幾個加工型馬鈴薯品種主要品質形成的比較

石 瑛，單洪波，邰宇新，陳若男，潘 峰，魏峭嶸，張麗莉

（東北農業大學農學院，黑龍江 哈爾濱 150030）

馬鈴薯加工利用的主要方向有淀粉（粉條、粉皮和粉絲）和食品加工（全粉、炸片和炸條），加工對馬鈴薯品種的外觀和部分品質性狀有一定的要求：薯形好、芽眼淺，塊莖大小均勻，內外部缺陷、病害和損傷少，干物質含量適宜[1]。其中塊莖的干物質含量是加工關注的重要品質指標，干物質含量的高低關系到加工產品的質量與產量。干物質含量高則油炸食品的含油量低，加工過程中消耗的能源少、產品產量高，但干物質含量過高生產的薯片會偏“硬”，影響食用風味和口感。馬鈴薯品種的干物質含量為20%～25%、還原糖含量低于0.4%時，可用做全粉或炸片加工的原料薯[2]。中國馬鈴薯主產區用于全粉或炸片加工的原料薯品種多為‘大西洋’，該品種為美國育成，塊莖干物質含量高、還原糖含量低、加工品質好，但品種對環境的適應性稍欠缺，易感病毒、退化快，對晚疫病抗性差，所需栽培管理措施復雜，導致生產種植的成本偏高，特別是在晚疫病常發區，種植風險極大。近年來，國內馬鈴薯加工型品種選育工作蓬勃開展，淀粉加工專用型、全粉和炸片專用型品種選育的數量逐年增加，云南等產區在薯片加工上已經開始應用自主選育的加工型品種[3]。

東北馬鈴薯產區馬鈴薯加工比例偏低，淀粉加工原料薯多采用鮮薯食用型品種，如‘克新13號’和‘延薯4號’等，全粉和炸片加工原料薯均用‘大西洋’。試驗采用課題組近年自主選育的加工型馬鈴薯新品種，與目前全粉和炸片加工主栽品種‘大西洋’相比，研究新品種的干物質、淀粉和粗蛋白含量主要品質形成的特點，為新品種的推廣應用及優質豐產栽培提供依據。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

供試材料為加工型馬鈴薯品種4個，分別為‘大西洋’（CK，炸片、全粉）、‘東農310’（淀粉、全粉）、‘東農314’（炸片、全粉）、‘東農317’（淀粉、全粉），二級種薯。

1.2 試驗方法

試驗地設在黑龍江省哈爾濱市香坊區向陽鄉東北農業大學實驗實習基地，試驗地前茬為大豆。田間采用隨機區組設計，3次重復。8行區，行長6 m，行距0.8 m，株距0.3 m，每行種植20株。整薯播種。施肥量為尿素（N 46%）5 kg/667m2，磷酸氫二銨（N 46%，P2O546%）10 kg/667m2，硫酸鉀（K2O 50%）5 kg/667m2，馬鈴薯播種時作種肥施入。生育期間采用正常田間管理。2017年4月28日播種，9月13日收獲。

1.3 品質性狀測定

塊莖形成后（盛花期開始）對塊莖取樣，取樣區設在小區中部，每次取樣間隔時間為14 d，共計5次，實際取樣時間為6月27日、7月11日、7月25日、8月9日和8月23日，每個重復每次取樣3株，烘干后粉碎混勻，測定干物質、淀粉和粗蛋白含量。

干物質含量：采用烘干前后稱重法。淀粉含量：采用碘量法。粗蛋白含量：采用凱氏定氮法[4,5]。

1.4 數據測定

對各個取樣時期不同品種的干物質、淀粉和粗蛋白含量按二因素隨機區組試驗的統計分析方法進行方差分析和差異顯著性測驗（SSR法）[6]，依據干物質、淀粉和粗蛋白含量均值繪制成圖（Excel 2003）。

2 結果與分析

2.1 品質性狀差異分析

對參試品種塊莖發育不同時期的干物質、淀粉和蛋白質含量進行方差分析，結果列表1。幾個品種的塊莖淀粉含量差異顯著、塊莖干物質和粗蛋白含量差異極顯著，品種間品質性狀的差異表現為粗蛋白含量＞干物質含量＞淀粉含量。各生育時期的塊莖干物質、淀粉和粗蛋白含量差異均極顯著，不同時期間品質性狀的差異表現為淀粉含量＞粗蛋白含量＞干物質含量。塊莖干物質、淀粉和粗蛋白含量在品種與生育時期間存在極顯著互作，互作效應差異表現為淀粉含量＞粗蛋白含量＞干物質含量。

