湖北省高山、二高山区中晚熟鲜食马铃薯新品种评价

闫 雷，张远学，高剑华，肖春芳，王 甄，张等宏，陈家吉，沈艳芬*

（1.湖北恩施中国南方马铃薯研究中心，湖北 恩施 445000；2.恩施土家族苗族自治州农业科学院，湖北 恩施 445000；3.湖北省农业科技创新中心鄂西综合试验站，湖北 恩施 445000）

湖北省位于中国中部偏南，以山地丘陵地貌为主，是典型的亚热带季风气候，雨热同季[1]。马铃薯常年种植面积在24.6×104hm2左右，年产约75×104t，是中国马铃薯种植大省；但是，其平均产量仅为201.27 kg/667m2（折粮后），不仅低于230.8 kg/667m2（折粮后）的全国平均水平，也低于四川（266.25 kg/667m2）、江西（379.91 kg/667m2）、湖南（280.39 kg/667m2）等邻近省份[2]。马铃薯是湖北省贫困地区重要的粮蔬作物和经济作物，其较好的种植效益为提高当地农民的收入水平和生活质量提供了基本保障。目前，湖北省主栽品种有‘费乌瑞它’、‘鄂马铃薯5 号’、‘米拉’等品种，结构单一，育成或引进时间较久[3]；另外，马铃薯是喜冷凉作物，海拔700 m以上的区域是湖北省优质马铃薯主产区。有研究表明，湖北省马铃薯生产季高温、高湿、阴雨时间长的气候环境有利于马铃薯晚疫病的发生以及生理小种的进化，而种植区内主栽品种随着种植年限的增加晚疫病抗性下降[4-6]。因此，选育适合700 m以上山区种植的中晚熟马铃薯抗晚疫病新品种，是优化湖北省种植结构，助力马铃薯产业发展的重要途径。

新品种选育是推动马铃薯产业发展的有效途径，作物育种过程概括可分为创造变异、鉴定变异和品种区域推广试验，其中，最困难、工作量最大的环节就是马铃薯本身的遗传特性研究和变异材料鉴定的过程[7-9]。作物产量和品质的形成是在各农艺性状或直接或间接作用下形成的，其过程复杂又富有规律。不同性状在不同环境下具有不同的遗传力，并且彼此之间具有一定的相互联系[10-13]。因此，通过对各农艺性状和产量、品质性状之间的研究有助于指导马铃薯变异材料鉴定，更加快速有效的选育出新品种。赵跟虎[14]研究表明，单株块茎数、株高、商品薯率与产量性状相关性较高。莫庆忠等[15]研究认为，单株块茎质量与单株块茎数、平均单薯重、大中薯率呈极显著正相关，与平均单薯质量呈显著负相关；产量与株高、单株块茎质量、平均单薯质量和大中薯率之间均呈极显著正相关。吴承金等[16]对9 个品系在恩施地区的适应研究表明，产量与单株结薯数、单株薯重、株高、茎粗、主茎数、出苗率等存在显著的正相关，而与商品薯率和干物质含量呈显著负相关。综上可知，在不同的生态环境、遗传基础以及分析方法下，马铃薯性状之间的联系强弱也不同，通过相关研究，可有效指导该区域新品种的选育。

试验通过对湖北恩施中国南方马铃薯研究中心多年筛选的8 个马铃薯高世代无性系进行700 m以上地区新品种比较试验，并且对主要农艺性状与产量、比重和商品薯率进行相关分析和通径分析，旨在从中筛选出适合该生态环境种植的马铃薯中晚熟鲜食新品种，促进湖北省马铃薯产业的发展，并为马铃薯育种提供理论依据；同时，为湖北省马铃薯品种的登记和推广以及向国家品种试验推荐品种提供科学依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料

试验共测试8个马铃薯品系，分别是‘HB1105-1’、‘HB1105-2’、‘HB1105-3’、‘HB1109-1’、‘HB1109-2’、‘HB1125-1’、‘HB1125-2’和‘HB1125-3’。这些优良品系均通过育种早代生育期、适应性、块茎性状的鉴定以及高世代抗性、产量以及品质的测定，表现优异。以湖北省主要种植的中晚熟鲜食型品种‘鄂马铃薯5号’为对照。试验共计9份材料，均由湖北恩施中国南方马铃薯研究中心提供，亲本信息详见表1。

1.2 试验地概况及田间管理

试验于2018 年1～8 月在湖北省五峰县渔洋关（902 m）、兴山县古夫镇（1 200 m）、巴东茶店子（920 m）、建始县龙坪镇（1 450 m）、利川市汪营镇（1 100 m）、恩施市天池山基地（1 250 m）以及竹山县（750 m）7 点进行。各试点前茬分别是玉米、药材、玉米、荞麦、玉米、玉米、高粱；土壤类型分别为红壤、白善土、黄棕壤、壤土、壤土、黄壤、土沙壤。

