甘肃中部旱作区专用型马铃薯品种筛选与评价

刘悦善, 第红君, 王 华, 张 宇, 胡 丹, 师 祎

(1.甘肃省种子总站, 兰州 730020; 2.安定区种子站, 甘肃 定西 743000)

甘肃省作为全国重要的马铃薯商品薯生产基地、精深加工基地和最佳的种薯繁育基地,马铃薯常年种植面积稳定在66.67万hm2左右,年产鲜薯1 500万t以上[1],主栽品种主要包括陇薯3号、陇薯7号、陇薯10号、青薯9号、庄薯3号、克新1号、费乌瑞它、陇薯6号、大西洋、冀张薯8号等,品种更新换代慢,品种市场竞争力严重不足。甘肃中部旱作区主要包括白银市会宁县、定西市、临夏州(沿黄灌区除外)及天水市北部部分县[2],该区域昼夜温差大,无霜期较长,日照充足,年平均气温低,降水偏少且时间分布不均,丰水期主要集中在7—9月,降水分布与马铃薯生长的需水规律正好吻合[3],既有利于马铃薯干物质积累和抑制马铃薯疫病的蔓延,又可以延缓品种、品质的退化速度,该区域已发展成为甘肃省最主要的马铃薯产区。近年来,随着马铃薯鲜食消费市场需求的不断更新变化和加工用途的不断细化完善,甘肃省马铃薯主产区生产种植的马铃薯品种与当前加工、消费市场的需求已不相适应,存在品种结构单一、专用型品种缺乏、鲜薯销售市场不对路、品种布局不合理等“瓶颈”问题,严重制约了甘肃省马铃薯产业高质量发展和市场综合竞争力的提升。因此,本试验通过引进适应性强、市场受欢迎程度高、推广应用广泛的不同类型优质品种20个,在以定西市安定区为典型代表的中部旱作区开展马铃薯品种比较试验,以期筛选出适宜在该区域推广种植的不同用途马铃薯优良品种,为进一步优化马铃薯区域品种布局结构、加快新品种更新换代和提高甘肃省主产区马铃薯市场竞争力提供种植依据。

1 材料与方法

1.1 试验地概况

试验地位于定西市安定区鲁家沟镇小岔口村,属于甘肃中部典型的旱作农业区。海拔1 800 m,年平均降水量350 mm,年平均气温7.5 ℃,≥10 ℃有效积温2 365.1 ℃,无霜期150 d。土壤有机质含量10.37 g/kg,全氮含量0.78 g/kg,速效磷含量13.3 mg/kg,速效钾含量204 mg/kg,土壤类型为黄绵土,地力均匀,肥力中等,地面平整,田间排水良好,前茬种植作物为玉米。

1.2 供试材料

本试验参试品种有20份,分别是陇薯14号、陇薯15号、青薯10号、冀张薯12号、冀张薯14号、希森6号、V 7、中薯19号、中薯22号、甘农薯7号、甘引6号、甘引8号、云薯2号、云薯304、晋薯16号、丽薯6号、同薯29号、华颂7号、吉仓1号、吉仓2号,均由定西市安定区种子站征集提供。对照品种为陇薯7号,由甘肃省农科院马铃薯研究所提供。所有参试品种种薯级别均为原种。

1.3 试验设计

采取单因素随机区组设计,共21个处理,每处理3次重复。试验小区长6.5 m,宽10.8 m,每个小区面积70.2 m2。行距0.45 m,株距0.25 m,小区采取黑色地膜覆盖单垄双行微沟垄侧栽培模式,每小区种植9垄,种植密度66 705株/hm2。小区间设置走道宽度1 m,不同重复间设置走道宽度1.2 m。试验于4月20日开始播种,播种前通过机械深松、旋耕施用农家肥1 500 kg/667 m2、马铃薯专用复合肥80 kg/667 m2,通过机械起垄覆膜,人工点播方式种植,种薯用0.1%双功嘧啶和11%精甲·咯·嘧菌进行拌种处理。生长期间田间管理与当地大田管理相同。

