2種淀粉型甘薯生長發育規律及產量、品質差異分析

陳路路，孫 哲，郝媛媛，田昌庚，張煥利，劉桂玲，鄭建利，趙豐玲

（1泰安市農業科學研究院，山東 泰安 271000；2山東省黃河三角洲可持續發展研究院管理中心，山東 東營 257000）

0 引言

甘薯根據塊根的品質特點及用途主要分為兼用型、淀粉型、食用型、特用型、葉菜型5個類型[1-2]。淀粉型甘薯作為一種高產的能源型作物，其加工用途越來越廣泛，主要包括淀粉及燃料乙醇的加工，而隨著人們生活水平的提高以及環保意識的增強，人們對甘薯品質的要求也越來越高[3-4]。甘薯品質主要包括外觀品質、營養品質、貯藏品質及加工品質[5]，其中外觀品質及營養品質與甘薯栽培管理環節密切相關，從而備受關注。營養品質又包括可溶性糖、淀粉、維生素、蛋白質及氨基酸等營養成分的含量[6]，外觀品質則包括薯塊大小、形狀、薯皮色及薯肉色等[7]，但不同甘薯品種塊根品質性狀存在基因型差異[8-9]，故在淀粉型甘薯品種選育過程中應加強對甘薯不同品種產量及品質性狀的差異研究，努力實現甘薯產量與品質并重，選育推廣高產優質的淀粉型甘薯新品種。

甘薯的生長時期分為生長前期、生長中期和生長后期3個階段，不同生長時期甘薯的生長規律不同，在生長前中期甘薯莖葉生長較快用以維持較高的光合速率，積累光合產物，生長后期莖葉開始衰退，塊根迅速膨大直到收獲[10-12]。因此，加強對甘薯不同發育時期的生物特性變化規律研究，對實現莖葉生長與塊根膨大的平衡具有一定的意義，從而為實現甘薯高產奠定基礎。

本試驗從生物學特性及產量、品質3 個方面對淀粉型甘薯品種（系）‘泰薯15’及‘濟薯25’進行分析研究，明確兩品種（系）不同發育時期生物特性變化規律的差異，加深對‘泰薯15’產量及品質性狀的認識，為調節甘薯莖葉生長與塊根膨大的平衡，實現高產優質淀粉型甘薯的選育及配套栽培措施的制定提供理論基礎和參考依據。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

供試材料為淀粉型甘薯品種‘濟薯25’和泰安市農業科學研究院選育的淀粉型甘薯新品系‘泰薯15’。

1.2 試驗設計

‘泰薯15’和‘濟薯25’2個品種（系）于2017年6月28日栽苗，2017年10月12日收獲。種植模式為單作，每個品種設3個小區，小區長5 m、寬4 m，小區面積20 m2，壟距80 cm，株距25 cm，每小區栽苗100株。生物學特性調查試驗的取樣于栽苗后40天開始，每20天取樣1次，直至栽苗后100天取樣結束；產量性狀在收獲時進行現場測定；品質性狀在收獲后進行測定。

1.3 試驗方法

1.3.1 生物學特性的測定方法 每次取樣分別選取生長正常且長勢一致的植株3株，調查莖粗、最長蔓長、單株莖葉鮮重、單株葉面積、薯重等，并計算T/R值和塊根膨大速率；收獲期調查單株結薯數、大中薯數，計算商品薯率及經濟系數。單株平均值為所取樣本數據。相關計算如式(1)～(4)。

1.3.2 產量性狀的測定方法 甘薯收獲時每小區選中間3 行進行測產，測產面積為12 m2，隨后折合成公頃產量，產量數據取3個小區的平均值。

1.3.3 品質性狀的測定方法 甘薯收獲后對薯塊分別進行干率、可溶性總糖及淀粉含量的測定。干率測定時選取代表性薯塊3 塊，將薯塊切成薄片后隨機取約300 g，自然晾曬24 h 后放入烘箱內，先105℃殺青30 min，隨后80℃烘干至恒重，計算薯塊干率，3 次重復，取平均值；可溶性總糖及淀粉含量采用蒽酮比色法測定[13-14]；食味品質測定采用人工品嘗法，即將薯塊蒸煮后人工品嘗反饋薯塊的甜度、粘度、纖維含量等，并進行打分，將對照品種記為70 分，試驗品種食味評分值越高表示性狀越好或纖維量越少。

1.4 數據處理

用Excel 2010 軟件進行數據分析和作圖，圖表中數據均為平均值。

2 結果與分析

2.1 生物學特性差異分析

2.1.1 不同發育時期淀粉型甘薯蔓長及莖粗的變化 如圖1所示，‘泰薯15’和‘濟薯25’不同發育時期的蔓長在栽苗后40～100天呈持續升高的趨勢，‘泰薯15’蔓長在栽苗后40～60天高于‘濟薯25’，之后明顯低于‘濟薯25’，‘泰薯15’最長蔓長為212.33 cm，屬中長蔓型；2個品種（系）的莖粗在栽苗后40～100 天整體呈上升趨勢，但在栽苗后80 天略低于相鄰發育時期，可能由于取樣誤差引起，‘泰薯15’莖粗明顯大于‘濟薯25’。

2.1.2 不同發育時期淀粉型甘薯單株莖葉鮮重及單株葉面積的變化如圖2所示，‘泰薯15’與‘濟薯25’不同發育時期單株莖葉鮮重呈先升高后下降的變化趨勢，其峰值均出現在栽苗后80天，‘泰薯15’單株莖葉鮮重在栽苗后40～80天明顯高于‘濟薯25’，栽苗后100天2個品種差異較小；不同發育時期甘薯單株葉面積的變化趨勢與單株莖葉鮮重變化趨勢一致。

