磷肥用量對馬鈴薯淀粉理化性質(zhì)及產(chǎn)量的影響

程 瑤，孫 磊，原 琳，聶 鑫

（東北農(nóng)業(yè)大學(xué)資源與環(huán)境學(xué)院，黑龍江哈爾濱 150030）

馬鈴薯塊莖含有豐富的淀粉，和大米、小麥一樣非常適合作為主食[1]。發(fā)達國家人均年消費量高達60～137 kg，而我國人均年消費馬鈴薯不到70 kg[2]。我國之所以與發(fā)達國家消費差距較大，主要因為我國馬鈴薯大多以鮮食為主，鮮食和飼料占比60%以上，加工比率低于20%；荷蘭、美國等發(fā)達國家，馬鈴薯鮮食僅占20%，加工比率卻占40%以上，有些甚至超過70%[3]，說明我國馬鈴薯還有很大的加工消費潛能。馬鈴薯塊莖干物質(zhì)的70%左右是淀粉，與其他植物性淀粉相比，馬鈴薯淀粉更容易提取[4]，經(jīng)過化學(xué)方法生成的變性馬鈴薯淀粉還具有淀粉顆粒大、黏度高、膨脹性好等優(yōu)勢，可廣泛應(yīng)用于食品、制藥、化工、建材、造紙等重要工業(yè)領(lǐng)域[5]。

馬鈴薯淀粉的應(yīng)用與淀粉的理化性質(zhì)相關(guān)，而淀粉的理化性質(zhì)不僅與馬鈴薯品種有關(guān)，還與馬鈴薯生長的環(huán)境條件以及營養(yǎng)水平密切相關(guān)。磷參與馬鈴薯體內(nèi)淀粉的合成，同時還能促進光合產(chǎn)物向塊莖轉(zhuǎn)移，增加塊莖干物質(zhì)含量[6]，但當(dāng)P2O5用量超過120 kg/hm2后，繼續(xù)增施磷肥反而會降低塊莖中的淀粉含量[7]，而田世龍等[8]研究表明，P2O5用量為225 kg/hm2時，馬鈴薯塊莖淀粉含量達到最大值。馬鈴薯淀粉中直鏈淀粉和支鏈淀粉的比例決定了淀粉的糊化特性[9]，直鏈淀粉含量高會導(dǎo)致淀粉在糊化過程中需要較高的糊化溫度[10]。楊麗輝等[11]研究發(fā)現(xiàn)，P2O5用量為75 kg/hm2時較不施磷肥可提高馬鈴薯塊莖中淀粉含量，但卻降低了支鏈淀粉的比例。磷是淀粉中非碳水化合物結(jié)構(gòu)物質(zhì)，可顯著影響淀粉的黏度特征，以磷酸單酯形式結(jié)合于支鏈淀粉的磷還可以增加淀粉的黏度[12]。因此，適宜的磷肥管理是改善馬鈴薯淀粉理化性質(zhì)和提高淀粉產(chǎn)量的重要措施，然而不同磷肥用量對馬鈴薯淀粉理化性質(zhì)的影響研究報道較少，本研究通過探討不同磷肥用量對不同熟期馬鈴薯淀粉理化性質(zhì)和產(chǎn)量的影響，為不同用途的馬鈴薯的磷肥管理提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

試驗于2019和2020年在黑龍江省綏化市北林區(qū)進行，試驗田土壤類型為黑土，0—30 cm土壤基礎(chǔ)肥力見表1。供試馬鈴薯為早熟品種‘尤金’和中晚熟品種‘克新13號’，種薯由黑龍江省農(nóng)業(yè)科學(xué)院綏化分院提供。供試肥料為尿素 (N 46%)、磷酸二銨 (N 18%，P2O546%) 和硫酸鉀 (K2O 50%)。

表1 土壤基礎(chǔ)肥力Table 1 Soil basic fertility

1.2 試驗設(shè)計

2019年試驗設(shè)置4個處理，3 次重復(fù)，采用隨機區(qū)組排列，每個小區(qū)6壟，壟長12 m，壟寬0.8 m，小區(qū)面積57.6 m2，各小區(qū)的兩個邊壟和各壟兩端1 m內(nèi)不取樣，中間4壟用于取樣和測產(chǎn)。磷肥作為基肥一次性施用，1/2的氮肥和1/2的鉀肥作基肥施入，余下的氮肥和鉀肥在塊莖形成期結(jié)合中耕追施于壟兩側(cè)，追肥后覆土；其他病蟲害防治等田間管理同大田。2020年試驗設(shè)置同2019年，但肥料用量根據(jù)土壤肥力狀況略有調(diào)整，全部肥料作為基肥一次性施用。兩年試驗各處理的養(yǎng)分用量見表2。