1.4 观测指标及方法

生长期内按照田间调查记载规范和植株实际长势,对不同品种的物候期、主要农艺性状分别进行记载[4]。收获前每个小区随机抽取植株10株,对块茎性状和产量性状进行考种记载,大薯:单薯重>150 g的块茎,中薯:75 g≤单薯重≤150 g的块茎,小薯:单薯重<75 g的块茎,所有采样点分级后称重计算商品薯率。小区测产以所有小区单收单测,以3次重复平均值代表该品种平均产量水平。

表1 参试品种生育期Table 1 Growing stage of tested potato varieties

所有参试品种统一收获后,放置在阴凉通风的条件下贮藏,7 d内按大、中、小块茎比例混合样品,测定块茎品质性状指标。其中,干物质含量采用直接干燥法测定,蛋白质含量采用考马斯亮蓝法测定[5],还原糖含量采用3,5-二硝基水杨酸比色法测定,淀粉含量采用碘比色法测定,维生素C含量采用2,6- 二氯靛酚滴定法测定[6]。

1.5 数据处理与分析

运用Excel 2010软件进行处理,利用SPSS 20.0软件对试验数据进行统计分析,各处理间数据采用方差分析(ANOVA),以 Duncan 法检测差异显著性,差异水平p<0.05。

2 结果与分析

2.1 不同品种生育期比较分析

从表1可以看出,冀张薯12号、冀张薯14号、希森6号、V 7、甘引6号、甘引8号、云薯2号、云薯304、晋薯16号、华颂7号、吉仓1号、吉仓2号等12个品种的生育期明显较对照(陇薯7号)短,其中以吉仓1号生育期最短(90 d),较对照短40 d,其次为华颂7号,生育期为95 d,较对照短35 d,其余品种生育期较对照短5～25 d;生育期与对照无差异的品种有3个,分别是甘农薯7号、中薯19号、同薯29号,生育期均为130 d;陇薯14号、陇薯15号、青薯10号、中薯22号、丽薯6号等5个品种生育期明显长于对照,其中以陇薯14号和陇薯15号生育期最长,均为145 d,较对照长15 d,其余3个品种生育期分别较对照长10 d。

2.2 不同品种植株表型特征分析

从表2可以看出,在出苗率方面,所有参试品种中除冀张薯12号和青薯10号出苗率显著低于对照外,其余品种出苗率与对照无显著差异,其中,晋薯16号出苗率最高(98.3%),其次为V 7(出苗率98%),甘农薯7号出苗率为97%,其余品种出苗率在94.3%～96.7%之间;在株高方面,同薯29号和陇薯15号株高分别为72.7 cm和72.2 cm,显著高于对照,V 7、甘农薯7号、云薯2号、云薯304、中薯19号、中薯22号、陇薯14号、甘引8号等8个品种与对照无差异,剩余10个品种株高显著低于对照,吉仓1号株高最低,为44.3 cm;在茎色方面,中薯22号为紫色,中薯19号和吉仓1号为浅紫色,甘农薯7号、华颂7号、甘引8号、甘引6号等4个品种茎色为绿带紫斑,其余品种茎色为绿色或浅绿色;在叶色方面,V 7、云薯2号、希森6号、陇薯14号、冀张薯12号等5个品种为浅绿色,冀张薯14号、甘引8号、甘引6号、陇薯15号、同薯29号等5个品种叶色为绿色,剩余品种叶色均为深绿色;在花色方面,中薯19号为深紫色,冀张薯12号和青薯10号为紫色,其余品种花色均为白色;在植株田间长势方面,对照陇薯7号及晋薯16号、V 7、云薯2号、希森6号、陇薯14号、云薯304、冀张薯14号、甘引8号、甘引6号、陇薯15号、冀张薯12号等12个品种长势好,甘农薯7号、中薯22号、中薯19号、华颂7号、丽薯6号、同薯29号、吉仓1号、吉仓2号等8个品种长势相对较好,青薯10号长势一般。

