馬鈴薯品種（系）經(jīng)濟(jì)性狀與營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)綜合評(píng)價(jià)

齊海英，白小東，楊 春，杜培兵，范向斌，毛向紅

（山西農(nóng)業(yè)大學(xué)高寒區(qū)作物研究所，山西大同037008）

馬鈴薯營(yíng)養(yǎng)豐富、產(chǎn)量高、適應(yīng)性強(qiáng)、營(yíng)養(yǎng)成分全面[1]，是糧菜兼用作物。我國(guó)的馬鈴薯栽培歷史已有400 多年，種植面積和產(chǎn)量均居世界第1 位[2]。近年來(lái)，我國(guó)馬鈴薯產(chǎn)業(yè)迅猛發(fā)展，正在從數(shù)量擴(kuò)張階段轉(zhuǎn)向穩(wěn)定規(guī)模、提升質(zhì)量階段，人們?cè)诔燥柕臈l件下開(kāi)始追求吃得好、吃得健康，更注重食品的口感、風(fēng)味和營(yíng)養(yǎng)價(jià)值。馬鈴薯育種工作的重心由高產(chǎn)、抗病品種轉(zhuǎn)向淀粉、全粉、食品加工、鮮食出口等專(zhuān)用型品種，在高產(chǎn)抗病的基礎(chǔ)上兼具高淀粉、低還原糖、高維生素、高蛋白、富含礦物質(zhì)等營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)。關(guān)于馬鈴薯營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)的評(píng)價(jià)研究已有很多報(bào)道[3-5]，模糊隸屬函數(shù)分析法是在多指標(biāo)測(cè)定基礎(chǔ)上進(jìn)行的綜合評(píng)價(jià)。杜培兵等[6]用主成分分析和隸屬函數(shù)法對(duì)24 個(gè)馬鈴薯品種的抗旱性進(jìn)行了評(píng)價(jià)，結(jié)果篩選出6 個(gè)抗旱性較強(qiáng)的品種；龐丹波等[7]采用主成分分析和隸屬函數(shù)分析法對(duì)引進(jìn)的7 個(gè)紫花苜蓿品種進(jìn)行了綜合評(píng)價(jià)；李守強(qiáng)等[8]對(duì)15 個(gè)馬鈴薯品種（系）的營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)進(jìn)行了綜合評(píng)價(jià)并排序，為馬鈴薯加工提供了參考依據(jù)。

本研究測(cè)定18 個(gè)馬鈴薯品種（系）的經(jīng)濟(jì)性狀和主要營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)，并進(jìn)行相關(guān)性分析；采用隸屬函數(shù)法進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)，旨在篩選出優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)馬鈴薯品種，為育種及推廣應(yīng)用提供參考依據(jù)。

1 材料和方法

1.1 試驗(yàn)材料

供試材料為山西農(nóng)業(yè)大學(xué)高寒區(qū)作物研究所自主選育的18 個(gè)馬鈴薯品種（系），其中，同薯29 號(hào)為 2018 年登記的高淀粉品種，1411-4、1601-2、1601-3、1617-8、1602-3、1602-4、1518-10、1507-9、1529-1、1524-1、12026-2、1612-11、11044-16、1615-2、1633-4、1611-5 等 16 個(gè)材料為高代品系，晉薯16 號(hào)為山西省大面積種植品種。

1.2 試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)于2019 年在山西農(nóng)業(yè)大學(xué)高寒區(qū)作物研究所毛皂試驗(yàn)地進(jìn)行。該地海拔1 065 m，年平均氣溫7.9 ℃，降雨量367.0 mm；前茬作物為黍子；沙壤土，土壤有機(jī)質(zhì)11.8 g/kg、全氮0.063%、全磷786 mg/kg、全鉀 13.7 g/kg、堿解氮 48.6 mg/kg、速效磷 12.5 mg/kg、速效鉀 70.0 mg/kg，pH 值 8.46。

