高寒阴湿区马铃薯主食化品种的筛选及性能.pdf
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1、doi:10.3969/j.issn.2095-1736.2023.04.076高寒阴湿区马铃薯主食化品种的筛选及性能李玉涛1,唐德晶2,朱永永3,谢奎忠4(1.临夏州农业技术推广服务中心,临夏 731100;2.西北师范大学 地理与环境科学学院,兰州 730070;3.甘肃省农业技术推广总站,兰州 730020;4.甘肃省农业科学院马铃薯研究所,兰州 730070;)摘 要 为筛选适宜高寒阴湿区种植的主食化马铃薯专用品种,推进甘肃马铃薯主粮化深入实施,引进和收集当地品种共 25 个,开展品种比较试验,比较各品种之间的生态适应性(农艺性状)、加工品质指标(含水量、还原糖和淀粉含量)和加工相关的
2、酶活性(PPO 和 POD 活性)高低。采用隶属函数、聚类分析和相关性综合分析,筛选出适宜当地种植主食化品种 5 个,分别是陇薯 15 号、陇薯 14 号、青薯 9 号、陇薯 10 号和陇薯 7 号。这些品种产量在27 941.8331 143.77 kg/hm2,含水量为 74.13%76.51%,还原糖含量为 0.08%0.20%,淀粉含量为 17.59%23.58%,PPO 活性为 6.4410.82 U,推荐这些品种在高寒阴湿区推广种植。关键词 高寒阴湿区;马铃薯主粮化;专用品种筛选;加工指标中图分类号 S532文献标识码 A文章编号 2095-1736(2023)04-0076-07
3、Study on selection of special varieties in cold and humid areasin potato staple food research and industry development in ChinaLI Yutao1,TANG Dejing2,ZHU Yongyong3,XIE Kuizhong4 1.Linxia Agricultural Technology Extension Service Center Linxia 731100 China 2.School of Geography and Environmental Scie
4、nce Northwest Normal University Lanzhou 730070 China 3.Gansu Agricultural Technology Extension Station Lanzhou 730020 China 4.Potato Research Institute Gansu Academy of Agricultural Sciences Lanzhou 730070 China Abstract In order to select special potato varieties suitable for planting in cold and h
5、umid areas and promote the further implementa-tion of potato staple food research and industry development in China a total of 25 varieties were introduced and collected to carry out variety comparison test in cold and humid areas in China.The ecological adaptability agronomic characters processing
6、quality inde-xes dry matter reducing sugar and starch content and processing related enzyme activities PPO and POD activities were com-pared.By means of membership function cluster analysis and correlation comprehensive analysis 5 varieties suitable for local planting were screened out which were Lo
7、ngshu 15 Longshu 14 Qingshu 9 Longshu 10 and Longshu 7.The main indexes of the recommen-ded varieties were yield with 27 941.83-31 143.77 kg/hm2 74.13%-76.51%water content 0.08%-0.20%reducing sugar content 17.59%-23.58%starch content 6.44-10.82 U PPO activity.It was recommended that these varieties
8、could be popularized and plan-ted in cold and humid areas.Keywords cold and humid areas potato staple food and industry development in China selection of special variety processing index 我国西北地区海拔高,气候冷凉,而马铃薯(Sola-num tuberosum L.)喜冷凉环境,是该地区的主要农作67第 40 卷第 4 期2023 年 8 月生 物 学 杂 志JOURNAL OF BIOLOGY Vol.4
9、0 No.4Aug.2023收稿日期:2022-07-18;最后修回日期:2022-10-08基金项目:国家自然科学基金项目(31860354);甘肃省农业科学院重点研发计划项目(2022GAAS36);甘肃省科技项目(GNKJ-2021-25、GNKJ-2021-26);联合国世界粮食计划署“甘肃富锌马铃薯小农户试点项目”(WFPGSPP-1);公益性行业(农业)科研专项(201503001-7);临夏州科技计划项目(2019-N-3-003)作者简介:李玉涛,高级农艺师,主要从事主粮化马铃薯专用品种引进和筛选的研究和推广工作,E-mail:GSLXYT 通信作者:谢奎忠,博士,研究员,主要
