陰山北麓農(nóng)牧交錯(cuò)帶馬鈴薯脫毒種薯品種比較試驗(yàn)

趙玉平,戎素平,王金霞,黃修梅,楊忠仁,張鳳蘭

(1.烏蘭察布市種業(yè)工作站,內(nèi)蒙古烏蘭察布 012000;2.包頭市農(nóng)牧科學(xué)技術(shù)研究所,內(nèi)蒙古包頭 014017;3.內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué),內(nèi)蒙古呼和浩特 010019)

馬鈴薯(SolanumtuberosumL.)為茄科茄屬一年生草本植物,在我國(guó)已經(jīng)有400多年的栽培歷史,是我國(guó)第四大糧食作物和重要的經(jīng)濟(jì)、飼料以及工業(yè)原料作物[1-2],從南美洲起源時(shí)就被人們尊奉為 “豐收之神”[3]。馬鈴薯在推進(jìn)農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整、促進(jìn)農(nóng)民持續(xù)增收、振興農(nóng)村區(qū)域經(jīng)濟(jì)和滿足市場(chǎng)需求等方面起著不可替代的作用[4]。但隨著市場(chǎng)銷售的馬鈴薯品種越來(lái)越多,農(nóng)民和經(jīng)銷商面對(duì)眼花繚亂的品種開始變得無(wú)所適從。品種篩選很好地調(diào)動(dòng)了多方選良種、用良種、推良種的積極性,解決了農(nóng)技推廣的“最后一公里”問(wèn)題[5]。

陰山北麓農(nóng)牧交錯(cuò)帶位于內(nèi)蒙古自治區(qū)東南部, 海拔高、氣候冷涼、晝夜溫差大,其自然氣候特點(diǎn)具有發(fā)展馬鈴薯得天獨(dú)厚的生產(chǎn)優(yōu)勢(shì),馬鈴薯已成為當(dāng)?shù)氐膫鹘y(tǒng)優(yōu)勢(shì)產(chǎn)業(yè),種植面積和總產(chǎn)量在全國(guó)地區(qū)級(jí)位居第一,約占全國(guó)馬鈴薯年均種植面積和產(chǎn)量的6%,是我國(guó)重要的種薯、加工和商品薯專用基地[6]。近年來(lái),隨著馬鈴薯品種逐漸增多,不同品種在該區(qū)域適應(yīng)性、豐產(chǎn)性、抗逆性等生長(zhǎng)特性表現(xiàn)的良莠不齊,缺乏對(duì)區(qū)域內(nèi)馬鈴薯品種的適應(yīng)性評(píng)價(jià),然而適宜的品種是馬鈴薯產(chǎn)業(yè)高效發(fā)展、鄉(xiāng)村振興的重要支撐[7]。因此收集該區(qū)域內(nèi)持證種薯企業(yè)的現(xiàn)有品種,篩選適應(yīng)當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)區(qū)域、種植習(xí)慣、市場(chǎng)需求的主導(dǎo)品種,加快新品種更新?lián)Q代步伐,為提高優(yōu)良品種增產(chǎn)增效能力和保障農(nóng)作物品種安全提供數(shù)據(jù)支撐。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料馬鈴薯參試品種有 30 個(gè),分別為華頌58、希森6號(hào)、中加33、中加11、華頌香早、中加16、大西洋、民豐12號(hào)、中加7、中加10、中薯27、英尼維特、華頌7號(hào)、滕育1號(hào)、京張薯4號(hào)、京張薯2號(hào)、東農(nóng)310、民豐紅、張薯12號(hào)、中加2號(hào)、冀張薯26號(hào)、中薯早35號(hào)、京張薯3號(hào)、華頌19、墾薯1號(hào)、后旗紅、青薯9號(hào)、京張薯1號(hào)、中薯早43號(hào)、晉薯16號(hào)。種薯級(jí)別均為原種,種薯均來(lái)自持證種薯企業(yè)。

