常德市冬種馬鈴薯新品種（系）篩選

王素華，楊 丹，李樹舉，萬國安，段 慧，羅彬彬，路 瑤

（常德市農(nóng)林科學(xué)研究院，湖南 常德 415000）

常德市位于湖南省北部，東據(jù)西洞庭湖，西倚武陵山脈，氣候濕潤，無霜期長，適宜馬鈴薯生長[1]。常德山區(qū)百姓習(xí)慣以馬鈴薯為主食，湖區(qū)百姓則以馬鈴薯作鮮食，其冬春作面積一直穩(wěn)定在8 000 hm2左右。常德地區(qū)主栽品種有‘中薯5號’、‘費(fèi)烏瑞它’、‘東農(nóng)303’和克新系列等[2]，但存在不同程度品種退化、易感晚疫病等問題。為此，常德市農(nóng)林科學(xué)研究院于2015年從中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院蔬菜花卉研究所、云南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院、甘肅省農(nóng)業(yè)科學(xué)院和各種薯生產(chǎn)企業(yè)引進(jìn)25個品種（系）（包括對照），開展馬鈴薯品種（系）適應(yīng)性篩選試驗，從中選出適合本地種植的早熟、高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、抗病、耐低溫的馬鈴薯新品種（系）。并對25個品種（系）的主要農(nóng)藝性狀和產(chǎn)量進(jìn)行相關(guān)分析、通徑分析、聚類分析，以期為馬鈴薯適應(yīng)性研究提供參考依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

供試馬鈴薯品種（系）為：‘D514’、‘D549’、‘N138’、‘N151’、‘N157’、‘N170’、‘D671’（中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院蔬菜花卉研究所）；‘云薯304’、‘云薯505’、‘云薯506’、‘云薯605’、‘云薯606’、‘云薯902’、‘德薯2號’、‘S031452’、‘S051669’、‘JN08-58-7’（云南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院）；‘隴薯10號’、‘L0529-2’、‘L0527-2’（甘肅省農(nóng)業(yè)科學(xué)院）；‘中薯5號’（對照）、‘紅美’、‘黑美人’、‘紅玫瑰’、‘紫洋’（購自種薯生產(chǎn)企業(yè)）。

1.2 試驗地概況

試驗設(shè)在常德市農(nóng)林科學(xué)研究院一季稻繁育基地，海拔35 m，N 29°2'13''，E 111°37'40''，屬亞熱帶季風(fēng)濕潤氣候。馬鈴薯全生育期內(nèi)平均氣溫8～17℃，總降雨量236 mm，霜期約70 d。試驗地前作是水稻，土壤為棕壤土，深翻耙細(xì)，秋整地。

1.3 試驗設(shè)計

試驗以‘中薯5號’為對照，采用大區(qū)種植模式，小區(qū)面積57 m2（3.3 m×17.2 m），共25個大區(qū)。單壟雙行種植，6行區(qū)，每行播種57株，株距0.30 m，行距0.55 m。2014年12月15日切塊播種，人工條播?；庶c(diǎn)施于種薯之間，撒施45%硫酸鉀復(fù)合肥（N∶P∶K=14∶16∶15）1 500 kg/hm2，雨后覆膜，無培土。長至6～8葉時破膜引苗。病蟲草害防治以藥劑防治為主：整地時施阿維毒死蜱（一撒凈）顆粒劑30 kg/hm2防治地下害蟲；播后覆膜前，用70%異丙甲草胺1 500 mL/hm2進(jìn)行土壤芽前封閉防治雜草；4月3日、4月10日、4月17日使用32.5%苯醚甲環(huán)唑·嘧菌酯300 mL/hm2、72%甲霜靈錳鋅1 200 g/hm2防治晚疫病。生長期間全程雨養(yǎng)，3月1日清溝排水1次。5月7日、5月13日分批收獲。

1.4 測定指標(biāo)及方法

調(diào)查不同品種（系）的物候期、主要農(nóng)藝性狀，收獲時取中間10株考種，調(diào)查方法參考《馬鈴薯品種試驗調(diào)查記載項目及依據(jù)》，按大區(qū)單收測產(chǎn)。以25個品種（系）6個主要農(nóng)藝性狀及產(chǎn)量數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，利用DPS 6.55軟件計算其變異系數(shù)，對其進(jìn)行相關(guān)性分析，對其標(biāo)準(zhǔn)化轉(zhuǎn)換后依據(jù)品種（系）歐氏距離進(jìn)行聚類分析，參考何虎冀等[3]的方法；用Excel 2010對相關(guān)性分析結(jié)果進(jìn)行通徑分析，參考張?zhí)靷惖萚4]的方法。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同品種（系）物候期