1.3 試驗(yàn)方法

上年秋耕地，春季深耕耙耱，播前旋耕，施有機(jī)肥15 t/hm2作基肥，春季隨整地翻入；魯西復(fù)合肥（N∶P∶K＝18%∶18%∶18%）750 kg/hm2作種肥。試驗(yàn)采用單壟雙行種植，大行距90 cm，小行距30 cm。小區(qū)長(zhǎng)8.33 m，寬2.4 m，面積20 m2，每區(qū)種植100 株，隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，3 次重復(fù)。5 月10 日播種，9 月29 日收獲。生育期澆水6 次，每公頃隨澆水追施尿素（N 46%）187.5 kg、瑞士鉀（N∶P∶K＝14.5%∶0∶44.5%）150 kg、硝酸鈣鎂（N≥13% 、CaO≥15%、MgO≥6%）60 kg。

1.4 測(cè)定指標(biāo)及方法

收獲時(shí)全區(qū)計(jì)產(chǎn)，按塊莖大（≥150 g）、中（50～150 g）、小（≥50 g）分級(jí)計(jì)數(shù)并稱(chēng)質(zhì)量，取 3 次重復(fù)平均值計(jì)算產(chǎn)量、單株結(jié)薯數(shù)、單株塊莖質(zhì)量、大中薯率、商品薯率。

干物質(zhì)、淀粉、還原糖、維生素C、粗蛋白等品質(zhì)指標(biāo)分別采用食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB 5009.3—2016的直接干燥法[9]、GB 5009.9—2016[10]的酶水解法、GB 5009.7—2016[11]的直接滴定法、GB/T 5009.86—2016[12]的2，6- 二氯靛酚滴定法和GB5009.5—2016[13]凱氏定氮法進(jìn)行測(cè)定。

1.5 數(shù)據(jù)處理

采用WPS 2019 軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)整理和圖表繪制，采用SPSS 18.0 分析軟件對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行相關(guān)性分析；應(yīng)用模糊數(shù)學(xué)隸屬函數(shù)法對(duì)馬鈴薯塊莖經(jīng)濟(jì)性狀與營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)共9 個(gè)指標(biāo)進(jìn)行評(píng)價(jià)，最后取9 個(gè)指標(biāo)隸屬函數(shù)值的平均值進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)。

式中，X1表示與綜合評(píng)價(jià)呈正相關(guān)指標(biāo)的隸屬函數(shù)值，X2表示與綜合評(píng)價(jià)呈負(fù)相關(guān)指標(biāo)的隸屬函數(shù)值[14]，X為某一馬鈴薯品種（系）某一指標(biāo)的測(cè)定值，Xmax為所有馬鈴薯品種（系）中該指標(biāo)的最大值，Xmin為所有馬鈴薯品種（系）中該指標(biāo)的最小值。

2 結(jié)果與分析

2.1 馬鈴薯品種（系）的經(jīng)濟(jì)性狀分析

續(xù)表1

各品種（系）的商品薯率、單株結(jié)薯率、單株質(zhì)量、產(chǎn)量均達(dá)到極顯著差異。從表1 可以看出，商品薯率平均為93.97%，變化幅度為86.42%～98.33%，變異系數(shù)為 4.00%，5 個(gè)品系（11044-16、1411-4、1602-3、1611-5 和 1524-1） 高于對(duì)照晉薯 16 號(hào)（CK）（96.62%），但未達(dá)極顯著差異；各品種（系）的平均單株結(jié)薯數(shù)4.23 個(gè)，變異系數(shù)為26.77%，1633-4 的單株結(jié)薯數(shù)最高，為6.30 個(gè)，1602-3 的最低，只有2.08 個(gè)；單株塊莖質(zhì)量平均為833.34 g，變異系數(shù)為16.88%，有12 個(gè)品系高于晉薯16 號(hào)（CK）（782.71 g），1611-5 最高，達(dá)到 1 005.79 g；各品種（系）產(chǎn)量在 14 862.45～40 956.90 kg/hm2，平均為34 776.30 kg/hm2，變異系數(shù)為18.39%，有6 個(gè)品種（系）產(chǎn)量高于對(duì)照晉薯16 號(hào)，其中，1612-11 極顯著高于晉薯 16 號(hào)（CK），1507-9、1617-8、1633-4、11044-16、同薯29 號(hào)與對(duì)照差異不顯著。

