区。单垄双行种植，6行区，每行播种57株，株距0.30 m，行距0.55 m。2014年12月15日切块播种，人工条播。基肥点施于种薯之间，撒施45%硫酸钾复合肥（N∶P∶K=14∶16∶15）1 500 kg/hm2，雨后覆膜，无培土。长至6～8叶时破膜引苗。病虫草害防治以药剂防治为主：整地时施阿维毒死蜱（一撒净）颗粒剂30 kg/hm2防治地下害虫；播后覆膜前，用70%异丙甲草胺1 500 mL/hm2进行土壤芽前封闭防治杂草；4月3日、4月10日、4月17日使用32.5%苯醚甲环唑·嘧菌酯300 mL/hm2、72%甲霜灵锰锌1 200 g/hm2防治晚疫病。生长期间全程雨养，3月1日清沟排水1次。5月7日、5月13日分批收获。

1.4 测定指标及方法

调查不同品种（系）的物候期、主要农艺性状，收获时取中间10株考种，调查方法参考《马铃薯品种试验调查记载项目及依据》，按大区单收测产。以25个品种（系）6个主要农艺性状及产量数据为基础，利用DPS 6.55软件计算其变异系数，对其进行相关性分析，对其标准化转换后依据品种（系）欧氏距离进行聚类分析，参考何虎冀等[3]的方法；用Excel 2010对相关性分析结果进行通径分析，参考张天伦等[4]的方法。

2 结果与分析

2.1 不同品种（系）物候期

由表1可以看出，3月前出苗的品种（系）有：‘中薯 5号’、‘D671’、‘N138’、‘N157’、‘N170’、‘云薯304’、‘云薯506’、‘德薯2号’；现蕾开花最早的品种是‘云薯506’，为3月20日；收获时成熟的品种（系）有‘中薯5号’、‘N138’、‘N151’、‘N157’、‘云薯304’、‘红美’、‘黑美人’、‘红玫瑰’、‘紫洋’。‘D671’、‘N170’、‘云薯506’、‘德薯2号’虽然出苗早，但生育期较长，属晚熟品种；‘中薯5号’、‘N138’、‘N157’、‘云薯 304’、‘黑美人’、‘紫洋’出苗早，生育期适中，属中早熟品种；‘N151’、‘红美’、‘红玫瑰’虽然出苗稍迟，但生育期短，属特早熟品种。而且这批中早熟、特早熟品种（系）出苗率较高，普遍超过90%。

2.2 不同品种（系）主要植株性状

从表2可以看出，匍匐茎短、结薯较集中的品种（系）有：‘云薯505’、‘云薯605’、‘JN08-58-7’、‘陇薯10号’、‘红美’、‘红玫瑰’、‘紫洋’；主茎数 2～2.5个的品种（系）有：‘D671’、‘N157’、‘N170’、‘云薯304’、‘云薯506’、‘云薯605’、‘S031402’；株高40.0 cm以上的品种（系）有：‘中薯 5号’、‘D514’、‘D549’、‘D671’、‘N157’、‘N170’、‘云薯304’、‘云薯506’、‘云薯605’、‘云薯606’、‘云薯902’、‘德薯2号’、‘S031452’、‘S051669’、‘红美’、‘黑美人’、‘红玫瑰’、‘紫洋’；大多数品种（系）无结实，‘云薯606’、‘S031452’结实少。‘云薯505’主茎数最多有2.9个，‘陇薯10号’、‘L0529-2’、‘L0527-2’主茎数最少只有1.0个。各品种（系）株高26.5～57.5 cm，最高的是‘N170’，最矮的是‘L0527-2’。

表2 不同品种（系）植株性状Table 2 Plant morphological traits of various varieties(lines)

