不同生态种植区对春马铃薯产量、质量及品质的影响

方志荣， 阿来阿呷， 清 源， 颜 朗， 李佩华

(西昌学院厅州共建攀西特色作物研究与利用四川省重点实验室， 四川 西昌 615013)

马铃薯起源于南美洲大陆安第斯山脉，随着时代的变迁辗转进入中国，成为中国人民餐桌上的常见食物[1]。马铃薯(SolanumtuberosumL.)又名山药蛋、洋芋，是重要的粮菜兼用和工业原料作物，经济价值高，适应性好[2]。马铃薯属于高寒作物，宜居高海拔地区，我国的青藏高原、黄土高原、内蒙古高原和西南的云贵高原是马铃薯的主产区。马铃薯富含淀粉、维生素C、干物质、蛋白质及碳水化合物，营养价值丰富[1]。

改革开放初期，肯德基和麦当劳率先进军中国马铃薯深加工产品市场，由此开启了马铃薯深加工时代。由此马铃薯深加工得到的各色产品类型与日俱增，丰富多样，促进了食品、医药和农业等行业的发展。据调查，随着全球人口的增长和耕地面积的减少，使得人民的需求对马铃薯的产量、质量及品质提出了更高的要求[3]。

四川省是我国马铃薯种植大省，凉山州位于四川省的西南部，属于典型的高原山地，立体气候明显，区内光照充足、昼夜温差大，十分有利于马铃薯的生长，是四川省马铃薯的主产区，已建成全国最大的绿色食品原料马铃薯标准化生产基地[4]。尤其是海拔1 800 m以上的彝族聚居区，马铃薯不仅是农民粮食的主要来源，也是经济的主要来源，在这些地区发展马铃薯产业是贫困彝区农民脱贫致富的重要渠道[5]。2015年，凉山州马铃薯平均单产22.5 t·hm-2，远远低于美国、比利时、新西兰等国。凉山州马铃薯栽培品种单一[5]，高原山区多年不换种，易形成病害流行和抗灾能力降低的风险[6]。凉山州地处低纬度的高海拔地区，各地由于海拔高度和生态条件的差异较大，导致地形地貌的复杂性和气候类型的多样性。为了丰富适宜凉山州栽培的春马铃薯品种和寻找适宜凉山州春马铃薯栽培的海拔及气候条件，于冕宁县和布拖县选取了试验点，开展了关于凉山州不同生态种植区对春马铃薯产量、质量及品质的研究，为凉山州马铃薯引种及合理布局提供理论参考。

1 材料与方法

1.1 试验地基本情况

试验地分别设置在两个不同的海拔梯度地带，低海拔地区(<1 700 m)和高海拔地区(>2 100 m)，其中低海拔地区分别选在冕宁县回坪乡，冕宁县宏模乡；高海拔地区分别选在布拖县拉达乡，布拖县火烈乡、布拖县乐安乡。各试验点土壤理化性质见表1。

表1 各试验点的海拔、前茬作物及土壤理化性质

1.2 供试材料

供试材料为高山品种黄洋芋、乌洋芋(购于布拖县农户家中)，西薯3号(西昌学院自育品种)。

1.3 试验方法

低海拔地区冕宁县及喜德县的种植时间为3—8月，布拖县的种植时间为3—8月。每个点分为9个小区，每个小区内随机种植3个品种的马铃薯，3次重复。供试肥料为油枯500 kg·(667 m2)-1、尿素(N 46%)20 kg·(667 m2)-1、过磷酸钙(P2O518%)50 kg·(667 m2)-1、硫酸钾(K2O 50%)10 kg·(667 m2)-1。所有肥料全作基肥一次施入。常规大田管理，结薯期每个小区分别选取5株植株测定株高、茎数，收获时分别选取5穴，测定每穴总薯重量、总薯数、大薯重、大薯数、中薯重、中薯数、小薯重、小薯数。收获时每个小区分别选取5株，测定单株薯重、单株结薯数、大薯重、大薯数、中薯重、中薯数、小薯重、小薯数。同时测定薯块干物质、粗蛋白质、可溶性糖、维生素C及淀粉含量。

