陰山北麓農牧交錯帶馬鈴薯脫毒種薯品種比較試驗

趙玉平,戎素平,王金霞,黃修梅,楊忠仁,張鳳蘭

(1.烏蘭察布市種業工作站,內蒙古烏蘭察布 012000;2.包頭市農牧科學技術研究所,內蒙古包頭 014017;3.內蒙古農業大學,內蒙古呼和浩特 010019)

馬鈴薯(SolanumtuberosumL.)為茄科茄屬一年生草本植物,在我國已經有400多年的栽培歷史,是我國第四大糧食作物和重要的經濟、飼料以及工業原料作物[1-2],從南美洲起源時就被人們尊奉為 “豐收之神”[3]。馬鈴薯在推進農業結構調整、促進農民持續增收、振興農村區域經濟和滿足市場需求等方面起著不可替代的作用[4]。但隨著市場銷售的馬鈴薯品種越來越多,農民和經銷商面對眼花繚亂的品種開始變得無所適從。品種篩選很好地調動了多方選良種、用良種、推良種的積極性,解決了農技推廣的“最后一公里”問題[5]。

陰山北麓農牧交錯帶位于內蒙古自治區東南部, 海拔高、氣候冷涼、晝夜溫差大,其自然氣候特點具有發展馬鈴薯得天獨厚的生產優勢,馬鈴薯已成為當地的傳統優勢產業,種植面積和總產量在全國地區級位居第一,約占全國馬鈴薯年均種植面積和產量的6%,是我國重要的種薯、加工和商品薯專用基地[6]。近年來,隨著馬鈴薯品種逐漸增多,不同品種在該區域適應性、豐產性、抗逆性等生長特性表現的良莠不齊,缺乏對區域內馬鈴薯品種的適應性評價,然而適宜的品種是馬鈴薯產業高效發展、鄉村振興的重要支撐[7]。因此收集該區域內持證種薯企業的現有品種,篩選適應當地生態區域、種植習慣、市場需求的主導品種,加快新品種更新換代步伐,為提高優良品種增產增效能力和保障農作物品種安全提供數據支撐。

1 材料與方法

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

1.2 試驗地概況農牧交錯帶地區是連接農區與牧區的過渡地帶,試驗地設在烏蘭察布市四子王旗,屬于典型的陰山北麓農牧交錯帶,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,無霜期 100～135 d,降水量250～400 mm,蒸發量1 800～2 200 mm。前茬作物為玉米,土質為栗鈣土,地塊平整、肥力中等。

1.3 試驗設計采用單壟單行種植,大壟寬90 cm、株距25 cm,每小區種植5壟,壟長200 m。機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,播種前結合整地施入硫酸鉀復合肥(18-18-18)240 kg/hm2,在生長期中耕除草2次,防治病蟲害9次,9月5日統一收獲,整個生育期滴灌澆水。

1.4 測定項目與方法試驗期內觀察記載不同品種的產量、淀粉含量和干物質含量。產量測定時,每個小區隨機取壟長2 m進行產量及結薯個數測定,重復3次。商品薯率=單薯重>150 g的重量/總重量×100%。其中,結薯個數分別為單薯重>150 g、50～150 g和<50 g。干物質含量測定和淀粉含量測定采用水比重法。

2 結果與分析

2.1 馬鈴薯種薯不同品種測試指標差異顯著性分析30個馬鈴薯種薯品種間的產量(F=19.97**)、商品薯率(F=44.14**)、結薯總個數(F=20.72**)、單株結薯個數(F=11.66**、11.22**、6.0**)、淀粉含量(F=159.9**)和干物質含量(F=157.3**)均達極顯著差異;其中淀粉含量品種間差異最大,單株50 g以下結薯個數品種間差異最小。

