新疆地區(qū)馬鈴薯品種抗旱性比較及篩選

孫 慧,王亞玲,劉 易,李江濤,邢斌德,羅正乾,馮懷章

(新疆農(nóng)業(yè)科學(xué)院 綜合試驗(yàn)場(chǎng),烏魯木齊 830012)

馬鈴薯(Solanum tuberosumL)是僅次于水稻,小麥和玉米的第四大糧食作物[1];馬鈴薯可食用的塊莖部分不僅風(fēng)味佳、味道好,而且富含蛋白質(zhì)、鐵、鋅等多種人體需要的營養(yǎng)物質(zhì),是一種非常好的糧食蔬菜兼用食材;馬鈴薯也是加工企業(yè)的主要生產(chǎn)原料,如:薯?xiàng)l、薯片、粉條、粉絲、淀粉等;且種植周期短、產(chǎn)量高;新疆2017-2018年總播種面積累計(jì)3.44萬hm2,總產(chǎn)量達(dá)到23.8萬t[2],作為新疆南疆地區(qū)精準(zhǔn)扶貧工作的重要作物之一,具有廣闊的發(fā)展前景。

新疆屬于溫帶大陸性氣候,全年干旱少雨,日照充足,蒸發(fā)性強(qiáng),氣候涼爽,馬鈴薯是典型的喜涼性溫帶氣候性作物,因缺乏有效的耐旱機(jī)理,對(duì)水分虧缺和高溫敏感。Tian等[3]表明干旱是西北地區(qū)馬鈴薯生產(chǎn)的關(guān)鍵限制因素。針對(duì)影響馬鈴薯產(chǎn)業(yè)發(fā)展的最大的自然制約因素-干旱問題,進(jìn)行馬鈴薯抗旱性研究顯得尤為重要,開展馬鈴薯品種的抗旱研究對(duì)于選育優(yōu)良的抗旱品種有很大的指導(dǎo)意義[4]。

近年來,國內(nèi)外學(xué)者在馬鈴薯抗旱方面進(jìn)行了大量的研究并且取得重要進(jìn)展,篩選與鑒定出多個(gè)馬鈴薯抗旱性綜合評(píng)價(jià)方法,分別有抗旱系數(shù)法[5],它是水分脅迫下產(chǎn)量與正常供水條件下產(chǎn)量的比值,常與多種生理生化指標(biāo)相結(jié)合用于馬鈴薯抗旱性鑒定;抗旱隸屬函數(shù)值法[6-7]是通過計(jì)算馬鈴薯植株抗旱相關(guān)性狀的隸屬值,對(duì)馬鈴薯抗旱育種和篩選進(jìn)行綜合、精確的評(píng)價(jià)方法;主成分分析法[8-9](PCA)是一種降維數(shù)學(xué)變換方法,其基本思想是設(shè)法將原先眾多且有一定相關(guān)性的指標(biāo)轉(zhuǎn)化成少數(shù)幾個(gè)綜合指標(biāo),結(jié)果可靠、準(zhǔn)確。聚類分析方法[10]有很多種,根據(jù)應(yīng)用所涉及的數(shù)據(jù)類型、聚類的目的以及具體要求來選擇合適的聚類方法。杜培兵等[5]依據(jù)抗旱系數(shù)和抗旱指數(shù)篩選出抗旱性強(qiáng)品種‘中薯19號(hào)’‘同薯23號(hào)’;王謐[11]利用隸屬函數(shù)法和主成分分析的方法,對(duì)19份馬鈴薯資源的抗旱性進(jìn)行了綜合評(píng)價(jià);武新娟[12]利用抗旱系數(shù)結(jié)合隸屬函數(shù)值法對(duì)30份馬鈴薯材料進(jìn)行抗旱性綜合評(píng)價(jià),判斷不同資源的抗旱性。楊宏宇[10]借助聚類分析法對(duì)88份馬鈴薯材料的抗旱性進(jìn)行聚類分析,區(qū)分不同品種馬鈴薯的抗旱性。因此根據(jù)試驗(yàn)需求,選擇適宜的抗旱性評(píng)價(jià)方法對(duì)馬鈴薯種質(zhì)資源篩選以及其抗旱性的研究有著重要的意義。

