云南專用型紫甘薯新品種的篩選

李明福， 張云瓊， 李鵬林， 杜 燕， 徐寧生

(1.玉溪農業職業技術學院， 云南 玉溪 653106； 2.中國人民財產保險公司 云南省分公司， 云南 昆明 650200； 3.云南省農業科學院 經濟作物研究所， 云南 昆明 650200； 4.農業農村部 云貴高原馬鈴薯與油菜科學觀測實驗站， 云南 昆明 650200)

0 引言

【研究意義】花青素是植物中廣泛存在的一種水溶性天然色素，參與植株的生長發育、生物與非生物脅迫應答等生理活動[1]。甘薯薯塊積累大量花青素時呈紫色，即紫甘薯。紫甘薯富含花青素，除具有普通甘薯的生理保健功能外，其清除體內自由基、恢復肝功能、預防癌癥和修復腦損傷等作用更加突出。隨著紫甘薯種植面積逐年擴大，已成為甘薯產業的新亮點[2]。中國紫甘薯種植面積約18.5萬hm2，四川、云南和江西的種植面積約占40%[3]。云南常年種植甘薯超6.66萬hm2[4]，其中，紫甘薯種植面積約0.67萬hm2，約占甘薯總面積的10%。云南紫甘薯種植產業主要靠色素加工企業支撐?；ㄇ嗨睾枯^高的紫甘薯提取色素效率高，加工生產的紫薯粉色度深，從而降低加工紫薯自發粉成本。隨著市場競爭加劇，尋求高產和高花青素含量的紫甘薯品種成為紫甘薯加工企業的強烈需求。因此，開展新紫甘薯品種的篩選研究，對促進云南紫甘薯產業的穩定發展具有現實意義。【前人研究進展】有關紫甘薯花青素含量的品種篩選試驗前人做了大量研究，趙冬蘭等[5]對紫A-7、煙665、紫A-6和紫A-4等8種紫甘薯資源原花青素相對含量進行了比較；朱璞等[6]對綾紫、徐紫薯3號、徐038008、浙大09-3、浙大09-41、浙大03081、安蘇08-20、大青08-36和山川紫的薯塊產量、花青素含量及食味進行了比較；夏家平等[7]比較分析了濟黑薯1號、漯紫薯1號、商077-1、泰中11、煙薯0747和寧紫薯1號的產量、熟食味和花青素含量；房增國[8]比較了徐紫22-1、煙紫2、即紫2、紫A2和煙紫1等18個紫甘薯品種的產量、花青素和硒含量?！狙芯壳腥朦c】目前，關于紫甘薯品種篩選試驗研究主要集中在優良親本組配和多級多代試驗篩選等方面，有關從花青素含量和食用品質評價等方面篩選適宜云南種植的優質紫甘薯品種研究鮮見報道?！緮M解決的關鍵問題】以濟黑2號、徐紫薯5號和紫羅蘭等7個紫甘薯品種為研究對象，采用大田試驗，從農藝性狀、口感品質、花青素含量和產量等方面綜合篩選出適于鮮食或色素提取的紫甘薯新品種，以期為解決云南地區色素加工主栽品種產量低和效益不高等問題提供參考。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

收集濟黑2號、徐紫薯5號、紫羅蘭、云紫1號、云紫2號、15302和徐紫薯8號共7個紫甘薯品種，其中，濟黑2號、徐紫薯5號、紫羅蘭和徐紫薯8號由省外引進，云紫1號和云紫2號來自云南新平，15302由云南省農業科學院引進。三元復合肥(N∶P2O5∶K2O=15∶15∶15)購自貴州西洋實業有限公司，毒辛購自江蘇寶靈化工股份有限公司。