表1 各品種（系）經(jīng)濟(jì)性狀分析

2.2 馬鈴薯品種（系）的營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)分析

由表2 可知，各品種（系）干物質(zhì)含量在13.8%～26.1%，平均為20.26%，變異系數(shù)為18.25%，11 個(gè)品系高于晉薯16 號(hào)（CK）（20%）；蛋白質(zhì)的含量在1.61%～3.02%，平均值為2.44%，變異系數(shù)為17.67%，13 個(gè)品種（系）的蛋白質(zhì)含量高于對(duì)照晉薯16 號(hào)，其 中 ，12026-2、1529-1 的 含 量 分 別 為 3.02% 、3.01%；淀粉含量在11.2%～22.1%，平均為17.14%，變異系數(shù)19.58%，淀粉含量大于18%的品種（系）有 8 個(gè)，其中，1518-10、12026-2、同薯 29 號(hào) 3 個(gè)品種（系）的淀粉含量超過(guò)20%；維生素C 含量在14.7～38.6 mg/100 g，平均為 21.63 mg/100 g，變異系數(shù)為 27.94%，1611-5、1615-2 的維生素 C 含量較高，分別達(dá)到38.6 mg/100 g、29.3 mg/100 g，可以作為高維生素C 資源應(yīng)用；還原糖含量在0.09%～0.56%，低于0.25%的有12 個(gè)，變異系數(shù)為52.36%。

表2 各品種（系）的營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)分析

2.3 馬鈴薯品種（系）經(jīng)濟(jì)性狀和營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)的相關(guān)性分析

從表3 可以看出，馬鈴薯的產(chǎn)量與單株結(jié)薯數(shù)及單株塊莖質(zhì)量呈極顯著正相關(guān)；單株結(jié)薯數(shù)與單株塊莖質(zhì)量呈極顯著正相關(guān)，與商品薯率呈極顯著負(fù)相關(guān)。

表3 各品種（系）經(jīng)濟(jì)性狀和營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)的相關(guān)性分析

營(yíng)養(yǎng)評(píng)價(jià)中，還原糖含量與各指標(biāo)（除商品薯率外）均呈負(fù)相關(guān)關(guān)系，其中，與單株結(jié)薯數(shù)、單株塊莖質(zhì)量、干物質(zhì)含量、粗蛋白含量呈顯著負(fù)相關(guān)，與淀粉含量呈極顯著負(fù)相關(guān)；其他營(yíng)養(yǎng)指標(biāo)與經(jīng)濟(jì)性狀指標(biāo)相關(guān)性均不顯著，而干物質(zhì)含量、淀粉含量及蛋白質(zhì)含量之間呈極顯著正相關(guān)。

2.4 馬鈴薯品種（系）的綜合評(píng)價(jià)

采用模糊數(shù)學(xué)隸屬函數(shù)法對(duì)各品種（系）的經(jīng)濟(jì)性狀和營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)，結(jié)果如表4 所示。品質(zhì)的隸屬函數(shù)值是5 個(gè)品質(zhì)性狀隸屬函數(shù)值的平均值，經(jīng)濟(jì)性狀隸屬函數(shù)值是單株結(jié)薯數(shù)、單株塊莖質(zhì)量、商品薯率及產(chǎn)量4 個(gè)性狀隸屬函數(shù)的平均值，綜合隸屬函數(shù)值是所有9 個(gè)性狀的平均值。

表4 各品種（系）綜合評(píng)價(jià)相關(guān)指標(biāo)的隸屬函數(shù)值

12026-2 的品質(zhì)平均隸屬函數(shù)值最高，X品＝0.834，其次依次是 1518-10，1611-5、同薯 29 號(hào)，X品＞0.70，屬于高品質(zhì)品種（系）；0.70＞X品＞0.55的品種（系）有 6 個(gè)，品質(zhì)中等；8 個(gè)品系的X品＜0.55，綜合品質(zhì)較低。