2 结果与分析

2.1 不同品种植株形态特征、结薯性状及薯块品质

2.1.1不同品种植株形态特征、结薯性状及薯块品质

从表2可知，不同品种的马铃薯的株高和主茎数方面存在显著差异，西薯3号在株高方面低于乌洋芋，但二者未表现出显著差异；黄洋芋的株高最高，显著高于黄洋芋。西薯3号的主茎数显著多于黄洋芋和乌洋芋。在结薯性状方面，西薯3号的单株产量明显高于乌洋芋和黄洋芋，与乌洋芋相比，黄洋芋和西薯3号的单株产量分别提高了115.2%和186.6%。，西薯3号的单株结薯数明显高于乌洋芋和黄洋芋，与乌洋芋相比，黄洋芋和西薯3号的单株产量分别提高了21.0%和59.8%。西薯3号的大薯数显著多于乌洋芋和黄洋芋，中薯数与黄洋芋无显著差异，但显著多于乌洋芋。小薯数方面，西薯3号仍然显著多于黄洋芋和乌洋芋，乌洋芋和黄洋芋无显著差异。西薯3号和黄洋芋在大中薯率方面无显著差异，显著高于乌洋芋，乌洋芋的小薯率较高。

表2 不同品种马铃薯的植株形态特征和结薯性状

2.1.2不同品种薯块品质分析

从表3可知，不同品种的马铃薯在粗蛋白质含量方面无显著差异。乌洋芋的淀粉含量显著高于黄洋芋和西薯3号，黄洋芋和西薯3号的淀粉含量无显著差异。乌洋芋的维生素C含量显著低于黄洋芋和西薯3号，黄洋芋的维生素C含量高于西薯3号，但二者无显著差异。不同品种的干物质含量存在显著差异，乌洋芋的干物质含量最高，比黄洋芋和西薯3号分别提高23.21%和47.42%。

表3 不同品种马铃薯薯块品质分析

2.2 不同海拔植株形态特征、结薯性状及薯块品质

2.2.1不同海拔黄洋芋植株形态特征及结薯性状

从表4可知，不同海拔高度黄洋芋的株高存在显著差异，回坪乡的株高最高，为143.0 cm，显著高于其他5个点，火烈乡植株高度最矮(98.7 cm)，比回坪乡低了27.4%。在主茎数方面，不同海拔高度黄洋芋的主茎数存在显著差异，乐安乡的最高，为6.27个，宏模乡的最低，为2.3。在单株产量方面，拉达乡的最高，每株达到1.4 kg，最低为宏模乡，每株仅为0.2 kg；总体上高海拔地区拉达乡、火烈乡、乐安乡的黄洋芋单株产量高于低海拔地区回坪乡、宏模乡、鲁基乡的单株产量。在单株结薯数方面，回坪乡的单株结薯数最多，其次为拉达乡、火烈乡和乐安乡，宏模乡的单株结薯数最少。在大薯数方面，拉达乡的最多，为3.3个，宏模乡的大薯数最少，为0；在中薯数方面，拉达乡的最多，其次为回坪乡、鲁基乡、乐安乡和火烈乡，宏模乡的最少；在小薯数方面，回坪乡最多，与其他点之间无显著差异，其余5点之间无显著差异。鲁基乡、拉达乡、乐安乡的黄洋芋在大中薯率方面高于回坪乡、宏模乡和火烈乡，回坪乡、宏模乡和火烈乡的小薯较多。拉达乡的黄洋芋由于结薯数和大中薯率都较高，因而单株产量高于其他5个点。回坪乡的黄洋芋虽然单株结薯数最高，但是由于小薯率最高，因而单株产量低于高海拔地区拉达乡、火烈乡、乐安乡的单株产量。

