阴山北麓农牧交错带马铃薯脱毒种薯品种比较试验

赵玉平,戎素平,王金霞,黄修梅,杨忠仁,张凤兰

(1.乌兰察布市种业工作站,内蒙古乌兰察布 012000;2.包头市农牧科学技术研究所,内蒙古包头 014017;3.内蒙古农业大学,内蒙古呼和浩特 010019)

马铃薯(SolanumtuberosumL.)为茄科茄属一年生草本植物,在我国已经有400多年的栽培历史,是我国第四大粮食作物和重要的经济、饲料以及工业原料作物[1-2],从南美洲起源时就被人们尊奉为 “丰收之神”[3]。马铃薯在推进农业结构调整、促进农民持续增收、振兴农村区域经济和满足市场需求等方面起着不可替代的作用[4]。但随着市场销售的马铃薯品种越来越多,农民和经销商面对眼花缭乱的品种开始变得无所适从。品种筛选很好地调动了多方选良种、用良种、推良种的积极性,解决了农技推广的“最后一公里”问题[5]。

阴山北麓农牧交错带位于内蒙古自治区东南部, 海拔高、气候冷凉、昼夜温差大,其自然气候特点具有发展马铃薯得天独厚的生产优势,马铃薯已成为当地的传统优势产业,种植面积和总产量在全国地区级位居第一,约占全国马铃薯年均种植面积和产量的6%,是我国重要的种薯、加工和商品薯专用基地[6]。近年来,随着马铃薯品种逐渐增多,不同品种在该区域适应性、丰产性、抗逆性等生长特性表现的良莠不齐,缺乏对区域内马铃薯品种的适应性评价,然而适宜的品种是马铃薯产业高效发展、乡村振兴的重要支撑[7]。因此收集该区域内持证种薯企业的现有品种,筛选适应当地生态区域、种植习惯、市场需求的主导品种,加快新品种更新换代步伐,为提高优良品种增产增效能力和保障农作物品种安全提供数据支撑。

1 材料与方法

1.1 试验材料马铃薯参试品种有 30 个,分别为华颂58、希森6号、中加33、中加11、华颂香早、中加16、大西洋、民丰12号、中加7、中加10、中薯27、英尼维特、华颂7号、滕育1号、京张薯4号、京张薯2号、东农310、民丰红、张薯12号、中加2号、冀张薯26号、中薯早35号、京张薯3号、华颂19、垦薯1号、后旗红、青薯9号、京张薯1号、中薯早43号、晋薯16号。种薯级别均为原种,种薯均来自持证种薯企业。

1.2 试验地概况农牧交错带地区是连接农区与牧区的过渡地带,试验地设在乌兰察布市四子王旗,属于典型的阴山北麓农牧交错带,平均温度偏低、昼夜温差大,年平均气温 0～18 ℃,年有效积温2 300 ℃,平均海拔1 300～1 700 m,光照充足,无霜期 100～135 d,降水量250～400 mm,蒸发量1 800～2 200 mm。前茬作物为玉米,土质为栗钙土,地块平整、肥力中等。

1.3 试验设计采用单垄单行种植,大垄宽90 cm、株距25 cm,每小区种植5垄,垄长200 m。机械深翻旋耕起垄整地,土壤状况、种植密度、施肥水平、田间管理均相同,2022年5月20日播种,播种前结合整地施入硫酸钾复合肥(18-18-18)240 kg/hm2,在生长期中耕除草2次,防治病虫害9次,9月5日统一收获,整个生育期滴灌浇水。

1.4 测定项目与方法试验期内观察记载不同品种的产量、淀粉含量和干物质含量。产量测定时,每个小区随机取垄长2 m进行产量及结薯个数测定,重复3次。商品薯率=单薯重>150 g的重量/总重量×100%。其中,结薯个数分别为单薯重>150 g、50～150 g和<50 g。干物质含量测定和淀粉含量测定采用水比重法。

2 结果与分析

2.1 马铃薯种薯不同品种测试指标差异显著性分析30个马铃薯种薯品种间的产量(F=19.97**)、商品薯率(F=44.14**)、结薯总个数(F=20.72**)、单株结薯个数(F=11.66**、11.22**、6.0**)、淀粉含量(F=159.9**)和干物质含量(F=157.3**)均达极显著差异;其中淀粉含量品种间差异最大,单株50 g以下结薯个数品种间差异最小。

2.2 马铃薯种薯不同品种间产量变化30个马铃薯种薯品种平均产量变化较大,在21～70 t/hm2,平均产量为50 t/hm2。由图1可知,冀张薯12号、中加16号和民丰12号产量处于较高水平,分别为70 、69和62 t/hm2,产量在60 t/hm2以上的品种还有中加7号,共4个品种;产量较低的品种是中薯早43号和东农310,分别为25和21 t/hm2;产量在30～45 t/hm2的品种有4个,分别是后旗红、垦薯1号、晋薯16号、青薯9号;其余20个品种产量在45～60 t/hm2。因此,参试30个品种中,产量在60 t/hm2及以上有4个,产量在45～60 t/hm2有20个,产量在30～45 t/hm2有4个,产量在25 t/hm2及以下有2个,产量在60 t/hm2及以上的4个品种平均产量是产量较低的2个品种的3.02倍。

注:不同小写字母表示不同品种间差异显著(P<0.05)。Note:Different lowercases indicated significant difference between different varieties at 0.05 level.