2.3 不同品种（系）块茎主要外观性状

由表3可以看出，块茎整齐的品种（系）有：‘N151’、‘云薯605’、‘德薯2号’、‘黑美人’、‘红玫瑰’、‘紫洋’；彩色品种（系）有：‘D514’、‘D549’、‘N151’、‘云薯 605’、‘云薯 606’、‘JN08-58-7’、‘红美’、‘黑美人’、‘红玫瑰’、‘紫洋’；除‘云薯505’、‘L0527-2’是麻皮外，所有品种（系）薯皮均为光滑或略麻；所有品种（系）均为浅芽眼或中芽眼。其中彩色品种（系）‘N151’、‘云薯605’、‘黑美人’、‘红玫瑰’、‘紫洋’块茎较整齐、芽眼浅，彩色皮肉富含花青素，营养、经济价值更高。

表3 不同品种（系）块茎外观性状Table 3 Tuber traits of various varieties(lines)

2.4 不同品种（系）病害发生情况及块茎外观品质

从表4可以看出，‘中薯5号’、‘N138’、‘N157’、‘德薯2号’、‘L0527-2’有晚疫病发生，但发病轻；‘中薯5号’裂薯率为10.0%；‘云薯304’、‘云薯 505’、‘云薯 902’、‘德薯 2号’、‘红美’烂薯率超过10.0%，其中‘云薯505’、‘云薯902’烂薯率高达或接近40.0%；‘N170’青薯率接近40.0%；所有品种（系）均没有发生二次生长；商品薯率高于90.0%的品种（系）有：‘N157’、‘N170’、‘云薯 506’、‘S031452’、‘JN08-58-7’、‘黑美人’、‘红玫瑰’，除‘云薯605’、‘云薯606’外，所有品种（系）商品薯率均超过70.0%。因为用药恰当及时，晚疫病得到有效控制，所有品种（系）病情指数均低于对照。‘云薯505’、‘云薯902’地上部分没有病虫害发生，但块茎烂薯率高，这可能是由于稻田土壤含水量较高，而马铃薯生育期正值雨季，耐湿性较差的品种就极容易烂薯、烂根。‘N170’青薯率高，这可能是由于该品系匍匐茎短，块茎在浅层土壤生长容易见光造成青头，通过多次培土可降低青薯率。鲜食品种薯重超过50 g的薯块定义为商品薯，因为冬种马铃薯生育期较短，薯块偏小，商品薯率超过90%的品种（系）有7个，其中‘JN08-58-7’商品薯率达98.8%。

2.5 不同品种（系）经济性状分析

由表5可以看出，单株块茎数超过10.0的品种（系）有：‘D671’、‘云薯606’，少于5.0的品种（系）有：‘JN08-58-7’、‘L0527-2’；单株块茎重超过500.0 g的品种（系）有：‘中薯5号’、‘D671’、‘云薯 506’、‘德薯 2号’、‘S031452’，其中‘S031452’超过600.0 g，低于300.0 g的品种（系）有：‘云薯505’、‘JN08-58-7’、‘陇薯10号’、‘L0527-2’；单薯重超过70.0 g的品种有：‘中薯5号’、‘N157’、‘N170’、‘云薯506’、‘云薯902’、‘S031452’、‘红美’，其中‘N170’单薯重90.0 g以上，低于40.0 g的品种有：‘云薯505’、‘云薯605’、‘云薯606’；小区产量超过对照的品种（系）有：‘D671’、‘云薯506’、‘德薯2号’、‘S031452’，其中‘D671’、‘S031452’产量超过对照5.0%以上，折合产量30 000 kg/hm2以上。‘D671’、‘S031452’、‘云薯506’单株块茎重均超过对照，产量排名前3位。

表5 不同品种（系）经济性状Table 5 Economic traits of various varieties(lines)

2.6 不同品种（系）主要农艺性状与产量的相关性分析及通径分析

根据试验设计，对25个品种（系）的6个主要农艺性状（出苗率、主茎数、株高、单株块茎数、单株块茎重、商品薯率）及产量进行方差分析（表6），结果表明，6个主要农艺性状和产量在各品种（系）间变异系数差异较大，可进一步进行相关分析。