10、从事马铃薯高效栽培与生理生态研究工作,E-mail:xiekz79 物1。马铃薯 于 明 代 传 入 中 国,后 被 迅 速 传 播 引种2-3,现在已经成为甘肃三大粮食作物之一4-5。尽管甘肃省马铃薯品种繁多6-8,然而适合主食化加工的专用品种缺乏,当地种植品种与国家马铃薯主粮化战略所需要的加工专用品种之间存在很大的差距,严重制约马铃薯主粮化战略的推进9;马铃薯主食化品种要求具有高产、抗病、高商品率、抗氧化褐变、低还原糖、低含水率等特性10-12。我国选育出了部分高淀粉品种、鲜食兼加工型品种,但目前仍无完全满足全粉加工要求的品种,炸片型和炸条型马铃薯都是以欧美国家的品种为主13。这与我国长期
11、将马铃薯作为一种蔬菜作物有关,我国 20 世纪 90 年代才开始选育高淀粉加工专用型品种,起步落后于欧美国家14。从技术上可将我国马铃薯育种方法分为杂交育种、诱变育种和生物育种 3类,这 3 种育种方法的有机结合,是我国马铃薯育种发展的主流15。落后的马铃薯栽培方式,也同样制约着马铃薯产业的发展,甘肃长期以来的马铃薯栽培以传统的平作培土和条播技术为主,这种栽培方式可能会影响马铃薯前期发育。覆膜栽培、大垄栽培和间作套作等栽培技术,有利于马铃薯生长发育,增强其农艺性状16,所以推广科学种植技术,也是促进甘肃马铃薯主食化发展的有力手段。鉴于马铃薯主食化专用品种的缺乏,本文筛选适宜在高寒阴湿区种植的马
12、铃薯主食化加工专用品种,为甘肃马铃薯主食化发展提供技术支持,为推进国家主粮化战略作出贡献。1 材料与方法1.1 材料1.1.1 试验区概况试验区设在甘肃省临夏州和政县达浪乡杨马族村(N 3520,E 10317),海拔 2 250 m,属于高寒性湿润阴湿大陆性季风气候区,日照时数 2 669.7 h。年平均气温为 5.9,多年平均降水 578.5 mm。020 cm 耕层土壤有机质含量 28 g/kg,全氮含量 1.63 g/kg,全磷含量 0.86 g/kg,全钾含量 23.80 g/kg,速效氮含量45.00 mg/kg,有效磷含量 24.70 mg/kg,速效钾含量218.00 mg/k
13、g,pH 值 8.1。土壤为黑垆土,前茬为马铃薯。1.1.2 供试品种引进育成新品种和收集当地种植品种共计 25 个参加品种比较试验,试验采取随机区组设计,每个品种设 3 次重复,小区长 12 m,宽 4.2 m,面积 50 m2,每小区 300 株,种植密度 60 000 株/hm2。1.1.3 播种和田间管理 于2021 年4 月22 日播种,基肥为P2O5 123 kg/hm2、纯 N 150 kg/hm2、农家肥 30 000 kg/hm2,采用黑色地膜全覆盖垄作侧播栽培技术,机械起垄覆膜,基肥配合机械覆膜一次施入,各小区品种人工点播种植。1.2 方法1.2.1 测定项目(1)考种项目
14、。收获前分小区选择正常的植株 20株,挖出薯块称重,求其平均值,并且记录腐烂薯块重量,分别记录75 g 薯块和75 g 薯块的重量,计算病薯率和商品薯率17。(2)产量测定。各品种按小区实收薯块的重量折算成公顷产量。(3)马铃薯加工相关品质指标的测定。含水量含量依据国标 GB 5009.32010 采用干燥法测定;还原糖含量依据国标 GB 5009.72008 采用直接滴定法;淀粉含量依据标准 NY/T 111985 采用旋光法测定。(4)马铃薯加工相关的酶活性指标测定。PPO 和POD 酶活性测定参照王丽等18的方法测定。马铃薯总酚含量参照岑忠用等19的方法测定。1.3 数据处理用 Micr
15、osoft Excel 对数据进行整理,SPSS 软件20对数据进行方差、聚类分析和相关性分析。马铃薯各种指标综合性评价采用隶属函数法,先计算马铃薯单个指标的隶属函数值,再计算马铃薯所有指标的平均隶属函数值,其值越大,表明越适宜作主食化专用品种。用于综合评价的隶属函数值的计算公式:X1=(X-Xmin)/(Xmax-Xmin)X2=1-(X-Xmin)/(Xmax-Xmin)式中,X 为某一指标的测定值;Xmax为所参试品种中该指标的最大值;Xmin为所参试品种中该指标的最小值。采用 X1计算与马铃薯主食化特性正相关指标的隶属函数值;用 X2表示与马铃薯主食化特性负相关指标的隶属函数值。2 结
16、果与分析2.1 不同马铃薯品种主要农艺性状指标的比较将 25 个马铃薯品种的经济产量、商品率和病薯率作 方 差 分 析(表 1),各 品 种 产 量 平 均 为24 606.80 kg/hm2,经济产量最高为 31 143.77 kg/hm2(陇薯 10 号),产量最 低 为 18 932.93 kg/hm2(天薯 13 号),经 济 产 量 在 不 同 品 种 间 变 异 系 数 为11.69%。不同品种平均商品薯率为 79.47%,商品薯率最高为 92.77%(陇薯 14 号),最低为 70.83%77第 40 卷第 4 期2023 年 8 月生 物 学 杂 志JOURNAL OF BIO
17、LOGY Vol.40 No.4Aug.2023(庄薯 3 号),品种间变异系数为 6.07%。不同品种平均病薯率为 5.12%,病薯率最低为 1.50%(青薯9 号),最高为 10.60%(陇薯 6 号),品种间变异系数为 57.15%。表 1 各品种马铃薯主要农艺性状比较Table 1 Comparison of main agronomic characters of potato varieties序号Number品种Variety商品薯率The rate of marketable tuber/%病薯率The rate of diseased tuber/%经济产量Yield/(kg
18、/hm2)1民薯 2 号74.909.96bcd4.100.53fgh24 384.80557.37def2青薯 16882.204.11abcd2.970.70ghij21 974.23387.00efg3青薯 9 号76.636.89bcd1.500.53j29 861.171 611.92ab4青薯 10 号84.231.00abc2.130.31ij24 309.971 655.26def5新大坪85.333.21abc1.871.07j21 253.27703.44fg6天薯 11 号82.007.06abcd2.200.46ij22 737.23897.32ef7天薯 12 号76
19、.736.45bcd6.830.55cd22 983.401 071.97def8天薯 13 号74.233.16cd3.100.70ghij18 932.93128.23g9庄薯 3 号70.839.11d3.130.35ghij23 693.20890.27def10庄薯 4 号79.370.35bcd8.671.05b25 264.70932.36cde11冀张薯 8 号71.703.08d10.331.46a22 243.03157.56efg12冀张薯 12 号76.236.82bcd8.601.51b26 475.131 512.31bcd13陇薯 3 号86.271.90ab4.
