烏蘭察布市22份馬鈴薯品種的分析與評(píng)價(jià)

王 丹，張志成，曹興明，劉拴成

（1.集寧師范學(xué)院，內(nèi)蒙古 集寧 012000；2.烏蘭察布市農(nóng)牧業(yè)科學(xué)研究院，內(nèi)蒙古 集寧 012000）

馬鈴薯（Solanum tuberosum L.）是重要的糧、菜、飼及工業(yè)原料兼用作物，具有喜涼、營養(yǎng)價(jià)值高、適應(yīng)性強(qiáng)等特點(diǎn)[1-3]。馬鈴薯是全球第三大重要的糧食作物，僅次于小麥和玉米。我國馬鈴薯的種植面積和產(chǎn)量約占世界種植面積和產(chǎn)量的25%[4]，種薯需求量大。近年來，育種工作者先后選育出大量的馬鈴薯新品種用于生產(chǎn)，但因馬鈴薯無性繁殖的特點(diǎn)，病蟲害發(fā)生嚴(yán)重，從而導(dǎo)致產(chǎn)量低、品質(zhì)差，生產(chǎn)上亟須高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、抗逆性強(qiáng)和專用的馬鈴薯新品種[5]。優(yōu)異的種質(zhì)資源是選育馬鈴薯新品種的重要基礎(chǔ)，加強(qiáng)種質(zhì)資源的引進(jìn)研究，對(duì)選育綜合性狀優(yōu)良的馬鈴薯新品種意義重大[6]。

馬鈴薯種質(zhì)資源的引進(jìn)和挖掘可以有效解決親本間親緣關(guān)系相近等問題[7]，能夠?yàn)檫x育綜合性狀優(yōu)良、適應(yīng)性廣、穩(wěn)定性及抗逆性強(qiáng)的馬鈴薯新品種提供種質(zhì)保障。段紹光等[8]利用聚類分析方法對(duì)馬鈴薯塊莖品質(zhì)、葉片等性狀進(jìn)行了研究，旨在揭示馬鈴薯不同材料之間的形態(tài)差異，區(qū)分生態(tài)類型不同和遺傳差異明顯的親本；葉玉珍[9]根據(jù)株型和產(chǎn)量將24份馬鈴薯種質(zhì)資源劃分為4 大類，表明遺傳多樣性豐富，可作為當(dāng)?shù)馗弋a(chǎn)育種中的親本材料；孫海宏等[10]對(duì)引進(jìn)的60份馬鈴薯種質(zhì)資源的加工品質(zhì)進(jìn)行鑒定分析，共篩選出19份高淀粉材料、18份低還原糖材料。彭慧元等[11]對(duì)46份馬鈴薯種質(zhì)資源進(jìn)行分析，選出18份綜合性狀較好的種質(zhì)材料，用于進(jìn)一步改良及品種選育。但是目前高產(chǎn)、加工性狀優(yōu)良、抗逆性突出且適宜在內(nèi)蒙古等北方地區(qū)種植的馬鈴薯品種仍然極其缺乏。

本試驗(yàn)共引進(jìn)20份馬鈴薯品種，以烏蘭察布市當(dāng)?shù)刂髟云贩N冀張薯12號(hào)（CK1）和Shepody（CK2）為對(duì)照，對(duì)其表型性狀、產(chǎn)量性狀及品質(zhì)性狀進(jìn)行分析與評(píng)價(jià)，以期篩選出綜合性狀優(yōu)良、加工性狀突出及抗逆性強(qiáng)的品種，為馬鈴薯種質(zhì)改良及新品種選育奠定材料基礎(chǔ)。

1 材料和方法

1.1 試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)地位于集寧師范學(xué)院園藝實(shí)訓(xùn)基地，北緯40°93′、東經(jīng)113°15′，海拔1 400 m，試驗(yàn)地地勢平坦，肥力中等、均勻，前茬作物為玉米。

參試品種20份，對(duì)照品種2份，采用隨機(jī)區(qū)組排列，2 行區(qū)，行長1.5 m，株行距30 cm×90 cm，小區(qū)面積2.7 m2。