由表1可以看出，3月前出苗的品種（系）有：‘中薯 5號’、‘D671’、‘N138’、‘N157’、‘N170’、‘云薯304’、‘云薯506’、‘德薯2號’；現(xiàn)蕾開花最早的品種是‘云薯506’，為3月20日；收獲時成熟的品種（系）有‘中薯5號’、‘N138’、‘N151’、‘N157’、‘云薯304’、‘紅美’、‘黑美人’、‘紅玫瑰’、‘紫洋’?！瓺671’、‘N170’、‘云薯506’、‘德薯2號’雖然出苗早，但生育期較長，屬晚熟品種；‘中薯5號’、‘N138’、‘N157’、‘云薯 304’、‘黑美人’、‘紫洋’出苗早，生育期適中，屬中早熟品種；‘N151’、‘紅美’、‘紅玫瑰’雖然出苗稍遲，但生育期短，屬特早熟品種。而且這批中早熟、特早熟品種（系）出苗率較高，普遍超過90%。

2.2 不同品種（系）主要植株性狀

從表2可以看出，匍匐莖短、結(jié)薯較集中的品種（系）有：‘云薯505’、‘云薯605’、‘JN08-58-7’、‘隴薯10號’、‘紅美’、‘紅玫瑰’、‘紫洋’；主莖數(shù) 2～2.5個的品種（系）有：‘D671’、‘N157’、‘N170’、‘云薯304’、‘云薯506’、‘云薯605’、‘S031402’；株高40.0 cm以上的品種（系）有：‘中薯 5號’、‘D514’、‘D549’、‘D671’、‘N157’、‘N170’、‘云薯304’、‘云薯506’、‘云薯605’、‘云薯606’、‘云薯902’、‘德薯2號’、‘S031452’、‘S051669’、‘紅美’、‘黑美人’、‘紅玫瑰’、‘紫洋’；大多數(shù)品種（系）無結(jié)實，‘云薯606’、‘S031452’結(jié)實少?！剖?05’主莖數(shù)最多有2.9個，‘隴薯10號’、‘L0529-2’、‘L0527-2’主莖數(shù)最少只有1.0個。各品種（系）株高26.5～57.5 cm，最高的是‘N170’，最矮的是‘L0527-2’。

表2 不同品種（系）植株性狀Table 2 Plant morphological traits of various varieties(lines)

2.3 不同品種（系）塊莖主要外觀性狀

由表3可以看出，塊莖整齊的品種（系）有：‘N151’、‘云薯605’、‘德薯2號’、‘黑美人’、‘紅玫瑰’、‘紫洋’；彩色品種（系）有：‘D514’、‘D549’、‘N151’、‘云薯 605’、‘云薯 606’、‘JN08-58-7’、‘紅美’、‘黑美人’、‘紅玫瑰’、‘紫洋’；除‘云薯505’、‘L0527-2’是麻皮外，所有品種（系）薯皮均為光滑或略麻；所有品種（系）均為淺芽眼或中芽眼。其中彩色品種（系）‘N151’、‘云薯605’、‘黑美人’、‘紅玫瑰’、‘紫洋’塊莖較整齊、芽眼淺，彩色皮肉富含花青素，營養(yǎng)、經(jīng)濟(jì)價值更高。

表3 不同品種（系）塊莖外觀性狀Table 3 Tuber traits of various varieties(lines)

2.4 不同品種（系）病害發(fā)生情況及塊莖外觀品質(zhì)

