張中寧 張晨霞 吳莘玲 陳晨 劉震宇 陳德華 陳媛
摘要:為研究不同種植密度對(duì)馬鈴薯產(chǎn)量和品質(zhì)的影響,以早熟馬鈴薯品種費(fèi)烏瑞它和早大白為供試材料,設(shè)置52 500、67 500、82 500株/hm2等3個(gè)種植密度,測(cè)定不同密度下馬鈴薯的產(chǎn)量及構(gòu)成、比重、還原性糖含量、直鏈淀粉含量、淀粉磷含量、淀粉粒度、淀粉熱力學(xué)特性等指標(biāo)。結(jié)果表明,隨著種植密度的增大,馬鈴薯產(chǎn)量呈先上升后下降的趨勢(shì),在67 500株/hm2時(shí)達(dá)到最高,而單株結(jié)薯數(shù)和馬鈴薯塊莖單薯質(zhì)量呈下降趨勢(shì);還原性糖含量呈上升趨勢(shì),直鏈淀粉的含量、淀粉磷含量、淀粉體積平均粒徑呈下降趨勢(shì),淀粉糊化的起始溫度、終值溫度、峰值溫度均增高。綜上,52 500株/hm2 時(shí),馬鈴薯的單薯質(zhì)量和比重最高;直鏈淀粉含量和淀粉平均體積粒徑也高于其他密度;淀粉中還原性糖含量最低,利于高溫加工;當(dāng)種植密度為82 500株/hm2時(shí),淀粉含磷量最高,淀粉的糊化溫度高于其他種植密度。當(dāng)種植密度為67 500株/hm2時(shí),馬鈴薯的產(chǎn)量最高,而品質(zhì)則介于以上2個(gè)密度之間。因此,生產(chǎn)中可以通過(guò)密度來(lái)調(diào)節(jié)馬鈴薯的部分淀粉品質(zhì),根據(jù)產(chǎn)量要求、口感品質(zhì)、用途等選擇合適的種植密度。
關(guān)鍵詞:馬鈴薯;種植密度;產(chǎn)量;淀粉品質(zhì);理化特性;方差分析;影響
中圖分類號(hào):S532.04 ??文獻(xiàn)標(biāo)志碼: A
文章編號(hào):1002-1302(2022)07-0059-08
收稿日期:2021-02-24
基金項(xiàng)目:江蘇省高等學(xué)校自然科學(xué)研究面上項(xiàng)目(編號(hào):18KJB210013)。
作者簡(jiǎn)介:張中寧(1996—),男,江蘇鹽城人,碩士研究生,主要從事作物栽培研究。E-mail:17352462202@163.com。
通信作者:陳 媛,博士,講師,主要從事作物栽培研究。E-mail:cheny@yzu.edu.cn。
馬鈴薯是茄科茄屬一年生草本塊莖植物,是世界上第四大糧食作物,其營(yíng)養(yǎng)豐富,抗逆、抗病性強(qiáng),產(chǎn)量高,易貯藏。盡管我國(guó)馬鈴薯產(chǎn)量與種植面積名列世界前幾,但加工利用率及增值率很低。淀粉加工是我國(guó)馬鈴薯加工中占比最大的一部分,約占總產(chǎn)量的20%[1]。
在世界范圍內(nèi),馬鈴薯淀粉產(chǎn)量排名第二,其類脂物含量低,淀粉、聚合物含量高。馬鈴薯淀粉及其衍生物是造紙、紡織、建材、化工等很多領(lǐng)域的添加劑、黏結(jié)劑、增強(qiáng)劑等;在醫(yī)學(xué)方面上,馬鈴薯淀粉可生產(chǎn)多種酶、酵母、人造血液等;目前,各國(guó)已研發(fā)出了上百種用馬鈴薯淀粉和其他糧食制成的美味又營(yíng)養(yǎng)的食品[2]。