本試驗(yàn)通過對(duì)不同馬鈴薯品種抗旱性的研究,初步篩選出適合新疆地區(qū)種植且豐產(chǎn)性好、抗旱性強(qiáng)的品種,為抗旱性馬鈴薯品種在新疆的推廣應(yīng)用提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)地位于新疆烏魯木齊北郊,東經(jīng)87°28′,北緯45°56′,海拔590 m,該地區(qū)屬于溫帶半干旱大陸性氣候區(qū),無霜期174 d,年平均日照時(shí)數(shù)2 733.6 h,≥10℃的積溫3 063.3℃,年平均降水量260～290 mm。試驗(yàn)地土壤為沙壤土,有機(jī)質(zhì)17.6 g/kg,全氮1.2 g/kg,全磷0.88 g/kg,全鉀1.8%,p H 8.8。

1.2 試驗(yàn)材料

供試馬鈴薯品種9個(gè):‘隴薯6號(hào)’‘隴薯10號(hào)’‘隴薯11號(hào)’‘隴薯13號(hào)’‘冀張薯12號(hào)’‘中薯19號(hào)’‘中薯20號(hào)’‘中薯22號(hào)’‘晉薯16號(hào)’,以上均為一級(jí)種薯。

1.3 試驗(yàn)方法

試驗(yàn)于2018-2019年在新疆農(nóng)業(yè)科學(xué)院綜合試驗(yàn)場(chǎng)進(jìn)行,試驗(yàn)采用隨機(jī)區(qū)組排列,每個(gè)品種設(shè)置2個(gè)處理,處理1:正常灌水(全生育期灌水量為240 m3/667m2)作為對(duì)照。處理2:干旱脅迫(全生育期灌水量為120 m3/667m2)。每個(gè)處理的小區(qū)安裝水表、球閥控制小區(qū)灌水用量,2018年烏魯木齊主城區(qū)夏季平均降雨量29.4 mm,2019年烏魯木齊主城區(qū)夏季平均降雨量27.3 mm,7-8月晴熱少雨,出現(xiàn)中度干旱,因此,自然降雨忽略不計(jì)。試驗(yàn)分別于2018年4月25日、2019年4月22日一次性播種完,每個(gè)品種種植5行區(qū),小區(qū)面積20 m2,每行20株,每小區(qū)100株,行長6.67 m,行距60 cm,株距33.3 cm,每個(gè)處理設(shè)3次重復(fù)。

試驗(yàn)地每667m2施農(nóng)家肥20 00～3 000 kg,磷酸二銨15 kg,硫酸鉀10 kg做底肥一次性施入土中。幼苗期結(jié)合中耕培土追肥尿素8 kg/667m2,馬鈴薯結(jié)薯期一次施入氮、磷復(fù)合肥10 kg/667m2。定期除草。馬鈴薯出苗后40 d調(diào)查田間數(shù)據(jù),收獲期按小區(qū)收獲,裝袋掛標(biāo)簽稱量并記錄。

1.4 測(cè)定項(xiàng)目與方法

1.4.1 生長指標(biāo) 株高、莖粗:在馬鈴薯開花期、塊莖膨大期用卷尺測(cè)量單株株高,用游標(biāo)卡尺測(cè)量單株莖粗,以上指標(biāo)隨機(jī)選取3株測(cè)定,重復(fù)3次,測(cè)量結(jié)果均取同一處理的平均值。

1.4.2 葉綠素 在馬鈴薯開花期、塊莖膨大期將各品種每個(gè)處理的每個(gè)重復(fù)選取3株,使用TYSB型葉綠素測(cè)定儀,取健康植株倒三葉為測(cè)量點(diǎn)測(cè)定SPAD值。