經(jīng)濟(jì)性狀的平均隸屬函數(shù)值是11044-16 最高，為0.845，這主要是由于其商品薯率和產(chǎn)量較高；1611-5 位居第 2，為 0.806；X經(jīng)＞0.75 的品種有5 個(gè)，經(jīng)濟(jì)性狀評(píng)價(jià)較高；0.75＞X經(jīng)＞0.60 的品種（系）有8 個(gè)，經(jīng)濟(jì)性狀中等；X經(jīng)＜0.60 的品種有5 個(gè)，經(jīng)濟(jì)性狀評(píng)價(jià)較低。

根據(jù)品質(zhì)和經(jīng)濟(jì)性狀綜合評(píng)價(jià)，18 個(gè)品種（系）分為4 個(gè)等級(jí)，其中，優(yōu)異品種2 個(gè)，即12026-2 和1611-5，綜合隸屬函數(shù)值分別為0.812、0.794；優(yōu)良品種有7 個(gè)，0.700≥X綜≥0.635，其由高到低排列為1518-10、同薯 29 號(hào)、1633-4、1529-1、11044-16、晉薯16 號(hào)、1612-11；綜合評(píng)價(jià)中等的品種有5 個(gè)，0.616≥X綜≥0.542，分別為 1601-2、1617-8、1601-3、1524-1、1615-2；綜合評(píng)價(jià)較差的品系有1507-9、1602-4、1411-4、1602-3，X綜≤0.480。

3 結(jié)論與討論

馬鈴薯是一種全營(yíng)養(yǎng)作物，含有豐富的淀粉、蛋白質(zhì)、維生素、礦物質(zhì)和花青素等。馬鈴薯塊莖的干物質(zhì)主要包括淀粉、蛋白質(zhì)、礦質(zhì)元素和膳食纖維，干物質(zhì)的含量是衡量馬鈴薯營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)的重要指標(biāo)。馬鈴薯淀粉是塊莖的主要成分，淀粉含量約占?jí)K莖干物質(zhì)含量的65%～80%。馬鈴薯淀粉具有糊化溫度低、黏度高、膨脹度高、保水性能優(yōu)異，淀粉的蛋白質(zhì)、脂肪殘留量低，透明度高等品質(zhì)特性，在食品和加工業(yè)應(yīng)用廣泛[15]。新鮮塊莖中淀粉含量為9%～25%[16]，參試18 個(gè)品種（系） 淀粉含量為11.2%～22.1%，大于18%的品種（系）有8 個(gè)，其可以作為淀粉加工品種應(yīng)用[17]。馬鈴薯蛋白是優(yōu)質(zhì)的植物蛋白，含有19 種氨基酸，其中，賴(lài)氨酸等必需氨基酸含量較高[18]。新鮮馬鈴薯塊莖蛋白質(zhì)含量為1.5%～2.1%，高蛋白品種的蛋白質(zhì)含量在2.5%以上[19]。參試的18 個(gè)品種（系）的蛋白質(zhì)含量平均為2.44%，有9 個(gè)品種（系）高于2.5%，為高蛋白品種，其中，12026-2、1529-1 分別高達(dá) 3.02%、3.01%。馬鈴薯是人體維生素的重要來(lái)源，塊莖內(nèi)含有多種維生素，維生素C 含量豐富[20]。參試的18 個(gè)品種（系）中，1611-5、1615-2 的維生素 C 含量分別高達(dá) 38.6、29.3 mg/100 g，其可作為高維生素C 品種應(yīng)用。

