兼用型甘薯新品種龍薯116選育及主要特征、特性鑒定

郭達(dá)偉, 陳紅玉, 梁金平

(龍巖市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所，福建 龍巖 364000)

甘薯作為一種適應(yīng)性強(qiáng)、產(chǎn)量高、用途廣的塊根作物[1]，是世界上重要的糧食、飼料、工業(yè)原料和新型能源作物，是保障我國能源安全和糧食安全的重要作物[2].甘薯在我國的總產(chǎn)量僅次于水稻、小麥和玉米，居第4位[3].2001年以來，國家對(duì)甘薯的科研工作日益重視，專用型甘薯品種的選育和能源用甘薯新材料的創(chuàng)制列入了國家“863”計(jì)劃[4-5].甘薯淀粉作為一種優(yōu)質(zhì)淀粉資源在食品工業(yè)上應(yīng)用廣泛，國內(nèi)對(duì)甘薯淀粉的生產(chǎn)技術(shù)及理化性質(zhì)的研究已取得較大進(jìn)展，其加工產(chǎn)品已廣泛應(yīng)用于食品、醫(yī)藥和化工等領(lǐng)域[6].淀粉加工用薯在我國甘薯消費(fèi)中占有重要的地位，如北方薯區(qū)淀粉加工甘薯用量占該薯區(qū)產(chǎn)量的40%以上，長江中下游部分薯區(qū)約占30%[7].因此,優(yōu)質(zhì)高淀粉甘薯新品種的選育顯得尤為重要[8].甘薯中淀粉含量一般為15%～20%，個(gè)別高淀粉品種的可達(dá)28%[5].日本生產(chǎn)上大面積推廣的甘薯品種平均產(chǎn)量約為49.5 t·hm-2，淀粉用甘薯品種的干物率約40%，含淀粉26%～28%.因此，我國專用型甘薯品種的淀粉產(chǎn)量有很大的提升空間[2]，且優(yōu)質(zhì)鮮食與高淀粉兼用型品種更是市場空缺的產(chǎn)品.我們以高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)的鮮食、高淀粉兼用型甘薯作為選育的主攻目標(biāo)，利用龍巖市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所選育的優(yōu)質(zhì)種質(zhì)資源進(jìn)行創(chuàng)制，通過田間鑒定、區(qū)域試驗(yàn)、協(xié)作檢測等方法，培育出適合福建省種植的鮮食與淀粉兼用型甘薯新品種龍薯116.對(duì)龍薯116的育種過程、豐產(chǎn)性和產(chǎn)量適應(yīng)性進(jìn)行鑒定，對(duì)品種主要特征、特性及栽培技術(shù)要點(diǎn)進(jìn)行總結(jié),可為加快該品種的推廣應(yīng)用、成果轉(zhuǎn)化及實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化奠定基礎(chǔ).

1 選育經(jīng)過

1.1 選育過程

龍薯116是在確定以高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)的鮮食、高淀粉兼用型甘薯為育種目標(biāo)后，以優(yōu)異的育種材料龍薯9號(hào)為母本，放任授粉田間自然雜交獲得雜交種子，經(jīng)多年多點(diǎn)加代加速繁殖，綜合鑒定選育而成.選育過程如下：2012年獲得雜交一代種子;2013年在春播育苗、秋季剪苗種植實(shí)生苗品系中篩選而得，系號(hào)為11-6，具體過程見圖1.2020年，龍薯116獲農(nóng)業(yè)農(nóng)村部非主要農(nóng)作物品種登記,編號(hào)：GPD甘薯(2020)350103.

圖1 龍薯116選育圖譜Fig.1 Breeding map of Longshu 116

1.2 早期鑒定

在育種過程中，加強(qiáng)對(duì)實(shí)生苗的田間表型觀察記載，主要選擇直立、短蔓、株型緊湊、不易開花等表型，結(jié)合主要特征、特性(特別是薯塊產(chǎn)量、外觀品質(zhì)等)的鑒定，力爭早發(fā)現(xiàn)目標(biāo)材料，加快繁殖，以期縮短育種年限.2014—2016年進(jìn)行多年多點(diǎn)試驗(yàn)，龍薯116的產(chǎn)量表現(xiàn)見表1.