1.4.3 葉面積 在馬鈴薯開花期、塊莖膨大期將各品種每個(gè)處理的每個(gè)重復(fù)選取3株,使用YMJ-CH型智能葉面積測(cè)量系統(tǒng),取健康植株倒四葉測(cè)量葉面積。

1.4.4 產(chǎn)量 成熟期,試驗(yàn)小區(qū)每個(gè)處理的每個(gè)重復(fù)各選3株,分別測(cè)定每個(gè)植株地下部分結(jié)薯數(shù)、結(jié)薯質(zhì)量。收獲時(shí),按小區(qū)測(cè)產(chǎn),取3次重復(fù)的平均值,折合成667 m2產(chǎn)量。

1.4.5 根系 收獲時(shí),將植株地下部分挖出,清洗根系,用直尺測(cè)量根長,利用電子天平稱量根鮮質(zhì)量。根系105℃殺青30 min后,80℃烘干至恒量,稱量根干質(zhì)量。

根含水率=(根鮮質(zhì)量-根干質(zhì)量)/根干質(zhì)量×100%

1.4.6 抗旱指標(biāo)計(jì)算[5]抗旱系數(shù)=旱地產(chǎn)量/水地產(chǎn)量×100%

抗旱指數(shù)=抗旱系數(shù)×該材料旱地產(chǎn)量/所有材料平均旱地產(chǎn)量

1.5 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)與分析

使用Mierosoft Excel 2007以及DPS軟件處理數(shù)據(jù),采用Duncan’s新復(fù)極差法進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同處理對(duì)馬鈴薯株高和莖粗的影響

由表1可以看出,2018年和2019年在干旱脅迫條件下,不同馬鈴薯品種的株高、莖粗較正常澆水均有所降低,說明干旱脅迫對(duì)馬鈴薯株高、莖粗產(chǎn)生了一定的影響,干旱對(duì)不同品種的影響不同,抗旱能力越強(qiáng)的馬鈴薯品種通常降低幅度越小[5]。關(guān)于株高多重比較表明,2018年和2019年‘中薯22號(hào)’‘隴薯10號(hào)’‘隴薯13號(hào)’3個(gè)品種的株高均較正常灌水差異不顯著,說明干旱對(duì)這3個(gè)品種的株高影響較小?！惺?0號(hào)’‘冀張薯12號(hào)’這2個(gè)品種2 a試驗(yàn)的株高均較正常灌水差異顯著,說明這些品種株高對(duì)干旱脅迫較敏感。

關(guān)于莖粗多重比較表明,2018年和2019年在干旱脅迫條件下,‘中薯22號(hào)’‘隴薯6號(hào)’‘隴薯13號(hào)’‘晉薯16號(hào)’4個(gè)品種的莖粗較正常灌水差異均不顯著,其中2019年‘隴薯13號(hào)’較正常灌水降幅最小僅為6.57%,其次為‘中薯22號(hào)’降低6.59%,說明干旱對(duì)這2個(gè)品種的莖粗影響最小。‘中薯20號(hào)’‘隴薯10號(hào)’‘隴薯11號(hào)’‘冀張薯12號(hào)’這5個(gè)品種在2年試驗(yàn)中莖粗均較正常灌水差異顯著,其中2019年分別較正常灌水降低10.24%、18.87%、10.42%、7.11%。說明這些品種莖粗對(duì)干旱脅迫較敏感。綜上所述,‘種薯22號(hào)’‘隴薯13號(hào)’在株高莖粗方面均表現(xiàn)優(yōu)良。