經(jīng)濟(jì)效益是一個(gè)品種得到認(rèn)可、占有市場(chǎng)的必要條件，而產(chǎn)量與品質(zhì)的綜合評(píng)價(jià)才能決定育成品種是否具有推廣前景。本研究結(jié)果表明，產(chǎn)量等經(jīng)濟(jì)性狀與各營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)之間無(wú)明顯相關(guān)性，該結(jié)果與黃越[21]的研究結(jié)論一致。馬鈴薯的產(chǎn)量與單株結(jié)薯數(shù)及單株塊莖質(zhì)量呈極顯著正相關(guān)；單株結(jié)薯數(shù)與單株塊莖質(zhì)量呈顯著正相關(guān)，與商品薯率呈極顯著負(fù)相關(guān)。干物質(zhì)含量、淀粉含量、蛋白質(zhì)含量之間存在極顯著正相關(guān)，與還原糖含量呈顯著負(fù)相關(guān)，與維生素C 含量相關(guān)性不顯著。這與文國(guó)宏等[14]、李建武等[22]的研究結(jié)果略有不同，可能與參試材料基因型、栽培環(huán)境、測(cè)試方法等有關(guān)。

本研究采用隸屬函數(shù)法對(duì)參試馬鈴薯品種（系）的營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)和經(jīng)濟(jì)性狀進(jìn)行了綜合評(píng)價(jià)，結(jié)果將18 個(gè)品種（系）分為優(yōu)、良、中、差4 個(gè)等級(jí)。在本試驗(yàn)中，晉薯 16 號(hào)的經(jīng)濟(jì)性狀中等（X經(jīng)＝0.689），營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)評(píng)價(jià)中等（X品＝0.597），綜合評(píng)價(jià)良（X綜＝0.638）。12026-2、1633-4、1612-11 的干物質(zhì)、淀粉、蛋白質(zhì)含量高，還原糖含量低，產(chǎn)量高，大薯率低（≤60%），單薯結(jié)薯數(shù)、中薯率較高，綜合評(píng)價(jià)值分別為0.812、0.694、0.635，表現(xiàn)優(yōu)良，可以作為淀粉、全粉加工馬鈴薯品種推廣應(yīng)用；1611-5，塊莖長(zhǎng)圓形，白皮白肉，薯皮麻，芽眼淺，大薯率高（86.87%），淀粉含量19.6%，干物質(zhì)含量22.2%，維生素C 含量38.6 mg/100 g，還原糖含量0.12%，蛋白質(zhì)含量2.36%，炸片色澤好、口感酥脆，品質(zhì)、經(jīng)濟(jì)性狀、綜合評(píng)價(jià)值分別為0.784、0.806、0.794，表現(xiàn)優(yōu)異，適合鮮食、淀粉、全粉及炸片炸條；1518-10，品質(zhì)優(yōu)（X品＝0.820），經(jīng)濟(jì)性狀較低（X經(jīng)＝0.551），可以作為品質(zhì)育種材料應(yīng)用；1529-1，經(jīng)濟(jì)性狀評(píng)價(jià)較高，品質(zhì)中等，其蛋白含量、干物質(zhì)含量、淀粉含量較高，可以作為鮮食和淀粉加工品種，或者是高蛋白育種材料應(yīng)用；11044-16，產(chǎn)量高、商品薯率高，綜合經(jīng)濟(jì)性狀好（X經(jīng)＝0.845），在參試品種中品質(zhì)相對(duì)較低，適合作為鮮食品種；同薯29 號(hào)，綜合排名第4，品質(zhì)和經(jīng)濟(jì)性狀都較好，淀粉含量高，蒸煮食味好，是一個(gè)鮮食及淀粉加工品種。

馬鈴薯中的花色苷是一類(lèi)天然的水溶性色素，具有抗氧化、抗癌、降血糖、延緩衰老等保健功能[23]。本試驗(yàn)只針對(duì)塊莖的營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)進(jìn)行評(píng)價(jià)，沒(méi)有測(cè)定花色苷，這可能對(duì)一些材料的評(píng)價(jià)不夠準(zhǔn)確，仍需進(jìn)一步研究。參試品系中，1411-4、1602-4 為紅皮紅 肉 ，1601-3、1601-2、1617-8、1602-3 為 紫 皮 紫肉，其中，1601-2、1617-8、1601-3 綜合評(píng)價(jià)中等，可以作為特色馬鈴薯品種推廣應(yīng)用。