美國薯條加工型馬鈴薯品種原原種繁育研究

包麗仙，蔣 偉，盧麗麗，劉凌云，李先平

(1.云南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院經(jīng)濟作物研究所, 昆明 650205;2.云貴高原馬鈴薯與油菜科學(xué)觀測實驗站, 昆明 650200)

馬鈴薯不僅是重要的糧食作物，而且它用途多、產(chǎn)業(yè)鏈長，是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中加工產(chǎn)品最豐富的原料作物。薯條是最常見的快餐之一，深受廣大消費者特別是年輕消費者的喜愛。薯條主要有冷凍薯條、鮮切薯條等，從2000年以來我國的冷凍薯條一直以進(jìn)口為主，占馬鈴薯進(jìn)口總額的99%以上，市場主要來自美國、加拿大和新西蘭等地[1]。我國薯條加工專用品種緊缺，原料供應(yīng)缺乏，薯條加工產(chǎn)業(yè)一直面臨供不應(yīng)求的問題[2-3]。布爾班克(Russet Burbank)是世界上最重要的薯條加工品種，從其育成至今已有百余年的歷史[4]。布爾班克也是我國引進(jìn)的薯條加工型品種之一，但因該品種對土壤、氣候、栽培技術(shù)要求高而沒有得到大面積推廣[5]。為了解決布爾班克品種退化的問題，美國育種家一直致力于薯條加工品種的選育開發(fā)，并且育成了多個可以與布爾班克相媲美的品種，譬如Ranger Russet[6]、Umatilla Russet[7]、Blazer Russet[8]、Clearwater Russet[9]等。從美國引進(jìn)這些優(yōu)良的薯條加工型品種在國內(nèi)種植并篩選出適宜推廣的品種，是促進(jìn)我國薯條加工型品種開發(fā)和選育的策略之一。云南氣候類型種類繁多，地形地貌多樣，海拔高度差異大，適合馬鈴薯的周年生產(chǎn)。在云南篩選培育的薯條加工型新品種，通過不同緯度、海拔高度、土壤類型的多點多地選育，最終獲得的品種有望在全國范圍推廣。

原原種繁育是馬鈴薯脫毒種薯生產(chǎn)的關(guān)鍵，為保證種薯質(zhì)量，防止病毒再感染，利用莖尖脫毒培育試管苗，在溫室或防蟲網(wǎng)室生產(chǎn)原原種[10]。為了評估從美國引進(jìn)的薯條加工型品種在原原種生產(chǎn)上的品種差異性，本試驗以23個美國薯條加工型品種或品系為試驗對象，用云南省選育的薯條加工型馬鈴薯品種云薯401作為對照，通過對其生長期內(nèi)株高和長勢的調(diào)查以及收獲后原原種產(chǎn)量和質(zhì)量的評價，比較不同品種間的差異，以期為田間篩選優(yōu)良品種示范推廣的原原種生產(chǎn)提供參考。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

本試驗的研究材料來自美國農(nóng)業(yè)部的23個薯條加工型品種，以及云南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院育成的薯條加工型品種云薯401(S 03-259)[11]作為對照，供試材料種植1 476～2 296株(表1)。試驗所用脫毒組培苗來自云南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院經(jīng)濟作物研究所馬鈴薯研究中心。移栽7 d前，脫毒組培苗放置在與待移栽防蟲網(wǎng)溫室條件一致、干凈的溫室大棚內(nèi)煉苗。