2.3 不同品种块茎性状分析

从表3可以看出,在商品薯率方面,参试品种商品薯率普遍较高,其中晋薯16号最高,商品薯率高达97.0%,V 7最低,为77.7%,对照陇薯7号商品薯率为88.2%,晋薯16号、云薯2号、华颂7号、冀张薯12号等4个品种商品薯率显著高于对照,V 7、希森6号、冀张薯14号、陇薯15号、青薯10号等5个品种商品薯率显著低于对照,其余品种商品薯率与对照无显著差异;在薯形方面,V 7、陇薯14号、华颂7号、丽薯6号、青薯10号等5个品种薯形为椭圆形,甘农薯7号、希森6号、甘引8号、甘引6号、吉仓1号、陇薯7号等7个品种薯形为长椭圆形,其余品种薯形均为卵圆形;在薯皮类型方面,云薯2号、中薯19号、陇薯14号、吉仓2号等4个品种薯皮粗糙,陇薯15号和同薯29号为麻皮,甘农薯7号和华颂7号为略麻皮,其余品种表皮光滑;在薯皮颜色方面,除丽薯6号和青薯10号薯皮为白色外,其余品种薯皮颜色为黄色或淡黄色;在薯肉颜色方面,吉仓2号和同薯29号薯肉颜色为乳白色,甘农薯7号、中薯22号、吉仓1号、青薯10号等4个品种薯肉颜色为白色,其余品种薯肉颜色为黄色或淡黄色;在芽眼深浅方面,晋薯16号、中薯19号、云薯304、吉仓2号等4个品种芽眼深度中等,其余品种芽眼浅,特别是V 7、冀张薯14号和吉仓1号等3个品种芽眼少而浅。

2.4 不同品种产量性状分析

从表4可以看出,在单株结薯数方面,晋薯16号、中薯22号、中薯19号、甘农薯7号、冀张薯14号、陇薯15号、丽薯6号、V 7、陇薯14号、云薯304、青薯10号、吉仓1号等12个品种平均单株结薯数显著高于对照,丽薯6号最高,达12.3个,甘引6号、希森6号、云薯2号、吉仓2号等4个品种平均单株结薯数与对照相比无差异,同薯29号、冀张薯12号、甘引8号、华颂7号等4个品种平均单株结薯数显著低于对照,甘引8号最低,仅4个;在平均单薯重方面,晋薯16号、中薯19号、甘农薯7号、冀张薯14号、甘引6号、V 7、希森6号、同薯29号、冀张薯12号、甘引8号等10个品种平均单薯重显著高于对照,晋薯16号最高,为230.2 g,中薯22号、陇薯15号、陇薯14号、云薯2号、华颂7号等5个品种平均单薯重与对照相比无差异,丽薯6号、云薯304、青薯10号、吉仓1号、吉仓2号等5个品种平均单薯重显著低于对照,青薯10号最低,为81 g;从各参试品种的产量表现来看,晋薯16号、中薯22号、中薯19号、甘农薯7号、冀张薯14号、陇薯15号、丽薯6号、甘引6号、V 7、希森6号、陇薯14号等11个品种产量显著高于对照,增产率为12.4%～39%,其中晋薯16号产量表现在20个参试品种中位居第一,其小区产量为406.6 kg,折合产量为57 949.2 kg/hm2,较对照增产21 962.6 kg/hm2,增产率高达61%,其次为中薯22号,小区产量405.6 kg,折合产量为57 806.7 kg/hm2,较对照增产21 820.1 kg/hm2,增产率高达60.6%,云薯304、同薯29号、云薯2号、青薯10号、冀张薯12号、吉仓1号、吉仓2号、甘引8号、华颂7号等9个品种与对照相比出现不同程度减产,除云薯2号和青薯10号与对照相比减产差异不显著,其余7个品种与对照相比显著减产,其中折合产量最低为华颂7号,其折合产量为193 11.6 kg/hm2,较对照减产16 675 kg/hm2,减产幅度高达46.3%。

