李树生,韩志刚,孙宇燕,张素青,梁东超,李文岗
(1.内蒙古农牧业技术推广中心,内蒙古 呼和浩特 010010;2.内蒙古农牧业科学院,内蒙古 呼和浩特 010030)
马铃薯(Solanum tuberosum L.)是继玉米、大豆、小麦之后的第四大粮食作物[1-2]。 内蒙古是我国重要的马铃薯生产基地之一,2020 年内蒙古马铃薯种植面积约34 万hm2[3-4],是我国马铃薯主产区之一。 大体量的种植面积对适合内蒙古自然气候条件、适应市场需求的马铃薯品种有着巨大的需求[5]。 优良品种是马铃薯产业高质量发展的重要支撑[6]。从消费端看,除了区内消费者因饮食习惯而具有的巨大鲜食需求外,内蒙古淀粉加工能力占全国30%,全粉加工能力占全国35%;另外,近年消费者对彩色马铃薯的需求也呈上升趋势[7]。 从马铃薯新品种选育来看,2011—2020 年内蒙古审定(登记)的马铃薯新品种25 个,但各品种的产区种植面积占比较小。“十三五”期间国家虽然启动了马铃薯新品种选育工作,但鉴于常规育种周期较长(一般8~11 年),导致新品种选育仍处于创制研发阶段。 因此,引进适宜区域特性种植的马铃薯品种,并进行品种的生态适应性鉴定评价具有重要的理论和实践指导意义。
呼和浩特市是内蒙古自治区马铃薯主要种植区域之一,且主要集中分布于阴山北麓的武川地区和阴山南麓和林格尔地区。 近年来,在阴山南麓和林格尔地区种植的马铃薯品种较多,且不同品种在该区域适应性、丰产性、抗逆性等生长特性表现的良莠不齐,缺乏对区域马铃薯品种的适应性评价,然而品种适应性评价是提高作物生产和育种水平的关键要素[8-9]。 因此,笔者在呼和浩特市和林格尔县进行了12 个马铃薯品种适应性田间比较试验,主要比较分析了马铃薯品种的植株形态特征及块茎外观性状、 农艺性状、马铃薯产量、淀粉含量以及田间花叶病和卷叶病等发生情况及抗病性,以期筛选出适宜内蒙古阴山南麓种植的优良马铃薯品种。
供试马铃薯品种12 个,均由内蒙古自治区马铃薯繁育中心提供,其中以克新1 号(CK)为对照品种;2019 年供试马铃薯种薯为原种,2020 年为一级种。具体信息见表1。
表1 供试品种及级别
试验地位于呼和浩特市和林格尔县保尔此老村(40°33′20.44″N,111°53′24.31″E),土壤主要以栗褐土为主,肥力中等,前茬作物为玉米。无霜期118 d,年平均气温5.5~6.8 ℃,年降水量400 mm 左右[10]。
试验分别于2019 年和2020 年进行,每年4月下旬播种,9月下旬收获。 种植方式采用机械开沟,人工点播,机械覆土起垄方式进行。 试验采用随机区组设计,3次重复,5 行区,株距22 cm,行距90 cm,每行20 株,每小区100 株,小区面积19.8 m2。在马铃薯整个生育期施用底肥750 kg/hm2(马铃薯专用复合肥N∶P2O5∶K2O=15∶15∶15),在中耕除草追施马铃薯专用复合肥750 kg/hm2,同时随滴灌分8次追施尿素和水溶性钾肥600 kg/hm2。 全生育期共计施用杀菌剂7次、杀虫剂5次,人工除草3次。
株高、茎粗:每小区随机选取10 株进行测量,取平均值。 在盛花期每小区随机选取10 株马铃薯测定株高和茎粗[11-12],并调查其病毒病[13-14];在马铃薯成熟时取各小区中间2 垄测定商品薯及小薯的数量和质量[15-16];马铃薯淀粉含量采用水比重法测定[17]。其他指标测试参照国家区域试验的调查标准。