2.2 不同處理對(duì)馬鈴薯葉綠素含量、葉面積的影響

干旱脅迫一方面使葉綠素的生物合成過程減弱,另一方面會(huì)使葉綠素分解加快,導(dǎo)致葉片綠色變淡,進(jìn)而影響馬鈴薯的光合作用。因此葉綠素含量的高低會(huì)影響馬鈴薯產(chǎn)量的形成。由表2可知,2018年和2019年在干旱脅迫條件下,各品種葉綠素含量較正常灌水條件下均有所下降。2年試驗(yàn)中,‘隴薯10號(hào)’‘中薯20號(hào)’‘中薯19號(hào)’‘隴薯6號(hào)’4個(gè)品種葉綠素含量均較正常灌水差異顯著,其中2019年分別較正常灌水下降15.50%、12.38%、12.24%、11.19%?！] 薯13號(hào)’‘中薯22號(hào)’‘晉薯16’‘冀張薯12號(hào)’葉綠素含量較正常灌水差異均不顯著,2019年降幅僅在5.94%～12.75%?！]薯13號(hào)’降幅最低,較正常灌水僅下降5.94%、其次為‘中薯22號(hào)’較正常降低6.92%。說明‘隴薯13號(hào)’‘中薯22號(hào)’的葉綠素含量對(duì)干旱脅迫不敏感。

2018年和2019年在干旱脅迫條件下,各品種葉面積較正常灌水條件下均有所下降,表明干旱脅迫抑制葉片的生長。多重比較表明,‘隴薯11號(hào)’‘隴薯6號(hào)’‘冀張薯12號(hào)’葉面積在2 a試驗(yàn)中均較正常灌水差異顯著,在2019年試驗(yàn)中分別較正常灌水降低23.72%、12.78%、9.36%?！畷x薯16號(hào)’‘中薯19號(hào)’‘中薯22號(hào)’‘隴薯13號(hào)’葉面積在2 a試驗(yàn)中均較正常灌水差異不顯著,在2019年試驗(yàn)中分別較正常灌水降低2.94%、3.58%、6.02%、8.24%。說明干旱脅迫對(duì)這4個(gè)品種的抑制性較小。綜上,‘中薯22號(hào)’‘隴薯13號(hào)’在干旱脅迫下,葉綠素含量和葉面積均表現(xiàn)良好。

年份Year品種Variety葉綠素含量(SPAD)Chlorophyll 葉面積/cm2 Leaf area正常灌水Normal irrigation干旱脅迫Drought stress正常灌水Normal irrigation干旱脅迫Drought stress 2018 中薯19號(hào)Zhongshu 19 47.24 a 43.21 b 25.78 a 23.67 a中薯20號(hào)Zhongshu 20 47.35 a 41.62 b 26.85 a 22.33 b中薯22號(hào)Zhongshu 22 48.42 a 44.36 a 29.45 a 28.31 a隴薯6號(hào)Longshu 6 46.67 a 42.31 b 24.34 a 20.58 b隴薯10號(hào)Longshu 10 46.89 a 40.85 b 24.37 a 20.45 b隴薯11號(hào)Longshu 11 47.36 a 44.52 a 23.26 a 19.48 b隴薯13號(hào)Longshu 13 49.24 a 45.33 a 25.72 a 24.11 a晉薯16號(hào)Jinshu 16 46.21 a 42.58 a 36.75 a 27.28 a冀張薯12號(hào)Jizhangshu 12 45.98 a 42.23 a 27,55 a 23.46 b 2019 中薯19號(hào)Zhongshu 19 48.60 a 42.65 b 28.20 a 27.19 a中薯20號(hào)Zhongshu 20 48.79 a 42.75 b 27.60 a 26.55 a中薯22號(hào)Zhongshu 22 49.01 a 45.62 a 31.25 a 29.37 a隴薯6號(hào)Longshu 6 49.08 a 43.59 b 23.70 a 20.67 b隴薯10號(hào)Longshu 10 48.84 a 41.27 b 22.74 a 19.52 a隴薯11號(hào)Longshu 11 45.98 a 39.86 b 21.25 a 16.21 b隴薯13號(hào)Longshu 13 53.33 a 46.53 a 23.80 a 21.84 a晉薯16號(hào)Jinshu 16 47.27 a 43.70 a 38.04 a 36.92 a冀張薯12號(hào)Jizhangshu 12 47.63 a 44.80 a 29.50 a 26.74 b

