美國引進(jìn)薯條加工型馬鈴薯在云南省的初步篩選評價

梁淑敏 楊妍 施彥軍 蔣偉 盧麗麗 尹自友 包麗仙 李先平

摘要：目的：為解決我國加工企業(yè)依賴原料進(jìn)口和加工型品種缺乏的難題，篩選適宜我國云南栽培的薯條加工型馬鈴薯。方法：從美國引進(jìn)一批薯條加工型馬鈴薯品種/系，采用因子分析方法對生長適應(yīng)性、薯條加工品質(zhì)等進(jìn)行綜合評價。結(jié)果：引自美國的16個薯條加工型品種在云南3個試驗點的表現(xiàn)具有：晚疫病抗性不強，需要人工防治輔助;薯型的長度最長為M3，長寬比最接近175的為M2、YS401;在塊莖炸條后質(zhì)地上表現(xiàn)綜合評價得分較高的為M3、M2、M6。3個點綜合評價，得分排前4名的品種/系為M3、YS401、M2、M6;目前超過對照品種YS401的品種/系為M3。結(jié)論：初步篩選出適宜云南種植的美國引進(jìn)薯條加工型品種/系為M3、M2、M6。該結(jié)果可為我國引進(jìn)美國薯條加工型馬鈴薯品種提供科學(xué)依據(jù)。

關(guān)鍵詞：美國引進(jìn);薯條加工;馬鈴薯;云南省

薯條加工是馬鈴薯商業(yè)化加工的重要方式[1]。隨著麥當(dāng)勞、肯德基等國外快餐業(yè)進(jìn)入我國，國內(nèi)馬鈴薯消費從傳統(tǒng)主要以鮮食為主變得更加多樣化[23]。目前我國自主選育的薯條加工型品種很少，導(dǎo)致薯條加工型馬鈴薯品種缺乏[4]，云南目前僅有云薯401（YS401）為薯條加工型品種，這不僅導(dǎo)致薯條加工原料依賴進(jìn)口，同時優(yōu)良的加工型品種更需要國外引進(jìn)。美國的薯條加工型馬鈴薯育種居于世界領(lǐng)先水平，世界薯條加工專用型馬鈴薯品種大部分來自于美國，而美國馬鈴薯種植區(qū)域（美國西北部高緯度）氣候條件與云南低緯度高原完全不同，引種面臨品種適應(yīng)性的問題。為解決我國加工企業(yè)依賴原料進(jìn)口和加工型品種缺乏的難題，篩選適宜我國云南栽培的薯條加工型馬鈴薯，本研究對美國引進(jìn)的薯條加工專用型馬鈴薯新品種/品系在云南各種氣候條件下進(jìn)行多點的適應(yīng)性評價，篩選適宜云南氣候條件種植的薯條加工型品種采用因子分析方法對生長適應(yīng)性、薯條加工品質(zhì)等進(jìn)行綜合評價，篩選出不同地點表現(xiàn)優(yōu)良的引進(jìn)材料，為我國引進(jìn)美國薯條加工型馬鈴薯品種提供科學(xué)依據(jù)。

1材料與方法

11材料

從美國引進(jìn)的薯條加工型品種/系16個（3個試驗點共有的11個），M1、M2、M3、M5、M6、M7、M14、M20、M21、M22、M24、M25、M26、M27、M28、M29，薯條加工型品種YS401為對照。試驗于2019年4月—2019年10月在云南省會澤縣待補鎮(zhèn)白泥井村，經(jīng)度25°53′24″，緯度103° 19′120″，海拔2 668m;昭通市昭陽區(qū)綠蔭村，經(jīng)度103°38′42″，緯度27°16′35″，海拔1 930m）和昆明市祿勸縣馬鹿塘鄉(xiāng)三發(fā)村經(jīng)度102°34′4″，緯度26°5′42″，海拔2 794m。

12方法

繁育引進(jìn)品種的試管苗各800株，移至溫室苗盤內(nèi)煉苗2周;于5月初移栽至大田，前期用噴灌澆水保障成活率，后期進(jìn)行晚疫病防治。種植株距03m，行距07m，每個材料播種2～6行260株左右。收獲時分小區(qū)計產(chǎn)，按薯塊大小進(jìn)行分級，50 g以下的為小薯，50 g及以上的為大薯，分別記錄各處理大、小薯的重量，折算成單產(chǎn)。