自然氣象條件、土壤肥力、塊莖成熟度、栽培技術(shù)、品種等都會(huì)影響到馬鈴薯淀粉品質(zhì)[3-7]。6個(gè)品種在5個(gè)不同的地點(diǎn)的4年試驗(yàn)數(shù)據(jù)表明,地點(diǎn)、年份和品種都對(duì)淀粉的直鏈淀粉含量、磷含量和淀粉體積有顯著影響[8]。不同生態(tài)條件下,馬鈴薯淀粉含量與品質(zhì)也會(huì)相應(yīng)發(fā)生變化,緯度是主要影響因素。在我國(guó)北方,馬鈴薯淀粉含量與緯度成正比,且低緯度地區(qū)的黏度低于高緯度地區(qū)[9]。同一緯度地區(qū)的不同海拔高度對(duì)淀粉產(chǎn)量與品質(zhì)也存在一定影響。低海拔地區(qū)光照較少、溫度較高、降水量多,相對(duì)于高海拔地區(qū)不利于提高淀粉的產(chǎn)量及品質(zhì)。馬鈴薯是一種喜涼怕熱的作物,高溫不利于淀粉的積累[10]。在溫室的持續(xù)高溫環(huán)境下,馬鈴薯淀粉的糊化溫度升高,直鏈淀粉含量升高,并且有更強(qiáng)的抗降解能力[11]。Noda等根據(jù)10年的氣象數(shù)據(jù)和馬鈴薯淀粉品質(zhì)的數(shù)據(jù)進(jìn)行了相關(guān)性分析,結(jié)果表明,糊化溫度和年積溫有顯著的相關(guān)性,并且磷含量在高溫年份會(huì)稍有降低。但是沒(méi)有檢測(cè)到從開(kāi)花期到收獲期的降水量和淀粉品質(zhì)指標(biāo)的相關(guān)性[12]。收獲期對(duì)淀粉品質(zhì)影響的研究表明,晚1個(gè)月收獲的馬鈴薯有較高的淀粉粒體積、峰值黏度、磷含量、崩解值,以及較低的糊化溫度含量和直鏈淀粉含量[13]。鈣肥的施用顯著降低了峰值黏度和淀粉粒體積,同時(shí)改變了細(xì)胞壁中的物質(zhì)組成[14]。
種植密度是影響馬鈴薯淀粉產(chǎn)量和品質(zhì)的重要影響因素。由于植物生長(zhǎng)資源的競(jìng)爭(zhēng),種植密度增大會(huì)引起資源分配的壓力,導(dǎo)致產(chǎn)量差異大,品質(zhì)參差不齊。合理密植可以形成有利的空間體系,促進(jìn)淀粉的積累和品質(zhì)的提升。關(guān)于密度對(duì)淀粉品質(zhì)的影響,在水稻、小麥、玉米[15]中均有很多研究。關(guān)于密度對(duì)水稻淀粉品質(zhì)的影響,胡雅杰等認(rèn)為,種植密度對(duì)峰值黏度、崩解值、熱漿黏度等影響較大,而對(duì)起始糊化溫度、峰值溫度影響較小[16]。謝黎虹等則認(rèn)為,不同種植密度對(duì)水稻糊化過(guò)程的回復(fù)值和消減值有顯著影響,種植密度為13.5萬(wàn)株/hm2時(shí),消減值最高,種植密度為27萬(wàn)株/hm2時(shí),消減值最低[17]。蔡瑞國(guó)等對(duì)小麥的研究表明,隨著密度的增加,小麥中直鏈淀粉含量下降,總淀粉、支鏈淀粉的含量增加,直支比也下降,密度增加到450萬(wàn)株/hm2時(shí),則呈相反趨勢(shì)[18]??琢钇降鹊难芯勘砻鳎衩灼贩N間糊化特征值差異顯著,而密度對(duì)糊化特征值的影響較小[19]。
目前,大部分馬鈴薯的研究都是針對(duì)種植密度對(duì)產(chǎn)量與生長(zhǎng)特性的影響,而對(duì)馬鈴薯淀粉特性的影響鮮有涉及。本研究主要以早熟品種費(fèi)烏瑞它和早大白為材料,研究不同種植密度下馬鈴薯淀粉品質(zhì)的變化,以期為提高馬鈴薯產(chǎn)量和品質(zhì)提供栽培管理的技術(shù)支撐。
1 材料與方法
1.1 材料與栽培