2.3 不同處理對(duì)馬鈴薯根部的影響

由表3可知,2018年和2019年在干旱脅迫條件下,各品種馬鈴薯的單株根長均小于正常澆水處理。說明干旱抑制地下根系的生長。其中2018‘年隴薯13號(hào)’‘隴薯11號(hào)’‘中薯22號(hào)’根長較其他品種長,分別達(dá)到27.97 cm、27.21 cm、26.34 cm。2019年‘隴薯13號(hào)’‘中薯22號(hào)’‘中薯19號(hào)’根長較其他品種長,分別達(dá)到28.33 cm、27.45 cm、26.67 cm。在干旱脅迫下,2018年所有參試品種根干質(zhì)量減幅為9.46%～32.54%。其中‘中薯22號(hào)’減幅最小,為9.46%,其次是‘中薯19號(hào)’和‘隴薯13號(hào)’,分別為12.55%和14.35%,2019年所有參試品種根干質(zhì)量減幅為18.72%～32.17%。其中‘隴薯13號(hào)’減幅最小,為18.72%,其次是‘晉薯16號(hào)’和‘中薯22號(hào)’,分別為19.72%,21.33%。2018年所有參試品種根含水率增幅為18.11%～35.39%。其中‘中薯22號(hào)’增幅最大,為35.39%,其次是‘中薯20號(hào)’和‘隴薯13號(hào)’,分別為32.61%、30.92%。2019年所有參試品種根含水率增幅為19.39%～35.84%。其中‘中薯22號(hào)’增幅最大,為35.84%,其次是‘中薯20號(hào)’和‘隴薯13號(hào)’,分別為34.36%、33.39%。綜上可看出‘隴薯13號(hào)’‘中薯22號(hào)’根干質(zhì)量減幅較其他品種小,根含水率增幅較其他品種高。

2.4 不同處理對(duì)馬鈴薯單株塊莖質(zhì)量的影響

從表4可以看出,2018年和2019年在干旱脅迫條件下,不同品種的單株結(jié)薯數(shù)和單株塊莖質(zhì)量均較正常灌水有所降低,然而干旱對(duì)不同品種的影響不同。其中,2018年‘中薯19號(hào)’‘隴薯6號(hào)’‘隴薯10號(hào)’‘冀張薯12號(hào)’單株結(jié)薯數(shù),單株塊莖質(zhì)量均較正常澆水處理下差異顯著,‘中薯22號(hào)’‘隴薯13號(hào)’單株結(jié)薯數(shù),單株塊莖質(zhì)量均較正常澆水處理下差異不顯著,干旱脅迫下‘冀張

薯12號(hào)’‘中薯22號(hào)’單薯質(zhì)量最大,分別達(dá)到97.46 g和85.58 g。2019年‘中薯19號(hào)’‘隴薯10號(hào)’‘冀張薯12號(hào)’單株結(jié)薯數(shù),單株塊莖質(zhì)量均較正常澆水處理下差異顯著,單株結(jié)薯數(shù)較正常澆水降低29.23%～42.91%,單株塊莖質(zhì)量較正常澆水降低47.09%～72.86%。‘中薯22號(hào)’‘隴薯11號(hào)’‘隴薯13號(hào)’‘晉薯16號(hào)’單株結(jié)薯數(shù)和單株塊莖質(zhì)量均較正常澆水處理下差異不顯著。單株結(jié)薯數(shù)較正常澆水降低7.63%～24.65%。單株塊莖質(zhì)量較正常澆水降低37.11%～61.19%。干旱脅迫下的‘冀張薯12號(hào)’‘中薯22號(hào)’單薯質(zhì)量最大,分別達(dá)到112.54 g和93.64 g。