1.2 試驗(yàn)地概況農(nóng)牧交錯(cuò)帶地區(qū)是連接農(nóng)區(qū)與牧區(qū)的過(guò)渡地帶,試驗(yàn)地設(shè)在烏蘭察布市四子王旗,屬于典型的陰山北麓農(nóng)牧交錯(cuò)帶,平均溫度偏低、晝夜溫差大,年平均氣溫 0～18 ℃,年有效積溫2 300 ℃,平均海拔1 300～1 700 m,光照充足,無(wú)霜期 100～135 d,降水量250～400 mm,蒸發(fā)量1 800～2 200 mm。前茬作物為玉米,土質(zhì)為栗鈣土,地塊平整、肥力中等。

1.3 試驗(yàn)設(shè)計(jì)采用單壟單行種植,大壟寬90 cm、株距25 cm,每小區(qū)種植5壟,壟長(zhǎng)200 m。機(jī)械深翻旋耕起壟整地,土壤狀況、種植密度、施肥水平、田間管理均相同,2022年5月20日播種,播種前結(jié)合整地施入硫酸鉀復(fù)合肥(18-18-18)240 kg/hm2,在生長(zhǎng)期中耕除草2次,防治病蟲害9次,9月5日統(tǒng)一收獲,整個(gè)生育期滴灌澆水。

1.4 測(cè)定項(xiàng)目與方法試驗(yàn)期內(nèi)觀察記載不同品種的產(chǎn)量、淀粉含量和干物質(zhì)含量。產(chǎn)量測(cè)定時(shí),每個(gè)小區(qū)隨機(jī)取壟長(zhǎng)2 m進(jìn)行產(chǎn)量及結(jié)薯個(gè)數(shù)測(cè)定,重復(fù)3次。商品薯率=單薯重>150 g的重量/總重量×100%。其中,結(jié)薯個(gè)數(shù)分別為單薯重>150 g、50～150 g和<50 g。干物質(zhì)含量測(cè)定和淀粉含量測(cè)定采用水比重法。

2 結(jié)果與分析

2.1 馬鈴薯種薯不同品種測(cè)試指標(biāo)差異顯著性分析30個(gè)馬鈴薯種薯品種間的產(chǎn)量(F=19.97**)、商品薯率(F=44.14**)、結(jié)薯總個(gè)數(shù)(F=20.72**)、單株結(jié)薯個(gè)數(shù)(F=11.66**、11.22**、6.0**)、淀粉含量(F=159.9**)和干物質(zhì)含量(F=157.3**)均達(dá)極顯著差異;其中淀粉含量品種間差異最大,單株50 g以下結(jié)薯個(gè)數(shù)品種間差異最小。

2.2 馬鈴薯種薯不同品種間產(chǎn)量變化30個(gè)馬鈴薯種薯品種平均產(chǎn)量變化較大,在21～70 t/hm2,平均產(chǎn)量為50 t/hm2。由圖1可知,冀張薯12號(hào)、中加16號(hào)和民豐12號(hào)產(chǎn)量處于較高水平,分別為70 、69和62 t/hm2,產(chǎn)量在60 t/hm2以上的品種還有中加7號(hào),共4個(gè)品種;產(chǎn)量較低的品種是中薯早43號(hào)和東農(nóng)310,分別為25和21 t/hm2;產(chǎn)量在30～45 t/hm2的品種有4個(gè),分別是后旗紅、墾薯1號(hào)、晉薯16號(hào)、青薯9號(hào);其余20個(gè)品種產(chǎn)量在45～60 t/hm2。因此,參試30個(gè)品種中,產(chǎn)量在60 t/hm2及以上有4個(gè),產(chǎn)量在45～60 t/hm2有20個(gè),產(chǎn)量在30～45 t/hm2有4個(gè),產(chǎn)量在25 t/hm2及以下有2個(gè),產(chǎn)量在60 t/hm2及以上的4個(gè)品種平均產(chǎn)量是產(chǎn)量較低的2個(gè)品種的3.02倍。

注:不同小寫字母表示不同品種間差異顯著(P<0.05)。Note:Different lowercases indicated significant difference between different varieties at 0.05 level.

