抗旱加工專用型馬鈴薯品種的引進篩選

李豐先，李嘯云，韓儆仁，李亞杰，姚彥紅，范 奕，董愛云，劉惠霞，牛彩萍，李珍妮，馬菁菁，李德明，羅 磊*

（1.甘肅省定西市農(nóng)業(yè)科學研究院，甘肅定西 743000；2.甘肅省馬鈴薯工程技術研究中心，甘肅定西 743000）

馬鈴薯（Solanum tuberosumL.）作為中國第四大糧食作物，種植面積不斷擴大，在國民經(jīng)濟中發(fā)揮著主導作用，不僅營養(yǎng)全面、結構合理，含有豐富的膳食纖維[1-3]，也是鞏固脫貧攻堅成果和助力鄉(xiāng)村產(chǎn)業(yè)振興的主導產(chǎn)業(yè)。甘肅省馬鈴薯主產(chǎn)區(qū)土質(zhì)疏松，土壤富含鉀，氣候涼爽，適宜馬鈴薯生長。據(jù)統(tǒng)計，2020 年甘肅省全省糧食播種面積263.8 萬hm2，其中馬鈴薯播種面積占全省糧食播種面積的21.8%[4]，因此馬鈴薯已成為當?shù)氐奶厣珒?yōu)勢農(nóng)作物。

近年來，甘肅省馬鈴薯產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速，基本實現(xiàn)了品種的更新?lián)Q代和脫毒種薯全覆蓋，但在目前產(chǎn)業(yè)轉型升級階段，瓶頸問題和潛在危機越來越突出，適合甘肅省生態(tài)條件、綜合性狀優(yōu)良的加工專用型品種仍然缺乏，不能滿足加工企業(yè)需求，因此，需要加快篩選和選育優(yōu)質(zhì)抗旱加工專用型馬鈴薯新品種進程，豐富品種資源，優(yōu)化品種布局。本試驗從國內(nèi)外引進馬鈴薯新品種（系），以品種‘隴薯6 號’為對照，于2021—2022 年進行了優(yōu)質(zhì)抗旱加工專用型馬鈴薯新品種的引進篩選試驗，對各參試品種（系）的物候期、植株性狀、塊莖性狀、抗病性、豐產(chǎn)性、抗旱性及品質(zhì)等指標進行分析評價，以期篩選出適宜西北旱作區(qū)示范推廣的馬鈴薯新品種（系），為旱作區(qū)馬鈴薯產(chǎn)業(yè)健康快速發(fā)展提供理論支持。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

試驗材料為12 個馬鈴薯新品種（系），品種（系）名稱及來源如表1 所示。

表1 試驗材料Table 1 Test materials

1.2 試驗設計

試驗于2021 年、2022 年在定西市農(nóng)科院科研創(chuàng)新基地種植，采取隨機區(qū)組排列，參試品種12 個，對照品種‘隴薯6 號’，行長5.7 m，行距70 cm，株距28 cm，5 行區(qū)，小區(qū)面積20 m2。2021 年前茬作物為黨參，2022 年前茬作物為玉米。

1.3 試驗期間氣象數(shù)據(jù)

試驗期間試驗地點的氣象數(shù)據(jù)見表2（見下頁）。

表2 試驗期間氣象數(shù)據(jù)表Table 2 Meteorological data during the test

1.4 測定指標及方法

1.4.1 生育期

記載參試品種（系）各生育時期[5]。

1.4.2 出苗率

出苗后20 d 內(nèi)，調(diào)查各小區(qū)出苗數(shù)，計算出苗率。

1.4.3 生理性狀

株高：采用卷尺測量莖基部到生長最高點的距離。莖粗：采用游標卡尺測量地上部第二莖節(jié)直徑。主莖數(shù)：由種薯從地下直接生長出來的莖的數(shù)目。并記載植株形態(tài)特性、塊莖性狀等[5]。