年份Year品種Variety根長/cm Root length根干質(zhì)量/g Root dry mass根含水率/%Root water content正常灌水Normal irrigation干旱脅迫Drought stress正常灌水Normal irrigation干旱脅迫Drought stress減幅/%Decrease正常灌水Normal irrigation干旱脅迫Drought stress減幅/%Decrease 2018中薯19號(hào)Zhongshu 19 30.58 a 25.87 a 2.31 2.02 12.55 10.65 13.67 28.36中薯20號(hào)Zhongshu 20 27.73 a 22.56 b 2.26 1.93 14.6 10.64 14.11 32.61中薯22號(hào)Zhongshu 22 28.42 a 26.34 a 2.22 2.01 9.46 11.33 15.34 35.39隴薯6號(hào)Longshu 6 27.55 a 22.84 b 1.98 1.52 23.23 10.98 13.58 23.68隴薯10號(hào)Longshu 10 26.83 a 21.49 b 2.10 1.61 23.33 10.57 13.43 27.06隴薯11號(hào)Longshu 11 29.75 a 27.21 a 2.21 1.53 30.77 12.15 15.31 26.01隴薯13號(hào)Longshu 13 32.84 a 27.97 a 2.23 1.91 14.35 12.97 16.98 30.92晉薯16號(hào)Jinshu 16 31.83 a 23.78 b 2.15 1.68 21.86 12.81 15.13 18.11冀張薯12號(hào)Jizhangshu 12 26.79 a 20.86 b 2.09 1.41 32.54 11.33 13.66 20.56 2019中薯19號(hào)Zhongshu 19 32.11 a 26.67 a 2.2 1.58 28.19 10.87 14.31 31.65中薯20號(hào)Zhongshu 20 28.78 a 24.223 a 2.36 1.71 27.54 11.41 15.33 34.36中薯22號(hào)Zhongshu 22 31.89 a 27.45 a 2.11 1.66 21.33 11.69 15.88 35.84隴薯6號(hào)Longshu 6 28.11 a 24.00 b 2.02 1.37 32.17 10.06 12.43 23.56隴薯10號(hào)Longshu 10 28.00 a 22.78 b 2.06 1.41 31.55 9.18 10.96 19.39隴薯11號(hào)Longshu 11 28.44 a 26.22 a 2.27 1.61 29.07 10.61 13.62 28.37隴薯13號(hào)Longshu 13 34.00 a 28.33 a 2.19 1.78 18.72 12.58 16.78 33.39晉薯16號(hào)Jinshu 16 32.44 a 25.67 b 2.13 1.71 19.72 11.95 15.86 32.72冀張薯12號(hào)Jizhangshu 12 27.67 a 21.11 b 2.17 1.54 29.04 10.32 12.89 24.9

2.5 不同處理對(duì)馬鈴薯產(chǎn)量的影響

從表5可以看出,2018年和2019年在干旱脅迫條件下,各品種馬鈴薯的產(chǎn)量較正常灌水產(chǎn)量均有所下降,干旱脅迫對(duì)不同品種影響不同,多重比較表 明,2018年‘中 薯19號(hào)’‘中 薯22號(hào)’‘隴薯11號(hào)’‘隴薯13號(hào)’每667m2產(chǎn)量較正常灌水差異不顯著。其余品種較正常灌水差異顯著。干旱脅迫處理下,‘中薯22號(hào)’‘隴薯13號(hào)’較其他品種減產(chǎn)幅度小,分別減產(chǎn)37.20%和37.61%。各品種馬鈴薯的商品率較正常灌水有所下降,其中,‘隴薯6號(hào)’‘隴薯13號(hào)’‘隴薯10號(hào)’商品薯率減幅小于25%,分別為20.38%、21.44%、24.60%?！惺?9號(hào)’‘中薯20號(hào)’‘中薯22號(hào)’‘隴薯11號(hào)’‘晉薯16號(hào)’‘冀張薯12號(hào)’商品薯率減幅均大于25%,分別為34.77%、37.47%、25.63%、39.53%、30.94%、26.11%。2019年‘中薯19號(hào)’‘中薯22號(hào)’畝產(chǎn)量較正常灌水差異不顯著。其余品種較正常灌水差異顯著。干旱脅迫處理下,‘中薯22號(hào)’‘隴薯13號(hào)’較其他品種減產(chǎn)幅度小,分別減產(chǎn)36.54%、37.60%。干旱脅迫處理下,各品種馬鈴薯的商品率較正常灌水有所下降,其中,‘隴薯13號(hào)’‘隴薯10號(hào)’‘中薯22號(hào)’‘冀張薯12號(hào)’商品薯率減幅小于25%,分別為19.82%、20.15%、22.36%、24.49%?！惺?9號(hào)’‘中薯20號(hào)’‘隴薯6號(hào)’‘隴薯11號(hào)’‘晉薯16號(hào)’商品薯率減幅均大于25%,分 別 為32.79%、33.12%、30.35%、41.39%、31.61%。

