幾個(gè)馬鈴薯品種塊莖品質(zhì)在榆林地區(qū)的綜合評(píng)價(jià)

張慧慧，曹娟云，王秀康，王 寧，贠 佳，杜常亮，呂文娟

(延安大學(xué) 生命科學(xué)學(xué)院，陜西 延安 716000)

馬鈴薯(Solanum tuberosum L.)為茄科茄屬一年生草本植物，又名土豆、洋芋等，其塊莖可作糧食和蔬菜，同時(shí)也是工業(yè)與食品加工業(yè)不可或缺的原料［1］。馬鈴薯作為世界四大主糧之一，僅次于玉米、水稻和小麥［2］，其產(chǎn)量大和適應(yīng)力強(qiáng)的特點(diǎn)深受農(nóng)民青睞。中國(guó)作為世界馬鈴薯第一大生產(chǎn)國(guó)，同時(shí)也是第一大消費(fèi)國(guó)［3］。農(nóng)業(yè)部2016 年2 月發(fā)布的《關(guān)于推進(jìn)馬鈴薯產(chǎn)業(yè)開(kāi)發(fā)的指導(dǎo)意見(jiàn)》中指出，調(diào)整優(yōu)化種植結(jié)構(gòu)將會(huì)是一項(xiàng)艱巨任務(wù)，隨著人們對(duì)馬鈴薯品質(zhì)的關(guān)注增加，對(duì)馬鈴薯品種的篩選工作是目前的當(dāng)務(wù)之急［4］。榆林市“主糧化”發(fā)展已成為當(dāng)?shù)伛R鈴薯產(chǎn)業(yè)開(kāi)發(fā)乃至現(xiàn)代農(nóng)業(yè)建設(shè)的“重頭戲”［5］。馬鈴薯作為主糧產(chǎn)品需有淀粉含量高，還原糖含量低，加工品質(zhì)好等特點(diǎn)［6-7］，馬鈴薯主糧化加工對(duì)品種的要求也越來(lái)越高［8］。

榆林地處陜西省的最北部，是黃土高原與內(nèi)蒙古高原的過(guò)渡區(qū)域，土壤以黃綿土為主，土質(zhì)疏松，屬于溫帶半干旱大陸性季風(fēng)氣候，雨熱同季，晝夜溫差大，日照時(shí)間長(zhǎng)，非常適合馬鈴薯生長(zhǎng)。近年來(lái)隨著主糧化發(fā)展，該地區(qū)馬鈴薯種植規(guī)模不斷擴(kuò)大，種植的主要品種有冀張薯8 號(hào)、青薯9號(hào)等。就該地區(qū)種植的馬鈴薯品種對(duì)于目前的市場(chǎng)和生產(chǎn)過(guò)程來(lái)說(shuō)，能夠滿(mǎn)足實(shí)際需求的數(shù)量并不多，并且能夠同時(shí)滿(mǎn)足高淀粉含量以及產(chǎn)量穩(wěn)定的品種更是屈指可數(shù)［9］。2016 年常勇等人以冀張薯8 號(hào)為對(duì)照，試驗(yàn)認(rèn)為隴薯13 號(hào)、中薯20號(hào)、冀張薯12 號(hào)適宜在榆林大面積推廣［10］;同年楊永春等人通過(guò)對(duì)隴薯7 號(hào)、黑美人、隴薯13 號(hào)、紫花白、春薯9 號(hào)5 個(gè)品種篩選，表明隴薯13 號(hào)、春薯9 號(hào)可以在當(dāng)?shù)赝茝V種植［11］;韓黎明和童丹以新大坪、隴薯6 號(hào)為對(duì)照，認(rèn)為青薯9 號(hào)、冀張薯8 號(hào)、隴薯10 號(hào)等3 個(gè)可在干旱半干旱地區(qū)大面積示范種植［12］。針對(duì)目前生產(chǎn)中應(yīng)用的馬鈴薯品種，我們選取了在榆林地區(qū)普遍種植的6 個(gè)新引進(jìn)品種，通過(guò)測(cè)定其主要品質(zhì)指標(biāo)，采用主成分分析法對(duì)馬鈴薯的品質(zhì)進(jìn)行綜合分析比較，篩選出最適合該地區(qū)種植的品種，為當(dāng)?shù)伛R鈴薯產(chǎn)業(yè)發(fā)展服務(wù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