1.2 供試材料

引進(jìn)的20份馬鈴薯品種及對(duì)照品種的名稱、來源見表1。

表1 供試材料名稱及來源

1.3 測定指標(biāo)及方法

1.3.1 株高、生育期及產(chǎn)量性狀的測定株高：待植株生長穩(wěn)定后，測量植株頂部到土壤表層的距離（cm）；生育期：出苗至塊莖成熟的天數(shù)（d）；熟性：極早熟（≤60 d）、早熟（60 d＜生育期≤70 d）、中早熟（70 d＜生育期≤85 d）、中熟（85 d＜生育期≤105 d）、中晚熟（105 d＜生育期≤120 d）、晚熟（＞120 d）；單株產(chǎn)量和單株結(jié)薯數(shù)：待馬鈴薯成熟后，將同一品種的馬鈴薯挖出后稱重，記錄大、小薯數(shù)及重量。

1.3.2 品質(zhì)性狀的測定方法 馬鈴薯收獲后10～15 d，隨機(jī)選取薯塊5個(gè)（150～200 g），分別測定薯塊的干物質(zhì)、淀粉、蛋白質(zhì)、還原糖和VC 含量，各指標(biāo)測定均為5次重復(fù)。測定方法按照《馬鈴薯試驗(yàn)研究方法》[13]。淀粉含量的測定采用碘-碘化鉀比色法；還原糖含量的測定采用3，5-二硝基水楊酸（DNS）比色法；蛋白質(zhì)含量的測定采用凱氏定氮法；VC 含量的測定采用2，6-二氯靛酚滴定法。

干物質(zhì)含量的測定采用烘干稱重法：將薯塊切成條狀，用報(bào)紙包住后放入烘箱，105℃殺青30 min，80℃烘干24 h 后稱重。

1.4 數(shù)據(jù)處理

利用SPSS 22.0 軟件對(duì)馬鈴薯的產(chǎn)量和品質(zhì)進(jìn)行方差、通徑、模糊數(shù)學(xué)隸屬函數(shù)[14]及聚類分析[15-16]。

式中，X為指標(biāo)測定值；Xmax和Xmin為同一品種下各指標(biāo)最大值和最小值。

評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)為：當(dāng)X＞0.51時(shí)，綜合品質(zhì)表現(xiàn)為最佳；當(dāng)0.50＞X＞0.45時(shí)，綜合品質(zhì)表現(xiàn)為居中；當(dāng)0.45＞X≥0.40時(shí)，綜合品質(zhì)表現(xiàn)為居下；當(dāng)X＜0.40時(shí)，綜合品質(zhì)表現(xiàn)為較差。

2 結(jié)果與分析

2.1 馬鈴薯品種株高、主莖數(shù)、生育期及株型比較

由表2可知，引進(jìn)的20份馬鈴薯品種的株高變化范圍為53.53～106.47 cm，極顯著高于對(duì)照品種的有HR052和HR068（P＜0.01）；主莖數(shù)集中在1.60～3.60個(gè)，其中極顯著高于對(duì)照品種的有HR075和HR090（P＜0.01）；冀張薯12號(hào)（CK1）、Shepody（CK2）屬于中熟品種，引進(jìn)的20份品種中早熟品種有YS033、D048和華薯1號(hào)，中早熟品種有YS001、YS017、YS022、YS024、LK99、希森3號(hào)和龍薯5號(hào)，中熟品種有YS008、D034、HR075、HR090、云薯10號(hào)和中薯9號(hào)，中晚熟品種有HR066和HR068，晚熟品種有D037和HR052；除LK99和龍薯5號(hào)的株型為半直立以外，其他品種均為直立型。