表4 不同海拔的黄洋芋植株形态特征和结薯性状

从表5可知，粗蛋白质含量呈现随海拔的增加而降低的趋势，不同海拔高度黄洋芋的粗蛋白质含量差异明显，宏模乡的最高，为3.0%，拉达乡的最低，为1.6%，比宏模乡低46.7%。随海拔的增加，淀粉含量表现出增加的趋势，宏模乡的最低，为11.1%，拉达乡的株高最高，为15.3%，比宏模乡高37.8%。低海拔的黄洋芋薯块维生素C的含量低于高海拔地区薯块重维生素C的含量，回坪乡薯块的维生素C含量最低，为4.6 mg·(100 g)-1，拉达乡薯块维生素C的含量最高，为22.4 mg·(100 g)-1，比回坪乡高386.9%。除鲁基乡外，黄洋芋薯块的干物质含量随海拔的增加而增加，拉达乡的干物质含量为20.9%，宏模乡的最低，为16.8%，拉达乡比宏模乡提高了24.40%。乐安乡的黄洋芋薯块可溶性糖含量最高，为1.0%，宏模乡的最低，为0.5%，不同海拔的黄洋芋薯块可溶性糖含量没有表现出明显的海拔趋势。

表5 不同海拔的黄洋芋薯块品质性状分析

2.2.2不同海拔西薯3号植株形态特征及结薯性状

从表6可知，不同海拔高度西薯3号的株高存在显著差异，回坪乡的株高最高，为143.0 cm，显著高于其他5个点，乐安乡植株高度为66.7 cm，比回坪乡低了51.6%。在主茎数方面，不同海拔高度西薯3号的主茎数存在显著差异，鲁基乡的最高，为6.27个，乐安乡的最低，为3.9个。在单株产量方面，回坪乡的最高，达到1.6 kg，最低为宏模乡，仅为0.6 kg。在单株结薯方面，回坪乡的单株结薯数最多，达到28.8个，其次为鲁基乡，乐安乡最低，为7.9个，比回坪乡减少72.4%；总体上高海拔地区拉达乡、火烈乡、乐安乡的乌洋芋单株薯数低于低海拔地区回坪乡、宏模乡、鲁基乡的单株薯数。在大薯数方面，回坪乡的最多为3.5个，乐安乡的大薯数最少，为0.8个；总体上高海拔地区拉达乡、火烈乡、乐安乡的乌洋芋大薯数低于低海拔地区回坪乡、宏模乡、鲁基乡的大薯数。在中薯数方面，回坪乡的最多，其次为鲁基乡、宏模乡、拉达乡，乐安乡和火烈乡的最少；在小薯数方面，回坪乡和鲁基乡最多高于其他4个点，其余4点之间无显著差异。火烈乡、拉达乡、乐安乡的西薯3号在大中薯率方面高于回坪乡、宏模乡和鲁基乡，回坪乡、宏模乡和鲁基乡的小薯较多。拉达乡、火烈乡和乐安乡的西薯3号虽然大中薯率较高，但是由于单株结薯数较少因而在单株产量方面并不高于回坪乡。回坪乡的西薯3号虽然大中薯率低于高海拔的拉达乡，乐安乡和火烈乡，但是由于单株结薯数最高，大薯数和中薯数也显著高于其他个点，因而单株产量在所有点中是最高的。

表6 不同海拔的西薯3号植株形态特征和结薯性状

从表7可知，不同海拔高度西薯3号的粗蛋白质不存在显著差异，鲁基乡的最高，为2.8%，拉达乡的最低，为1.5%，比鲁基乡低了46.4%。随海拔的增加，淀粉表现出增加的趋势，回坪乡的最低，为10.5%，乐安乡的高，为16.6%，比回坪乡高了58.1%。除鲁基乡外，低海拔的西薯3号薯块维生素C的含量低于高海拔地区薯块重维生素C的含量，回坪乡薯块的维生素C含量最低，为6.5 mg·(100 g)-1，拉达乡薯块维生素C的含量最高，为18.1 mg·(100 g)-1，比回坪乡高178.4%。除鲁基乡外，西薯3号薯块的干物质含量随海拔的增加而增加，拉达乡的干物质含量为17.1%，宏模乡的最低，为13.8%，拉达乡比宏模乡提高了23.91%。乐安乡的西薯3号薯块可溶性糖含量最高，为1.0%，宏模乡、回坪乡的最低，为0.6%，乐安乡的西薯3号薯块可溶性糖含量比回坪乡、宏模乡提高了66.7%，高海拔的西薯3号薯块可溶性糖含量显著高于低海拔地区。