表1 品質性狀方差分析Table 1 Analysis of variance on quality traits

將各品質性狀在品種和時期間的多重比較結果列表2。從各品種全生育期的平均表現可見，‘大西洋’、‘東農310’和‘東農317’的干物質含量極顯著高于‘東農314’，‘大西洋’和‘東農310’的淀粉含量顯著高于‘東農314’和‘東農317’，‘大西洋’的粗蛋白含量極顯著高于其他品種，‘東農310’和‘東農314’的粗蛋白含量顯著高于‘東農317’。塊莖干物質、淀粉和粗蛋白含量均隨生育進程推進極顯著增加，干物質含量的形成呈單峰曲線、峰值出現在生育中期，淀粉含量的形成在生育后期進入平臺期，粗蛋白含量則持續增加、在生育后期最高。

表2 品質性狀多重比較Table 2 Multiple comparisons on quality traits

2.2 各生育時期品種間的品質性狀比較

將不同生育時期各品種的品質性狀比較結果列表3。6月27日處于塊莖形成初期，‘大西洋’、‘東農317’和‘東農310’的塊莖干物質含量差異未達極顯著水平，‘東農314’的干物質含量略低；‘東農310’的塊莖淀粉含量最高、顯著高于其他品種，‘東農317’和‘大西洋’的淀粉含量次之，‘東農314’的淀粉含量最低、顯著低于其他品種；4個品種的粗蛋白含量均存在顯著差異，由高到低依次為‘東農310’＞‘東農317’＞‘大西洋’＞‘東農314’。7月11日進入塊莖膨大期，‘東農310’的干物質含量顯著高于其他品種，其他品種間差異不顯著；‘東農310’和‘東農317’的淀粉含量差異不顯著，極顯著高于‘大西洋’和‘東農314’；‘東農310’的粗蛋白含量最高、極顯著高于‘東農314’和‘東農317’，‘大西洋’的粗蛋白含量最低，極顯著低于其他品種。7月25日取樣，‘東農310’的干物質和淀粉含量均顯著低于其他品種；‘東農314’和‘東農317’的粗蛋白含量顯著高于‘大西洋’和‘東農310’。8月9日取樣時，‘東農310’和‘大西洋’的干物質含量高、‘東農314’和‘東農317’的干物質含量稍低，‘東農310’與‘大西洋’的干物質含量差異不顯著、但顯著高于‘東農317’和‘東農314’；‘大西洋’和‘東農314’的淀粉含量顯著高于‘東農310’和‘東農317’；‘東農314’的粗蛋白含量顯著低于其他品種。8月23日取樣時塊莖已進入淀粉積累中后期，品種間干物質含量差異顯著，‘東農310’的干物質含量最高，‘東農317’和‘大西洋’的干物質含量次之，‘東農314’的干物質含量最低；‘東農310’的淀粉含量顯著高于其他品種；‘大西洋’、‘東農310’和‘東農314’的粗蛋白含量差異不顯著；‘東農317’的粗蛋白含量顯著低于‘大西洋’和‘東農314’，與‘東農310’差異不顯著。

表3 不同生育時期品質性狀比較Table 3 Multiple comparisons for quality traits at different growth stages

2.3 各品種不同生育時期的品質變化

依據各品種不同生育時期的品質性狀結果繪制圖1～3。‘東農310’的干物質、淀粉和粗蛋白含量均隨生育進程推進而持續增加；干物質含量的變幅為15.11～25.96 g/100g FW，從7月11日起干物質含量均超過20 g/100g FW，從8月9日起干物質含量均超過25 g/100g FW；淀粉含量的變幅為10.01～20.67 g/100g FW，從8月9日起淀粉含量均超過18 g/100g FW；粗蛋白含量的變幅為1.44～1.74 g/100g FW，從8月9日起粗蛋白含量均超過1.7 g/100g FW。‘東農314’的干物質、淀粉和粗蛋白含量呈單峰曲線；干物質含量的變幅為13.50～24.03 g/100g FW，7月25日的干物質含量最高；淀粉含量的變幅為5.45～20.97 g/100g FW，從7月25日起淀粉含量均超過18 g/100g FW，8月9日的淀粉含量最高；粗蛋白含量的變幅為0.92～1.82 g/100g FW，7月25日的粗蛋白含量最高。‘東農317’的干物質和粗蛋白含量呈單峰曲線，淀粉含量隨生育進程推進而持續增加；干物質含量的變幅為16.35～25.51 g/100g FW，7月25日的干物質含量最高，此后的干物質含量均超過20%；淀粉含量的變幅為8.39～18.90 g/100g FW，從7月25日起淀粉含量均超過17 g/100g FW，8月23日的淀粉含量最高；粗蛋白含量的變幅為1.16～1.73 g/100g FW，7月25日的粗蛋白含量最高。對照品種‘大西洋’的干物質和淀粉含量呈單峰曲線，粗蛋白含量隨生育進程推進而持續增長；干物質含量的變幅為17.56～24.58 g/100g FW，7月25日的干物質含量最高，此后的干物質含量均超過20 g/100g FW；淀粉含量的變幅為7.96～22.19 g/100g FW，從7月25日起淀粉含量均超過18 g/100g FW，8月9日的淀粉含量最高；粗蛋白含量的變幅為1.05～1.76 g/100g FW，8月23日的粗蛋白含量最高。