20、370.68efg25 732.871 722.12cde14陇薯 6 号79.573.52bcd10.601.13a23 107.732 126.36def15陇薯 7 号80.201.13bcd9.601.42ab27 941.831 264.86abc16陇薯 8 号81.773.88abcd3.070.50ghij25 517.23644.38cde17陇薯 9 号73.877.32cd9.470.67ab22 586.671 875.52ef18陇薯 10 号77.3012.93bcd5.070.93ef31 143.777 152.81a19陇薯 11 号82.202.27abcd
21、2.600.26hij25 714.27929.30cde20陇薯 12 号76.000.79bcd8.070.60bc22 102.37466.56efg21陇薯 14 号92.7713.15a5.070.93ef28 089.87494.96abc22陇薯 15 号82.701.18abcd1.830.42j29 422.732 122.81ab23希森 6 号80.973.10bcd5.670.95de22 272.571 976.55efg24定薯 3 号80.835.04bcd3.670.25fghi23 410.001 211.15def25定薯 4 号77.834.16bcd3.
22、531.00fghi24 014.932 076.93def 注:数据为平均值标准差;同列不同小写字母表示差异达到显著水平(P0.05)。2.2 不同马铃薯品种主要加工品质指标的比较将 25 个马铃薯品种的主要加工品质指标含水量、还原糖和淀粉含量分别作方差分析(表 2),不同品 种 含 水 量 平 均 为 77.41%,含 水 量 最 高 为82.47%(新大坪),含水量最低为 73.35%(陇薯 12号),不同品种间含水量变异系数为 2.98%。不同品种还原糖平均含量为 0.17%,还原糖最高含量为0.52%(冀 张 薯 12 号),最 低 为 0.06%(庄 薯 3号),品种间变异系数为
23、62.06%。各品种淀粉含量平均为 17.74%,淀粉含量最高为 23.58%(陇薯 15号),最低为 11.81%(新大坪),品种间变异系数为16.20%。2.3 不同马铃薯品种与加工相关的酶活性的比较马铃薯在加工过程中会发生褐变,严重影响加工品质,马铃薯褐变受到多酚氧化酶(PPO)和过氧化物酶(POD)活性以及薯块中总酚含量的影响。将 25 个马铃薯品种的加工品质指标多酚氧化酶(PPO)和过氧化物酶(POD)活性以及薯块中总酚含量分别作方差分析(表 3),各品种 PPO 活性平均为 10.91 U,PPO 活 性 最 高 为 16.22 U(陇 薯 12号),PPO 活性最低为 6.44
24、U(陇薯 7 号),PPO 活性不同品种间变异系数为 22.90%。各品种 POD活性平均为 11.57 U,POD 活性最高为 15.87 U(陇薯 12 号),最低为 7.09 U(希森 6 号),POD 活性不同品种间变异系数为 20.19%。各品种总酚含量平均为 0.97 mg/g,总酚含量最高为 1.37 mg/g(陇薯3 号),最低为 0.67 mg/g(青薯 168),总酚含量不同品种间变异系数为 18.48%。87第 40 卷第 4 期2023 年 8 月生 物 学 杂 志JOURNAL OF BIOLOGY Vol.40 No.4Aug.2023表 2 各品种马铃薯主粮化加工
25、品质指标的比较Table 2 Comparison of processing quality indexes of potato varieties序号Number品种Variety含水量Water content/%还原糖含量Reducing sugar content/%淀粉含量Starch content/%1民薯 2 号77.741.06ef0.080.07e17.880.45g2青薯 16878.730.97de0.440.09a16.481.06ij3青薯 9 号75.280.57ghi0.120.03de20.320.92cde4青薯 10 号81.481.12ab0.150.
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