13塊莖加工品質(zhì)指標(biāo)測定及評價

131試驗材料馬鈴薯：形狀完整，大小基本均勻，無蟲蛀、病害、腐爛、霉變及凍傷;食用棕櫚油。

132試驗方法

（1）薯條制備：選擇10個均勻、瑕疵少的馬鈴薯塊莖，除去塊莖上的土壤和碎屑，用自來水輕輕洗滌。將清洗后的馬鈴薯塊莖切成截面為7mm×7mm（約1/4×1/4英寸）的長方形條狀，并收集每個塊莖的中心條帶（4條）。將40條中心條帶放到同一個漏勺中，在81℃的水中漂白6min，然后將條帶以單層放置于金屬絲架上，放干燥箱中，82℃，3min。將40個條帶放入油炸鍋，用植物油炸，預(yù)熱至1905℃，持續(xù)4min，取出，吸干，靜置1min。放入同一鍋中1905℃再炸105s后取出，在紙巾上冷卻1min。采用振動瀝油法，去除薯條多余油脂，降低含油量。

（2）薯條評價：①脆性：品質(zhì)評價是隨機從薯條中選擇兩條，并排排列，然后用門牙輕咬來評價它們的脆度。如果咬一口有明顯的令人愉悅的輕脆感，則可獲得5分。分值范圍為1～9分，最好為5分。完全不脆為1分、嚴(yán)重緊縮為9分。②外殼：評價外殼是用牙齒輕輕咬住并排排列的2根薯條，用手輕輕向前拉并感受拉出薯條的拉力。如果輕輕的有一點拉力就都能從牙齒中拉出1根薯條，則可獲得5分。分值范圍為1～9分，最好為5分。不費力分值為1分、很費勁分值為9分。③細(xì)膩度：評價細(xì)膩度是用牙齒咬住薯條，用舌頭通過與上顎的摩擦力將薯條的內(nèi)部和外殼分開，感受薯條內(nèi)部的顆粒。如果感覺到薯條內(nèi)部有較小的、略微堅硬的顆粒時，則可評為5分。分值范圍為1～9分，最好為5分。無顆粒分值為1分、有粗大顆粒為9分。④濕度：濕度的評價是隨機抽取2條薯條，將薯條并排放在下排臼齒上，上排臼齒向下咬住，感受薯條的濕度。當(dāng)感覺到薯條有輕微干燥但稍有濕潤時可評為5分。分值范圍為1～9分，最好為5分。極其干燥為1分、極其濕潤為9分。⑤外觀表現(xiàn)：外觀表現(xiàn)得分為：5～9分;顏色均勻鮮亮為5分最好、極其嚴(yán)重褐變的為9分。⑥內(nèi)部表現(xiàn)：品質(zhì)評價是從薯條中隨機選取4條并切成兩半，通過對薯條內(nèi)部是否有煮熟外觀和空心程度進(jìn)行視覺觀察。薯條內(nèi)部若是蓬松、煮熟的外觀則可評為5分。分值范圍為1～9分，最好為5分。特別生為1分、空心特別嚴(yán)重為9分。

14評價因子各指標(biāo)臨界值的確定

根據(jù)生長適應(yīng)性和麥當(dāng)勞薯條加工評價金標(biāo)準(zhǔn)，確定評價指標(biāo)的臨界值，其中產(chǎn)量、單株薯重、抗晚疫病指標(biāo)（AUDPC）以云薯401為1，商品率為商品率的原始數(shù)據(jù)，未做處理（表1）。

15單指標(biāo)等級劃分和指標(biāo)值的處理

單個評價指標(biāo)對生長適宜性和加工品質(zhì)的影響，主要通過對馬鈴薯生長發(fā)育的適宜性（產(chǎn)量、長勢等）或限制性（AUDPC）來表現(xiàn)，因此根據(jù)評價指標(biāo)值與馬鈴薯產(chǎn)量的關(guān)系可確定評價指標(biāo)隸屬函數(shù)的類型。評價指標(biāo)由于其實測值量綱不同，在求算綜合評價指標(biāo)時，應(yīng)經(jīng)過一定的數(shù)學(xué)處理。對篩選的指標(biāo)，建立相應(yīng)的隸屬度函數(shù)，計算其隸屬度值，表示為評價指標(biāo)適宜性或限制性的狀態(tài)值。采用多元統(tǒng)計分析的因子分析法，提取潛在的馬鈴薯生長和加工品質(zhì)的影響因子，并且確定各因子的權(quán)重。