表1 引自美國薯條加工型品種及對照品種

1.2 試驗方法

2019年8月至12月，本試驗在云南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院嵩明科研基地防蟲網(wǎng)溫室內(nèi)進(jìn)行。每份材料種植在一個長為16 m，寬為1.4 m的苗床內(nèi)。選用珍珠巖+草泥炭(3∶1)充分?jǐn)嚢杌靹蜃龌|(zhì)，把基質(zhì)裝入苗床內(nèi)，苗床基質(zhì)厚度為10 cm。栽植時，在劃好的栽植線上打小洞，株距為10 cm，種完后每天上午澆水1次，持續(xù)3 d，之后根據(jù)天氣情況和基質(zhì)濕度澆水。栽植9 d后進(jìn)行首次追肥。全生育期施肥6次，前2次施用高N型全營養(yǎng)型水溶肥(N-P-K=30-10-10)，中間2次用平衡型(N-P-K=20-20-20)，后2次用高鉀型水溶肥(N-P-K=10-0-30)澆施，其間對長勢差的幾個材料單獨補肥3次(高N型水溶肥加尿素)。為防止病蟲害的發(fā)生，前期用施保根、惡霉靈防治立枯?。挥么i鋅、烯酰嗎啉、抑快銀利防晚疫病，后期用阿米西達(dá)防早疫病，同時也防晚疫?。幌x害主要是潛葉蠅，采用蟲螨光、阿維菌素防治。

1.3 苗期長勢觀察及原原種收獲分級

種苗成活后55 d，調(diào)查苗期長勢(1～9級)。收獲前20 d，測量供試材料株高，每個材料隨機測量20株。收獲前15 d停止?jié)菜?，收獲時先拔除莖葉部位，然后將原原種輕輕翻出。剔除有瘡痂病、腐爛和混雜的種薯，原原種按照5個等級進(jìn)行劃分并計數(shù)即：1級(>20 g)，2級(10～20 g)，3級(5～10 g)，4級(2～5 g)和5級(<2 g)。

1.4 數(shù)據(jù)分析

試驗數(shù)據(jù)使用Excel 2007軟件分析并作圖，利用Mesquite v.3.2[12]軟件對品種原原種的結(jié)薯性進(jìn)行聚類分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同材料的株高和長勢

株高和長勢反映了品種的適應(yīng)情況。在株高方面，與對照云薯401(S 02-259)相比，M 12和M 25的株高中位數(shù)以及變異幅度與云薯401最接近；M 10、M 14、M 15、M 34和M 4株高高于云薯401，但是變異幅度比云薯401大，特別是M 10，表明這5個材料整齊度稍差于云薯401；其余16個品種或品系材料，株高低于云薯401，有些材料株高非常低，譬如M 18(圖1 A)。在長勢方面，8個材料長勢與云薯401一致(7級)，7個材料比云薯401好，甚至達(dá)到9級(M 15)，其余9個材料長勢比云薯401差(圖1 B)。綜合株高和長勢的表現(xiàn)，10個材料與對照品種云薯401表現(xiàn)相近甚至優(yōu)于對照品種，這10個材料分別是M 1、M 12、M 14、M 15、M 16、M 17、M 22、M 25、M 34和M 4。

圖1 24份材料的株高(A)和長勢(B)

2.2 材料內(nèi)不同大小級別原原種單株結(jié)薯個數(shù)比較

不同材料內(nèi)，不同大小級別原原種的單株結(jié)薯個數(shù)所占比例不同。其中，7個材料(M 10、M 11、M 12、M 16、M 34、M 35和M 4)中1級(>20 g)所占比例最高；4個材料(M 31、M 32、M 33和M 9)中2級(10～20 g)所占比例最高；8個材料(M 31、M 14、M 15、M 17、M 22、M 6、M 8和云薯401)中3級(5～10 g)所占比例最高；3個材料(M 1、M 18和M 5)中4級(2～5 g)所占比例最高；剩余3個材料(M 21、M 25和M 7)中5級(<2 g)所占比例最高。10個材料(M 1、M 18、M 21、M 22、M 25、M 33、M 5、M 6、M 7和M 8)中1級(>20 g)所占比例最低；而M 11和M 34中的4級(2～5 g)所占比例最低；12個材料(M 10、M 12、M 14、M 15、M 16、M 17、M 31、M 32、M 35、M 4、M 9和云薯401)中5級(<2 g)所占比例最低(圖2)。