2.3 马铃薯种薯不同品种间商品薯率变化由图2可知,30个马铃薯种薯品种商品薯率在23.4%～94.6%,平均为72.1%。京张薯1号、冀张薯12号和京张薯3号商品薯率处于较高水平,平均为93.3%;商品薯率在80%～90%的品种有6个,分别是中薯早35号、晋薯16号、冀张薯26号、中加16、民丰12号和京张薯4号,平均为83.9%;商品薯率70%～80%的品种有10个,分别为后旗红、京张薯2号、滕育1号、民丰红、中加33、英尼维特、中薯27、华颂7号、中加2号和青薯9号,平均为75.5%;东农310商品薯率最低,为23.4%;其次低的是华颂香早和垦薯1号,平均为49.1%;其余8个品种在55.3%～68.8%,平均为63.0%。

注:不同小写字母表示不同品种间差异显著(P<0.05)。Note:Different lowercases indicated significant difference between different varieties at 0.05 level.

2.4 马铃薯种薯不同品种间结薯个数变化由表1可知,30个马铃薯品种单株结薯总个数为3.3～13.3个,平均为7.3个。华颂58单株结薯总个数最高,为13.3个,且各重量级别的结薯个数也较高。单株结薯总个数在9个以上的品种有6个,分别为华颂58、希森6号、中加33、中加11、华颂香早、中加16,平均结薯个数为10.4个,其中希森6号、中加33和中加16在150 g以上的结薯个数与华颂58差异不显著,均处于较高水平。单株结薯总个数较低的品种有5个,分别为后旗红、青薯9号、京张薯1号、中薯早43号和晋薯16号,平均为3.9个。其余19个品种单株平均结薯总个数在5.2～8.9个,平均为7.2个,其中这19个品种中民丰12号、英尼维特、京张薯2号、京张薯4号、冀张薯12号150 g以上的结薯个数较高,平均为4.7个;东农310的150 g以上的结薯个数最低,为0.2个。

表1 30个马铃薯种薯品种的结薯个数

2.5 马铃薯种薯不同品种间干物质含量变化由图3可知,

注:不同小写字母表示不同品种间差异显著(P<0.05)。Note:Different lowercases indicated significant difference between different varieties at 0.05 level.

30个品种干物质含量为15.5%～28.0%,平均为20.5%。中加11干物质含量最高,为28.1%,显著高于其他品种;其次为东农310,为26.6%;中加10和后旗红两者之间差异不显著,平均含量为24.4%;中加2号、中加7和华颂香早之间差异不显著,平均含量较低为15.9%;其余23个品种干物质含量在16.0%～23.4%,平均含量为20.2%。

2.6 马铃薯不同品种间淀粉含量为进一步研究干物质含量与淀粉含量之间的线性关系, 将干物质含量与淀粉含量进行相关性验证,2个变量之间的Pearson相关性系数为0.999,双侧显著性P<0.01,干物质含量与淀粉含量之间存在极显著相关性。30个品种淀粉含量为9.8%～22.3%,平均为14.7%。对30个马铃薯品种淀粉含量进行聚类分析,将其划分为高淀粉品种、中淀粉品种和低淀粉品种3种类型(图4)。结果表明,东农310和中加11为高淀粉品种 ,平均含量为 21.28%;中加10、后旗红、民丰红、垦薯1号、华颂7号、大西洋、京张薯2号、华颂19、冀张薯26号、京张薯4号和中薯27这11个品种为中淀粉含量,平均为16.94%;其余17个品种为低淀粉含量品种,平均为12.59%。与低淀粉品种相比,高淀粉品种的平均淀粉含量提高了69.0%。

图4 30个马铃薯品种淀粉含量聚类分析Fig.4 Cluster analysis of starch content of 30 potato varieties

3 结论与讨论

随着市场需求多元化,马铃薯品种逐渐增多,截至2020年底,2017—2020年共登记马铃薯品种304个,2020年登记公示96个马铃薯品种,较2019年增加了23.01%[8]。马铃薯不同品种在各地受到当地小气候、施肥水平、水分管理及管理经验等条件的影响,导致马铃薯各方面性状在不同地区的表现差异[9],因此种植户应依据种植区域、生产目的、栽培模式的不同需求,选择优良的马铃薯品种,才能保障马铃薯产量和市场需求。该研究结果表明,30个马铃薯品种在产量、商品薯率、结薯个数、干物质含量和淀粉含量均表现极显著差异。综合马铃薯产量、商品薯率和结薯个数分析,产量较高的有冀张薯12号、中加16号和民丰12号;其中冀张薯12号商品薯率也较高,平均结薯个数仅7个,说明其结薯个数居中,但大薯率高;中加16号和民丰12号商品薯率分别为84.0%和82.6%,结薯个数分别为9.1和8.3个,相对于冀张薯12号而言,其结薯个数偏多、单薯重相对偏小。商品薯率较高除冀张薯12号外,还有京张薯1号和京张薯3号,但其产量分别为46和55 t/hm2,结薯个数分别为3.8和6.0个,说明其结薯个数不多,但大薯居多。单株结薯个数华颂58最高,其产量为59 t/hm2,商品薯率为55.3%,说明其产量偏高、结薯多且小。马铃薯干物质含量与品种、土壤类型、种植季节、田间管理等各方面都有关系,干物质含量高的马铃薯有利于贮藏加工,其淀粉提取率和全粉成品率均会上升;马铃薯淀粉是马铃薯的重要能量来源,淀粉含量可作为检验马铃薯品质的重要指标,可为探索马铃薯深加工方向提供理论依据与参考[10],30个马铃薯品种中干物质含量高的品种是东农310和中加11,且淀粉含量也最高,但其产量不高,分别为25和46 t/hm2。因此综合淀粉含量和产量2项指标,聚类为中淀粉含量且产量在50 t/hm2以上的品种有华颂7号、京张薯2号、华颂19、京张薯4号和中薯27。产量偏低品种的适应性有待进一步验证。