16評價指標(biāo)隸屬函數(shù)模式的選擇

不同馬鈴薯生長因子和加工品質(zhì)性狀對馬鈴薯生長適宜性和加工適宜性的影響程度是模糊的，大多數(shù)因子對馬鈴薯生長適宜性的影響呈“S”型曲線、反“S”型或拋物線型（梯型），為了便于計算將不同指標(biāo)曲線函數(shù)轉(zhuǎn)化為折線函數(shù)。產(chǎn)量、穩(wěn)產(chǎn)系數(shù)、AUDPC、單株重、商品率等為“S”型，見式（1），植株長勢、成熟期以及炸條品質(zhì)性狀包括脆性、外殼、細(xì)膩度、濕度、質(zhì)地變化、內(nèi)部表現(xiàn)、長寬比等為反“S”型函數(shù)，見式（2），淀粉含量、干物質(zhì)含量為拋物線型，見式（3）。

μ（x）=01，x≤a01+09*（xaba），a

式（1）中，μ（x）：隸屬函數(shù);x：實測值;a、b為因子臨界值。

μ（x）=01，x≤a109*（xaba），a

μ（x）=01，x≤a，x≥b01+09*（xaba），a

17薯條加工品質(zhì)綜合指標(biāo)計算

采用因子分析法，確定評價指標(biāo)的權(quán)重，對主要影響因子進(jìn)行因子分析，求得各個指標(biāo)的特征根和貢獻(xiàn)率，由因子載荷矩陣求得馬鈴薯生長和加工品質(zhì)適宜性指標(biāo)的權(quán)重系數(shù)，再由權(quán)重系數(shù)求得評價指標(biāo)的權(quán)重，最后提取出潛在的影響因子，建立綜合評價模型，分別將篩選出的指標(biāo)按高載荷分類。根據(jù)各個指標(biāo)的權(quán)重和主要影響因子對潛在因子的隸屬度，采用模糊數(shù)學(xué)的加乘法原則，求得薯條加工綜合指標(biāo)值FQI，其評價模型為式（4）：

FQI =∑W（Xi）×f（Xi）（4）

式（4）中，W（Xi）為薯條評價各因子的權(quán)重系數(shù)、f（Xi）為薯條評價的各因子的隸屬度值，由此可以計算不同品系/種的薯條品質(zhì)綜合評價得分結(jié)果。

2結(jié)果與分析

21農(nóng)藝性狀評價

在昭通所有的材料產(chǎn)量均未超過對照YS401（圖2），其中M2、M1、M22、M24、M20、M29這6個材料產(chǎn)量表現(xiàn)較好，M2、M1、M22、M24與YS401長勢一致，M20和M29長勢中等，M2、M1、M22與 YS401一樣成熟期較晚，M24、M20和M29這3個成熟期較早。YS401抗晚疫病最好，M2、M1、M22、M24、M20、M29這6個材料比YS401抗晚疫病稍差。在祿勸，M2和M3兩個材料產(chǎn)量超過對照YS401，超過15噸的材料有M2、M3、M1、M6和M7。通過多點試驗可以發(fā)現(xiàn)，不同薯條加工品系在不同地方的適宜性不同，目前兩個地點均表現(xiàn)較好的為M2（穩(wěn)產(chǎn)性最好），M1稍差些。單株重最高為YS401、M2、M3和M1。商品率為M3最高。白泥井試驗點遭大雨積水，產(chǎn)量極低，長勢和產(chǎn)量數(shù)據(jù)未納入計算和評價。

22塊莖性狀及炸條品質(zhì)評價

221塊莖長及塊莖長寬比評價3個點所有品系平均塊莖長度最長和平均長寬比最大的地點為昭通（表2），而M3為平均塊莖長最長的品系，同時所有的品系/品種的塊莖長度都超過了5cm（5cm為商業(yè)化加工薯條品種的最低標(biāo)準(zhǔn)[1]）。平均長寬比最接近175（美國的麥當(dāng)勞薯條加工評價金標(biāo)準(zhǔn)）的品系3個點一致，為M2、云薯401，一般長寬比大于175的都應(yīng)該適宜薯條加工，因此，除M14、M24外，其余品系基本都適宜薯條加工。

222塊莖淀粉含量和干物質(zhì)含量評價表3表明，2個點都是M22淀粉含量和干物質(zhì)含量（2846%）最高，淀粉和干物質(zhì)含量均采用水比重法測定[5]。由于干物含量過低和過高都不適宜薯條加工，美國麥當(dāng)勞薯條加工評價金標(biāo)準(zhǔn)最適宜炸條的干物質(zhì)量范圍為207%～240%和淀粉含量范圍為138%～168%，因此，該2個指標(biāo)最適宜的品系為M3、YS401。