由表7可以看出，各农艺性状与产量的相关性由大到小依次为：单株块茎重、株高、出苗率、单株块茎数、主茎数、商品薯率。其中单株块茎重（r＝0.94**）、株高（r＝0.80**）、出苗率（r＝0.67**）与产量呈极显著正相关，单株块茎数（r＝0.42*）、主茎数（r＝0.41*）与产量显著正相关，商品薯率与产量相关性不显著（r＝0.25）。说明在本试验中，单株块茎重、株高、出苗率、单株块茎数、主茎数是产量构成的重要因素。由表7还可以看出，株高与出苗率呈极显著正相关（r＝0.63**），单株块茎重与出苗率呈显著正相关（r＝0.44*）；单株块茎数（r＝0.46*）、单株块茎重（r＝0.44*）、株高（r＝0.44*）与主茎数呈显著正相关；单株块茎重与株高呈极显著正相关（r＝0.73**）；单株块茎重与单株块茎数呈显著正相关（r＝0.49*），商品薯率与单株块茎数呈极显著负相关（r＝-0.68**），因此本试验各阶段的选择目标依次是：从出苗率较好的品种（系）中选株高较高的，再从株高较高的品种（系）中选单株产量较高的，再从单株产量较高的品种（系）中选块茎数适中的。

表6 主要农艺性状表现及变异系数Table 6 Performance and variation coefficients of main agronomic traits

表7 主要农艺性状与产量相关性分析Table 7 Correlation analysis of main agronomic traits and yields

表8 主要农艺性状与产量的通径系数Table 8 Path coefficients analysis of main agronomic traits and yields

为进一步分析不同性状之间的相互作用并揭示其对产量构成的影响，对马铃薯6个主要农艺性状及产量进行通径分析。由表8可以看出，各农艺性状对产量贡献的大小依次为：单株块茎重、出苗率、单株块茎数、商品薯率、株高、主茎数。其中单株块茎数、出苗率通过单株块茎重对产量构成有较大的正向作用。因此在选择单株产量较高的品种（系）的基础上选择单株块茎数较多、种薯质量较好、田间表现较整齐一致的品种（系），对产量的提高有重要作用。

2.7 基于不同品种（系）主要农艺性状和产量的聚类分析

对6个主要农艺性状和产量的原始数据标准化转换后进行聚类，在欧氏距离为2.04处将供试的25个品种（系）划分为5大类群（图1）。类群Ⅰ占供试资源的80%，类群Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ共占20%。类群Ⅰ品种（系）的特点是生育期较短，生长发育对积温要求较低，适合本地冬春作种植；相反，其余几个类群的品种（系）生育期较长，收获时块茎未完全成熟；类群Ⅱ、Ⅲ、Ⅴ产量低不适合在常德地区种植；类群Ⅳ只有1个品系‘D671’，其特点是出苗早，耐低温，植株高壮，块茎小而多，产量高。上述结果表明，生育期不能作为引种试验的定性指标，如‘D671’虽然收获时未完全成熟，但其出苗早、现蕾早、块茎发育早，这对产量形成起至关重要的作用。试验结果还显示品种（系）间、类群间欧氏距离较短，特别是类群Ⅰ的品种（系）资源遗传基础相对狭窄。

图1 主要农艺性状和产量的聚类分析Figure 1 Cluster analysis of main agronomic traits and tuber yields