2.6 不同處理馬鈴薯抗旱評(píng)價(jià)

抗旱系數(shù)反映干旱對(duì)產(chǎn)量影響的敏感程度,數(shù)值越大,表明抗旱能力越強(qiáng)。由表6可知,參試品種中,2018年和2019年抗旱系數(shù)均大于0.600的有‘中薯22號(hào)’‘隴薯13號(hào)’。2018年和2019年抗旱系數(shù)均在0.500～0.600的有‘中薯19號(hào)’‘隴薯10號(hào)’。2018年和2019年抗旱系數(shù)均小于0.500的有‘晉薯16號(hào)’。抗旱指數(shù)不僅反映了干旱環(huán)境對(duì)產(chǎn)量的影響,還能反映基因型差異對(duì)產(chǎn)量的影響,抗旱指數(shù)越大,表明抗旱能力越強(qiáng),在干旱脅迫處理下,2018年和2019年抗旱指數(shù)較高的均為‘中薯22號(hào)’‘隴薯13號(hào)’,其中2019年抗旱指數(shù)分別為0.982、0.875。依據(jù)抗旱指數(shù)可以看出抗旱能力強(qiáng)的品種有‘中薯22號(hào)’‘隴薯13號(hào)’。

年份Years品種Variety抗旱系數(shù)Drought resistance coefficient抗旱指數(shù)Drought resistance index 2018 中薯19號(hào)Zhongshu 19 0.511 0.391中薯20號(hào)Zhongshu 20 0.495 0.425中薯22號(hào)Zhongshu 22 0.628 0.937隴薯6號(hào)Longshu 6 0.532 0.432隴薯10號(hào)Longshu 10 0.569 0.573隴薯11號(hào)Longshu 11 0.537 0.424隴薯13號(hào)Longshu 13 0.624 0.873晉薯16號(hào)Jinshu 16 0.423 0.435冀張薯12號(hào)Jizhangshu 12 0.449 0.381 2019 中薯19號(hào)Zhongshu 19 0.506 0.411中薯20號(hào)Zhongshu 20 0.515 0.483中薯22號(hào)Zhongshu 22 0.635 0.982隴薯6號(hào)Longshu 6 0.621 0.530隴薯10號(hào)Longshu 10 0.528 0.482隴薯11號(hào)Longshu 11 0.483 0.358隴薯13號(hào)Longshu 13 0.624 0.875晉薯16號(hào)Jinshu 16 0.402 0.361冀張薯12號(hào)Jizhangshu 12 0.522 0.465

3 討論

馬鈴薯通常被認(rèn)為是對(duì)干旱敏感的作物,干旱脅迫是限制馬鈴薯產(chǎn)量和品質(zhì)的重要瓶頸之一[13],引進(jìn)新型馬鈴薯品種,評(píng)價(jià)品種抗旱性,可為新疆抗旱馬鈴薯新品種的利用和推廣奠定理論和實(shí)踐基礎(chǔ)。與此同時(shí),學(xué)者們對(duì)減輕干旱對(duì)馬鈴薯生產(chǎn)的影響的方法進(jìn)行了大量研究,例如基于遺傳[14]、節(jié)水灌溉[15]、耕作制度[16]等方法選育抗旱品種,及馬鈴薯生產(chǎn)地區(qū)的干旱時(shí)空分析和干旱預(yù)測(cè)[17]。