2.5 不同品种品质性状分析

从表5可以看出,在干物质含量方面,陇薯14号干物质含量最高,为26.7 g/100 g,显著高于对照,吉仓1号、云薯2号、陇薯15号、甘农薯7号和云薯304干物质含量高于对照,但差异不显著,其余14个参试品种干物质含量在17.2～22.5 g/100 g之间,均低于对照,V 7干物质含量最低,为17.2 g/100 g,显著低于对照;在淀粉含量方面,甘农薯7号、同薯29号、云薯2号、陇薯14号、陇薯7号(ck)等5个品种淀粉含量高于18%,品种间差异不显著,甘农薯7号淀粉含量最高,为18.67%,陇薯15号、甘引6号、云薯304、华颂7号和希森6号等5个品种淀粉含量低于对照,但差异不显著,其余11个品种淀粉含量显著低于对照,吉仓1号淀粉含量最低,仅10.07%;在还原糖含量方面,还原糖含量低于0.3 g/100 g的参试品种有17个,与对照相比均无显著差异,其中还原糖含量最低的品种是云薯304,为0.13 g/100 g,还原糖含量显著高于对照的品种有3个,其中晋薯16号还原糖含量最高,为0.48 g/100 g;在维生素C含量方面,参试品种中维生素C含量高于对照的品种有6个,但与对照相比差异均不显著,其中最高的是华颂7号,为22.6 mg/100 g,其余14个品种维生素C含量低于对照,陇薯14号最低,为12.0 mg/100 g,显著低于对照;在蛋白质含量方面,对照陇薯7号最高,为3.01 mg/100 g,所有参试品种蛋白质含量均低于对照,其中有9个品种蛋白质含量显著低于对照,最低的是希森6号,其蛋白质含量为1.76 mg/100 g。

表4 参试品种产量表现Table 4 Yield performance of tested potato varieties

表5 参试品种品质性状Table 5 Qualitative character of tested potato varieties

图1 参试品种品质性状聚类分析Fig.1 Cluster analysis on quality traits of tested potato varieties

2.6 不同品种品质性状聚类分析

采取离差平方和法对参试品种的干物质、淀粉、还原糖、维生素C和蛋白质等品质性状进行系统聚类分析,当欧氏距离达到10时,可以将21个品种(包括对照)分成两大类(图1)。第一类包含10个品种,分别是云薯2号、陇薯15号、云薯304、同薯29号、陇薯7号(ck)、甘引6号、甘农薯7号、华颂7号、吉仓1号、陇薯14号,这类品种具有干物质、淀粉含量普遍较高,还原糖含量较低的特点;第二类包含11个品种,分别是甘引8号、吉仓2号、V 7、晋薯16号、中薯19号、丽薯6号、冀张薯12号、希森6号、青薯10号、中薯22号、冀张薯14号,这类品种具有干物质、还原糖、维生素C和蛋白质含量适中,淀粉含量相对较低的特点。按照马铃薯不同用途品种对品质性状的要求[7-8],结合参试品种的聚类分析结果,发现第一类品种的品质性状指标普遍比较符合淀粉或全粉加工型品种的品质要求,适用于食品加工;第二类品种的品质性状指标比较符合菜用型品种的品质要求,适用于鲜食菜用。

3 讨 论

目前,甘肃省马铃薯规模以上种植的品种有30多个,但绝大多数品种种植时间较长,普遍存在薯形、薯皮(肉)颜色、芽眼深等商品性状欠佳,商品薯销路不畅,加工品质性状表现不突出,加工专用型品种缺乏,品种用途混乱等突出问题[1,9-10],一方面造成甘肃省鲜薯在南方终端销售市场占有率明显下降,另一方面难以满足马铃薯精深加工企业对专用型品种的需求,严重阻碍了甘肃省马铃薯产业综合竞争力的有效提升。因此,本研究引进了一批甘肃省内外优质、高产新品种进行筛选试验,对优化区域品种布局结构、加快品种更新换代、丰富区域专用型品种类型、适应终端销售市场需求意义重大。