表7 不同海拔的西薯3号薯块品质性状分析

2.2.3不同海拔的乌洋芋植株形态特征及结薯性状

从表8可以看出，不同海拔高度乌洋芋的株高存在显著差异，回坪乡的株高最高，为124.0 cm，显著高于其他5个点，火烈乡植株高度(90.0 cm)，比回坪乡低了31%。在主茎数方面，不同海拔高度乌洋芋的主茎数存在显著差异，拉达乡、乐安乡的最高，为4.7个，宏模乡的最低，为2.7个，总体上高海拔地区拉达乡、火烈乡、乐安乡的乌洋芋主茎数高于低海拔地区回坪乡、宏模乡、鲁基乡的主茎数。在单株产量方面，拉达乡的最高，达到0.66 kg，最低为鲁基乡，仅为0.1 kg；总体上高海拔地区拉达乡、火烈乡、乐安乡的乌洋芋单株产量高于低海拔地区回坪乡、宏模乡、鲁基乡的单株产量。在单株结薯数方面，乐安乡的单株结薯数最多，其次为宏模乡、火烈乡、回坪乡和拉达乡，鲁基乡的单株结薯数最少。在大薯数方面，火烈乡的最多为0.7个，鲁基乡的大薯数最少，为0.1个，但是各点之间无显著差异；在中薯数方面，乐安乡、宏模乡、拉达乡、火烈乡的中薯数显著高于回坪乡和鲁基乡，其次为回坪乡、鲁基乡、乐安乡和火烈乡，宏模乡的最少；在小薯数方面，乐安乡最多，其次为回坪乡、宏模乡和火烈乡，拉达乡最低。火烈乡、拉达乡、乐安乡和宏模乡的乌洋芋在大中薯率方面高于回坪乡和鲁基乡，回坪乡和鲁基乡的小薯较多。火烈乡的乌洋芋由于结薯数和大中薯率都较高，因而单株产量高于其他5个点。回坪乡的乌洋芋虽然单株结薯数最高，但是由于小薯率最高，因而单株产量低于高海拔地区拉达乡、火烈乡、乐安乡的单株产量。

表8 不同海拔的乌洋芋植株形态特征和结薯性状

从表9可知，不同海拔的乌洋芋薯块粗蛋白质含量没有表现出明显的海拔趋势。随海拔的增加，淀粉表现出增加的趋势，宏模乡的最低，为14.7%，火烈乡的最高，为20.3%,比宏模乡高了38.09%。低海拔的乌洋芋薯块维生素C的含量低于高海拔地区薯块重维生素C的含量，鲁基乡薯块的维生素C含量最低，为0.9 mg·(100 g)-1，火烈乡薯块维生素C的含量最高，为12.2 mg·(100 g)-1，比回坪乡高1 255.5%。除鲁基乡外，乌洋芋薯块的干物质含量随海拔的增加而增加，拉达乡、乐安乡的薯块干物质含量为26.0%，回坪乡的最低，为20.2%，拉达乡的乌洋芋薯块干物质含量比回坪乡的薯块干物质含量提高了22.30%。乐安乡的乌洋芋薯块可溶性糖含量最高，为1.0%，回坪乡的最低为0.5%，乐安乡的乌洋芋薯块比回坪乡乌洋芋薯块可溶性糖提高了100%，高海拔地区的乌洋芋的可溶性糖含量显著高于低海拔地区。