圖2 24份材料內(nèi)5個等級原原種所占比例

2.3 材料間原原種結(jié)薯性比較

試驗材料不同級數(shù)原原種單株結(jié)薯個數(shù)聚類分析發(fā)現(xiàn)(圖3)，24個材料的結(jié)薯性可以分成4個分支。第1分支中，對照品種云薯401與M 16和M 32結(jié)薯性最相似；M 31和M 35結(jié)薯性最相似；M 12、M 4及M 10結(jié)薯性最相似；M 11和M 34結(jié)薯性最相似。第2分支中，M 14和M 15的結(jié)薯性最相似；M 33和M 6的結(jié)薯性最相似。第3分支中，M 5、M 1及M 7的結(jié)薯性最相似；M 8、M 22及M 25的結(jié)薯性最相似。第4分支中，只有M 21，表明其結(jié)薯性與其他品種或品系都不相同。

圖3 24個材料不同級數(shù)原原種的單株結(jié)薯個數(shù)聚類分析

3 討 論

大量的研究表明，原原種的重量對馬鈴薯繁殖系數(shù)和產(chǎn)量具有重要影響。

一般而言，隨著原原種重量增加，繁殖系數(shù)增大、產(chǎn)量增加，但是原原種過大又會造成浪費。因此，對原原種重量適宜的規(guī)格因品種不同、種植區(qū)域不同而存在差異[13-18]。本試驗選擇2 g以上的原原種作為合格的原原種，是基于云南省大春季節(jié)前期干旱嚴(yán)重，大田原種繁育常因原原種薯塊過小出苗不齊，或出苗后無法抵抗干旱而死苗。M 21既是單株結(jié)薯個數(shù)最高(6.69個·株-1)，也是單株合格數(shù)最高(4.42個·株-1)的品系。云薯401作為本地品種，其單株結(jié)薯個數(shù)為2.66個·株-1，單株合格薯數(shù)為2.44個·株-1，分別排在24個品種單株結(jié)薯個數(shù)和單株合格結(jié)薯數(shù)的第14位和第12位(圖2)。說明在原原種繁育方面，引自美國的這批薯條加工型品種或品系中，大部分材料適合云南的秋季繁育模式，結(jié)合田間的評價結(jié)果，有望篩選出薯塊性狀優(yōu)良且適宜的薯條加工型品種。

馬鈴薯原原種繁育中，株高和長勢對產(chǎn)量的影響尚不清楚。結(jié)合24個品種的株高和長勢，與結(jié)薯性分析結(jié)果表明，結(jié)薯性相似的品種，其株高和長勢表現(xiàn)可能相同也可能不相同。譬如，M 14和M 15的株高和長勢表現(xiàn)都很相似(圖1)，而且它們的結(jié)薯性也最相似(圖3)；而M 25和M 18雖然株高和長勢表現(xiàn)相差較大(圖1)，但是它們的結(jié)薯性表現(xiàn)上聚在同一分支(第3分支)，表明它們結(jié)薯性比較相似(圖3)。韓忠才等在霧培研究中發(fā)現(xiàn)，株高、莖粗與馬鈴薯產(chǎn)量相關(guān)性不明顯[19]。這個結(jié)果與本試驗的結(jié)果類似，在馬鈴薯原原種繁育中，結(jié)薯數(shù)量與株高、長勢存在何種聯(lián)系，有待進(jìn)一步研究。在本試驗中，24份供試材料的肥料施用量基本一致，沒有考慮品種間肥料需求特性的差異，這也是造成品種間長勢表現(xiàn)差異大的原因之一，在規(guī)?；N繁育中，要針對品種的需肥特性進(jìn)行差異化水肥管理，這需要進(jìn)一步研究這批引進(jìn)材料的需肥特性。除此之外，原原種的結(jié)薯特性是否與田間種植的結(jié)薯特性類似，也有待進(jìn)一步研究。

4 結(jié) 論

在原原種繁育方面，與對照品種云薯401相比，引進(jìn)的美國薯條加工型品種的適應(yīng)性及結(jié)薯性上與之相似，甚至優(yōu)于云薯401，特別是M 21、M 25，這些表現(xiàn)好的材料可作為候選薯條加工品種或優(yōu)良親本。其余表現(xiàn)好的品種如M 8、M 1、M 7等，可重點關(guān)注它們的田間種植表現(xiàn)，選擇合適的品種加以推廣。