根據(jù)當(dāng)?shù)貧夂驐l件，可以選擇株高適中、株型直立的早熟、中早熟品種進(jìn)行選育、改良與推廣。

2.2 馬鈴薯品種薯塊特征分析

馬鈴薯油炸特性除與淀粉、還原糖含量有關(guān)外，薯形也是決定炸條、炸片的重要特征。由表3可知，Shepody（CK2）為長橢圓形，是主要的炸條品種。引進(jìn)的20份品種中，YS001、YS033為長橢圓形，HR068、中薯9號(hào)為長圓形，YS008、YS017、YS022、YS024、D037、HR052、HR075、HR090、LK99、希森3號(hào)、華薯1號(hào)和云薯10號(hào)為橢圓形，D034和龍薯5號(hào)為圓形，D048和HR066為扁圓形；薯皮為白色、淡黃色、黃色及紅色；薯肉為白色、淡黃色及黃色；各品種結(jié)薯均比較集中；表皮光滑度除D034 有細(xì)紋外，其余均表現(xiàn)為光滑。

2.3 馬鈴薯品種產(chǎn)量性狀比較

2.3.1 馬鈴薯品種產(chǎn)量性狀比較 單株結(jié)薯數(shù)和單薯重是馬鈴薯產(chǎn)量的主要構(gòu)成因素。由表4可知，各品種間的單株結(jié)薯數(shù)和單薯重存在一定差異，其中，單株結(jié)薯數(shù)極顯著高于對(duì)照品種的有YS001、YS008、D034、D037、HR052、華薯1號(hào)和云薯10號(hào)（P＜0.01），顯著高于Shepody（CK2）的品種有HR066（P＜0.05）；品種YS017、YS022、D034、D048和HR090 的單薯重極顯著高于對(duì)照（P＜0.01），品種D037和HR066 的單薯重均極顯著高于Shepody（CK2）（P＜0.01）。

由表4可知，引進(jìn)的20份品種的單株產(chǎn)量介于0.76～1.82 kg，其中，極顯著高于對(duì)照品種的有YS022、D034、D037和HR066（P＜0.01），極顯著高于Shepody （CK2）的品種有YS001、YS008、YS017、D048、HR052、HR090和華薯1號(hào)（P＜0.01）。

商品薯率的變化范圍為76.17%～97.17%，各品種存在差異，其中，極顯著高于對(duì)照品種的有D048（P＜0.01），顯著高于冀張薯12號(hào)（CK1）的品種有HR068（P＜0.05），極顯著高于Shepody（CK2）的品種有YS017、YS022、D037、HR066和HR068（P＜0.01），顯著高于Shepody（CK2）的品種有YS001、YS008和D034（P＜0.05）。

表2 馬鈴薯品種株高、主莖數(shù)、生育期及株型比較

2.3.2 馬鈴薯各性狀的相關(guān)性分析 由表5可知，單薯重與單株結(jié)薯數(shù)呈極顯著負(fù)相關(guān)（P＜0.01），與單株產(chǎn)量呈極顯著正相關(guān)（P＜0.01）；干物質(zhì)含量與淀粉含量呈極顯著正相關(guān)（P＜0.01）；蛋白質(zhì)含量與還原糖含量呈顯著正相關(guān)（P＜0.05），與單株結(jié)薯數(shù)呈顯著負(fù)相關(guān)（P＜0.05）；VC 含量與商品薯率和單株產(chǎn)量呈顯著正相關(guān)（P＜0.05）。

2.3.3 馬鈴薯株高、主莖數(shù)及產(chǎn)量性狀的通徑分析 由表6可知，各性狀對(duì)馬鈴薯產(chǎn)量直接貢獻(xiàn)均為正值，大小依次為單薯重（1.145）＞單株結(jié)薯數(shù)（0.820）＞主莖數(shù)（0.091）＞株高（0.072）。除了直接作用可以對(duì)產(chǎn)量產(chǎn)生影響，還能通過與其相關(guān)的其他自變量的間接作用產(chǎn)生變化。一般來說，直接作用大的因子，間接作用可能就小，雖然株高的直接作用最小，但其通過單薯重對(duì)單株產(chǎn)量的間接影響最大（0.027），主莖數(shù)、單株結(jié)薯數(shù)和單薯重的間接作用系數(shù)均為負(fù)值，大小依次為主莖數(shù)（-0.147）＞單株結(jié)薯數(shù)（-0.472）＞單薯重（-0.510）。