表1 龍薯116的產(chǎn)量表現(xiàn)Tab.1 Yield performances of Longshu 116

1.2.1 早熟兼豐產(chǎn)性評(píng)價(jià)在甘薯生育期(120 d)左右進(jìn)行測產(chǎn)評(píng)價(jià)，以鮮薯產(chǎn)量超過對(duì)照品種30%左右、單株產(chǎn)量650 g左右的品系入選，可兼顧早熟高產(chǎn).

1.2.2 結(jié)薯習(xí)性單株結(jié)薯數(shù)要求3～5個(gè)，且大小較均勻，結(jié)薯集中，有利于機(jī)械化收獲.

1.2.3 外觀品質(zhì)皮色和肉色鮮亮純正，表皮光滑，芽眼少而淺，薯形光滑美觀.

1.2.4 食味品質(zhì)采用蒸煮品嘗評(píng)價(jià)，選擇薯肉細(xì)膩少纖維、香甜軟糯、風(fēng)味佳的優(yōu)質(zhì)品系.

1.2.5 株型評(píng)價(jià)選擇短蔓半直立型或直立型的品種，適宜機(jī)械化栽培.

1.2.6 病蟲害抗性觀察田間觀察抗病蟲害情況.

2 生產(chǎn)力和區(qū)域適應(yīng)性鑒定

2.1 福建省甘薯新品種區(qū)域試驗(yàn)

龍薯116于2017年參加福建省甘薯新品種區(qū)域試驗(yàn)，共設(shè)9個(gè)試點(diǎn)，分別在福州倉山、莆田荔城、三明寧化、龍巖新羅、寧德福安、南平建陽、漳州漳浦、泉州晉江及南安，同組別共8個(gè)品種.結(jié)果顯示：龍薯116平均鮮薯產(chǎn)量為31.64 t·hm-2，與對(duì)照品種金山57相比，減產(chǎn)8.50%；平均薯干產(chǎn)量為11.74 t·hm-2,與對(duì)照相比，有7個(gè)試點(diǎn)增產(chǎn)，平均增產(chǎn)26.02%，差異極顯著(P<0.01,下同)；平均淀粉產(chǎn)量為6.92 t·hm-2，與對(duì)照相比，9個(gè)試點(diǎn)均增產(chǎn)，平均增產(chǎn)36.22%，差異極顯著；薯干與淀粉產(chǎn)量均居同組第1位.

2018年續(xù)試，區(qū)域試驗(yàn)共設(shè)9個(gè)試點(diǎn)(同上)，同組別共7個(gè)品種.結(jié)果顯示：龍薯116平均鮮薯產(chǎn)量為35.17 t·hm-2，與對(duì)照相比，減產(chǎn)6.97%；平均薯干產(chǎn)量為11.47 t·hm-2，與對(duì)照相比，有7個(gè)試點(diǎn)增產(chǎn)，平均增產(chǎn)16.36%，差異極顯著；平均淀粉產(chǎn)量為7.74 t·hm-2，與對(duì)照相比，有7個(gè)試點(diǎn)增產(chǎn)，平均增產(chǎn)25.43%，差異極顯著；薯干與淀粉產(chǎn)量均居同組第1位.

龍薯116 2年平均鮮薯產(chǎn)量為33.40 t·hm-2，比對(duì)照減產(chǎn)7.73%；薯干產(chǎn)量為11.60 t·hm-2，比對(duì)照增產(chǎn)21.19%；淀粉產(chǎn)量為7.33 t·hm-2，與對(duì)照相比，增產(chǎn)30.82%.

2.2 豐產(chǎn)性與適應(yīng)性表現(xiàn)

在2018年福建省甘薯新品種區(qū)域試驗(yàn)中，對(duì)參試品種鮮薯、薯干及淀粉產(chǎn)量的豐產(chǎn)性和穩(wěn)定性進(jìn)行品種適應(yīng)性評(píng)價(jià)，結(jié)果見表2.龍薯116薯干產(chǎn)量主效應(yīng)較大，豐產(chǎn)性很好，回歸系數(shù)為1.245；而鮮薯產(chǎn)量與淀粉產(chǎn)量的主效應(yīng)相對(duì)較大，豐產(chǎn)性好，方差值與變異度加大，綜合評(píng)價(jià)為較好.各項(xiàng)指標(biāo)均優(yōu)于對(duì)照品種廣薯87.