于2018—2019年在揚(yáng)州大學(xué)農(nóng)學(xué)院(江蘇揚(yáng)州)試驗(yàn)田進(jìn)行,試驗(yàn)地為沙壤土,土壤有機(jī)質(zhì)含量為17.8 g/kg、水解氮含量為64.8 mg/kg、速效磷含量為25.6 mg/kg、速效鉀含量為85.4 mg/kg。2年都于1月15日播種、6月10日收獲。選擇生產(chǎn)上廣泛使用的早熟馬鈴薯品種費(fèi)烏瑞它和早大白為供試材料。采用起壟地膜覆蓋方式種植,人工穴播方式播種。小區(qū)長(zhǎng)6.0 m,寬2.8 m,每個(gè)小區(qū)4行,行距0.7 m。施氮肥 (N) 130 kg/hm2,磷肥 (P 2O 5) 75 kg/hm2,鉀肥 (K 2O) 200 kg/hm2。其他生長(zhǎng)管理措施按大田高產(chǎn)栽培要求進(jìn)行。生育期間進(jìn)行中耕、除草處理2次;根據(jù)氣候干旱情況進(jìn)行灌溉,病蟲(chóng)草害的防治按當(dāng)?shù)爻R?guī)進(jìn)行。
1.2 試驗(yàn)處理
試驗(yàn)采用裂區(qū)設(shè)計(jì)方法,3次重復(fù),以品種[費(fèi)烏瑞它(F)和早大白(Z)]為主區(qū),種植密度為裂區(qū),設(shè)3個(gè)密度:52 500、67 500、82 500株/hm2,分別以P1、P2、P3表示。
1.3 測(cè)定方法
1.3.1 產(chǎn)量及產(chǎn)量性狀的測(cè)定
按小區(qū)實(shí)收,換算獲得實(shí)際產(chǎn)量,并收取中間2行的10株,測(cè)量單薯質(zhì)量和每株結(jié)薯數(shù)。
1.3.2 塊莖比重的測(cè)定
收獲后1周內(nèi)將馬鈴薯塊莖洗凈晾干,稱取5 kg樣品,浸入17.5 ℃的水中稱質(zhì)量(使塊莖全部浸沒(méi)在水中,并避免塊莖碰到容器壁)。根據(jù)公式:塊莖比重=塊莖在空氣中的質(zhì)量/(塊莖在空氣中的質(zhì)量-塊莖浸入水中的質(zhì)量),計(jì)算出塊莖比重。
1.3.3 還原性糖含量測(cè)定
參考楊俊慧等的試驗(yàn)方法[20],使用3,5-二硝基水楊酸(DNS)比色法,利用紫外分光光度計(jì)測(cè)定還原性糖含量。
1.3.4 馬鈴薯淀粉的制備
參考王麗等的制備方法[21],稱取去皮馬鈴薯1.5 kg,切片后再切丁,加水,用攪碎機(jī)打碎,將打碎的馬鈴薯放入蒸餾水中浸泡2 h,靜置沉淀后放于200目篩上過(guò)濾并丟棄液體,重復(fù)3~5次后將沉淀物放入烘箱中,40 ℃烘干,粉碎后過(guò)篩,置于密封紙袋中保存?zhèn)溆谩?/p>
1.3.5 直鏈淀粉含量的測(cè)定
參考張娟等的方法[22],使用碘藍(lán)比色法測(cè)定,利用紫外分光光度計(jì)在620 nm 處測(cè)吸光度,計(jì)算直鏈淀粉含量。
1.3.6 淀粉磷含量的測(cè)定
參考趙凱等的方法[23],采用鉬銻抗分光光度法測(cè)定,根據(jù)提前繪制的磷標(biāo)準(zhǔn)曲線方程,計(jì)算樣液中的磷含量。
1.3.7 淀粉粒度
用激光衍射粒度分析儀(Mastersizer 2000,Malvern,England)分析淀粉粒體積分布,以100%無(wú)水乙醇作分散介質(zhì)。
1.3.8 熱力學(xué)特性