1.2 試驗方法

1.2.1 試驗設計 試驗于2021年5月20日在玉溪農業職業技術學院試驗基地進行，采用隨機區組試驗設計，以7個紫甘薯品種為研究對象，共設7個處理，每處理3次重復。用單壟單行斜插栽培，小區面積10 m2，壟距1 m，株距0.25～0.30 m，栽薯苗2 500株/667m2，每小區37株。復合肥50 kg/667m2、毒辛5 kg/667m2于起壟前一次性施入。薯苗移栽后每天下午澆水1次，連續澆水1周，保證薯苗成活后進行黑膜覆蓋栽培，于前期和中期對壟溝人工除草2次。

1.2.2 指標測定

1) 農藝性狀。在紫甘薯生長中后期對各品種生長勢進行觀察記錄；參照甘薯種質資源描述規范和數據標準[9]，于2021年11月15日測定植株生長習性、頂芽葉色和頂芽形狀等指標。測定干物率、薯塊產量、花青素產量和淀粉產量[10]。

2) 口感品質。用蒸熟法對各品種進行口感品質檢測，香味按特香、香、較香、微香和無香分別計4分、3分、2分、1分和0分；甜味按特甜、甜、較甜、微甜和無甜分別計4分、3分、2分、1分和0分；糯粘度按特糯、糯、較糯、微糯和無糯分別計4分、3分、2分、1分和0分；

3) 花青素測定。采用檸檬酸-磷酸氫二鈉緩沖液提取法提取花青素[11]。精確稱取鮮甘薯1～2 g，切成細丁放入研缽中，并加20 mL檸檬酸-磷酸氫二鈉緩沖液(pH 3.0)研磨破碎，于室溫靜置2 h，將上部含有色素的緩沖液移至100 mL容量瓶，用緩沖液定容至100 mL。用JH722N可見光分光光度計測量525 nm處的OD值，并換算為花青素含量。

4) 可溶性糖測定。紫甘薯洗凈，抹干表皮水分，去皮，切成細丁，每處理稱取3個樣品100 g放入瓷坩鍋中研細，用不銹鋼勺子壓取0.5～1.0 mL汁液待測。取純凈水1～2滴放入折光儀，用WZS 50手持式折射儀測得其折光率為0.5%。取紫薯液1～2滴于折光儀斜面測得相應折光率。通過查對22℃室溫所測的折光率對應的可溶性糖百分率校正值得到紫甘薯的可溶性糖百分率。

1.3 數據統計與分析

采用DPS 16.05對試驗數據進行統計分析與繪圖。

2 結果與分析

2.1 不同紫甘薯品種的生長勢

由表1可知，各品種紫甘薯的生長勢存在一定差異。植株生長習性：濟黑2號、徐紫薯5號、云紫1號和15302為半直立型，紫羅蘭、云紫2號和徐紫薯8號為匍匐型；頂芽葉色：除徐紫薯5號、云紫1號和徐紫薯8號為紫色及紫羅蘭為淺綠色外，其余品種均為綠色；頂芽形狀：各品種均為凹形；葉裂片：徐紫薯5號和15302為無裂心形，其余品種均為三裂三角形；葉正主脈、側脈色：各品種均為綠色；葉背主脈色：除濟黑2號和徐紫薯8號分別為紫色和淺紫色外，其余品種均為綠色；葉背側脈色：除徐紫薯8號為紫色外，其余品種均為綠色；莖芽端絨毛：徐紫薯5號和云紫1號較多，濟黑2號、紫羅蘭和徐紫薯8號少，云紫2號和15302極少；莖色：除徐紫薯5號和徐紫薯8號為紫色外，其余品種均為綠色；現蕾開花：除濟黑2號、紫羅蘭和云紫1號3個品種開花外，其余品種均不開花。綜合看，各品種的形態特征差別明顯，可用于區分和辨別品種。