表2 試驗各處理養(yǎng)分施用量Table 2 Fertilizer application rates under different treatments

1.3 測定項目與方法

1.3.1 塊莖產(chǎn)量的測定 馬鈴薯成熟期，在各小區(qū)收獲壟上取連續(xù)8 m2進行測產(chǎn)，30 g以上無腐爛的塊莖用于測定塊莖總產(chǎn)量。

1.3.2 馬鈴薯淀粉的提取 馬鈴薯淀粉的提取參考Zhang等[13]的方法，稍加改動。在收獲測產(chǎn)的塊莖中，按不同大小塊莖的比例選取8～10個塊莖，用蒸餾水沖洗干凈，去皮并切塊，放入攪拌機加水粉碎，所得漿液用紗布過濾去除碎屑后，靜置7 h，除去上清液，并用蒸餾水重復(fù)洗滌，直至下層淀粉顏色為純白色后，用布氏漏斗減壓抽濾，得到濕淀粉，將濕淀粉在45℃烘干，約2～3 h，可得到淀粉成品，輕輕粉碎后，儲存?zhèn)溆谩?/p>

1.3.3 塊莖淀粉含量及干物質(zhì)含量的測定 從測產(chǎn)的塊莖中，按照大小比例稱取5 kg塊莖，用比重法測定塊莖淀粉含量。塊莖干物質(zhì)含量采用常壓烘干法測定。

1.3.4 淀粉組成的測定 參考王麗等[14]、曾凡逵等[15]和劉襄河等[16]的方法，采用雙波長比色法測定塊莖淀粉中直鏈淀粉含量。稱取脫脂塊莖樣品0.1 g (精確到0.0001 g) 于150 mL三角瓶中，加入0.5 mol/L KOH溶液10 mL，在80℃水浴中攪拌溶解15 min后，轉(zhuǎn)移至50 mL容量瓶中，加入蒸餾水定容搖勻，吸取上述定容后樣品清液2.5 mL于另一個50 mL容量瓶中，加入30 mL蒸餾水，用0.1 mol/L HCl將溶液pH調(diào)至3.0，加入碘試劑0.5 mL，用蒸餾水定容搖勻，室溫下顯色20 min后，分別在535和570 nm波長處測定吸光值，同時用蒸餾水做空白對照。

分別吸取1.0 mg/mL的直鏈淀粉標(biāo)準(zhǔn)溶液0、0.3、0.5、0.7、0.9、1.1、1.3 mL于7個50 mL容量瓶中，加入30 mL蒸餾水，以下操作步驟同樣品。分別測定 535 nm (λl) 和 570 nm (λ2) 波長下的吸光值A(chǔ)λ1和Aλ2，得△A直 = Aλ2 － Aλ1，以△A直為縱坐標(biāo)，直鏈淀粉含量 (μg/mL) 為橫坐標(biāo)，獲得△A直和直鏈淀粉含量之間的相關(guān)曲線。計算公式如下：直鏈淀粉含量 (%) = (X × 50 × 50)/(2.5 × m × 10000)；支鏈淀粉含量 (%) = 1-直鏈淀粉含量 (%) 。式中，X是根據(jù)△A直和直鏈淀粉含量之間的相關(guān)曲線計算的待測液中直鏈淀粉含量 (μg/mL)；m是樣品質(zhì)量 (g)。

1.3.5 淀粉粒徑的測定 采用MICROTRAC3500激光粒度儀測定淀粉粒徑。配制2% (w/v，干基) 的淀粉懸浮液，通過超聲波進行分散，按照提示將分散后的樣品加入到預(yù)熱準(zhǔn)備好的激光粒度儀樣品池內(nèi)，經(jīng)過軟件自動分析處理結(jié)果，可得出淀粉樣品的平均粒徑及粒徑分布圖。