供試馬鈴薯(Solanum tuberosum L.)為甘引薯1 號(hào)、希森3 號(hào)、希森5 號(hào)、希森6 號(hào)、蘇蘭1號(hào)、冀張薯12 號(hào)等6 個(gè)品種，以冀張薯8 號(hào)作為對(duì)照。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)在榆林市農(nóng)業(yè)示范基地馬鈴薯實(shí)驗(yàn)站進(jìn)行，供試土壤pH 值為8.1，有機(jī)質(zhì)含量為8.85 g·kg-1，全氮含量為0.36 g·kg-1，堿解氮含量為48.90 mg·kg-1，有效磷含量為13.95 mg·kg-1，速效鉀含量為87 mg·kg-1。種植方式為機(jī)械起壟，每小區(qū)10 壟，每壟種植1 行馬鈴薯，壟底寬95 cm，株距23 cm，密度45 000 株·hm-2。土壤狀況、種植密度、施肥水平、田間管理均相同一致。播種時(shí)用70%乙醇消毒過(guò)的刀切種，每塊留2～4 個(gè)芽眼，6 月19 日播種，播種深度為8～10 cm，于10 月8 日收獲。8 月22 日開(kāi)始防治病害，田間管理同大田。植株成熟后統(tǒng)一收獲，在田間進(jìn)行塊莖放置于陰涼且通風(fēng)的倉(cāng)庫(kù)中貯藏。收獲后第15 d 進(jìn)行測(cè)試和比較。

1.3 測(cè)定方法

在馬鈴薯收獲期，每個(gè)品種隨機(jī)選取20 株測(cè)定馬鈴薯單株塊莖重量。取各品種的鮮樣，經(jīng)清洗、晾干、去皮，切割為大小一致的塊樣［13］。選相同部位的塊樣，測(cè)定馬鈴薯品質(zhì)，其中淀粉含量和可溶性總糖含量采用蒽酮比色法［14］;還原糖含量采用3，5-二硝基水楊酸比色法測(cè)定［15］。

1.4 數(shù)據(jù)分析

馬鈴薯塊莖品質(zhì)數(shù)據(jù)用SPSS 19.0 統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行方差分析(Duncan p ＜0.05)，用Sigmaplot14.0 作圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 單株塊莖重量

對(duì)不同品種馬鈴薯單株塊莖重量之間進(jìn)行比較，(圖1)，單株塊莖重量最大的是希森6 號(hào)，比對(duì)照品種冀張薯8 號(hào)高出82.7%，比甘引薯1號(hào)、希森3 號(hào)、希森5 號(hào)、蘇蘭1 號(hào)、冀張薯12 號(hào)分別高出43.9%、42.5%、37.9%、13.9% 和9.0%。新引進(jìn)品種都比原有品種單株塊莖重量高，其中希森6 號(hào)單株塊莖重顯著高于對(duì)照組冀張薯8 號(hào)，甘引薯1 號(hào)、希森3 號(hào)、希森5 號(hào)、蘇蘭1 號(hào)、冀張薯12 號(hào)與對(duì)照組無(wú)顯著性差異。

圖1 不同品種馬鈴薯單株塊莖重量

2.2 淀粉含量

不同品種馬鈴薯淀粉含量之間進(jìn)行比較(圖2)，不同品種馬鈴薯淀粉含量存在顯著性差異，其中希森3 號(hào)淀粉含量最高，為22.98%，比對(duì)照品種冀張薯8 號(hào)高出120.6%，希森5 號(hào)、希森6號(hào)、蘇蘭1 號(hào)、冀張薯12 號(hào)分別比冀張薯8 號(hào)高出66.7%、56.1%、100.9%、89.5%，甘引薯1 號(hào)含量最低為9.35%，比對(duì)照品種冀張薯8 號(hào)低10.3%。希森3 號(hào)、希森5 號(hào)、希森6 號(hào)、蘇蘭1號(hào)、冀張薯12 號(hào)淀粉含量極顯著高于對(duì)照品種，甘引薯1 號(hào)淀粉含量與冀張薯8 號(hào)無(wú)顯著性差異。

圖2 不同品種馬鈴薯淀粉含量

2.3 還原糖含量

實(shí)驗(yàn)將不同品種馬鈴薯還原糖含量之間進(jìn)行比較(圖3)，蘇蘭1 號(hào)的還原糖含量最低，為0.08%，比對(duì)照品種低了20.0%，其次是冀張薯12 號(hào)比對(duì)照品種低19.2%，希森3 號(hào)還原糖含量最高，為0.23%，比對(duì)照品種高125.0%，甘引薯1 號(hào)、希森5 號(hào)、希森6 號(hào)分別比冀張薯8 號(hào)高出55.0%、20.0%、29.2%。其中希森3 號(hào)還原糖含量顯著高于冀張薯8 號(hào)，甘引薯1 號(hào)、希森5 號(hào)、希森6 號(hào)、蘇蘭1 號(hào)、冀張薯12 號(hào)與冀張薯8 號(hào)無(wú)顯著差異。

圖3 同品種馬鈴薯還原糖含量

2.4 可溶性總糖含量

不同品種馬鈴薯可溶性總糖含量之間進(jìn)行比較(圖4)，甘引薯1 號(hào)可溶性總糖含量最低，為0.88%，比對(duì)照品種低了62.2%，含量同樣低于對(duì)照品種的還有希森3 號(hào)，低了25.1%，希森5號(hào)、希森6 號(hào)、蘇蘭1 號(hào)、冀張薯12 號(hào)分別比冀張薯8 號(hào)高4.6%、36.4%、54.5%、6.9%，其中蘇蘭1 號(hào)可溶性總糖含量最高，為3.60%。其中希森6 號(hào)、蘇蘭1 號(hào)含量顯著高于冀張薯8 號(hào)，甘引薯1 號(hào)可溶性總糖含量顯著低于冀張薯8 號(hào)，希森3 號(hào)、希森5 號(hào)、冀張薯12 號(hào)與對(duì)照品種差異不顯著。