表1 不同紫甘薯品種的地上部莖葉特征

2.2 不同紫甘薯品種的農藝性狀及產量

從表2看出，各品種紫甘薯的農藝性狀及產量存在較大差別。濟黑2號、徐紫薯5號、紫羅蘭、云紫1號、云紫2號、徐紫薯8號和15302的莖長分別為191.67 cm、101.00 cm、218.67 cm、152.00 cm、312.00 cm、180.00 cm和229.73 cm，以云紫2號最長，達312.00 cm，徐紫薯5號最短，為101.00 cm；莖粗分別為1.93 cm、3.17 cm、2.03 cm、2.51 cm、3.33 cm、3.03 cm和2.35 cm，以云紫2號最粗，達3.33 cm，濟黑2號最細，為1.93 cm；莖基部分枝分別為4.33個、8.67個、11.00個、7.73個、3.33個、5.93個和6.53個，以紫羅蘭最多，達11.00個，云紫2號最少，僅3.33個。莖葉重：徐紫薯8號>濟黑2號>云紫2號>紫羅蘭>15302>云紫1號>徐紫薯5號；薯塊重：徐紫薯8號>云紫2號>云紫1號>15302>紫羅蘭>徐紫薯5號>濟黑2號；薯塊產量：徐紫薯8號>云紫2號>云紫1號>紫羅蘭>15302>徐紫薯5號>濟黑2號；淀粉產量：云紫2號>云紫1號>徐紫薯8號>15302>紫羅蘭>徐紫薯5號>濟黑2號；花青素產量：徐紫薯8號>濟黑2號>云紫1號>云紫2號>紫羅蘭>15302>徐紫薯5號。從塊根與莖葉比值看，云紫1號最高，達2.19，表明該品種營養物質輸送到塊根比率最高；濟黑2號最低，為0.53，表明該品種的營養物質轉化率最低。

表2 不同紫甘薯品種的農藝性狀與產量

2.3 不同紫甘薯品種薯塊的基本特征

由表3可知，不同紫甘薯品種薯塊的基本特征存在一定差異。形狀：徐紫薯5號為極短紡錘形，紫羅蘭和15302為紡錘形，其余品種均為柱形；芽眼深淺：濟黑2號和徐紫薯8號為深，其余品種為淺；薯皮光滑度：紫羅蘭、云紫2號和15302為光滑，濟黑2號和云紫1號為粗糙，徐紫薯5號和徐紫薯8號中等；薯塊整齊度：除濟黑2號為較整齊外，其余品種均為整齊；薯塊缺陷：除徐紫薯5號、徐紫薯8號和15302有淺條溝外，其余品種均無條溝；皮色：濟黑2號和云紫2號為紫黑色，徐紫薯8號為深紫色，15302為紫紅色，其余品種為紫色；皮層色：濟黑2號、云紫1號、云紫2號和徐紫薯8號為深紫色，其余品種為紫色；肉色：濟黑2號為紫黑色，15302為紫紅色，徐紫薯5號和紫羅蘭號為紫色，云紫1號、云紫2號和徐紫薯8號為深紫色。

表3 不同紫甘薯品種薯塊的基本特征

2.4 不同紫甘薯品種薯塊的口感品質

從表4看出，不同紫甘薯品種的口感不同。干物率：云紫2號(35.1%)>濟黑2號(33.8%)>云紫1號(32.7%)>徐紫薯5號(32.4%)>紫羅蘭(29.7%)>15302(28.5%)>徐紫薯8號(28.3%)；花青素：濟黑2號(132.2 mg/100g)>徐紫薯8號(94.4 mg/100g)>云紫1號(57.9 mg/100g)>紫羅蘭(44.8 mg/100g)>云紫2號(35.1 mg/100g)>徐紫薯5號(31.4 mg/100g)>15302(27.6 mg/100g)；可溶性糖：徐紫薯8號(17.8%)>紫羅蘭(16.3%)>濟黑2號(14.6%)>徐紫薯5號(14.3%)>15302(12.2%)>云紫1號=云紫2號(11.5%)。香味以徐紫薯5號和15302得分最高，均為3分；甜味以15302得分最高，為3分；糯粘度以云紫1號、云紫2號和徐紫薯8號得分最高，均為3分。從綜合口感得分看，徐紫薯5號、徐紫薯8號和15302較高，分別為7分、7分和8分，表明該品種紫甘薯的口感較好，適合鮮食；紫羅蘭、云紫1號和云紫2號適中，分別為6分、5分和6分，可作為鮮食或加工品種；濟黑2號最低，為2分，口感差，可作為加工品種。