本试验通过对20份参试品种的生育期、植株表型特征、块茎、产量和品质性状进行对比筛选研究。试验结果表明,参试品种的生育期、出苗率、株高、商品薯率、产量和品质性状等表现与其他种植区域相比,存在一定程度的差异,这很可能是因为受到气候环境、土壤肥力、栽培方式和管理水平等因素的影响[11-12]。从生育期表现情况来看,参试品种生育期在90～145 d之间,在试验区域均表现为中熟或晚熟品种,但与对照相比,参试品种均可在当地正常成熟。从表型特征表现来看,参试品种出苗率普遍较高,除青薯10号出苗率较低以外,其余品种出苗率均在90%以上。株高在44.31～72.7 cm之间,株高相对适中,无植株徒长的品种。品种茎色、叶色与品种原有特性相比基本一致,花色完全一致,部分品种茎色、叶色深浅与其他地区表现不一致,这可能与水肥条件和栽培管理措施有关[13]。田间长势除青薯10号较差以外,其余品种长势相对好或较好, 田间长势与出苗率高低存在一定程度的关系。从块茎性状表现来看,参试品种商品薯率普遍较高,均在75%以上。薯块形状均为椭圆形、长椭圆形或卵圆形,薯形规则均匀。除同薯29号芽眼较深以外,其余品种芽眼均表现为浅或较浅。总体来看,参试品种均表现出商品薯率高、薯形好、芽眼浅等优质特性。从参试品种综合表现来看,甘农薯7号、陇薯15号、甘引6号、陇薯14号等4个品种折合产量分别为47 659.1 kg/hm2、42 941.7 kg/hm2、41 972.5 kg/hm2、40 447.6 kg/hm2,分别较对照陇薯7号增产32.4%、19.3%、16.6%、12.4%,增产效果显著。这4个品种干物质含量均在22 g/100 g以上,淀粉含量均在17%以上,还原糖含量均在0.3 g/100 g以下,品质性状综合表现优异,生育期适中,出苗整齐,田间长势好,商品薯率在75%以上,平均单薯重在117 g以上,薯形好,芽眼浅,符合加工型品种对表观特性和品质性状的要求[7],在试验区域适应性强,丰产性好,可作为食品加工型品种在中部旱作区进行示范推广;同薯29号折合产量34 176 kg/hm2,与对照产量相比虽然减产5%,但差异不显著,且由于同薯29号淀粉含量高达18.53%,为所有参试品种中淀粉含量第二高的品种,另外,其商品薯率高达93.4%,平均单薯重高达185.2 g。因此,可将同薯29号作为淀粉加工型品种,在甘肃省中部旱作区进行推广种植;薯形、薯皮(肉)颜色、芽眼深浅在一定程度上影响鲜薯消费市场的接受度[14],当前在华南、华东等鲜薯销售市场,薯形整齐、大小适中、薯皮光滑、黄皮黄肉、芽眼少而浅的鲜食马铃薯品种受到市场青睐[1]。本试验筛选出晋薯16号、中薯22号、中薯19号、冀张薯14号、V 7、希森6号等6个品种,折合产量分别为57 949.2 kg/hm2、57 806.7 kg/hm2、50 024.0 kg/hm2、47 017.8 kg/hm2、41 402.5 kg/hm2、40 447.6 kg/hm2,分别较对照陇薯7号增产61%、60.6%、39%、30.7%、15%、13.5%,增产效果显著。这6个品种干物质含量、淀粉含量和还原糖含量适中,薯形多为卵圆形或椭圆形,块茎大小均匀,薯皮光滑,薯皮、薯肉颜色均为黄色或浅黄色,芽眼较浅,符合鲜食品种对薯块外观性状要求和当前鲜薯消费市场的需求。因此,可将上述6个品种作为中部旱作区鲜食型品种进行示范推广。

4 结 论

本研究以参试品种的产量和品质性状为主要筛选依据,辅助参考生育期、出苗率、商品薯率、薯形、薯皮类型、薯皮(肉)颜色、芽眼深浅等表观性状,按照不同用途对参试品种进行综合分析,初步筛选出适宜在甘肃中部旱作区推广种植的专用型品种11个。其中,食品加工型品种4个,分别是甘农薯7号、陇薯15号、甘引6号、陇薯14号;淀粉加工型品种1个,为同薯29号;鲜食型品种6个,分别为晋薯16号、中薯22号、中薯19号、冀张薯14号、V 7、希森6号。本试验对参试品种的抗旱性、抗病性、加工特性、蒸煮品质等指标未进行详尽的研究,有待下一步进行深入研究。