表1 试验无性系及其亲本Table 1 Tested clones and their parentages in experiment

各试点在2018 年1 月18 日至3 月9 日播种，6月1 日至8 月29 日收获。播种方式为起垄直播或开沟穴播等。基肥施用硫酸钾复合肥（N∶P∶K=17∶17∶17）50 kg/667m2。各试点进行1～3 次中耕除草和培土，竹山试点进行1 次虫害防治，同一管理措施在半天内完成。所有试点均严格按照区域试验方案进行试验设计、栽培管理及收获等。

1.3 试验方法

试验采用一年多点随机区组设计，9 个处理，3 次重复。试验小区长5.55 m，行距60 cm，株距28 cm，4 行区，小区面积13.33 m2，外有保护行，试验重复间设40 cm过道。

1.4 测定指标及方法

主要农艺性状调查方法参考《马铃薯种质资源描述规范和数据标准》[17]，收获时按照小区收获，利用空气-水比重法[18]测试参试品种比重。

1.5 数据处理分析

用WPS 2019进行数据整理，并计算各处理的均值，利用DPS 7.5软件[19]进行方差分析，相关性分析在0.05水平上进行显著性比较。

2 结果与分析

2.1 无性系及对照主要农艺性状比较

对参试品系在各试验点的生育期、出苗率、主茎数、株高以及比重进行调查（表2）。生育期方面，由于2018 年度晚疫病爆发严重，品系‘HB1105-2’因中后期晚疫病过重致植株提前死亡，其余品系也在80 d以内死亡；出苗率方面，‘HB1125-3’播种前出现种薯腐烂，其出苗率略低外，其余均在96%以上；主茎数方面，各品系的主茎数相差不大，其均值在5～7 个；株高方面，各品系的株高在39.2～73.4 cm，其中对照的株高为59.9 cm，仅有‘HB1109-2’‘HB1105-2’和‘HB1105-3’低于对照；比重方面，对照的比重1.083 3，较对照表现高的有3个品种，‘HB1105-1’（1.096 1）表现最好，‘HB1109-2’（1.063 8）表现最差。

表2 各参试品种（系）主要农艺性状比较Table 2 Agronomic trait comparisons of tested varieties (lines)

2.2 无性系及对照产量性状

联合方差分析前，对数据进行误差均方同质性测验，结果表明被测品系产量性状在0.01 水平同质。因此，可以对小区产量进行7 点联合方差分析。由表3 可知，各参试品系小区总产在地点间、品种（系）间差异极显著，并且发现参试品系与各试点间存在极显著互作现象。说明，各参试品系在不同试点的增产幅度不同，不同品种对不同区域的适应性有差异。对产量性状进行多重比较，进而分析参试品种的丰产性和稳产性。

由表4可知，对照‘鄂马铃薯5号’的单株块茎数是9 个，各参试品系的单株块茎数在7～11 个。其中，‘HB1125-1’和‘HB1125-2’单株块茎数高于对照，‘HB1105-1’与对照相同，其余品系单株块茎数均小于对照；单薯重方面，对照品种单薯重46.9 g，各参试品系的单薯重在40.7～59.0 g。其中，单薯重较对照高的品系有‘HB1109-1’、‘HB1109-2’、‘HB1125-3’和‘HB1105-1’，其余品系均小于对照；对照品系的商品薯率60.0%，各参试品系的商品薯率在47.4%～61.2%。其中，商品薯率较对照高的品系有‘HB1105-1’和‘HB1125-3’，其余品系商品薯率均小于对照。

表3 参试品种（系）方差分析Table 3 Analysis of variance for yields of tested varieties (lines)

表4 各参试品种（系）产量构成因子和产量比较Table 4 Yield components and yield comparisons of tested varieties(lines)

对照品种的平均产量1 731 kg/667m2，各参试品系平均产量1 137～2 034 kg/667m2。其中，品系‘HB1105-1’、‘HB1125-1’和‘HB1109-1’产量高于对照，且‘HB1105-1’和‘HB1125-1’达到显著水平，其产量分别为2 034，1 900 和1 736 kg/667m2，较对照分别增产17.6%、9.8%和0.3%，各试点间表现分别为5增2减、4增3减和3增4减，分别居试验第1 位、第2 位和第3 位；另外，品系‘HB1109-2’平均产量1 656 kg/667m2，虽然低于对照4.3%，但未达到显著水平，各试点表现3增4减，位列试验第5 位；剩余品系小区产量均显著低于对照，其中，‘HB1105-2’产量最低，产量仅1 137 kg/667m2。