2.3 馬鈴薯種薯不同品種間商品薯率變化由圖2可知,30個(gè)馬鈴薯種薯品種商品薯率在23.4%～94.6%,平均為72.1%。京張薯1號(hào)、冀張薯12號(hào)和京張薯3號(hào)商品薯率處于較高水平,平均為93.3%;商品薯率在80%～90%的品種有6個(gè),分別是中薯早35號(hào)、晉薯16號(hào)、冀張薯26號(hào)、中加16、民豐12號(hào)和京張薯4號(hào),平均為83.9%;商品薯率70%～80%的品種有10個(gè),分別為后旗紅、京張薯2號(hào)、滕育1號(hào)、民豐紅、中加33、英尼維特、中薯27、華頌7號(hào)、中加2號(hào)和青薯9號(hào),平均為75.5%;東農(nóng)310商品薯率最低,為23.4%;其次低的是華頌香早和墾薯1號(hào),平均為49.1%;其余8個(gè)品種在55.3%～68.8%,平均為63.0%。

注:不同小寫字母表示不同品種間差異顯著(P<0.05)。Note:Different lowercases indicated significant difference between different varieties at 0.05 level.

2.4 馬鈴薯種薯不同品種間結(jié)薯個(gè)數(shù)變化由表1可知,30個(gè)馬鈴薯品種單株結(jié)薯總個(gè)數(shù)為3.3～13.3個(gè),平均為7.3個(gè)。華頌58單株結(jié)薯總個(gè)數(shù)最高,為13.3個(gè),且各重量級(jí)別的結(jié)薯個(gè)數(shù)也較高。單株結(jié)薯總個(gè)數(shù)在9個(gè)以上的品種有6個(gè),分別為華頌58、希森6號(hào)、中加33、中加11、華頌香早、中加16,平均結(jié)薯個(gè)數(shù)為10.4個(gè),其中希森6號(hào)、中加33和中加16在150 g以上的結(jié)薯個(gè)數(shù)與華頌58差異不顯著,均處于較高水平。單株結(jié)薯總個(gè)數(shù)較低的品種有5個(gè),分別為后旗紅、青薯9號(hào)、京張薯1號(hào)、中薯早43號(hào)和晉薯16號(hào),平均為3.9個(gè)。其余19個(gè)品種單株平均結(jié)薯總個(gè)數(shù)在5.2～8.9個(gè),平均為7.2個(gè),其中這19個(gè)品種中民豐12號(hào)、英尼維特、京張薯2號(hào)、京張薯4號(hào)、冀張薯12號(hào)150 g以上的結(jié)薯個(gè)數(shù)較高,平均為4.7個(gè);東農(nóng)310的150 g以上的結(jié)薯個(gè)數(shù)最低,為0.2個(gè)。

表1 30個(gè)馬鈴薯種薯品種的結(jié)薯個(gè)數(shù)

2.5 馬鈴薯種薯不同品種間干物質(zhì)含量變化由圖3可知,

注:不同小寫字母表示不同品種間差異顯著(P<0.05)。Note:Different lowercases indicated significant difference between different varieties at 0.05 level.

30個(gè)品種干物質(zhì)含量為15.5%～28.0%,平均為20.5%。中加11干物質(zhì)含量最高,為28.1%,顯著高于其他品種;其次為東農(nóng)310,為26.6%;中加10和后旗紅兩者之間差異不顯著,平均含量為24.4%;中加2號(hào)、中加7和華頌香早之間差異不顯著,平均含量較低為15.9%;其余23個(gè)品種干物質(zhì)含量在16.0%～23.4%,平均含量為20.2%。

2.6 馬鈴薯不同品種間淀粉含量為進(jìn)一步研究干物質(zhì)含量與淀粉含量之間的線性關(guān)系, 將干物質(zhì)含量與淀粉含量進(jìn)行相關(guān)性驗(yàn)證,2個(gè)變量之間的Pearson相關(guān)性系數(shù)為0.999,雙側(cè)顯著性P<0.01,干物質(zhì)含量與淀粉含量之間存在極顯著相關(guān)性。30個(gè)品種淀粉含量為9.8%～22.3%,平均為14.7%。對(duì)30個(gè)馬鈴薯品種淀粉含量進(jìn)行聚類分析,將其劃分為高淀粉品種、中淀粉品種和低淀粉品種3種類型(圖4)。結(jié)果表明,東農(nóng)310和中加11為高淀粉品種 ,平均含量為 21.28%;中加10、后旗紅、民豐紅、墾薯1號(hào)、華頌7號(hào)、大西洋、京張薯2號(hào)、華頌19、冀張薯26號(hào)、京張薯4號(hào)和中薯27這11個(gè)品種為中淀粉含量,平均為16.94%;其余17個(gè)品種為低淀粉含量品種,平均為12.59%。與低淀粉品種相比,高淀粉品種的平均淀粉含量提高了69.0%。