表4 不同紫甘薯品種薯塊的口感品質

2.5 薯塊品質特性的相關性

通過對花青素與綜合口感得分、甜味分數與校正可溶性糖、可溶性糖與花青素、花青素與塊根產量和干物率與花青素進行相關性分析得出，可溶性糖與花青素、花青素與塊根產量和干物率與花青素無明顯相關性；由圖1和圖2可知，花青素與綜合口感得分呈負相關(y=-0.045 6x+8.360 9，R2=0.866 6)；甜味分數與校正可溶性糖呈正相關(y=2.892 3x+3.228 4，R2=0.702 2)。結合表4可知，花青素的澀味對紫甘薯食味影響較大，熟食味較好的15302與徐紫薯5號花青素含量均較低，而徐紫薯8號和紫羅蘭在花青素含量較高的條件下，仍保持較高的可溶性糖含量(17.8%和16.3%)。表明，花青素含量高的紫甘薯品種可用于加工提取色素和加工紫薯粉的綜合效率較高；花青素含量較高且熟食味好的品種，鮮食消費效率較高。

圖1 花青素與綜合口感得分的線性相關性

圖2 甜味分數與校正可溶性糖的線性相關性

3 討論

花青素含量是紫甘薯的核心指標，食味與花青素含量一般呈顯著負相關。花青素雖有利于人體健康，但其具有澀味，對紫甘薯食味有負面影響[12-13]。因此，以鮮食為主的紫甘薯要求花青素含量不能太高，如徐紫薯5號和15302口感較好。但用于加工提取色素的紫甘薯則要求花青素含量越高越好，如濟黑2號。研究結果表明，參試品種花青素含量與干物質含量和塊根產量無明顯相關性，表明，可作進一步研究篩選干物質含量適中、產量適中而花青素含量較高的紫甘薯品種；可溶性糖含量與花青素含量無明顯相關性，與唐忠厚等[14]的研究結果有差異。通常情況下，馬鈴薯的可溶性糖含量低，其花青素含量也低；紫甘薯的可溶性糖含量高，其花青素含量也高。表明，花青素與可溶性糖的關系較為復雜，不一定是呈正相關或負相關。

栽培措施不僅可以提高紫甘薯產量，還可以提高其花青素含量[15-16]。如徐紫薯5號的轉化率(1.76)較高，但其地上部與地下部的產量均較低，可通過增加施肥量來提高產量；濟黑2號的花青素含量最高(132.2 mg/100g)，為很多色素加工企業青睞，但其產量低(1 568.78 kg/667m2)。依據試驗結果，可通過以下方法解決，一是用徐紫薯8號替代，其單位面積的花青素產量(3.49 kg/667m2)遠高于濟黑2號(2.07 kg/667m2)，二是由于濟黑2號塊根/莖葉的比值偏低(0.53)，可通過控徒長改善其營養物質轉化率低的問題，促進營養物質轉移，從而提高其產量。研究僅測定1年的試驗結果，今后仍需開展大量試驗深入研究，為紫甘薯的生產指導提供理論依據。

4 結論

從農藝性狀、口感品質、花青素含量和產量等方面對紫甘薯品種進行篩選，結果表明，徐紫薯5號(31.4 mg/100g，7分)和15302(27.6 mg/100g，8分)花青素含量較低，綜合口感得分較高，適于鮮食；紫羅蘭(44.8 mg/100g，6分)、云紫1號(57.9 mg/100g，5分)和云紫2號(35.1 mg/100g，6分)花青素含量和綜合口感得分適中，可用于鮮食或加工提取色素；濟黑2號(132.2 mg/100g，2.07 kg/667m2，2分)花青素含量較高，但其產量低，綜合口感得分最低；徐紫薯8號(94.4 mg/100g，3.49 kg/667m2，7分)花青素含量和產量較高，綜合口感得分較高，在實際生產中可替代濟黑2號用于加工提取色素。