223塊莖炸條性狀評價表4表明，脆性表現(xiàn)較好的品系為M1、M2、M5、M22;外殼表現(xiàn)較好的品系為M1、M2、M7、M24、YS401;細(xì)膩度表現(xiàn)較好的品系為M1、M2、M5、M6、YS401;濕度表現(xiàn)較好的品系為M3、M6、M7、M24;外觀表現(xiàn)較好的品系為M1、M2、M14、M21、M22、M25、YS401;內(nèi)部表現(xiàn)表現(xiàn)較好的品系為M6、M21、M22。

23因子分析綜合評價

昭通因子分析評價得分排前4名的品種/系為YS401、M2、M22、M6;祿勸得分排前4名的品種/系為M3、M2、M1、YS401;白泥井僅為塊莖薯條加工適宜性評價，得分排前4名的品種/系為YS401、M24、M3、M6;3個點綜合評價得分排前4名的品種/系為M3、YS401、M2、M6，超過YS401的品種/系為M3。因此，篩選出目前適宜云南省的美國引進(jìn)薯條加工型品種/系為M3、M2、M6，不僅在生長適宜性和塊莖薯條加工適宜性都表現(xiàn)較好。

3討論

在選擇馬鈴薯薯條加工型品種時，除了考慮田間農(nóng)藝性狀是否滿足加工的需要外，還需考慮塊莖品質(zhì)性狀[1]。這些農(nóng)藝性狀數(shù)據(jù)是進(jìn)行薯條加工品種選擇的基礎(chǔ)[56]，其包括塊莖產(chǎn)量、芽眼深度、薯肉色澤、塊莖長、塊莖寬、塊莖長寬比、抗病性和商品薯率。薯條加工品質(zhì)性狀是評價塊莖是否適宜薯條加工，其包括干物質(zhì)含量、淀粉含量、蔗糖含量、葡萄糖含量、果糖含量、游離氨基酸含量、綠原酸含量、糖苷堿含量、檸檬酸含量、抗壞血酸含量、薯條色澤變化、炸條前后的質(zhì)地變化，炸后薯條硬度等[79]，但是要篩選一個優(yōu)良的薯條加工型品種，采用單個指標(biāo)的好壞不能決定該品種的去留，需要利用農(nóng)藝性狀結(jié)合薯條加工品質(zhì)性狀指標(biāo)進(jìn)行綜合評價[10]。

目前，國內(nèi)現(xiàn)有的3篇薯條加工引進(jìn)文獻(xiàn)[1，3，11]主要是針對單一指標(biāo)的好壞對薯條加工型馬鈴薯品系進(jìn)行評價，如劉娟等[1]表明，品系071932在甘肅的干物質(zhì)含量（256%±115%）是所有品種品系中最高的，而引進(jìn)美國的該批材料中在云南的干物質(zhì)含量最高的品系為M22（2846%）。同時，有的評價指標(biāo)還存在差異，如美國的麥當(dāng)勞薯條加工評價金標(biāo)準(zhǔn)的塊莖長寬比為175最佳，而Si等[12]和Kirkman等[13]的塊莖長寬比標(biāo)準(zhǔn)為15。而且綜合農(nóng)藝性狀和薯條加工品質(zhì)的評價還很少，鑒于我國薯條加工型馬鈴薯品種還很缺乏，合理引進(jìn)和充分利用美國的薯條加工型品種，可以彌補我國該方面的缺陷。

引進(jìn)美國的16個薯條加工型品種在云南3個點的表現(xiàn)：（1）晚疫病抗性不強，需要人工防治輔助;（2）薯型的長度最長為M3，長寬比最接近175的為M2和云薯401;（3）在塊莖炸條后質(zhì)地上表現(xiàn)綜合評價得分高的為M3、M2、M6。由于該研究采用的是試管苗移栽，產(chǎn)量數(shù)據(jù)與薯塊播種結(jié)果可能有一定的差距。目前雖然取得了一些初步結(jié)果，但仍需添加幾個評價指標(biāo)，如塊莖的整齊度。還有目前薯條加工型品種/品系的評價是在大春上進(jìn)行評價，還需在云南冬小春進(jìn)行評價，充分提高引進(jìn)品種的利用率?！?/p>

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