由表5可知，丰产性方面，对照品种的丰产效应是2.27，‘HB1105-1’表 现 最 佳（8.35），其 次 是‘HB1125-1’（5.67）和‘HB1109-1’（2.38），‘HB1105-2’表现最差，丰产效应为-9.60；稳产性方面，对照品种稳产性位列试验第二位，变异度15.30。参试品种中，‘HB1125-2’的稳产性最好，变异度为12.20，其 次 是‘HB1105-1’，变 异 度 为16.40；‘HB1105-2’的稳产性最差，变异度38.49。综合评价，‘HB1105-1’综 合 评 价 最 好， 其次 是‘HB1125-1’。

2.3 无性系主要农艺性状与产量性状的相关性分析

根据试验设计，对参试品系的主要农艺性状和产量性状进行方差分析，结果表明，主要农艺性状和产量在各品系间变异系数差异较大，可以进一步进行相关分析（表6）。

由表7可知，生育期与株高、单株块茎数、商品薯率和产量的相关系数分别是0.77、0.66、0.72、0.85，其中与商品薯率相关性显著，与其他性状表现极显著相关；株高与产量的相关性为0.77，达到极显著水平；比重与单薯重的相关性为0.71，达到显著水平；单株块茎数与株高的相关性0.67，达到显著水平；商品薯率和单薯重、产量相关性均为0.65，达到显著水平；其余性状之间也存在一定程度的相关性，但表现联系较弱。

表5 参试品种（系）的丰产性和稳产性Table 5 Yields and yield stability of tested varieties(lines)

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

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

表8 主要农艺性状与产量、比重和商品薯率的通径分析Table 8 Path coefficient analyses of main agronomic traits and yields,specific gravities and marketable tuber percentage

为进一步分析不同性状间的相互作用，并研究其对产量、比重和商品薯率构成的影响，对相关农艺性状和产量、比重以及商品薯率进行通径分析。由表8 可知，各农艺性状对产量的贡献大小依次是单薯重、单株块茎数、生育期、出苗率、主茎数和株高，其中单薯重较大的正向作用；各农艺性状对比重的贡献大小依次单株块茎数、单薯重、株高、生育期、主茎数和出苗率，其中单株块茎数对比重有较大的正向作用，株高和生育期对比重具有较大的负向作用；各农艺性状对商品薯率的贡献大小依次是单薯重、生育期、主茎数、出苗率、单株块茎数和株高，其中单薯重、生育期、主茎数对商品薯率有较大的正向作用，出苗率有很大的负向作用。

3 讨 论

试验地位于湖北省高山、二高山地区，于2018年1月18日至3 月9日陆续播种，6月1日至8月29日陆续收获。参试品种生长期间雨水量较大，生长中后期感晚疫病严重。参试品种生育期在64～79 d，出苗率91.4%～99.6%。结果表明，单株块茎数高的较单株块茎数少的产量高；株高在60 cm左右的产量较50 cm 以下的品系产量高。综合考虑，‘HB1105-1’、‘HB1125-1’产量显著高于对照，折合产量2 034和1 900 kg/667m2。这两个品种单株块茎数分别为9、11个，单薯重为53.9、41.8 g。其中‘HB1105-1’商品薯率较小，比重较高，适合做西南地区生产炕洋芋[20]或者洋芋饭[21]的专用品种，适合在700 m以上地区种植。

本研究结果表明马铃薯产量与生育期、株高呈极显著正相关，与商品薯率呈显著正相关，与其他性状相关性较弱。这与前人的研究既有相互印证，也有相互矛盾的地方。造成这种结果的原因可能与研究材料的遗传特性、试验区域、种植年份的不同有关。通过加强对湖北地区马铃薯性状相关性的研究，可以加速该地区马铃薯新品种的选育，进而优化种植结构，促进产业发展。

大量的研究发现，利用通径分析对产量性状和品质性状构成的研究，其直接效应和间接效应并不是完全一致，存在一定的差异[22-24]。本研究通过通径分析进一步分析不同农艺性状对产量、比重以及商品薯率构成的重要性，结果表明，各农艺性状对产量的贡献大小依次是单薯重、单株块茎数、生育期、出苗率、主茎数和株高，其中单薯重较大的正向作用；各农艺性状对比重的贡献大小依次单株块茎数、单薯重、株高、生育期、主茎数和出苗率，其中单株块茎数对比重有较大的正向作用，株高和生育期对比重具有较大的负向作用；各农艺性状对商品薯率的贡献大小依次是单薯重、生育期、主茎数、出苗率、单株块茎数和株高，其中单薯重、生育期、主茎数对商品薯率有较大的正向作用，出苗率有很大的负向作用。马铃薯主要性状与产量、商品薯率和产量之间的相关性分析和通径分析具有一定的差异，这说明产量、比重和商品薯率的形成是一个多性状相互作用的复杂过程。通径分析可以明确研究对象构成的直接或间接效应，并可以进一步指出其重要性。因此，在马铃薯新品种选育过程中，应根据不同的生态条件、育种目标和主要影响性状，快速有效的筛选出目的材料。