幾個(gè)加工型馬鈴薯品種主要品質(zhì)形成的比較

石 瑛，單洪波，邰宇新，陳若男，潘 峰，魏峭嶸，張麗莉

（東北農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)學(xué)院，黑龍江 哈爾濱 150030）

馬鈴薯加工利用的主要方向有淀粉（粉條、粉皮和粉絲）和食品加工（全粉、炸片和炸條），加工對馬鈴薯品種的外觀和部分品質(zhì)性狀有一定的要求：薯形好、芽眼淺，塊莖大小均勻，內(nèi)外部缺陷、病害和損傷少，干物質(zhì)含量適宜[1]。其中塊莖的干物質(zhì)含量是加工關(guān)注的重要品質(zhì)指標(biāo)，干物質(zhì)含量的高低關(guān)系到加工產(chǎn)品的質(zhì)量與產(chǎn)量。干物質(zhì)含量高則油炸食品的含油量低，加工過程中消耗的能源少、產(chǎn)品產(chǎn)量高，但干物質(zhì)含量過高生產(chǎn)的薯片會(huì)偏“硬”，影響食用風(fēng)味和口感。馬鈴薯品種的干物質(zhì)含量為20%～25%、還原糖含量低于0.4%時(shí)，可用做全粉或炸片加工的原料薯[2]。中國馬鈴薯主產(chǎn)區(qū)用于全粉或炸片加工的原料薯品種多為‘大西洋’，該品種為美國育成，塊莖干物質(zhì)含量高、還原糖含量低、加工品質(zhì)好，但品種對環(huán)境的適應(yīng)性稍欠缺，易感病毒、退化快，對晚疫病抗性差，所需栽培管理措施復(fù)雜，導(dǎo)致生產(chǎn)種植的成本偏高，特別是在晚疫病常發(fā)區(qū)，種植風(fēng)險(xiǎn)極大。近年來，國內(nèi)馬鈴薯加工型品種選育工作蓬勃開展，淀粉加工專用型、全粉和炸片專用型品種選育的數(shù)量逐年增加，云南等產(chǎn)區(qū)在薯片加工上已經(jīng)開始應(yīng)用自主選育的加工型品種[3]。

東北馬鈴薯產(chǎn)區(qū)馬鈴薯加工比例偏低，淀粉加工原料薯多采用鮮薯食用型品種，如‘克新13號’和‘延薯4號’等，全粉和炸片加工原料薯均用‘大西洋’。試驗(yàn)采用課題組近年自主選育的加工型馬鈴薯新品種，與目前全粉和炸片加工主栽品種‘大西洋’相比，研究新品種的干物質(zhì)、淀粉和粗蛋白含量主要品質(zhì)形成的特點(diǎn)，為新品種的推廣應(yīng)用及優(yōu)質(zhì)豐產(chǎn)栽培提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

供試材料為加工型馬鈴薯品種4個(gè)，分別為‘大西洋’（CK，炸片、全粉）、‘東農(nóng)310’（淀粉、全粉）、‘東農(nóng)314’（炸片、全粉）、‘東農(nóng)317’（淀粉、全粉），二級種薯。

1.2 試驗(yàn)方法

試驗(yàn)地設(shè)在黑龍江省哈爾濱市香坊區(qū)向陽鄉(xiāng)東北農(nóng)業(yè)大學(xué)實(shí)驗(yàn)實(shí)習(xí)基地，試驗(yàn)地前茬為大豆。田間采用隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，3次重復(fù)。8行區(qū)，行長6 m，行距0.8 m，株距0.3 m，每行種植20株。整薯播種。施肥量為尿素（N 46%）5 kg/667m2，磷酸氫二銨（N 46%，P2O546%）10 kg/667m2，硫酸鉀（K2O 50%）5 kg/667m2，馬鈴薯播種時(shí)作種肥施入。生育期間采用正常田間管理。2017年4月28日播種，9月13日收獲。

1.3 品質(zhì)性狀測定

塊莖形成后（盛花期開始）對塊莖取樣，取樣區(qū)設(shè)在小區(qū)中部，每次取樣間隔時(shí)間為14 d，共計(jì)5次，實(shí)際取樣時(shí)間為6月27日、7月11日、7月25日、8月9日和8月23日，每個(gè)重復(fù)每次取樣3株，烘干后粉碎混勻，測定干物質(zhì)、淀粉和粗蛋白含量。