1.3.6 淀粉溶解度和膨脹度的測定 參考章麗琳等[17]的方法測定淀粉溶解度和膨脹度，配制2%(w/v，干基) 的淀粉懸浮液，置于70℃水浴中加熱并不停攪拌30 min使其充分糊化，冷卻至室溫后，3000 r/min離心30 min，取上清液烘干至恒重，得到溶解的淀粉質(zhì)量，溶解淀粉質(zhì)量與原淀粉干基質(zhì)量的比值為淀粉溶解度，剩余沉淀物質(zhì)量 (濕重) 與沉淀物中原淀粉干基質(zhì)量的比值為淀粉膨脹度。

1.3.7 淀粉透明度的測定 參考徐忠等[18]的方法測定淀粉透明度，配制1% (w/v，干基) 的淀粉懸浮液，置于沸水浴中加熱攪拌20 min，使之糊化并保持淀粉乳體積不變，冷卻至室溫，以蒸餾水為空白對照，用分光光度計在波長620 nm處測定其透明度。

1.4 數(shù)據(jù)處理

采用Microsoft Excel 2007軟件處理數(shù)據(jù)并繪制圖表，SPSS 22.0軟件統(tǒng)計分析數(shù)據(jù)。

2 結(jié)果與分析

2.1 磷肥用量對馬鈴薯淀粉組成的影響

淀粉的主要組分為直鏈淀粉 (amylose，AM) 和支鏈淀粉 (amylopectin，AP)[19]，二者的含量和比值直接關(guān)系到淀粉的糊化性能。由表3可見，磷肥用量顯著影響馬鈴薯直鏈淀粉和支鏈淀粉的含量。隨著磷肥用量增加，直鏈淀粉含量和直/支鏈淀粉值降低，支鏈淀粉含量增加。兩年平均結(jié)果表明，‘尤金’的LP、MP和HP處理直鏈淀粉含量較CK分別下降3.19%、4.36%、5.14% (P ＜ 0.05)，支鏈淀粉含量較CK分別增加1.35%、1.84%、2.14% (P ＜0.05)；‘克新13號’的LP、MP和HP處理直鏈淀粉含量較CK分別下降2.97%、3.55%、9.05% (P ＜0.05)，支鏈淀粉含量較CK分別增加1.31%、1.56%、3.95% (P ＜ 0.05)。從表4可知，年份和施磷量對馬鈴薯直鏈淀粉含量和支鏈淀粉含量均有極顯著影響 (P ＜ 0.01)，年份 × 品種的交互作用、年份 ×品種 × 施磷量三者的交互作用對直鏈淀粉含量和支鏈淀粉含量均有顯著影響 (P ＜ 0.05)。不同年份對馬鈴薯淀粉組成影響較大，這可能與土壤含磷量及環(huán)境條件有關(guān)。

表3 磷肥用量對馬鈴薯塊莖淀粉組成的影響Table 3 Effects of phosphorus fertilizer application rates on the starch composition of potato tuber

表4 馬鈴薯直鏈淀粉含量和支鏈淀粉含量的三因素方差分析F值Table 4 F values of three-way ANOVA for amylose and amylopectin contents of potato

2.2 磷肥用量對馬鈴薯淀粉粒徑分布的影響

馬鈴薯淀粉粒徑大小影響淀粉的糊化性能，顆粒大或結(jié)構(gòu)松散的淀粉更易于糊化[20]。不同磷肥用量顯著影響馬鈴薯淀粉顆粒分布。D10、D50和D90分別表示樣品中粒徑小于該直徑的淀粉顆粒占淀粉顆粒總數(shù)的10%、50%和90%。由表5可見，‘尤金’各處理淀粉顆粒的D10差異不顯著，而D50、D90和平均粒徑隨著磷肥用量的增加呈先增加后降低的趨勢，且均為MP處理最高，分別較CK增加11.58%(P＜0.05)、2.89% 和 13.27% (P＜0.05)。與 CK 相比，P2O5用量為90 kg/hm2時顯著提高了‘尤金’淀粉粒徑?！诵?3號’各處理淀粉顆粒的D10差異也不顯著，但D50、D90和平均粒徑均隨磷肥用量的增加呈持續(xù)下降趨勢，且HP處理的D50和D90顯著低于CK處理和LP處理，相比CK分別降低5.02%(P＜0.05)和8.55% (P＜0.05)，說明增施磷肥會降低‘克新13號’淀粉顆粒粒徑。由圖1也可看出，‘尤金’中只有MP處理較CK右移，說明大粒徑淀粉顆粒占比增加；‘克新13號’各施磷處理均較CK左移，說明大粒徑淀粉顆粒占比減小。但是對比兩品種的淀粉粒徑可見，‘克新13號’的淀粉粒徑顯著大于‘尤金’，且‘尤金’淀粉粒徑分布范圍相對較窄，約90%的淀粉粒徑分布在22～74 μm；‘克新13號’淀粉粒徑分布范圍相對較寬，約90%的淀粉粒徑分布在31～105 μm，說明與早熟品種相比，中晚熟品種具有較大淀粉顆粒。