2.4 馬鈴薯品種品質(zhì)性狀的綜合評(píng)價(jià)與聚類分析

2.4.1 馬鈴薯品種的品質(zhì)性狀綜合評(píng)價(jià) 馬鈴薯栽培品種主要分為鮮食品種、加工型品種和鮮食加工兼用型品種，加工型品種的加工特性與馬鈴薯塊莖品質(zhì)密切相關(guān)，塊莖品質(zhì)的優(yōu)劣采用蛋白質(zhì)與淀粉的比值衡量，該值與營養(yǎng)價(jià)值成正比。由表7可知，引進(jìn)的20份馬鈴薯品種的干物質(zhì)含量介于19.53%～26.17%，品種YS024、D034、HR052、HR066、HR090和華薯1號(hào)的干物質(zhì)含量均極顯著高于對(duì)照品種（P＜0.01），適合加工為薯?xiàng)l、薯片，這是因?yàn)檩^高的干物質(zhì)含量可以減少油含量和油炸時(shí)長。

表3 馬鈴薯品種薯塊特征

淀粉含量極顯著高于對(duì)照品種且達(dá)到20%以上的品種有D034、HR052和HR066（P＜0.01），適合全粉加工。引進(jìn)的20份馬鈴薯品種還原糖含量均較低，符合油炸要求。VC 含量范圍為11.90～29.50 mg/100 g，其中，品種D037和D048 的VC 含量較高，分別為29.50、29.27 mg/100 g，均極顯著高于對(duì)照品種（P＜0.01）；品種YS008、YS017、YS024、D034、HR052、HR066、LK99、希森3號(hào)、云薯10號(hào)和龍薯5號(hào)的VC 含量極顯著高于Shepody（CK2）（P＜0.01）。高VC 含量馬鈴薯品種營養(yǎng)豐富，適合鮮食，但在煮的過程中會(huì)引起馬鈴薯品質(zhì)和色澤變化，為減少VC 損失，盡量采用蒸的烹飪方式。各品質(zhì)性狀中還原糖變異系數(shù)最大，為65.62%，利于進(jìn)一步品種改良。22份馬鈴薯營養(yǎng)品質(zhì)從優(yōu)到劣依次為：HR066＞HR052＞YS024＞D034＞LK99＞YS017＞希森3號(hào)＞云薯10號(hào)＞HR068＞D048＞D037＞冀張薯12號(hào)（CK1）＞中薯9號(hào)＞華薯1號(hào)＞HR090＞龍薯5號(hào)＞YS008＞Shepody（CK2）＞YS001＞HR075＞YS022＞YS033。綜合營養(yǎng)品質(zhì)優(yōu)于對(duì)照品種的有HR066、HR052、YS024、D034、LK99、YS017、希森3號(hào)、云薯10號(hào)、HR068、D048和D037。

2.4.2 馬鈴薯品種營養(yǎng)品質(zhì)聚類分析 馬鈴薯品種營養(yǎng)品質(zhì)聚類分析，采用SPSS 22.0 軟件系統(tǒng)聚類并制譜系圖，結(jié)果見圖1。在歐式距離為15時(shí)，聚類分析將22份馬鈴薯品種分為3類，第1類為YS001、中薯9號(hào)、HR090、華薯1號(hào)、HR068、YS033、HR075、龍薯5號(hào)、Shepody（CK2）、YS022、LK99和云薯10號(hào)，這一類的干物質(zhì)、淀粉含量均較高且還原糖含量較低，屬于油炸加工型，其中，YS001、中薯9號(hào)、HR068、YS033、Shepody（CK2）適合炸條，HR090、華薯1號(hào)、HR075、龍薯5號(hào)、YS022、LK99和云薯10號(hào)適合炸片；第2類為D034、HR052和HR066，這一類淀粉含量較高，屬于淀粉加工型；第3類為D037、D048、YS017、冀張薯12號(hào)（CK1）、YS008、希森3號(hào)、YS024，這一類蛋白質(zhì)和VC 含量較高且淀粉含量適中，屬于鮮食型。