干物質(zhì)含量：采用烘干前后稱重法。淀粉含量：采用碘量法。粗蛋白含量：采用凱氏定氮法[4,5]。

1.4 數(shù)據(jù)測定

對各個(gè)取樣時(shí)期不同品種的干物質(zhì)、淀粉和粗蛋白含量按二因素隨機(jī)區(qū)組試驗(yàn)的統(tǒng)計(jì)分析方法進(jìn)行方差分析和差異顯著性測驗(yàn)（SSR法）[6]，依據(jù)干物質(zhì)、淀粉和粗蛋白含量均值繪制成圖（Excel 2003）。

2 結(jié)果與分析

2.1 品質(zhì)性狀差異分析

對參試品種塊莖發(fā)育不同時(shí)期的干物質(zhì)、淀粉和蛋白質(zhì)含量進(jìn)行方差分析，結(jié)果列表1。幾個(gè)品種的塊莖淀粉含量差異顯著、塊莖干物質(zhì)和粗蛋白含量差異極顯著，品種間品質(zhì)性狀的差異表現(xiàn)為粗蛋白含量＞干物質(zhì)含量＞淀粉含量。各生育時(shí)期的塊莖干物質(zhì)、淀粉和粗蛋白含量差異均極顯著，不同時(shí)期間品質(zhì)性狀的差異表現(xiàn)為淀粉含量＞粗蛋白含量＞干物質(zhì)含量。塊莖干物質(zhì)、淀粉和粗蛋白含量在品種與生育時(shí)期間存在極顯著互作，互作效應(yīng)差異表現(xiàn)為淀粉含量＞粗蛋白含量＞干物質(zhì)含量。

表1 品質(zhì)性狀方差分析Table 1 Analysis of variance on quality traits

將各品質(zhì)性狀在品種和時(shí)期間的多重比較結(jié)果列表2。從各品種全生育期的平均表現(xiàn)可見，‘大西洋’、‘東農(nóng)310’和‘東農(nóng)317’的干物質(zhì)含量極顯著高于‘東農(nóng)314’，‘大西洋’和‘東農(nóng)310’的淀粉含量顯著高于‘東農(nóng)314’和‘東農(nóng)317’，‘大西洋’的粗蛋白含量極顯著高于其他品種，‘東農(nóng)310’和‘東農(nóng)314’的粗蛋白含量顯著高于‘東農(nóng)317’。塊莖干物質(zhì)、淀粉和粗蛋白含量均隨生育進(jìn)程推進(jìn)極顯著增加，干物質(zhì)含量的形成呈單峰曲線、峰值出現(xiàn)在生育中期，淀粉含量的形成在生育后期進(jìn)入平臺(tái)期，粗蛋白含量則持續(xù)增加、在生育后期最高。

表2 品質(zhì)性狀多重比較Table 2 Multiple comparisons on quality traits

2.2 各生育時(shí)期品種間的品質(zhì)性狀比較

將不同生育時(shí)期各品種的品質(zhì)性狀比較結(jié)果列表3。6月27日處于塊莖形成初期，‘大西洋’、‘東農(nóng)317’和‘東農(nóng)310’的塊莖干物質(zhì)含量差異未達(dá)極顯著水平，‘東農(nóng)314’的干物質(zhì)含量略低；‘東農(nóng)310’的塊莖淀粉含量最高、顯著高于其他品種，‘東農(nóng)317’和‘大西洋’的淀粉含量次之，‘東農(nóng)314’的淀粉含量最低、顯著低于其他品種；4個(gè)品種的粗蛋白含量均存在顯著差異，由高到低依次為‘東農(nóng)310’＞‘東農(nóng)317’＞‘大西洋’＞‘東農(nóng)314’。7月11日進(jìn)入塊莖膨大期，‘東農(nóng)310’的干物質(zhì)含量顯著高于其他品種，其他品種間差異不顯著；‘東農(nóng)310’和‘東農(nóng)317’的淀粉含量差異不顯著，極顯著高于‘大西洋’和‘東農(nóng)314’；‘東農(nóng)310’的粗蛋白含量最高、極顯著高于‘東農(nóng)314’和‘東農(nóng)317’，‘大西洋’的粗蛋白含量最低，極顯著低于其他品種。7月25日取樣，‘東農(nóng)310’的干物質(zhì)和淀粉含量均顯著低于其他品種；‘東農(nóng)314’和‘東農(nóng)317’的粗蛋白含量顯著高于‘大西洋’和‘東農(nóng)310’。8月9日取樣時(shí)，‘東農(nóng)310’和‘大西洋’的干物質(zhì)含量高、‘東農(nóng)314’和‘東農(nóng)317’的干物質(zhì)含量稍低，‘東農(nóng)310’與‘大西洋’的干物質(zhì)含量差異不顯著、但顯著高于‘東農(nóng)317’和‘東農(nóng)314’；‘大西洋’和‘東農(nóng)314’的淀粉含量顯著高于‘東農(nóng)310’和‘東農(nóng)317’；‘東農(nóng)314’的粗蛋白含量顯著低于其他品種。8月23日取樣時(shí)塊莖已進(jìn)入淀粉積累中后期，品種間干物質(zhì)含量差異顯著，‘東農(nóng)310’的干物質(zhì)含量最高，‘東農(nóng)317’和‘大西洋’的干物質(zhì)含量次之，‘東農(nóng)314’的干物質(zhì)含量最低；‘東農(nóng)310’的淀粉含量顯著高于其他品種；‘大西洋’、‘東農(nóng)310’和‘東農(nóng)314’的粗蛋白含量差異不顯著；‘東農(nóng)317’的粗蛋白含量顯著低于‘大西洋’和‘東農(nóng)314’，與‘東農(nóng)310’差異不顯著。