表5 磷肥用量對馬鈴薯淀粉顆粒分布的影響 (2020)Table 5 Effects of phosphorus fertilizer application rates on potato starch particle size distribution

圖1 磷肥用量對馬鈴薯淀粉顆粒分布的影響 (2020)Fig. 1 Effects of phosphorus fertilizer application rates on potato starch particle size distribution

2.3 磷肥用量對馬鈴薯淀粉溶解度的影響

淀粉的溶解度是指在一定溫度下，淀粉分子溶解的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，溶解度較大的淀粉，在制作粉絲等我國傳統(tǒng)食品時容易糊湯，不僅降低成品率，同時降低產(chǎn)品的品質(zhì)。由圖2可見，兩個品種的馬鈴薯淀粉溶解度均隨施磷量的增加而降低。與CK相比，‘尤金’的MP處理和HP處理的淀粉溶解度分別降低7.37%和12.23% (P ＜ 0.05)；‘克新13號’的M P處理和H P處理的淀粉溶解度分別降低13.00%和21.84% (P ＜ 0.05)。由此可見，增施磷肥可顯著降低馬鈴薯淀粉的溶解度，有利于提高淀粉產(chǎn)品的品質(zhì)。

圖2 磷肥用量對馬鈴薯淀粉溶解度的影響 (2020)Fig. 2 Effects of phosphorus application on the solubility of potato starches

2.4 磷肥用量對馬鈴薯淀粉膨脹度的影響

膨脹度反映了淀粉顆粒在加熱過程中吸水膨脹的能力，膨脹度較低的淀粉，在制作粉絲等制品時容易出現(xiàn)斷裂，產(chǎn)品品質(zhì)下降。由圖3可見，兩個品種馬鈴薯淀粉的膨脹度均隨施磷量的增加呈緩慢增加的趨勢，且均在HP處理達到最大值，‘尤金’為24.23%，較CK提高3.94%；‘克新13號’為24.83%，較CK提高7.90%。‘尤金’的淀粉膨脹度在各處理之間差異不顯著，‘克新13號’的HP處理淀粉膨脹度顯著高于CK (P ＜ 0.05)。說明增施磷肥可在一定程度上提高馬鈴薯淀粉的膨脹度，并且對‘克新13號’的影響要大于‘尤金’。

圖3 磷肥用量對馬鈴薯淀粉膨脹度的影響 (2020)Fig. 3 Effects of phosphate application on the swelling power of potato starches

2.5 磷肥用量對馬鈴薯淀粉透明度的影響

透明度是淀粉糊化后重要的外在表現(xiàn)特征之一，影響淀粉產(chǎn)品的用途和外觀。透明度高的淀粉可使食品的外觀和色澤較好，適宜做果凍等凝膠類產(chǎn)品。由圖4可見，兩個品種馬鈴薯的淀粉透明度均隨施磷量的增加而增加，并在HP處理達到最大值，與CK和LP處理間的差異達到顯著水平 (P ＜0.05)?！冉稹腍P處理較CK和LP處理分別提高15.00%和14.08%；‘克新13號’的HP處理較CK和LP處理分別提高25.74%和20.80%。由此可見，增施磷肥可顯著提高馬鈴薯淀粉的透明度。此外，在相同的施磷水平下，中晚熟品種‘克新13號’的淀粉透明度均高于早熟品種‘尤金’。

圖4 磷肥用量對馬鈴薯淀粉透明度的影響 (2020)Fig. 4 Effects of phosphorus application on transparency of potato starches