從表4可以看出，‘中薯5號’、‘N138’、‘N157’、‘德薯2號’、‘L0527-2’有晚疫病發(fā)生，但發(fā)病輕；‘中薯5號’裂薯率為10.0%；‘云薯304’、‘云薯 505’、‘云薯 902’、‘德薯 2號’、‘紅美’爛薯率超過10.0%，其中‘云薯505’、‘云薯902’爛薯率高達(dá)或接近40.0%；‘N170’青薯率接近40.0%；所有品種（系）均沒有發(fā)生二次生長；商品薯率高于90.0%的品種（系）有：‘N157’、‘N170’、‘云薯 506’、‘S031452’、‘JN08-58-7’、‘黑美人’、‘紅玫瑰’，除‘云薯605’、‘云薯606’外，所有品種（系）商品薯率均超過70.0%。因為用藥恰當(dāng)及時，晚疫病得到有效控制，所有品種（系）病情指數(shù)均低于對照。‘云薯505’、‘云薯902’地上部分沒有病蟲害發(fā)生，但塊莖爛薯率高，這可能是由于稻田土壤含水量較高，而馬鈴薯生育期正值雨季，耐濕性較差的品種就極容易爛薯、爛根?！甆170’青薯率高，這可能是由于該品系匍匐莖短，塊莖在淺層土壤生長容易見光造成青頭，通過多次培土可降低青薯率。鮮食品種薯重超過50 g的薯塊定義為商品薯，因為冬種馬鈴薯生育期較短，薯塊偏小，商品薯率超過90%的品種（系）有7個，其中‘JN08-58-7’商品薯率達(dá)98.8%。

2.5 不同品種（系）經(jīng)濟(jì)性狀分析

由表5可以看出，單株塊莖數(shù)超過10.0的品種（系）有：‘D671’、‘云薯606’，少于5.0的品種（系）有：‘JN08-58-7’、‘L0527-2’；單株塊莖重超過500.0 g的品種（系）有：‘中薯5號’、‘D671’、‘云薯 506’、‘德薯 2號’、‘S031452’，其中‘S031452’超過600.0 g，低于300.0 g的品種（系）有：‘云薯505’、‘JN08-58-7’、‘隴薯10號’、‘L0527-2’；單薯重超過70.0 g的品種有：‘中薯5號’、‘N157’、‘N170’、‘云薯506’、‘云薯902’、‘S031452’、‘紅美’，其中‘N170’單薯重90.0 g以上，低于40.0 g的品種有：‘云薯505’、‘云薯605’、‘云薯606’；小區(qū)產(chǎn)量超過對照的品種（系）有：‘D671’、‘云薯506’、‘德薯2號’、‘S031452’，其中‘D671’、‘S031452’產(chǎn)量超過對照5.0%以上，折合產(chǎn)量30 000 kg/hm2以上?！瓺671’、‘S031452’、‘云薯506’單株塊莖重均超過對照，產(chǎn)量排名前3位。

表5 不同品種（系）經(jīng)濟(jì)性狀Table 5 Economic traits of various varieties(lines)

2.6 不同品種（系）主要農(nóng)藝性狀與產(chǎn)量的相關(guān)性分析及通徑分析

根據(jù)試驗設(shè)計，對25個品種（系）的6個主要農(nóng)藝性狀（出苗率、主莖數(shù)、株高、單株塊莖數(shù)、單株塊莖重、商品薯率）及產(chǎn)量進(jìn)行方差分析（表6），結(jié)果表明，6個主要農(nóng)藝性狀和產(chǎn)量在各品種（系）間變異系數(shù)差異較大，可進(jìn)一步進(jìn)行相關(guān)分析。

由表7可以看出，各農(nóng)藝性狀與產(chǎn)量的相關(guān)性由大到小依次為：單株塊莖重、株高、出苗率、單株塊莖數(shù)、主莖數(shù)、商品薯率。其中單株塊莖重（r＝0.94**）、株高（r＝0.80**）、出苗率（r＝0.67**）與產(chǎn)量呈極顯著正相關(guān)，單株塊莖數(shù)（r＝0.42*）、主莖數(shù)（r＝0.41*）與產(chǎn)量顯著正相關(guān)，商品薯率與產(chǎn)量相關(guān)性不顯著（r＝0.25）。說明在本試驗中，單株塊莖重、株高、出苗率、單株塊莖數(shù)、主莖數(shù)是產(chǎn)量構(gòu)成的重要因素。由表7還可以看出，株高與出苗率呈極顯著正相關(guān)（r＝0.63**），單株塊莖重與出苗率呈顯著正相關(guān)（r＝0.44*）；單株塊莖數(shù)（r＝0.46*）、單株塊莖重（r＝0.44*）、株高（r＝0.44*）與主莖數(shù)呈顯著正相關(guān)；單株塊莖重與株高呈極顯著正相關(guān)（r＝0.73**）；單株塊莖重與單株塊莖數(shù)呈顯著正相關(guān)（r＝0.49*），商品薯率與單株塊莖數(shù)呈極顯著負(fù)相關(guān)（r＝-0.68**），因此本試驗各階段的選擇目標(biāo)依次是：從出苗率較好的品種（系）中選株高較高的，再從株高較高的品種（系）中選單株產(chǎn)量較高的，再從單株產(chǎn)量較高的品種（系）中選塊莖數(shù)適中的。