使用差示掃描量熱分析儀(differential scanning calorimetric,DSC)進(jìn)行測(cè)量。取 10 μg 淀粉,并加入20 μL ddH 2O,于鋁質(zhì)樣品盤(pán)中搖勻,密封后于4 ℃過(guò)夜,以10 ℃/min的升溫速率使溫度從20 ℃升至100 ℃,同時(shí)以空白鋁盒作為參照,測(cè)定峰值溫度(peak temperature,簡(jiǎn)稱 T? P)、起始溫度(onset temperature,簡(jiǎn)稱 T? o)、終值溫度(conclusion temperature,簡(jiǎn)稱 T? c)和熱焓變化值(enthalpy of transition,簡(jiǎn)稱Δ H )。
1.4 統(tǒng)計(jì)分析
采用Excel軟件對(duì)原始數(shù)據(jù)進(jìn)行整理和描述性統(tǒng)計(jì)分析。統(tǒng)計(jì)分析則利用SAS軟件進(jìn)行比較處理,使用最小顯著性差異( LSD )法測(cè)驗(yàn)顯著性。
2 結(jié)果與分析
2.1 種植密度對(duì)馬鈴薯產(chǎn)量及產(chǎn)量性狀的影響
不同處理對(duì)2個(gè)馬鈴薯品種產(chǎn)量有顯著影響,2年中2個(gè)品種的產(chǎn)量均在67 500株/hm2時(shí)達(dá)到最高,且P2F產(chǎn)量最高,P2Z次之(圖1-A)。方差分析結(jié)果表明,密度與品種間互作不顯著(表1)。2年產(chǎn)量隨著密度的增加呈先升后降趨勢(shì)。即當(dāng)密度為67 500株/hm2時(shí),產(chǎn)量最高,密度為 52 500株/hm2 時(shí)產(chǎn)量最低。在2018年,品種間產(chǎn)量差異顯著,費(fèi)烏瑞它產(chǎn)量顯著高于早大白。2019年品種間產(chǎn)量差異不顯著。
進(jìn)一步分析表明,種植密度對(duì)2個(gè)馬鈴薯品種的單株結(jié)薯數(shù)和單薯質(zhì)量有顯著影響,進(jìn)而影響了產(chǎn)量(圖1-B和圖1-C)。隨著種植密度的增加,單位面積株數(shù)增加,單株結(jié)薯數(shù)和單薯質(zhì)量均呈下降趨勢(shì),2年試驗(yàn)中2個(gè)品種在52 500株/hm2種植密度下的單株結(jié)薯數(shù)和單薯質(zhì)量均顯著高于 82 500株/hm2 的種植密度處理,但是52 500、67 500株/hm2 的種植密度處理下單株結(jié)薯數(shù)和單薯質(zhì)量均無(wú)顯著差異。因此,當(dāng)密度由52 500株/hm2增長(zhǎng)到67 500株/hm2,在沒(méi)有顯著降低單株結(jié)薯數(shù)和單薯質(zhì)量的情況下,由于種植密度的增高,株數(shù)增多,從而顯著提高了最終產(chǎn)量。品種間的比較結(jié)果表明,費(fèi)烏瑞它的單株結(jié)薯數(shù)高于早大白,而早大白的單薯質(zhì)量高于費(fèi)烏瑞它。
2.2 種植密度對(duì)馬鈴薯比重的影響
馬鈴薯品質(zhì)測(cè)定中通常采用測(cè)量比重(密度)的方法來(lái)間接地測(cè)定淀粉含量。由圖2可知,不同處理間馬鈴薯比重差異顯著,其中2年的P1Z比重均最高。方差分析結(jié)果表明,密度與品種間互作不顯著(表1)。2個(gè)年度結(jié)果一致表明,種植密度顯著影響比重,種植密度為52 500株/hm2時(shí)馬鈴薯比重最高,其次是 67 500株/hm2 的種植密度處理,而 82 500株/hm2 種植密度時(shí)比重最低,但67 500、82 500株/hm2的種植密度處理間沒(méi)有顯著差異。早大白的比重在2018年顯著高于費(fèi)烏瑞它,但在2019年2個(gè)品種的比重?zé)o顯著差異。