3 讨 论

试验地位于湘北湖区，气候湿润，无霜期长。12月15日播种，2月下旬至3月下旬陆续出苗，其中‘D671’、‘N170’、‘陇薯10号’出苗率最高，达到99%以上；‘N138’、‘N151’、‘N157’、‘云薯304’、‘红美’、‘黑美人’、‘红玫瑰’、‘紫洋’成熟后收获，生育期在51～65 d；试验表明：主茎数在2.0～2.5个的品种（系）产量较高，株高在40.0 cm以上的品种（系）产量较40.0 cm以下的品种（系）高；单株块茎数较多、单株块茎质量较大的品种（系）产量较高。综合考虑，‘D671’、‘S031452’产量超过对照5.0%以上，折合产量30 000 kg/hm2以上。‘D671’产量最高，薯块小而多，适合制作特色小吃炕土豆，可在武陵山区推广种植。而‘S031452’更适合作为普通鲜食品种在洞庭湖区推广种植。‘S031452’收获时未成熟，生育期超过71 d，该品种引自云南省农业科学院，株型直立，主茎较少，株高45 cm左右，茎秆粗壮，生长势强。茎绿中带紫，叶浅绿色，复叶大小中等，叶缘平展。花繁茂，花冠白色。块茎长圆形，块大且较整齐，略麻皮，芽眼中，薯皮、薯肉乳白色。单株结薯数8～9个，商品薯率90.7%，折合产量31 250 kg/hm2。

除‘S031452’外，‘红玫瑰’可考虑作为引种试种对象，其生育期55 d，出苗整齐，主茎1.4个，株高45 cm，茎紫色，叶深绿色，少花，花冠白色，块茎长椭圆形，结薯集中，块大且整齐，薯皮光滑，芽眼浅，红皮红肉，外观品质好，较抗晚疫病。单株结薯6～7个，商品薯率91.2%，折合产量26 000 kg/hm2以上。虽然‘红玫瑰’产量不及对照，但商品薯率高，生育期短，可提前收获，在春末夏初鲜蔬淡季抢占市场，符合经济效益。‘红玫瑰’是彩色马铃薯品种，富含花青素，更受市场青睐。对25个品种（系）的6个主要农艺性状（出苗率、主茎数、株高、单株块茎数、单株块茎重、商品薯率）与产量进行相关性分析，其相关性由大到小依次为：单株块茎重（r＝0.94**）、株高（r＝0.80**）、出苗率（r＝0.67**）、单株块茎数（r＝0.42*）、主茎数（r＝0.41*）、商品薯率（r＝0.25）。除商品薯率外，其余农艺性状与产量呈显著或极显著正相关，这与仲义等[5]的结果部分一致。因本试验的主要目的之一是筛选早熟耐低温品种（系），所以在12月中旬播种、5月中旬前统一收获，有些品种（系）出苗较迟，采收时未完全成熟，块茎少而小，这可能是与前人相关分析结果不完全一致的主要原因。

通过通径分析进一步了解不同农艺性状对产量构成的重要性，结果显示6个农艺性状对产量的贡献率依次为：单株块茎重、出苗率、单株块茎数、商品薯率、株高、主茎数。马铃薯主要农艺性状与产量相关分析和通径分析的结果存在差异，这是由于各性状对产量的影响不仅包括各性状对产量的直接效应，还包括各性状间的间接效应，因此在性状选择时要充分考虑性状间的相互制约作用[6]。从本试验综合考虑，种薯质量、株高、单株块茎数、单株产量是产量构成的重要因素。

本研究通过聚类分析将25个品种（系）分为5大类，其中类群Ⅰ占供试资源的80%，类群Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ共占20%。类群Ⅰ品种（系）的特点是出苗早，生育期较短，生长发育对积温要求较低，入选的2个品种（系）来自该类群。类群Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ的品种（系）生育期较长，收获时块茎未完全成熟，产量低，但类群Ⅳ的‘D671’出苗早，现蕾早，块茎发育早，对产量形成起至关重要的作用，虽然收获时未达到最高产量，但却比其他早熟品种（系）高产，证明只要出苗早、耐低温，中晚熟品种也可在常德地区冬春季种植，生育期不应该是引种试验的定性指标。试验结果还显示品种（系）间、类群间遗传差异较小，遗传基础相对狭窄，这与何虎冀等[3]、邸宏等[7]、段艳凤等[8]、唐铭霞等[9]、赵光磊等[10]的研究结果一致。