表6 主要農(nóng)藝性狀表現(xiàn)及變異系數(shù)Table 6 Performance and variation coefficients of main agronomic traits

表7 主要農(nóng)藝性狀與產(chǎn)量相關(guān)性分析Table 7 Correlation analysis of main agronomic traits and yields

表8 主要農(nóng)藝性狀與產(chǎn)量的通徑系數(shù)Table 8 Path coefficients analysis of main agronomic traits and yields

為進(jìn)一步分析不同性狀之間的相互作用并揭示其對產(chǎn)量構(gòu)成的影響，對馬鈴薯6個主要農(nóng)藝性狀及產(chǎn)量進(jìn)行通徑分析。由表8可以看出，各農(nóng)藝性狀對產(chǎn)量貢獻(xiàn)的大小依次為：單株塊莖重、出苗率、單株塊莖數(shù)、商品薯率、株高、主莖數(shù)。其中單株塊莖數(shù)、出苗率通過單株塊莖重對產(chǎn)量構(gòu)成有較大的正向作用。因此在選擇單株產(chǎn)量較高的品種（系）的基礎(chǔ)上選擇單株塊莖數(shù)較多、種薯質(zhì)量較好、田間表現(xiàn)較整齊一致的品種（系），對產(chǎn)量的提高有重要作用。

2.7 基于不同品種（系）主要農(nóng)藝性狀和產(chǎn)量的聚類分析

對6個主要農(nóng)藝性狀和產(chǎn)量的原始數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化轉(zhuǎn)換后進(jìn)行聚類，在歐氏距離為2.04處將供試的25個品種（系）劃分為5大類群（圖1）。類群Ⅰ占供試資源的80%，類群Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ共占20%。類群Ⅰ品種（系）的特點(diǎn)是生育期較短，生長發(fā)育對積溫要求較低，適合本地冬春作種植；相反，其余幾個類群的品種（系）生育期較長，收獲時塊莖未完全成熟；類群Ⅱ、Ⅲ、Ⅴ產(chǎn)量低不適合在常德地區(qū)種植；類群Ⅳ只有1個品系‘D671’，其特點(diǎn)是出苗早，耐低溫，植株高壯，塊莖小而多，產(chǎn)量高。上述結(jié)果表明，生育期不能作為引種試驗的定性指標(biāo)，如‘D671’雖然收獲時未完全成熟，但其出苗早、現(xiàn)蕾早、塊莖發(fā)育早，這對產(chǎn)量形成起至關(guān)重要的作用。試驗結(jié)果還顯示品種（系）間、類群間歐氏距離較短，特別是類群Ⅰ的品種（系）資源遺傳基礎(chǔ)相對狹窄。

圖1 主要農(nóng)藝性狀和產(chǎn)量的聚類分析Figure 1 Cluster analysis of main agronomic traits and tuber yields

3 討 論

試驗地位于湘北湖區(qū)，氣候濕潤，無霜期長。12月15日播種，2月下旬至3月下旬陸續(xù)出苗，其中‘D671’、‘N170’、‘隴薯10號’出苗率最高，達(dá)到99%以上；‘N138’、‘N151’、‘N157’、‘云薯304’、‘紅美’、‘黑美人’、‘紅玫瑰’、‘紫洋’成熟后收獲，生育期在51～65 d；試驗表明：主莖數(shù)在2.0～2.5個的品種（系）產(chǎn)量較高，株高在40.0 cm以上的品種（系）產(chǎn)量較40.0 cm以下的品種（系）高；單株塊莖數(shù)較多、單株塊莖質(zhì)量較大的品種（系）產(chǎn)量較高。綜合考慮，‘D671’、‘S031452’產(chǎn)量超過對照5.0%以上，折合產(chǎn)量30 000 kg/hm2以上?！瓺671’產(chǎn)量最高，薯塊小而多，適合制作特色小吃炕土豆，可在武陵山區(qū)推廣種植。而‘S031452’更適合作為普通鮮食品種在洞庭湖區(qū)推廣種植?！甋031452’收獲時未成熟，生育期超過71 d，該品種引自云南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院，株型直立，主莖較少，株高45 cm左右，莖稈粗壯，生長勢強(qiáng)。莖綠中帶紫，葉淺綠色，復(fù)葉大小中等，葉緣平展?；ǚ泵?，花冠白色。塊莖長圓形，塊大且較整齊，略麻皮，芽眼中，薯皮、薯肉乳白色。單株結(jié)薯數(shù)8～9個，商品薯率90.7%，折合產(chǎn)量31 250 kg/hm2。