2.6 磷肥用量對馬鈴薯塊莖干物質(zhì)含量及淀粉含量的影響

塊莖干物質(zhì)積累量是馬鈴薯產(chǎn)量形成的物質(zhì)基礎(chǔ)，成熟時塊莖干物質(zhì)量占全株總干物質(zhì)量的60%～70%[21]。由表6可見，兩個品種的馬鈴薯塊莖干物質(zhì)含量及產(chǎn)量均隨施磷量的增加而增加。兩年平均結(jié)果表明，‘尤金’的MP處理塊莖干物質(zhì)含量較CK增加9.6% (P ＜ 0.05)，塊莖產(chǎn)量較CK增加19.17% (P ＜ 0.05)；‘克新13號’的HP處理塊莖干物質(zhì)含量較CK增加10.83% (P ＜ 0.05)，塊莖產(chǎn)量較CK 增加 28.58% (P ＜ 0.05)。

塊莖的淀粉含量和塊莖干物質(zhì)含量具有較好的相關(guān)性[22]，塊莖中的淀粉含量隨著干物質(zhì)含量的增加而增加 (圖5)，施用磷肥因增加了塊莖產(chǎn)量及塊莖中淀粉含量而增加了淀粉產(chǎn)量 (表6)。兩個馬鈴薯品種的淀粉產(chǎn)量均隨施磷量的增加而顯著增加?！冉稹疢P處理的淀粉產(chǎn)量最高，2019年為3.95 t/hm2，2020年為6.10 t/hm2，分別較CK增加36.68% ( P ＜0.05)和26.03% (P ＜ 0.05)，兩年平均增加31.36% (P＜ 0.05)?！诵?3號’HP處理的淀粉產(chǎn)量最高，2019年為3.15 t/hm2，2020年為6.55 t/hm2，分別較CK 增加 27.53% (P ＜ 0.05)和 31.79% (P ＜ 0.05)，兩年平均增加 29.66% (P ＜ 0.05)。

表6 磷肥用量對馬鈴薯塊莖產(chǎn)量、淀粉含量及產(chǎn)量的影響Table 6 Effects of phosphorus application on potato tuber yield, starch content, and starch yield

圖5 塊莖干物質(zhì)含量和淀粉含量的相關(guān)性Fig. 5 Correlation between tuber dry matter content and starch content

從表7可知，年份對塊莖干物質(zhì)含量和產(chǎn)量以及淀粉含量和產(chǎn)量均有極顯著影響 (P ＜ 0.01)，品種對塊莖干物質(zhì)含量有顯著影響 (P ＜ 0.05)，對塊莖產(chǎn)量有極顯著影響 (P ＜ 0.01)，施磷量對塊莖干物質(zhì)含量、產(chǎn)量和淀粉產(chǎn)量均有極顯著影響 (P ＜ 0.01)；年份 × 品種的交互作用對塊莖干物質(zhì)含量和淀粉產(chǎn)量的影響達到顯著水平 (P ＜ 0.05)，對塊莖產(chǎn)量的影響達極顯著水平 (P ＜ 0.01)，年份 × 施磷量的交互作用對淀粉含量的影響達顯著水平 (P ＜ 0.05)。不同年份和品種均可顯著影響塊莖干物質(zhì)含量和產(chǎn)量，2019年土壤含磷量低導(dǎo)致產(chǎn)量低但施磷增效高 (‘尤金’最高增產(chǎn)25.42%，‘克新13號’最高增產(chǎn)37.32%)，2020年土壤含磷量高從而導(dǎo)致產(chǎn)量高但施磷增效低 (‘尤金’最高增產(chǎn)12.91%，‘克新13號’最高增產(chǎn)19.83%)。兩品種對施磷的反應(yīng)不同，但同一品種在兩年中產(chǎn)量變化的趨勢一致。

表7 塊莖干物質(zhì)含量、產(chǎn)量和淀粉含量、產(chǎn)量的三因素方差分析F值Table 7 F values of three-way ANOVA for tuber dry matter content, tuber yield, starch content, and starch yield of potato