表9 不同海拔的乌洋芋薯块品质

3 结果与讨论

马铃薯产量、质量及品质的高低制约着马铃薯产业化的发展。马铃薯的产量和品质不仅受制于自身遗传属性外，很大程度上还受制于当地小气候、土壤肥力状况等因素[8-10]，如同样是低海拔地区，回坪乡和宏模乡的西薯3号在单株产量及单株结薯方面存在显著差异。根据以往的研究结果和本试验研究结果表明，凉山州各地种植春马铃薯品种单一，且差异较大[7]。随着马铃薯脱毒种薯青薯9号、米拉等在凉山州内推广面积的增加，凉山州内马铃薯品种单一的局面将进一步加剧，试验中发现西薯3号在不同的种植区单株产量、单株结薯数、大薯数均优于黄洋芋和乌洋芋，表现了产量及质量优势，同时在不同海拔均表现出了良好的适应性，因此西薯3号可以作为主栽品种在凉山地区推广种植。

由于本身遗传物质的不同，各品种在同一地区产量和品质出现了显著的差异。除此之外，海拔高度[11-12]、气候条件[8,13]、土壤类型[14]等对马铃薯的产量、生物性状、经济性状、品质均有影响。试验中，从黄洋芋的各个农艺性状看，虽然回坪乡的黄洋芋单株结薯数最高，但小薯率也最高，因此单株产量低于高海拔地区拉达乡、火烈乡、乐安乡的单株产量，总体趋势表明高海拔地区拉达乡、火烈乡、乐安乡的黄洋芋单株产量高于低海拔地区回坪乡、宏模乡、鲁基乡的单株产量；同时，随着海拔的升高，淀粉、维生素C和干物质含量表现增加的趋势，而粗蛋白含量降低，可溶性糖含量不同海拔高度无差异。西薯3号虽然在不同海拔高度均有一定的适应性，但从总体农艺性状来看，低海拔地区的产量高于高海拔地区，且回坪乡表现明显优势；但随着海拔高度的增加淀粉含量增加，维生素C和干物质也变现增加趋势，除鲁基乡外，高海拔地区可溶性糖含量显著高于低海拔地区，粗蛋白无海拔趋势。对于乌洋芋而言，总体上高海拔地区拉达乡、火烈乡、乐安乡的乌洋芋单株产量高于低海拔地区回坪乡、宏模乡、鲁基乡的单株产量，虽然回坪乡的乌洋芋单株结薯数最高，但是由于小薯率最高，因而单株产量低于高海拔地区拉达乡、火烈乡、乐安乡的单株产量；除粗蛋白含量未出现明显的海拔趋势外，淀粉、维生素C、干物质及可溶性糖均与海拔高度呈正相关。所以，综上所述，西薯3号较适宜低海拔地区生长，这可能与其自身遗传属性有关，随着海拔的升高，乌洋芋和黄洋芋的单株产量、主茎数及单株结薯数有增加的趋势，淀粉、维生素C及干物质含量均出现海拔趋势，与海拔高度呈正相关，这与阮俊等、梁晶[11-12]的研究结果相一致。

研究表明，气象因素直接影响作物产量，马铃薯是一种在短日照条件下进行块茎化的干旱敏感作物，最适合寒冷气候，凉山州属于高原山地气候，夜间的低温保证了马铃薯的适应性，而长时间无云的天气保证了冠层最大的辐射，从而保证了高干物质含量及最大生产潜力[15-16]。实践证明，海拔高度并不能直接影响植物的生长发育过程，而是通过光、温、水、肥和气等间接影响植物的正常生理生态过程，如高海拔地区的降雨通常高于低海拔地区，由于其温度较低，导致部分植物气孔关闭加剧，从而影响光合作用的进行，区域局部温度、水分以及气压的变化所形成的生态小气候环境使得作物品质发生改变[17]。马铃薯喜欢冷凉的气候条件，凉山高原地区立体气候特征明显，日照充足，雨热同季，昼夜温差大，独特的生态气候区十分利于马铃薯的生长[18]。所以，通过开展关于凉山州不同生态种植区对春马铃薯产量、质量及品质的影响试验表明，高山地区的环境更有利于春马铃薯的种植。