圖1 不同發育時期淀粉型甘薯蔓長及莖粗的變化

2.1.3 不同發育時期淀粉型甘薯薯重的變化 如圖3所示，‘泰薯15’與‘濟薯25’不同發育時期的單株鮮薯重在栽苗后40～100天呈持續上升趨勢，‘泰薯15’的單株鮮薯重明顯高于‘濟薯25’；單薯重的變化趨勢與單株鮮薯重一致，但‘泰薯15’單薯重在發育中后期略低于‘濟薯25’。

2.1.4 不同發育時期淀粉型甘薯T/R值的變化 如圖4所示，‘泰薯15’與‘濟薯25’不同發育時期T/R值都呈現持續下降的趨勢。在栽苗后40～60天2個品種（系）T/R值下降最為迅速，此時薯塊開始膨大，地上部營養生長迅速；在栽苗后 80～100 天2 個品種（系）T/R值下降到1左右，此時薯塊迅速膨大，地上部營養生長逐漸衰退。

圖2 不同發育時期淀粉型甘薯單株莖葉鮮重及單株葉面積的變化

2.1.5 不同發育時期淀粉型甘薯塊根膨大速率 如圖5所示，‘泰薯15’與‘濟薯25’的塊根膨大速率均在栽苗后80～100天達到最大值，即2個品種（系）在生長后期地上部分衰弱，而塊根迅速膨大直至收獲，此時‘泰薯15’的塊根膨大速率小于‘濟薯25’，但‘泰薯15’在栽苗后40～60天塊根膨大速率也較大，明顯大于‘濟薯25’。

圖3 不同發育時期淀粉型甘薯薯重的變化

圖4 不同發育時期淀粉型甘薯T/R值的變化

圖5 不同發育時期淀粉型甘薯塊根膨大速率

2.2 產量性狀差異分析

如表1所示，‘泰薯15’鮮薯產量為38951.40 kg/hm2，明顯高于‘濟薯25’，增產幅度為17.76%，且‘泰薯15’單株結薯數明顯大于‘濟薯25’，但單薯重略低于‘濟薯25’，因此，‘泰薯15’產量高于‘濟薯25’的主要原因是具有較高的單株結薯數。

表1 淀粉型甘薯產量相關性狀的表現

2.3 品質性狀差異分析

2.3.1 商品薯率、經濟系數如圖6所示，‘泰薯15’的商品薯率及經濟系數分別為82.22%和45.96%，明顯高于‘濟薯25’，‘泰薯15’在商品薯比例及經濟系數上均表現優異。

圖6 淀粉型甘薯商品薯率及經濟系數

2.3.2 薯塊營養成分及食味品質如表2所示，‘泰薯15’干率為29.37%，淀粉含量為756.07 mg/(g·DW)，均略低于‘濟薯25’；但其可溶性總糖含量達到74.07 mg/(g·DW)，明顯高于‘濟薯25’，故其甜度較高，且口感軟糯，纖維含量少，食味性較好。

3 結論與討論

3.1 甘薯地上部與地下部協調生長和甘薯高產

甘薯產量的形成過程是光合產物不斷積累并不斷向塊根分配的過程，光合產物在甘薯生長前期主要用于地上部植株形態的構建，在塊根形成與膨大后期干物質不斷向地下部分轉移，從而形成經濟產量[15-17]，因此，甘薯地上部與地下部的協調生長是其產量形成的關鍵。董立峰[18]研究表明，甘薯單株綠葉重對單株產量影響最大，單株薯數和單薯重對甘薯產量的直接影響最大。孫哲[15]研究表明，在甘薯栽苗后60～140 天，塊根膨大速率呈現出“升高-降低-升高”的變化趨勢，T/R值逐漸減小。本研究表明，‘泰薯15’單株莖葉鮮重及單株葉面積先升高后降低并在栽苗后80 天達到最大值，T/R值在生長后期明顯降低，塊根膨大初期膨大速率高，栽苗后80～100 天塊根膨大速率達到最大值，具有前期早生快發、中期生長穩定、后期不易早衰等特點，地上部與地下部生長協調，實現了光合產物向塊根的快速轉移，從而形成更高的經濟產量。

表2 淀粉型甘薯的營養成分及食味品質分析

3.2 高產優質淀粉型甘薯的選育指標

隨著人們對自身生活水平的要求的不斷提高，甘薯及其制品憑借自身蘊藏的豐富營養價值被越來越多的人搬上飯桌，人們對甘薯品質的關注日益增強，因此在甘薯品種選育過程中要努力克服高產與優質之間的矛盾，實現甘薯產量與品質并重[19-20]。鄢錚[21]研究表明，淀粉產量與鮮薯產量顯著正相關；張立明[22]、辛國勝[23]對甘薯品質的研究表明，塊根中淀粉及淀粉組分、可溶性糖、蛋白質等含量與甘薯的營養品質和食味品質有密切關系；Enyi[24]認為薯塊的商品性是衡量甘薯品種優劣的重要指標，其中薯塊大小是判斷其商品性的重要性狀。本研究表明，‘泰薯15’鮮薯產量為38951.40 kg/hm2，可溶性總糖含量為74.07 mg/(g·DW)，商品薯率達到82.22%，均明顯高于對照品種‘濟薯25’，而可溶性總糖含量較高是薯塊的蒸煮口味較好的原因之一[25]，且‘泰薯15’口感軟糯，食味性較好，在一定水平上實現了產量與品質的并重，為泰薯15的推廣應用奠定了堅實的基礎，但在本試驗過程中僅對淀粉型甘薯新品系‘泰薯15’的營養品指標進行了部分測定，忽視了其加工品質的重要性，在今后的淀粉型甘薯新品種選育過程中應加強對淀粉型甘薯綜合品質的測定，培育高產優質的淀粉型甘薯新品種。