3 討論

3.1 施磷水平對馬鈴薯淀粉理化性質(zhì)的影響

淀粉理化性質(zhì)的差異會影響淀粉在食品和工業(yè)中的應(yīng)用。淀粉的組成和顆粒大小是淀粉理化性質(zhì)的重要指標(biāo)之一，與淀粉的溶解度、膨脹度和透明度有著密切的關(guān)系[23]。強筋小麥在P2O5用量0～144 kg/hm2范圍內(nèi)時，中、弱筋小麥在P2O5用量 0～108 kg/hm2范圍內(nèi)時，小麥籽粒淀粉的直鏈、支鏈和總淀粉含量均隨施磷量的增加而下降[24]。P2O5用量在0～63 kg/hm2范圍內(nèi)時，水稻的直鏈淀粉含量隨施磷量的增加呈先增加后降低的趨勢，并在P2O5用量為50 kg/hm2時直鏈淀粉含量達到最大值[25]。P2O5用量在0～378 kg/hm2范圍內(nèi)時，玉米的直鏈淀粉含量隨施磷量的增加呈先降低后增加的趨勢，支鏈淀粉含量呈先增加后降低的趨勢[26]。本試驗中，隨施磷量的增加，馬鈴薯直鏈淀粉含量減少，支鏈淀粉含量增加，直/支鏈淀粉值降低，且兩品種馬鈴薯均在施P2O5135 kg/hm2時直鏈淀粉含量最低 (2019年‘尤金’除外)。吳佳瑞[27]在寧夏地區(qū)的研究表明，晚熟馬鈴薯‘青薯9號’在施用P2O50～240 kg/hm2范圍內(nèi)時，隨著磷肥用量的增加，直/支鏈淀粉值在2018年逐漸增加，在2019年逐漸降低，但直鏈淀粉和支鏈淀粉含量均呈先增加后降低的趨勢，這與本研究結(jié)果不完全一致，可能是因為供試馬鈴薯品種及環(huán)境條件不同，也可能與測定方法不同有關(guān)，具體原因有待進一步研究。本試驗中兩年供試土壤的有效磷含量相差較大，且年份和施磷量對淀粉組成的影響達到極顯著水平，說明不同含磷量的土壤對淀粉組成也有一定影響。Leonel等[28]研究表明，淀粉的理化性質(zhì)和土壤速效磷含量密切相關(guān)，不同含磷量的土壤對馬鈴薯直鏈淀粉含量及淀粉糊化性能等理化性質(zhì)的影響達到顯著水平，但不同品種間變化趨勢不同。

馬鈴薯淀粉顆粒粒徑分布范圍在9～105 μm[29]，相較于玉米淀粉 (0.4～32 μm)[30]、小麥淀粉 (2～35 μm)[31]、甘薯淀粉 (0.1～51μm)[32]等其他作物分布范圍較廣，較大的淀粉顆粒使淀粉加熱后更易糊化。本試驗中，‘尤金’約90%的淀粉顆粒粒徑分布在22～74 μm，‘克新13號’約90%的淀粉顆粒粒徑分布在31～105 μm，且‘尤金’的平均粒徑在40 μm左右，‘克新13號’的平均粒徑在50 μm左右。兩個品種淀粉粒徑之間的差異可能由于‘克新13號’是中晚熟品種，較長的生育期為淀粉粒徑增大提供了充足的時間和養(yǎng)分[33]。徐洪巖等[34]研究表明，早熟品種‘克新21號’在單株施用磷肥0～5.4 g范圍內(nèi)，隨著磷肥用量的增加，D50呈先增加后降低的趨勢。本試驗研究表明，隨著施磷量的增加，‘尤金’淀粉粒徑有增大的趨勢，但當(dāng)施磷量超過90 kg/hm2時，淀粉粒徑減小，這與前人研究結(jié)果相似。但‘克新13號’淀粉粒徑隨施磷量的增加呈持續(xù)降低的趨勢，淀粉粒徑降低的原因還有待進一步研究。

溶解度高的淀粉制成的粉絲類產(chǎn)品容易糊湯，蒸煮時的損失也比較大，膨脹度過低的淀粉則使制成的粉絲類產(chǎn)品容易出現(xiàn)斷條的現(xiàn)象[35]，透明度高的淀粉可使加工產(chǎn)品晶瑩剔透。淀粉結(jié)合的磷越多，越有助于淀粉顆粒的溶解和膨脹，從而提高馬鈴薯淀粉的透明度[36-37]。當(dāng)?shù)矸蹜覞嵋菏軣釙r，直鏈淀粉析出，增加淀粉的溶解度，支鏈淀粉分子則有利于淀粉顆粒吸水膨脹，增加淀粉的膨脹度[38]。本試驗表明，增施磷肥通過降低直鏈淀粉含量而降低馬鈴薯淀粉的溶解度，通過增加支鏈淀粉含量而增加淀粉的膨脹度，這與Singh等[39]研究發(fā)現(xiàn)的馬鈴薯淀粉中直鏈淀粉含量與膨脹度呈負(fù)相關(guān)的結(jié)論是一致的。兩個品種馬鈴薯淀粉透明度均隨施磷量的增加而顯著增加，可能是由于增施磷肥后支鏈淀粉含量增加，有利于淀粉顆粒吸水膨脹，淀粉顆粒膨脹越完全，則淀粉糊化越完全，淀粉糊中殘存的淀粉顆粒越少，光線穿過淀粉糊時反射和散射現(xiàn)象越少，淀粉的透明度越高[40]。此外，大淀粉顆粒較易吸水膨脹，而‘克新13號’淀粉顆粒的平均粒徑顯著大于‘尤金’，因此‘克新13號’的淀粉透明度在各處理均高于‘尤金’。與其他種類淀粉相比，馬鈴薯淀粉顆粒較大且結(jié)構(gòu)較松散，磷酸基含量較高[41]，淀粉顆粒吸水后膨脹較完全，且由于磷酸基電荷的相互排斥，使淀粉鏈之間有分散的趨勢，增強了淀粉分子的親水性，從而促進淀粉顆粒的吸水膨脹，淀粉糊的透明度較高[40]，使得加工出的產(chǎn)品色澤及透明度等感官特性優(yōu)于其他淀粉類產(chǎn)品。