试验数据处理采用Excel 2010 和SPSS 26.0 软件进行统计学及差异显著性分析。
由表2 可知,从茎的颜色来看,参试的12 个马铃薯品种茎的颜色普遍为绿色或浅绿色,其中青薯9、红美、冀张薯5 号茎的颜色为绿色带有褐色;除红美、同薯22 号、同薯20 号、冀张薯5 号、冀张薯2 号外,其他品种开花比较繁茂;青薯9 号和2 号的花粉量较多,其余的品种较少。从薯形来看,供试品种均以圆形为主,其中红美为长圆形,康尼贝克、青薯9 号、同薯22 号、中薯9 号、冀张薯8 号为椭圆形,是市场比较欢迎的薯形[14];从皮色来看,供试品种均以黄色为主,其中青薯9 号、晋薯15 号、同薯22 号、青薯2 号、中薯9 号、冀张薯5 号和冀张薯2 号薯肉颜色为黄色或淡黄色,红美为红皮红肉;从芽眼来看,除青薯9 号,芽眼较少外,其他品种芽眼均比较多,其中晋薯15号、同薯20 号和冀张薯2 号3 个品种的芽眼较多;从芽眼深浅来看,供试品种的芽眼均达到中等以上,其中克新一号、晋薯15 号、青薯2 号、冀张薯2 号芽眼较深。
表2 马铃薯主要形态特征及块茎外观性状
植株健壮是获得高产的必要条件。通过比较分析2019 年、2020 年2 年马铃薯生长指标变化情况 (表3) 可知,青薯2 号、青薯9 号、康尼贝克、晋薯15 号的株高均高于对照(克新一号),其中青薯2 号、青薯9 号株高与对照差异达显著水平(P<0.05),分别较对照增加了35.07%、19.90%。 除康尼贝克和晋薯15 号茎粗较对照(克新一号)增大,其他品种茎粗均小于对照,且供试的11 个品种与对照差异不显著(P>0.05)。
表3 不同品种马铃薯生长指标(茎粗、株高)变化情况 单位/cm
表5 不同品种马铃薯卷叶病发生情况
马铃薯病毒病容易引起植株叶片花叶、坏死和皱缩等症状,影响植株高度和降低产量[11]。 马铃薯卷叶病主要有马铃薯卷叶病毒 (Potato leafroll virus,PLRV),马铃薯花叶病主要包括马铃薯X 病毒(Potato virus X,PVX)、马铃薯Y 病毒(Potato virus Y,PVY)和马铃薯S 病毒(Potato virus S,PVS)。 因此,在马铃薯育种过程中必须考虑到育成品种对上述病毒(PLRV、PVY、PVX、PVS)的抗性能力[9]。 由表4、5 可知,青薯9 号和康尼贝克对花叶病毒病具有较好的抗性,均未发现病株,病株率和病情指数均为0;中薯9号、冀张薯2 号、同薯20 号、冀张薯8 号和冀张薯5号的花叶病的病株率较高;且中薯9 号和冀张薯2 号植株花叶病病情指数较高。 晋薯15 号、青薯2 号、克新一号、青薯9 号和康尼贝克对卷叶病毒病具有较好的抗性,病株率低于50%,且其病情指数也较低。
表4 不同品种马铃薯花叶病发生情况
由表6 可见,不同品种马铃薯淀粉含量大小顺序为:同薯20 号>青薯9 号>冀张薯2 号>青薯2 号>红美>克新一号>冀张薯5 号>中薯9 号>冀张薯8 号>康尼贝克>晋薯15 号。 其中青薯9 号、红美、青薯2号、同薯20 号、冀张薯2 号4 个马铃薯品种淀粉含量均高于对照(克新一号),且同薯20 号淀粉含量与对照达显著水平(P<0.05),较对照提高了11.60%。
表6 不同品种马铃薯的淀粉含量 单位:%