圖4 30個(gè)馬鈴薯品種淀粉含量聚類分析Fig.4 Cluster analysis of starch content of 30 potato varieties

3 結(jié)論與討論

隨著市場(chǎng)需求多元化,馬鈴薯品種逐漸增多,截至2020年底,2017—2020年共登記馬鈴薯品種304個(gè),2020年登記公示96個(gè)馬鈴薯品種,較2019年增加了23.01%[8]。馬鈴薯不同品種在各地受到當(dāng)?shù)匦夂颉⑹┓仕?、水分管理及管理?jīng)驗(yàn)等條件的影響,導(dǎo)致馬鈴薯各方面性狀在不同地區(qū)的表現(xiàn)差異[9],因此種植戶應(yīng)依據(jù)種植區(qū)域、生產(chǎn)目的、栽培模式的不同需求,選擇優(yōu)良的馬鈴薯品種,才能保障馬鈴薯產(chǎn)量和市場(chǎng)需求。該研究結(jié)果表明,30個(gè)馬鈴薯品種在產(chǎn)量、商品薯率、結(jié)薯個(gè)數(shù)、干物質(zhì)含量和淀粉含量均表現(xiàn)極顯著差異。綜合馬鈴薯產(chǎn)量、商品薯率和結(jié)薯個(gè)數(shù)分析,產(chǎn)量較高的有冀張薯12號(hào)、中加16號(hào)和民豐12號(hào);其中冀張薯12號(hào)商品薯率也較高,平均結(jié)薯個(gè)數(shù)僅7個(gè),說(shuō)明其結(jié)薯個(gè)數(shù)居中,但大薯率高;中加16號(hào)和民豐12號(hào)商品薯率分別為84.0%和82.6%,結(jié)薯個(gè)數(shù)分別為9.1和8.3個(gè),相對(duì)于冀張薯12號(hào)而言,其結(jié)薯個(gè)數(shù)偏多、單薯重相對(duì)偏小。商品薯率較高除冀張薯12號(hào)外,還有京張薯1號(hào)和京張薯3號(hào),但其產(chǎn)量分別為46和55 t/hm2,結(jié)薯個(gè)數(shù)分別為3.8和6.0個(gè),說(shuō)明其結(jié)薯個(gè)數(shù)不多,但大薯居多。單株結(jié)薯個(gè)數(shù)華頌58最高,其產(chǎn)量為59 t/hm2,商品薯率為55.3%,說(shuō)明其產(chǎn)量偏高、結(jié)薯多且小。馬鈴薯干物質(zhì)含量與品種、土壤類型、種植季節(jié)、田間管理等各方面都有關(guān)系,干物質(zhì)含量高的馬鈴薯有利于貯藏加工,其淀粉提取率和全粉成品率均會(huì)上升;馬鈴薯淀粉是馬鈴薯的重要能量來(lái)源,淀粉含量可作為檢驗(yàn)馬鈴薯品質(zhì)的重要指標(biāo),可為探索馬鈴薯深加工方向提供理論依據(jù)與參考[10],30個(gè)馬鈴薯品種中干物質(zhì)含量高的品種是東農(nóng)310和中加11,且淀粉含量也最高,但其產(chǎn)量不高,分別為25和46 t/hm2。因此綜合淀粉含量和產(chǎn)量2項(xiàng)指標(biāo),聚類為中淀粉含量且產(chǎn)量在50 t/hm2以上的品種有華頌7號(hào)、京張薯2號(hào)、華頌19、京張薯4號(hào)和中薯27。產(chǎn)量偏低品種的適應(yīng)性有待進(jìn)一步驗(yàn)證。