干旱脅迫會(huì)抑制植株的株高、主莖、葉面積、根系、產(chǎn)量等性狀[18],有研究表明[19],干旱脅迫指數(shù)與株高成反比。本研究發(fā)現(xiàn)干旱脅迫對(duì)‘中薯22號(hào)’‘隴薯13號(hào)’株高和莖粗影響較小,較正常灌水處理差異不顯著,抗旱能力較強(qiáng);Monneveux等[20]研究表明干旱限制葉片的生長,降低葉面積指數(shù)及單位葉面積的光合作用速率,本試驗(yàn)中‘中薯22號(hào)’‘隴薯13號(hào)’葉面積較正常灌水差異不顯著,‘隴薯13號(hào)’‘中薯22號(hào)’葉綠素含量較正常灌水差異不顯著,并且分別較正常灌水下較少;馬鈴薯不耐干旱主要?dú)w因于一段時(shí)間的水分脅迫后其根系淺和恢復(fù)能力低[21],耐旱品種具有更深的根系、更多的根表面積和更多的根尖數(shù)[22]。杜培兵等[23]研究發(fā)現(xiàn),干旱脅迫下,根干質(zhì)量減幅越小根含水率增幅越大越抗旱,本試驗(yàn)中‘隴薯13號(hào)’根干質(zhì)量減幅最小,其次是‘晉薯16號(hào)’和‘中薯22號(hào)’;根含水率‘中薯22號(hào)’增幅最大,其次是‘中薯20號(hào)’和‘隴薯13號(hào)’。綜合對(duì)根干質(zhì)量及根含水率的比較,表明‘隴薯13號(hào)’‘中薯22號(hào)’抗旱性較強(qiáng);干旱嚴(yán)重影響著馬鈴薯的產(chǎn)量,嚴(yán)重時(shí)可造成減產(chǎn)50%以上,此外還可引起一系列的不良反應(yīng),如馬鈴薯薯塊品質(zhì)的下降、形態(tài)畸形、代謝紊亂等[4]?！惺?2號(hào)’‘隴薯13號(hào)’在干旱脅迫下生長勢(shì)好,產(chǎn)量在所有品種中最高。本試驗(yàn)通過應(yīng)用抗旱系數(shù)和抗旱指數(shù)2個(gè)指標(biāo),更直觀地篩選出抗旱性強(qiáng)的品種為‘中薯22號(hào)’‘隴薯13號(hào)’。這與通過對(duì)長勢(shì)和產(chǎn)量分析篩選的結(jié)果一致。

4 結(jié)論

中國是世界上最大的馬鈴薯生產(chǎn)國,中國60%的馬鈴薯作物都在干旱和半干旱氣候下種植[24]。中國只有少數(shù)具有高抗旱性的品種被推廣應(yīng)用[25]。因此加快抗旱品種的篩選對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)非常重要。本試驗(yàn)以正常灌水為對(duì)照,對(duì)9個(gè)馬鈴薯品種進(jìn)行株高、莖粗、葉綠素、葉面積、根系、單株結(jié)薯數(shù)、單株塊莖質(zhì)量、單薯質(zhì)量和產(chǎn)量方面進(jìn)行綜合比較,初步篩選出‘中薯22號(hào)’‘隴薯13號(hào)’各方面抗旱能力優(yōu)良,并且在抗旱系數(shù)和抗旱指數(shù)兩個(gè)指標(biāo)中,‘中薯22號(hào)’‘隴薯13號(hào)’均表現(xiàn)最好。因此本試驗(yàn)認(rèn)為‘中薯22號(hào)’和‘隴薯13號(hào)’宜作為抗旱品種在新疆地區(qū)推廣應(yīng)用。