3.2 施磷水平對馬鈴薯淀粉含量及產(chǎn)量的影響

淀粉是馬鈴薯塊莖中干物質(zhì)的主要成分，因此塊莖中干物質(zhì)含量直接影響塊莖中淀粉積累量[42]。馬鈴薯淀粉含量與塊莖干物質(zhì)含量具有良好的正相關(guān)性，且塊莖干物質(zhì)含量是影響馬鈴薯出粉率的主要因素，馬鈴薯塊莖產(chǎn)量和淀粉含量是影響淀粉產(chǎn)量的主要因素[43]，同時也是評價馬鈴薯生長情況的重要指標(biāo)。充足的磷有利于馬鈴薯側(cè)枝的發(fā)育，使植株具有更多的葉片和更高的光合葉面積，可有效提高馬鈴薯的全株干物質(zhì)積累量[44-45]。但過量的磷會加強植株的呼吸作用，過度消耗光合產(chǎn)物，導(dǎo)致營養(yǎng)生長與生殖生長失調(diào)，干物質(zhì)的過度消耗導(dǎo)致繁殖器官提早成熟，莖葉生長受到抑制，降低馬鈴薯的產(chǎn)量[46]。適量增施磷肥可增加馬鈴薯塊莖的淀粉含量[47]、干物質(zhì)積累量和產(chǎn)量[48-49]。張亮等[50]研究表明，早熟馬鈴薯‘尤金’在施用P2O50～135 kg/hm2范圍內(nèi)時，P2O5用量為90 kg/hm2時馬鈴薯的產(chǎn)量最高。本試驗中，‘尤金’的淀粉產(chǎn)量隨施磷量的增加呈先增加后降低的趨勢，并在P2O5用量為90 kg/hm2時達到最大值，且顯著高于對照；‘克新13號’的淀粉產(chǎn)量隨施磷量的增加持續(xù)增加，在施用P2O5135 kg/hm2時達到最大值。馬鈴薯的不同品種對塊莖產(chǎn)量的影響達極顯著水平，而兩個品種的適宜磷肥用量不同，可能是由于不同品種之間對磷的需求量存在差異。

綜合比較表明，‘尤金’施用P2O590 kg/hm2時塊莖和淀粉的產(chǎn)量較高，淀粉的理化性質(zhì)也較好，雖在透明度和溶解度方面略差于施用P2O5135 kg/hm2的處理，但差異并不顯著；‘克新13號’在施用P2O5135 kg/hm2時除淀粉顆粒粒徑略有下降外，其他淀粉理化性質(zhì)及塊莖和淀粉產(chǎn)量均優(yōu)于其他處理。

4 結(jié)論

適量的磷肥可降低馬鈴薯直鏈淀粉含量，增加支鏈淀粉含量，提高淀粉的透明度和膨脹度，改善淀粉的品質(zhì)；適量增施磷肥還有助于提高馬鈴薯塊莖的干物質(zhì)含量及產(chǎn)量，從而提高馬鈴薯淀粉的產(chǎn)量。在本研究條件下，綜合磷對馬鈴薯淀粉理化性質(zhì)和產(chǎn)量的影響，‘尤金’的P2O5適宜用量為 90 kg/hm2，‘克新13號’的P2O5適宜用量為135 kg/hm2。