2.2 馬鈴薯種薯不同品種間產量變化30個馬鈴薯種薯品種平均產量變化較大,在21～70 t/hm2,平均產量為50 t/hm2。由圖1可知,冀張薯12號、中加16號和民豐12號產量處于較高水平,分別為70 、69和62 t/hm2,產量在60 t/hm2以上的品種還有中加7號,共4個品種;產量較低的品種是中薯早43號和東農310,分別為25和21 t/hm2;產量在30～45 t/hm2的品種有4個,分別是后旗紅、墾薯1號、晉薯16號、青薯9號;其余20個品種產量在45～60 t/hm2。因此,參試30個品種中,產量在60 t/hm2及以上有4個,產量在45～60 t/hm2有20個,產量在30～45 t/hm2有4個,產量在25 t/hm2及以下有2個,產量在60 t/hm2及以上的4個品種平均產量是產量較低的2個品種的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、冀張薯12號和京張薯3號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,分別是中薯早35號、晉薯16號、冀張薯26號、中加16、民豐12號和京張薯4號,平均為83.9%;商品薯率70%～80%的品種有10個,分別為后旗紅、京張薯2號、滕育1號、民豐紅、中加33、英尼維特、中薯27、華頌7號、中加2號和青薯9號,平均為75.5%;東農310商品薯率最低,為23.4%;其次低的是華頌香早和墾薯1號,平均為49.1%;其余8個品種在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薯個數變化由表1可知,30個馬鈴薯品種單株結薯總個數為3.3～13.3個,平均為7.3個。華頌58單株結薯總個數最高,為13.3個,且各重量級別的結薯個數也較高。單株結薯總個數在9個以上的品種有6個,分別為華頌58、希森6號、中加33、中加11、華頌香早、中加16,平均結薯個數為10.4個,其中希森6號、中加33和中加16在150 g以上的結薯個數與華頌58差異不顯著,均處于較高水平。單株結薯總個數較低的品種有5個,分別為后旗紅、青薯9號、京張薯1號、中薯早43號和晉薯16號,平均為3.9個。其余19個品種單株平均結薯總個數在5.2～8.9個,平均為7.2個,其中這19個品種中民豐12號、英尼維特、京張薯2號、京張薯4號、冀張薯12號150 g以上的結薯個數較高,平均為4.7個;東農310的150 g以上的結薯個數最低,為0.2個。

表1 30個馬鈴薯種薯品種的結薯個數

2.5 馬鈴薯種薯不同品種間干物質含量變化由圖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個品種干物質含量為15.5%～28.0%,平均為20.5%。中加11干物質含量最高,為28.1%,顯著高于其他品種;其次為東農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、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個品種干物質含量在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一步研究干物質含量與淀粉含量之間的線性關系, 將干物質含量與淀粉含量進行相關性驗證,2個變量之間的Pearson相關性系數為0.999,雙側顯著性P<0.01,干物質含量與淀粉含量之間存在極顯著相關性。30個品種淀粉含量為9.8%～22.3%,平均為14.7%。對30個馬鈴薯品種淀粉含量進行聚類分析,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)。結果表明,東農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、華頌7號、大西洋、京張薯2號、華頌19、冀張薯26號、京張薯4號和中薯27這11個品種為中淀粉含量,平均為16.94%;其余17個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 結論與討論

隨著市場需求多元化,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,2020年登記公示96個馬鈴薯品種,較2019年增加了23.01%[8]。馬鈴薯不同品種在各地受到當地小氣候、施肥水平、水分管理及管理經驗等條件的影響,導致馬鈴薯各方面性狀在不同地區的表現差異[9],因此種植戶應依據種植區域、生產目的、栽培模式的不同需求,選擇優良的馬鈴薯品種,才能保障馬鈴薯產量和市場需求。該研究結果表明,30個馬鈴薯品種在產量、商品薯率、結薯個數、干物質含量和淀粉含量均表現極顯著差異。綜合馬鈴薯產量、商品薯率和結薯個數分析,產量較高的有冀張薯12號、中加16號和民豐12號;其中冀張薯12號商品薯率也較高,平均結薯個數僅7個,說明其結薯個數居中,但大薯率高;中加16號和民豐12號商品薯率分別為84.0%和82.6%,結薯個數分別為9.1和8.3個,相對于冀張薯12號而言,其結薯個數偏多、單薯重相對偏小。商品薯率較高除冀張薯12號外,還有京張薯1號和京張薯3號,但其產量分別為46和55 t/hm2,結薯個數分別為3.8和6.0個,說明其結薯個數不多,但大薯居多。單株結薯個數華頌58最高,其產量為59 t/hm2,商品薯率為55.3%,說明其產量偏高、結薯多且小。馬鈴薯干物質含量與品種、土壤類型、種植季節、田間管理等各方面都有關系,干物質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上升;馬鈴薯淀粉是馬鈴薯的重要能量來源,淀粉含量可作為檢驗馬鈴薯品質的重要指標,可為探索馬鈴薯深加工方向提供理論依據與參考[10],30個馬鈴薯品種中干物質含量高的品種是東農310和中加11,且淀粉含量也最高,但其產量不高,分別為25和46 t/hm2。因此綜合淀粉含量和產量2項指標,聚類為中淀粉含量且產量在50 t/hm2以上的品種有華頌7號、京張薯2號、華頌19、京張薯4號和中薯27。產量偏低品種的適應性有待進一步驗證。