表2 參試品種產(chǎn)量及適應(yīng)性評(píng)價(jià)Tab.2 Evaluations of yield and adaptability of tested varieties

3 主要特征、特性鑒定

試驗(yàn)于2019年在龍巖市新羅區(qū)大池鎮(zhèn)雅金村(116°48′E，25°07′N)進(jìn)行，壤土，地力中等，前作為水稻.8月6日栽插，12月20日收獲，畦寬1.00 m.龍薯116與對(duì)照金山57按52 500株/hm2的密度，各栽植2 000株，相同的大田管理.按照福建省區(qū)域試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行形態(tài)特征的觀察記載，并分別于栽插后40、60、80、100、120 d和收獲期(約136 d)挖根考種，每次10株，測定植株莖、葉和薯塊的鮮質(zhì)量，計(jì)算平均值、T/R值.

3.1 形態(tài)特征

龍薯116株型中蔓半直立，頂葉形狀凹到平,葉片淺單缺刻、葉裂片有、葉耳無,葉緣紫色,頂葉、成葉、葉主脈、葉側(cè)脈、脈基、葉柄、柄基及莖均為綠色，莖尖茸毛少、大小中等，莖粗中等，分枝8～15條，單株結(jié)薯3～6個(gè)，大、中薯率87.14%，薯塊紡綞形，薯皮紅色，薯肉黃色.外觀評(píng)分：2年區(qū)域試驗(yàn)平均值為83.03，比對(duì)照金山57高3.00分.

3.2 生長發(fā)育情況

3.2.1 不同發(fā)育時(shí)期莖葉生長情況由表3知，隨著生長時(shí)間的增加，龍薯116和金山57莖葉鮮質(zhì)量均呈現(xiàn)先升高后降低的變化趨勢(shì)，栽苗后100 d內(nèi)呈增長趨勢(shì).龍薯116在前60 d的莖葉生長量明顯高于對(duì)照金山57，在栽苗后100 d，2個(gè)品種莖葉產(chǎn)量均達(dá)到最大值.龍薯116栽插早期早生快發(fā)，為后期干物質(zhì)的積累、塊根膨大奠定基礎(chǔ).

表3 龍薯116與金山57生長期莖葉產(chǎn)量、薯塊質(zhì)量及T/R比較Tab.3 Comparison of stem and leaf yield,tuber quality and T/R ratio between Longshu 116 and Jinshan 57 in growth period

3.2.2 不同發(fā)育期薯塊質(zhì)量的變化情況由表3知，栽插后40 d結(jié)薯.隨著生長時(shí)間的增加，2個(gè)品種薯塊鮮產(chǎn)及薯干產(chǎn)量均呈現(xiàn)持續(xù)升高的趨勢(shì)，龍薯116在前期(60 d內(nèi))生長快，鮮薯產(chǎn)量明顯高于對(duì)照金山57;中后期鮮薯產(chǎn)量與對(duì)照基本持平，但薯干產(chǎn)量高于對(duì)照.

3.2.3 不同發(fā)育時(shí)期T/R值的變化T/R值不僅可以反映甘薯品種的營養(yǎng)生長與生殖生長之間的轉(zhuǎn)化及此消彼長關(guān)系，而且可以揭示植株莖葉生長光合作用與干物質(zhì)積累的庫源關(guān)系.由表3知，隨著生長時(shí)間的增加，龍薯116與金山57的T/R值均呈現(xiàn)持續(xù)下降趨勢(shì).栽插后40～60 d，2個(gè)品種的T/R值迅速下降，甘薯植株以地上部莖葉生長為主，塊根初步形成，龍薯116的T/R值明顯大于對(duì)照；栽插后60 d，植株進(jìn)入塊根膨大期；栽插后80 d，2個(gè)品種的T/R值均下降到約為1，地上部營養(yǎng)生長由盛轉(zhuǎn)衰，地下部薯塊膨大加快，植株轉(zhuǎn)入以干物質(zhì)積累的生殖生長為主階段，2個(gè)品種的T/R值變化趨勢(shì)基本一致，表明2個(gè)品種在干物質(zhì)積累過程中的庫源關(guān)系轉(zhuǎn)化呈基本相同態(tài)勢(shì).