除‘S031452’外，‘紅玫瑰’可考慮作為引種試種對象，其生育期55 d，出苗整齊，主莖1.4個，株高45 cm，莖紫色，葉深綠色，少花，花冠白色，塊莖長橢圓形，結(jié)薯集中，塊大且整齊，薯皮光滑，芽眼淺，紅皮紅肉，外觀品質(zhì)好，較抗晚疫病。單株結(jié)薯6～7個，商品薯率91.2%，折合產(chǎn)量26 000 kg/hm2以上。雖然‘紅玫瑰’產(chǎn)量不及對照，但商品薯率高，生育期短，可提前收獲，在春末夏初鮮蔬淡季搶占市場，符合經(jīng)濟(jì)效益。‘紅玫瑰’是彩色馬鈴薯品種，富含花青素，更受市場青睞。對25個品種（系）的6個主要農(nóng)藝性狀（出苗率、主莖數(shù)、株高、單株塊莖數(shù)、單株塊莖重、商品薯率）與產(chǎn)量進(jìn)行相關(guān)性分析，其相關(guān)性由大到小依次為：單株塊莖重（r＝0.94**）、株高（r＝0.80**）、出苗率（r＝0.67**）、單株塊莖數(shù)（r＝0.42*）、主莖數(shù)（r＝0.41*）、商品薯率（r＝0.25）。除商品薯率外，其余農(nóng)藝性狀與產(chǎn)量呈顯著或極顯著正相關(guān)，這與仲義等[5]的結(jié)果部分一致。因本試驗的主要目的之一是篩選早熟耐低溫品種（系），所以在12月中旬播種、5月中旬前統(tǒng)一收獲，有些品種（系）出苗較遲，采收時未完全成熟，塊莖少而小，這可能是與前人相關(guān)分析結(jié)果不完全一致的主要原因。

通過通徑分析進(jìn)一步了解不同農(nóng)藝性狀對產(chǎn)量構(gòu)成的重要性，結(jié)果顯示6個農(nóng)藝性狀對產(chǎn)量的貢獻(xiàn)率依次為：單株塊莖重、出苗率、單株塊莖數(shù)、商品薯率、株高、主莖數(shù)。馬鈴薯主要農(nóng)藝性狀與產(chǎn)量相關(guān)分析和通徑分析的結(jié)果存在差異，這是由于各性狀對產(chǎn)量的影響不僅包括各性狀對產(chǎn)量的直接效應(yīng)，還包括各性狀間的間接效應(yīng)，因此在性狀選擇時要充分考慮性狀間的相互制約作用[6]。從本試驗綜合考慮，種薯質(zhì)量、株高、單株塊莖數(shù)、單株產(chǎn)量是產(chǎn)量構(gòu)成的重要因素。

本研究通過聚類分析將25個品種（系）分為5大類，其中類群Ⅰ占供試資源的80%，類群Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ共占20%。類群Ⅰ品種（系）的特點(diǎn)是出苗早，生育期較短，生長發(fā)育對積溫要求較低，入選的2個品種（系）來自該類群。類群Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ的品種（系）生育期較長，收獲時塊莖未完全成熟，產(chǎn)量低，但類群Ⅳ的‘D671’出苗早，現(xiàn)蕾早，塊莖發(fā)育早，對產(chǎn)量形成起至關(guān)重要的作用，雖然收獲時未達(dá)到最高產(chǎn)量，但卻比其他早熟品種（系）高產(chǎn)，證明只要出苗早、耐低溫，中晚熟品種也可在常德地區(qū)冬春季種植，生育期不應(yīng)該是引種試驗的定性指標(biāo)。試驗結(jié)果還顯示品種（系）間、類群間遺傳差異較小，遺傳基礎(chǔ)相對狹窄，這與何虎冀等[3]、邸宏等[7]、段艷鳳等[8]、唐銘霞等[9]、趙光磊等[10]的研究結(jié)果一致。