2.3 種植密度對(duì)還原性糖含量的影響
不同處理間還原性糖含量差異顯著,且2年間P3F的還原性糖含量均最高,而P1Z的最低(圖3)。方差分析結(jié)果表明,2018年密度與品種間互作影響不顯著,2019年密度與品種間互作達(dá)極顯著影響,這種差異性可能是由于2個(gè)品種的還原性糖含量隨著密度增高而增高的程度不同造成的(表1)。種植密度對(duì)馬鈴薯塊莖還原性糖含量有顯著的影響。
隨著種植密度的增大,還原性糖含量呈上升趨勢(shì)。2年間 82 500株/hm2 種植密度處理的還原性糖含量均顯著高于 52 500株/hm2 種植密度處理。2個(gè)品種的還原性糖含量比較結(jié)果表明,早大白的還原性糖含量顯著低于費(fèi)烏瑞它。
2.4 種植密度對(duì)直鏈淀粉含量的影響
不同處理間直鏈淀粉含量差異顯著,其中P1F的直鏈淀粉含量最高,而P3Z的最低(圖4)。方差分析結(jié)果表明,密度與品種間互作對(duì)直鏈淀粉含量影響不顯著(表1)。種植密度對(duì)馬鈴薯直鏈淀粉含量的影響顯著。隨著種植密度的增大,直鏈淀粉的含量呈下降趨勢(shì)。52 500株/hm2 種植密度下馬鈴薯直鏈淀粉含量最高,顯著高于67 500、85 000株/hm2的種植密度處理。早大白直鏈淀粉含量顯著低于費(fèi)烏瑞它。
2.5 種植密度對(duì)淀粉磷含量的影響
不同處理間淀粉磷含量差異顯著,其中P3Z的淀粉磷含量最高(圖5)。方差分析結(jié)果表明,密度與品種間互作不顯著(表1)。種植密度對(duì)馬鈴薯淀粉磷含量的影響顯著,2年在同一品種內(nèi),磷含量在不同密度處理間均表現(xiàn)為82 500株/hm2>67 500株/hm2>52 500株/hm2,其中67 500、82 500株/hm2 種植密度處理與52 500株/hm2種植密度處理差異顯著??傮w上,與52 500株/hm2相比,在2018年,67 500、82 500株/hm2的種植密度處理的淀粉磷含量分別提高2.1%、50%;在2019年,67 500、82 500株/hm2 的種植密度處理的淀粉磷含量分別提高10.4%、13.1%。品種間馬鈴薯淀粉磷含量的比較結(jié)果表明,2018年2個(gè)品種間無(wú)顯著差異,2019年早大白顯著高于費(fèi)烏瑞它。
2.6 種植密度對(duì)馬鈴薯淀粉粒度分布的影響
密度和品種對(duì)淀粉粒度分布的影響顯著,種植密度增大顯著降低了淀粉粒平均粒徑(表2),總體上,在2018年,52 500、67 500、82 500株/hm2的種植密度處理的淀粉粒體積平均粒徑分別為36.18、35.09、33.32 μm,在2019年,52 500、67 500、82 500株/hm2 的種植密度處理的淀粉粒體積平均粒徑分別為39.57、37.75、37.37 μm。密度與品種間互作在2018年影響顯著、2019年影響不顯著。2018年密度與品種間的互作影響顯著是由于2個(gè)品種淀粉粒度分布對(duì)密度的響應(yīng)存在差異;雖然總體上2個(gè)品種都隨著密度增高而平均粒徑變小,其中67 500、52 500株/hm2的種植密度處理的平均粒徑均顯著高于82 500株/hm2,但是費(fèi)烏瑞它隨密度增大平均粒徑先增大后變小,而早大白呈現(xiàn)一直下降趨勢(shì)。2019年2個(gè)品種平均粒徑均隨著密度增大而逐漸降低,其中52 500株/hm2的平均粒徑顯著高于67 500、82 500株/hm2的種植密度處理。早大白的平均粒徑顯著低于費(fèi)烏瑞它。進(jìn)一步分析粒徑分布結(jié)果表明,平均粒徑隨著密度的變小是由于≤30 μm的淀粉粒比例顯著增多,而≥50 μm的淀粉粒比例顯著降低導(dǎo)致的。