3.2.4 薯塊個(gè)數(shù)及分級(jí)質(zhì)量收獲時(shí),龍薯116結(jié)薯數(shù)平均為4.7個(gè)/株，大、中薯數(shù)為3.9個(gè)/株，占總薯數(shù)的82.98%；大、中薯質(zhì)量為0.801 kg/株，占單株總質(zhì)量的95.46%.因此，在生產(chǎn)中若要提高產(chǎn)量，增加大、中薯比例是關(guān)鍵.

3.3 食味品質(zhì)與營養(yǎng)品質(zhì)

龍薯116食味面、香、較甜、纖維少，食味評(píng)分83.77，比對(duì)照高3.49分.福建省農(nóng)業(yè)科學(xué)研究院農(nóng)業(yè)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)與檢測技術(shù)研究所對(duì)龍薯116鮮薯營養(yǎng)成分的測試結(jié)果見表4、5，其營養(yǎng)物質(zhì)中蛋白質(zhì)、粗纖維、鈣、鐵、粗灰分及蔗糖含量明顯高于金山57，除天門冬氨酸和組氨酸外，其余各氨基酸含量及總量也明顯高于金山57.

表5 龍薯116及金山57薯干的氨基酸含量Tab.5 Amino acid contents in dry sweetpotato of Longshu 116 and Jinshan 57

3.4 抗病性

福建省農(nóng)業(yè)科學(xué)研究院植物保護(hù)研究所用蔓割病菌株進(jìn)行盆苗接種法[9]室內(nèi)鑒定，結(jié)果表明，龍薯116在2017年中感蔓割病，2018年中抗蔓割病(表6)，2年綜合評(píng)價(jià)為中感蔓割病.龍薯116在不同年份測定的抗病性表現(xiàn)差異較大，在生產(chǎn)上要重視選擇非病區(qū),并注重病害的預(yù)防和控制.

表6 龍薯116及金山57抗病性鑒定結(jié)果Tab.6 Results of identification for disease resistance ofLongshu 116 and Jinshan 57

4 討論與結(jié)論

營養(yǎng)品質(zhì)的測定是全面評(píng)價(jià)優(yōu)良品種的重要依據(jù)[10].通過測定得知，龍薯116富含維生素C、鈣、鐵及蔗糖.維生素C有阻礙致癌物質(zhì)的形成、防止動(dòng)脈硬化及老年斑的作用[11]，鈣、鐵更是人體必需的微量元素.營養(yǎng)品質(zhì)的測定結(jié)果進(jìn)一步說明了龍薯116可作為鮮食與淀粉兼用的品種.

甘薯除含有淀粉、可溶性糖、蛋白質(zhì)、膳食纖維、礦物質(zhì)元素外，還含有其他有益的營養(yǎng)物質(zhì)，如黃酮類化合物、花青素等.影響甘薯營養(yǎng)品質(zhì)的因素主要有品種、生育期、肥料及環(huán)境等[12].我們可以將這些研究成果應(yīng)用于鮮食、淀粉兼用型品種的選育過程中，同時(shí)開展配套栽培技術(shù)研究，培育出優(yōu)良的甘薯品種.

龍薯116的薯干產(chǎn)量和淀粉產(chǎn)量高，穩(wěn)產(chǎn)、豐產(chǎn)和適應(yīng)性好，外觀品質(zhì)優(yōu)、商品性好、鮮食品質(zhì)優(yōu)，是鮮食和淀粉兼用的適合品種.生產(chǎn)上要根據(jù)其特征、特性，培育健壯無毒苗，采用秋薯留種；作為淀粉用，建議適時(shí)早播，早薯于5月份、晚薯于立秋前插植，適當(dāng)減小密度，以52 500 株/hm2為宜，適當(dāng)延遲收獲，生育期140 d左右有較大的增產(chǎn)潛力；作為鮮食用，建議適當(dāng)遲播，合理密植，栽插密度60 000 株/hm2為宜，適當(dāng)縮短生育期，控制在120 d以內(nèi)，以便提高產(chǎn)品的外觀品質(zhì)和商品性.由于該品種抗病性較差，在生產(chǎn)上要注意避開病區(qū).