表3 不同生育時(shí)期品質(zhì)性狀比較Table 3 Multiple comparisons for quality traits at different growth stages

2.3 各品種不同生育時(shí)期的品質(zhì)變化

依據(jù)各品種不同生育時(shí)期的品質(zhì)性狀結(jié)果繪制圖1～3?！畺|農(nóng)310’的干物質(zhì)、淀粉和粗蛋白含量均隨生育進(jìn)程推進(jìn)而持續(xù)增加；干物質(zhì)含量的變幅為15.11～25.96 g/100g FW，從7月11日起干物質(zhì)含量均超過20 g/100g FW，從8月9日起干物質(zhì)含量均超過25 g/100g FW；淀粉含量的變幅為10.01～20.67 g/100g FW，從8月9日起淀粉含量均超過18 g/100g FW；粗蛋白含量的變幅為1.44～1.74 g/100g FW，從8月9日起粗蛋白含量均超過1.7 g/100g FW?！畺|農(nóng)314’的干物質(zhì)、淀粉和粗蛋白含量呈單峰曲線；干物質(zhì)含量的變幅為13.50～24.03 g/100g FW，7月25日的干物質(zhì)含量最高；淀粉含量的變幅為5.45～20.97 g/100g FW，從7月25日起淀粉含量均超過18 g/100g FW，8月9日的淀粉含量最高；粗蛋白含量的變幅為0.92～1.82 g/100g FW，7月25日的粗蛋白含量最高。‘東農(nóng)317’的干物質(zhì)和粗蛋白含量呈單峰曲線，淀粉含量隨生育進(jìn)程推進(jìn)而持續(xù)增加；干物質(zhì)含量的變幅為16.35～25.51 g/100g FW，7月25日的干物質(zhì)含量最高，此后的干物質(zhì)含量均超過20%；淀粉含量的變幅為8.39～18.90 g/100g FW，從7月25日起淀粉含量均超過17 g/100g FW，8月23日的淀粉含量最高；粗蛋白含量的變幅為1.16～1.73 g/100g FW，7月25日的粗蛋白含量最高。對照品種‘大西洋’的干物質(zhì)和淀粉含量呈單峰曲線，粗蛋白含量隨生育進(jìn)程推進(jìn)而持續(xù)增長；干物質(zhì)含量的變幅為17.56～24.58 g/100g FW，7月25日的干物質(zhì)含量最高，此后的干物質(zhì)含量均超過20 g/100g FW；淀粉含量的變幅為7.96～22.19 g/100g FW，從7月25日起淀粉含量均超過18 g/100g FW，8月9日的淀粉含量最高；粗蛋白含量的變幅為1.05～1.76 g/100g FW，8月23日的粗蛋白含量最高。

圖1 不同生育時(shí)期干物質(zhì)含量變化Figure 1 Change in dry matter content for varieties tested at different growth stages