圖1 不同生育時期干物質含量變化Figure 1 Change in dry matter content for varieties tested at different growth stages

3 討論

馬鈴薯是收獲塊莖的作物，其“源”與“庫”的關系協調，不像禾谷類作物周期長且需要經歷復雜的過程，能夠在生育早期直接將光合作用同化產物輸送到塊莖中，可以節約能量消耗，其在單位時間和單位土地面積上的碳水化合物和蛋白質等的產出率高[7]。本課題組圍繞馬鈴薯的淀粉含量開展過不同生態區域表現的相關研究[8-10]，也針對不同類型品種開展過產量與品質形成的研究[11,12]，但未進行過加工型品種多個主要品質性狀形成的相關研究。本試驗采用自育的3個加工型馬鈴薯新品種與同類型主栽品種‘大西洋’進行比較，在塊莖形成、膨大和淀粉積累各時期進行樣品采集，分析塊莖干物質、淀粉和粗蛋白含量，試圖了解各品種主要品質的形成特點。‘東農310’為已經審定推廣的加工型品種，其干物質和淀粉含量高，豐產性和抗病性好[13]；‘東農314’和‘東農317’是以‘大西洋’為母本新育成的加工型品種，干物質含量較高、還原糖含量低，適于炸片和全粉加工。

圖2 不同生育時期淀粉含量變化Figure 2 Change in starch content for varieties tested at different growth stages

圖3 不同生育時期粗蛋白含量變化Figure 3 Change in crude protein content for varieties tested at different growth stages

試驗所用的參試品種雖為同一類型，但各品質性狀在品種間仍存在顯著差異，且在品質形成過程中各具特點。隨著生育進程推進，整體表現為各品質指標均極顯著增加，干物質含量在生育中期的7月25日即達到高峰值，淀粉含量在稍后的8月9日也隨之進入平臺期，粗蛋白含量在生育偏后期的8月23日仍持續增加；在塊莖形成初期的6月27日，各品種的干物質含量變幅為13.50～17.56 g/100g FW，即已處于較高水平，僅部分品種間有一定差異；但品種的淀粉含量變幅為5.45～10.01 g/100g FW，品種間差異顯著，排序為‘東農310’＞‘東農317’≈‘大西洋’＞‘東農314’；粗蛋白含量變幅為0.92～1.44 g/100g FW，品種間差異顯著，含量為‘東農310’＞‘東農317’＞‘大西洋’＞‘東農314’；可見在塊莖形成早期，‘東農310’的淀粉和粗蛋白的積累就顯著快于其他品種。到8月23日塊莖淀粉積累中后期，各品種的干物質含量變幅19.42～25.32 g/100g FW，排序為‘東農310’＞‘東農317’≈‘大西洋’＞‘東農314’；淀粉含量變幅18.90～20.67 g/100g FW，‘東農310’顯著高于其他品種；粗蛋白含量變幅1.64～1.78 g/100g FW，品種間含量差異較小。‘東農310’的各品質組分形成時期早，整個生育期持續積累，取樣期內各品質組分均未出現明顯峰值；‘東農314’的各品質組分峰值出現早，其干物質含量顯著偏低；‘東農317’的淀粉含量未出現明顯峰值；‘大西洋’的粗蛋白含量持續積累。可見參試品種均具有獨特的品質形成特性，在針對品種進行試驗、示范和推廣的過程中，應注意結合其各自的生理特性進行養分管理與栽培技術配套，保證品種的產量并發揮其品質優勢，實現品種生產的豐產與優質。