2.5 馬鈴薯塊莖品質(zhì)的綜合評(píng)價(jià)

圖4 不同品種馬鈴薯可溶性糖含量

采用主成分分析馬鈴薯塊莖品質(zhì)，對(duì)馬鈴薯的4 個(gè)品質(zhì)指標(biāo)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理，結(jié)果如表1所示。之后根據(jù)相關(guān)矩陣得到了四個(gè)主成分，選取其中特征值＞1 的主成分，其特征值、貢獻(xiàn)率和累計(jì)貢獻(xiàn)率如表2 所示，第一主成分和第二主成分的累積貢獻(xiàn)率達(dá)到85.8%，第一主成分的貢獻(xiàn)率為56.4%。

表1 馬鈴薯不同品質(zhì)指標(biāo)的標(biāo)準(zhǔn)化處理

表2 主要成分的特征值、貢獻(xiàn)率和累積貢獻(xiàn)率

將特征向量與品質(zhì)指標(biāo)帶入公式計(jì)算各品質(zhì)指標(biāo)與選取的兩個(gè)主成分的關(guān)系，得到馬鈴薯品質(zhì)指標(biāo)的綜合評(píng)價(jià)，排名如表3 所示，蘇蘭1 號(hào)的得分排名為第一，排名第二和第三的分別是希森6 號(hào)和冀張薯12 號(hào)。

表3 主成分分析法評(píng)價(jià)馬鈴薯品質(zhì)綜合指標(biāo)分?jǐn)?shù)與排名

3 討論與結(jié)論

研究采用大田實(shí)驗(yàn)，以冀張薯8 號(hào)為對(duì)照品種，對(duì)6 個(gè)不同品種馬鈴薯在同等環(huán)境下種植得到的塊莖品質(zhì)進(jìn)行對(duì)比研究，綜合分析初步確定:蘇蘭1 號(hào)和冀張薯12 號(hào)2 個(gè)品種產(chǎn)量高，營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)較好，淀粉含量較高，還原糖含量低，滿(mǎn)足馬鈴薯主糧品種高產(chǎn)量、高淀粉含量以及低還原糖含量的要求。還原糖含量與馬鈴薯的加工品質(zhì)密切相關(guān)，并且是選擇優(yōu)質(zhì)鮮食或加工用品種的重要指標(biāo)［16］。還原糖含量低不僅能夠提高馬鈴薯加工工藝和產(chǎn)品品質(zhì)，還會(huì)增加馬鈴薯制品的風(fēng)味和營(yíng)養(yǎng)價(jià)值，研究表明馬鈴薯加工過(guò)程中美拉德反應(yīng)的發(fā)生幾率會(huì)隨著還原糖含量的增加而升高，進(jìn)而導(dǎo)致加工后的產(chǎn)品顏色出現(xiàn)褐變現(xiàn)象［17］。所以在該地區(qū)種植這兩個(gè)品種具有良好的主糧化開(kāi)發(fā)前景;希森3號(hào)淀粉含量最高，馬鈴薯的基因型仍發(fā)揮著決定其特有特性淀粉含量的高低，并且長(zhǎng)時(shí)間的生育過(guò)程可以使淀粉含量更好地積累［18］，淀粉含量高是全粉加工品種營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)的重要指標(biāo)之一，建議選用希森3 號(hào)作為馬鈴薯淀粉加工的專(zhuān)用品種;希森6 號(hào)產(chǎn)量最高，可作為鮮食專(zhuān)用品種［19］;甘引薯1 號(hào)、希森5 號(hào)和冀張薯8 號(hào)產(chǎn)量低，營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)較差，不宜在本地區(qū)推廣種植。在采用主成分分析法進(jìn)行分析的過(guò)程中，選取了2 個(gè)主成分，通過(guò)這2 個(gè)主成分來(lái)描述原變量信息已經(jīng)達(dá)到85.84%，可以替代4 個(gè)品質(zhì)指標(biāo)的綜合分析，根據(jù)排名顯示蘇蘭1號(hào)位居第一，可以推薦蘇蘭1 號(hào)在陜北地區(qū)大面積示范種植。

榆林市馬鈴薯發(fā)展目前存在品種單一，加工水平落后等問(wèn)題。本研究引進(jìn)的品種過(guò)少，從馬鈴薯的幾個(gè)品質(zhì)指標(biāo)進(jìn)行比較，未進(jìn)行主食加工性狀比對(duì)試驗(yàn)，研究結(jié)果中，希森6 號(hào)與蘇蘭1 號(hào)兩個(gè)品種評(píng)分均高于冀張薯12 號(hào)。今后要加強(qiáng)馬鈴薯新品種的引進(jìn)和選育，篩選出適合榆林地區(qū)種植的新品種。