由表7 可知,2019 年康尼贝克、 同薯22 号的商品薯率与冀张薯2 号有显著差异 (P<0.05);2020 年晋薯15 号与同薯22 号的商品率有显著差异 (P<0.05)。 整体来看不同品种马铃薯商品率大小顺序为:康尼贝克>晋薯15 号>克新一号(CK)>青薯2 号>中薯9号>冀张薯5 号>同薯20 号>冀张薯8 号>同薯22 号>青薯9 号>红美>冀张薯2 号; 康尼贝克和晋薯15 号商品薯率最高,但与对照克新一号差异不显著(P>0.05),红美和冀张薯2 号商品薯率最低,与对照(克新一号)差异达显著水平(P<0.05)。
表7 不同品种马铃薯商品薯率及产量
从马铃薯产量变化情况看,青薯2 号产量最高,两年产量均显著高于对照(P<0.05),分别为58.1 t/hm2和59.3 t/hm2,较对照克新一号分别增产28.6%和47.0%。 2019 年青薯2 号、青薯9 号和同薯22 号的产量与冀张薯8 号、 中薯9 号之间差异显著 (P<0.05),其余品种与对照均无显著差异(P>0.05);2020年冀张薯5 号和冀张薯8 号产量显著低于对照 (P<0.05);青薯9 号、康尼贝克、晋薯15 号、中薯9 号、红美、同薯20 号、冀张薯2 号、同薯22 号等品种的产量与对照差异不显著(P>0.05)。 整体来看不同品种马铃薯产量大小顺序为:青薯2 号>青薯9 号>晋薯15 号>康尼贝克>克新一号(CK)>同薯22 号>红美>冀张薯5 号>同薯20 号>冀张薯2 号>中薯9 号>冀张薯8 号; 青薯2号、青薯9 号、晋薯15 号、康尼贝克产量显著高于对照(克新一号);而其他品种的产量均低于对照,除同薯22号与对照差异不显著外,其他产量较低的马铃薯品种均与对照达显著水平(P<0.05)。
通过对12 个马铃薯品种的主要形态特征、 块茎外观、株高、茎粗、抗病毒性、产量和品质等指标进行综合分析,其中,青薯2 号的产量最高,其茎色为绿色,叶片为深绿色,花较繁茂,花粉量较多,花冠为紫色,薯形为圆形,皮色为淡黄,肉色为淡黄,薯皮较光滑,芽眼数量中等,芽眼较深,株高较高,对卷叶病毒病具有较好的抗性,淀粉含量中等,适宜作为鲜食品种大面积示范与推广。 青薯9 号商品薯率和产量较高,分别较对照增产14.7%~19.1%,茎绿色有褐色网纹,叶片深绿色,花较繁茂,花粉量较多,花冠为浅紫色,薯形椭圆形,红皮黄肉,茎秆粗壮,植株高大,抗花叶卷叶病毒病,淀粉含量较高;同时研究发现该品种在初霜到来时,植株生长依然茂盛,如果选择无霜期较长的地区,产量还会有进一步的提高。晋薯15 号产量较高,分别较对照增产6.6%~9.5%,茎叶绿色,植株健壮,抗花叶卷叶病毒病,薯形圆形,淡黄皮黄肉,淀粉含量较低,商品薯率在90%左右,商品性能好,有一定的推广价值。 康尼贝克产量相对较高,分别较对照增产7.8%~8.0%,且该品种商品薯率较高,茎绿色,叶片深绿色,茎秆粗壮,植株高大,抗病性好,薯形椭圆,黄皮白肉,表皮光滑,说明该品种商品性极好,适宜大面积以商品薯生产。 而红美产量相对较低,但由于其红皮红肉,富含花青素,是重要的天然色素和抗氧化剂[18-19],对于丰富马铃薯品种结构具有一定的意义,具有广阔的应用前景。
呼和浩特市及周边盟市是内蒙古地区主要的马铃薯生产基地[20]。 近年来马铃薯品种更新换代快,市场对马铃薯品种产量、薯形、皮色肉色、芽眼深浅、大薯率等特征提出了更高的要求。 为了应对这些变化,就需要积极地调整马铃薯品种结构。 研究表明,青薯2 号、青薯9 号、康尼贝克、晋薯15 号这些品种从生物学性状、抗病性、产量性状等方面分析,适宜呼和浩特地区种植,具有一定推广价值。