3 討論

馬鈴薯是收獲塊莖的作物，其“源”與“庫”的關(guān)系協(xié)調(diào)，不像禾谷類作物周期長且需要經(jīng)歷復(fù)雜的過程，能夠在生育早期直接將光合作用同化產(chǎn)物輸送到塊莖中，可以節(jié)約能量消耗，其在單位時(shí)間和單位土地面積上的碳水化合物和蛋白質(zhì)等的產(chǎn)出率高[7]。本課題組圍繞馬鈴薯的淀粉含量開展過不同生態(tài)區(qū)域表現(xiàn)的相關(guān)研究[8-10]，也針對不同類型品種開展過產(chǎn)量與品質(zhì)形成的研究[11,12]，但未進(jìn)行過加工型品種多個(gè)主要品質(zhì)性狀形成的相關(guān)研究。本試驗(yàn)采用自育的3個(gè)加工型馬鈴薯新品種與同類型主栽品種‘大西洋’進(jìn)行比較，在塊莖形成、膨大和淀粉積累各時(shí)期進(jìn)行樣品采集，分析塊莖干物質(zhì)、淀粉和粗蛋白含量，試圖了解各品種主要品質(zhì)的形成特點(diǎn)?！畺|農(nóng)310’為已經(jīng)審定推廣的加工型品種，其干物質(zhì)和淀粉含量高，豐產(chǎn)性和抗病性好[13]；‘東農(nóng)314’和‘東農(nóng)317’是以‘大西洋’為母本新育成的加工型品種，干物質(zhì)含量較高、還原糖含量低，適于炸片和全粉加工。

圖2 不同生育時(shí)期淀粉含量變化Figure 2 Change in starch content for varieties tested at different growth stages

圖3 不同生育時(shí)期粗蛋白含量變化Figure 3 Change in crude protein content for varieties tested at different growth stages

試驗(yàn)所用的參試品種雖為同一類型，但各品質(zhì)性狀在品種間仍存在顯著差異，且在品質(zhì)形成過程中各具特點(diǎn)。隨著生育進(jìn)程推進(jìn)，整體表現(xiàn)為各品質(zhì)指標(biāo)均極顯著增加，干物質(zhì)含量在生育中期的7月25日即達(dá)到高峰值，淀粉含量在稍后的8月9日也隨之進(jìn)入平臺(tái)期，粗蛋白含量在生育偏后期的8月23日仍持續(xù)增加；在塊莖形成初期的6月27日，各品種的干物質(zhì)含量變幅為13.50～17.56 g/100g FW，即已處于較高水平，僅部分品種間有一定差異；但品種的淀粉含量變幅為5.45～10.01 g/100g FW，品種間差異顯著，排序?yàn)椤畺|農(nóng)310’＞‘東農(nóng)317’≈‘大西洋’＞‘東農(nóng)314’；粗蛋白含量變幅為0.92～1.44 g/100g FW，品種間差異顯著，含量為‘東農(nóng)310’＞‘東農(nóng)317’＞‘大西洋’＞‘東農(nóng)314’；可見在塊莖形成早期，‘東農(nóng)310’的淀粉和粗蛋白的積累就顯著快于其他品種。到8月23日塊莖淀粉積累中后期，各品種的干物質(zhì)含量變幅19.42～25.32 g/100g FW，排序?yàn)椤畺|農(nóng)310’＞‘東農(nóng)317’≈‘大西洋’＞‘東農(nóng)314’；淀粉含量變幅18.90～20.67 g/100g FW，‘東農(nóng)310’顯著高于其他品種；粗蛋白含量變幅1.64～1.78 g/100g FW，品種間含量差異較小?！畺|農(nóng)310’的各品質(zhì)組分形成時(shí)期早，整個(gè)生育期持續(xù)積累，取樣期內(nèi)各品質(zhì)組分均未出現(xiàn)明顯峰值；‘東農(nóng)314’的各品質(zhì)組分峰值出現(xiàn)早，其干物質(zhì)含量顯著偏低；‘東農(nóng)317’的淀粉含量未出現(xiàn)明顯峰值；‘大西洋’的粗蛋白含量持續(xù)積累?？梢妳⒃嚻贩N均具有獨(dú)特的品質(zhì)形成特性，在針對品種進(jìn)行試驗(yàn)、示范和推廣的過程中，應(yīng)注意結(jié)合其各自的生理特性進(jìn)行養(yǎng)分管理與栽培技術(shù)配套，保證品種的產(chǎn)量并發(fā)揮其品質(zhì)優(yōu)勢，實(shí)現(xiàn)品種生產(chǎn)的豐產(chǎn)與優(yōu)質(zhì)。