表4 馬鈴薯品種產(chǎn)量性狀比較

表5 馬鈴薯品種各性狀的相關(guān)性分析

表6 株高、主莖數(shù)及產(chǎn)量性狀的通徑分析

表7 22份馬鈴薯品種的品質(zhì)性狀比較

根據(jù)20份引進(jìn)馬鈴薯品種的性狀表現(xiàn)，篩選出綜合性狀顯著優(yōu)于對(duì)照品種且加工特性突出的馬鈴薯優(yōu)質(zhì)材料6份，其中，適合油炸的材料為云薯10號(hào)，適合淀粉加工的材料為D034、HR052和HR066，適合鮮食的材料為D037和YS017，適宜在內(nèi)蒙古烏蘭察布市進(jìn)行種植與改良。

3 結(jié)論與討論

種質(zhì)資源是品種選育的基礎(chǔ)，明確親本的遺傳多樣性對(duì)開展馬鈴薯新品種選育工作至關(guān)重要[17-18]。本試驗(yàn)對(duì)20份馬鈴薯品種的單株產(chǎn)量和品質(zhì)性狀進(jìn)行測定，以當(dāng)?shù)刂髟云贩N冀張薯12號(hào)（CK1）和Shepody（CK2）為對(duì)照，結(jié)果表明，在相同栽培條件下，篩選出綜合性狀顯著優(yōu)于對(duì)照且加工特性突出的馬鈴薯優(yōu)質(zhì)品種6份，其中，適合油炸的材料為云薯10號(hào)，適合淀粉加工的材料為D034、HR052和HR066，適合鮮食的材料為D037和YS017，均表現(xiàn)為薯形均勻、產(chǎn)量高、芽眼淺、結(jié)薯集中整齊。品質(zhì)性狀中還原糖的變異系數(shù)最大，為65.62%，干物質(zhì)含量的變異系數(shù)最小，為9.75%，其余品質(zhì)性狀介于其中，表明種質(zhì)資源材料多樣性豐富，為選育馬鈴薯鮮食型和加工型等新品種奠定基礎(chǔ)。

本試驗(yàn)通過SPSS 22.0 軟件對(duì)馬鈴薯的營養(yǎng)品質(zhì)進(jìn)行聚類分析，在歐式距離為15時(shí)，將其分為3類：第1類為油炸加工型，分別為YS001、中薯9號(hào)、HR090、華薯1號(hào)、HR068、YS033、HR075、龍薯5號(hào)、Shepody（CK2）、YS022、LK99和云薯10號(hào)，其中YS001、中薯9號(hào)、HR068、YS033和Shepody（CK2）適合炸條，HR090、華薯1號(hào)、HR075、龍薯5號(hào)、YS022、LK99和云薯10號(hào)適合炸片；第2類為淀粉加工型，分別為D034、HR052和HR066；第3類為鮮食型（蛋白質(zhì)和VC 含量比較高且淀粉含量適中），分別為D037、D048、YS017、冀張薯12號(hào)（CK1）、YS008、希森3號(hào)、YS024。本試驗(yàn)為馬鈴薯種質(zhì)改良及新品種選育奠定基礎(chǔ)，在今后的馬鈴薯育種工作中，可根據(jù)不同的育種目標(biāo)加以利用。

目前品質(zhì)評(píng)價(jià)沒有統(tǒng)一的方法，不同方法各有利弊[19-20]，主要有聚類分析法、最長距離法、灰色關(guān)聯(lián)分析法等[21]。模糊數(shù)學(xué)隸屬函數(shù)法因其方法簡單、結(jié)果清晰，結(jié)果能全面、準(zhǔn)確評(píng)價(jià)品種的綜合品質(zhì)，被廣泛應(yīng)用于芹菜、甘藍(lán)等作物的品質(zhì)評(píng)價(jià)[22-23]。本試驗(yàn)通過隸屬函數(shù)法對(duì)22份品種的品質(zhì)進(jìn)行綜合分析評(píng)價(jià)，為馬鈴薯培育新品種的選育提供了基礎(chǔ)依據(jù)。