2.7 種植密度對(duì)馬鈴薯淀粉熱力學(xué)特性的影響
由表3可知,2018年密度與品種間的互作對(duì)馬鈴薯淀粉熱力學(xué)特性參數(shù)影響不顯著,在2019年對(duì)馬鈴薯淀粉熱力學(xué)特性參數(shù)影響顯著。總體上,2年熱力學(xué)特征參數(shù)隨密度變化趨勢(shì)基本一致,隨著種植密度的增大,起始溫度、峰值溫度、終值溫度均呈上升趨勢(shì),并且2019年差異更顯著,表明高種植密度下的馬鈴薯淀粉需要更高的溫度才開(kāi)始糊化。2018年,種植密度在52 500、67 500株/hm2時(shí),2個(gè)品種的熱焓變化值差異不顯著,種植密度在 85 000株/hm2 時(shí),熱焓變化值數(shù)值達(dá)到最低,且顯著低于其他種植密度。2019年,各密度間熱焓變化值無(wú)顯著差異。2年熱力學(xué)特征參數(shù)在品種間結(jié)果不完全一致。2018年,早大白的熱焓變化值顯著高于費(fèi)烏瑞它,但起始溫度顯著低于費(fèi)烏瑞它。2019年,早大白的起始溫度、峰值溫度、終值溫度均顯著高于費(fèi)烏瑞它,2個(gè)品種的熱焓變化值無(wú)顯著差異。
3 討論
種植密度是影響馬鈴薯產(chǎn)量的重要因素。由于植物的生長(zhǎng)資源的競(jìng)爭(zhēng),種植密度增大會(huì)引起資源分配的壓力,導(dǎo)致產(chǎn)量差異大,品質(zhì)參差不齊[24]。王多成等認(rèn)為,馬鈴薯種植密度與株高成正比,與商品薯率成反比,對(duì)淀粉含量無(wú)顯著影響;單株結(jié)薯個(gè)數(shù)、單株產(chǎn)量在密度為75 000株/hm2時(shí)表現(xiàn)最好[25]。在余幫強(qiáng)等的研究中,種植密度為 66 000株/hm2 時(shí),馬鈴薯產(chǎn)量最高[26]。楊帆等認(rèn)為,種植密度在54 000株/hm2時(shí)的產(chǎn)量低于種植密度為63 000株/hm2的產(chǎn)量,但大馬鈴薯率最高,這一種植密度有利于大塊莖的形成,其中的淀粉含量較高[27]。本研究的產(chǎn)量也是在67 500株/hm2時(shí)達(dá)到最高,同時(shí)隨著密度的增大,塊莖數(shù)和單薯質(zhì)量降低,同時(shí)比重也下降,這和以上的研究結(jié)果一致。
康鵬玲等的研究還表明,種植密度對(duì)還原糖含量有一定影響,在67 500株/hm2時(shí)含量最高,顯著高于其他種植密度,高溫加工時(shí),還原性糖與游離氮基酸發(fā)生美拉德反應(yīng),產(chǎn)生帶有苦味的褐色物質(zhì)和致癌物質(zhì),嚴(yán)重影響了馬鈴薯食品的色澤和品質(zhì)[28]。本研究中還原性糖含量也隨著種植密度的增大而升高,這與以上研究結(jié)果相似。
磷元素作為馬鈴薯淀粉分子中最重要的元素,并在馬鈴薯淀粉中以共價(jià)鍵的形式存在于支鏈淀粉中。隨著磷含量的提高,馬鈴薯淀粉與水黏合度高,淀粉糊透明度高,易膨脹,且淀粉糊很少出現(xiàn)凝膠和老化現(xiàn)象。有研究表明磷含量和直鏈淀粉含量呈負(fù)相關(guān)[8],本研究也表明,隨著密度增加,直鏈淀粉含量降低,支鏈淀粉含量升高,磷含量提高。淀粉顆粒糊化和熱力學(xué)特性受顆粒大小、半結(jié)晶層結(jié)構(gòu)、結(jié)構(gòu)程度以及直鏈淀粉含量等因素綜合影響。淀粉支鏈淀粉含量高,糊化溫度高[7]。Kim等研究了42個(gè)品種的馬鈴薯淀粉,發(fā)現(xiàn)淀粉磷含量和糊化起始溫度呈現(xiàn)正相關(guān)關(guān)系[29],并且Alvani等對(duì)11個(gè)馬鈴薯品種的研究也發(fā)現(xiàn)磷含量和峰值溫度之間呈正相關(guān)關(guān)系[3]。磷含量的提高意味著更多支鏈淀粉的存在以及更穩(wěn)固的晶體結(jié)構(gòu),因此需要更高的糊化溫度去破壞晶體結(jié)構(gòu)。本研究中隨著密度增高,支鏈淀粉含量升高,磷含量升高,淀粉分子結(jié)合比較緊密,淀粉糊化的起始溫度、終值溫度、峰值溫度也相應(yīng)升高。
淀粉粒度分布除受其自身的遺傳性狀控制外,還受環(huán)境條件和栽培措施的影響。前人的研究表明,馬鈴薯同一品種隨著塊莖增大,淀粉的平均粒徑呈增大趨勢(shì)[30],且較晚的收獲時(shí)間導(dǎo)致塊莖變大的同時(shí)淀粉粒徑也增大[31]。本研究中隨著種植密度增大,馬鈴薯塊莖變小,并且粒徑也同時(shí)變小,與以上結(jié)果相似。耿慶輝的研究表明,在灌溉和旱作條件下,隨著種植密度提高,A型淀粉粒(>9.8 μm)體積、表面積百分比降低,B型淀粉粒(<9.8 μm)體積、表面積百分比呈升高趨勢(shì)[32]。本研究結(jié)果表明,種植密度的提高顯著降低了淀粉平均粒徑,與以上結(jié)果一致。相較于結(jié)構(gòu)緊密粒徑小的淀粉顆粒,結(jié)構(gòu)松散粒徑大的淀粉的半結(jié)晶層結(jié)構(gòu)的有序性和一致性以及結(jié)晶層厚度越小,淀粉粒在較低溫度下分子間氫鍵斷裂,水分子進(jìn)入微晶束結(jié)構(gòu),結(jié)晶結(jié)構(gòu)消失的早,變成黏稠的糊漿,易于糊化。本研究結(jié)果表明,隨著種植密度增大,淀粉平均粒徑降低,而淀粉糊化的起始溫度、終值溫度、峰值溫度均增高,表明密度增大導(dǎo)致的淀粉粒徑變小,使得淀粉結(jié)晶度更高,需要更高的溫度才開(kāi)始糊化。Wang等的研究顯示,粒徑較小的馬鈴薯淀粉顆粒的直鏈淀粉含量較低,而支鏈淀粉含量較高[33],本研究結(jié)果與之一致,隨著密度增大,淀粉粒徑變小,同時(shí)支鏈淀粉含量增高。
4 結(jié)論
馬鈴薯產(chǎn)量在67 500株/hm2時(shí)達(dá)到最高,而單株結(jié)薯數(shù)和馬鈴薯塊莖單薯質(zhì)量呈下降趨勢(shì)。隨著種植密度的增大,還原性糖含量呈上升趨勢(shì),直鏈淀粉的含量、淀粉磷含量、淀粉體積平均粒徑呈下降趨勢(shì),淀粉糊化的起始溫度、終值溫度、峰值溫度均增高。費(fèi)烏瑞它的單株結(jié)薯數(shù)顯著高于早大白,早大白的單薯質(zhì)量高于費(fèi)烏瑞它,費(fèi)烏瑞它比早大白產(chǎn)量更高。早大白的還原性糖含量和直鏈淀粉含量均顯著低于費(fèi)烏瑞它。因此,生產(chǎn)上可以通過(guò)密度來(lái)調(diào)節(jié)馬鈴薯的部分淀粉品質(zhì),根據(jù)產(chǎn)量要求、口感品質(zhì)、用途等選擇合適的種植密度。
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