1.4.4 病害調(diào)查

分別調(diào)查各小區(qū)馬鈴薯早疫病[6]、晚疫病[7-10]和瘡痂病[11-12]的病害情況。晚疫病：小區(qū)出現(xiàn)中心病株后，每周調(diào)查病株率，第3 或4 周調(diào)查病情指數(shù)。植株葉片出現(xiàn)晚疫病病斑即為病株。早疫病：現(xiàn)蕾期和收獲前1 個月各調(diào)查1 次，調(diào)查方法同晚疫病。瘡痂病：收獲時每小區(qū)取100 個塊莖調(diào)查發(fā)病情況，計算病薯率。

按照下面的標準進行統(tǒng)計。0 級：無病；1 級：病斑面積不超過整個葉片面積的5%；3 級：病斑面積不超過整個葉片面積的6%～10%；5 級：病斑面積不超過整個葉片面積的11%～20%；7 級：病斑面積不超過整個葉片面積的21%～50%；9 級：病斑面積占整個葉片面積的50%以上。病株率和病情指數(shù)計算公式見式（1）（2）。

1.4.5 二次生長塊莖百分數(shù)

收獲時每小區(qū)連續(xù)調(diào)查10 株，計算發(fā)生二次生長塊莖百分數(shù)。

1.4.6 大中薯率

單薯質(zhì)量50 g（含）以上為大中薯，收獲時分級后稱重，計算大中薯率。

1.4.7 比重

收獲后1 周內(nèi)用水比重法測定。每品種按大、中、小塊莖比例，每小區(qū)取混合樣品2.5 kg，在水溫17.5 ℃條件下，分別稱出空氣中塊莖質(zhì)量和水中塊莖質(zhì)量，按公式（3）計算比重。

1.4.8 產(chǎn)量

各小區(qū)單收單測。

1.4.9 品質(zhì)測定

收獲時每小區(qū)選擇長勢一致的馬鈴薯5 株，塊莖樣品切成小塊后使用勻漿機，測定各品種（系）蛋白質(zhì)、維生素、還原糖含量[5]，塊莖干物質(zhì)和粗淀粉含量采用比重法測定[5]。

1.4.10 蒸煮口味

收獲后，每個品種（系）取中等大小塊莖蒸煮，選擇15 人進行口感評價。10 分制，1 分為最差、10 分為最優(yōu)。計算平均分值后，口感≤3 分為差，3＜口感≤6 分為中，口感＞6 分為優(yōu)[13]。

1.5 數(shù)據(jù)分析

試驗數(shù)據(jù)用Excel 2007 進行數(shù)據(jù)整理，SPSS 19.0 進行顯著性分析。

2 結果與分析

2.1 參試品種（系）的生育時期

由表3 可知，參試品種（系）生育期2021 年為93～125 d，2022 年為102～134 d，為中晚熟、晚熟品種。2022年較2021 年生育期普遍長，主要是因為在生長前期遇到持續(xù)高溫干旱天氣，馬鈴薯未出現(xiàn)大范圍開花，后期連續(xù)陰雨天氣，導致植株出現(xiàn)返青現(xiàn)象，生育期較2021 年延長。

表3 各參試品種（系）的生育時期Table 3 Growth period of tested varieties（lines）

2.2 參試品種（系）的植株形態(tài)特征

由表4（見下頁）可知，2022 年受到持續(xù)高溫干旱氣候的影響，所有參試品種（系）出現(xiàn)了零星開花的現(xiàn)象，也導致后期地下部分結薯受到影響，‘天薯17 號’‘DSS-20’‘京張薯1 號’2021 年結實性分別為中、中、少，2022 年分別為少、少、無。與2021 年匍匐莖長短相比，2022 年‘天薯18 號’和‘京張薯1 號’的匍匐莖變長。

表4 各參試品種（系）形態(tài)特征Table 4 Morphological characteristics of tested varieties （lines）

2.3 參試品種（系）的田間性狀調(diào)查

如表5（見下頁）所示，2021 年參試品種（系）的出苗率為89.0%～100.0%，其中品種‘隴薯6 號’全部出苗，出苗率為最高；品系‘DSS-20’出苗率顯著低于其他品種（系），為89.0%。2022 年的出苗率為74.0%～98.7%，其中品種‘天薯18 號’的出苗率高于其他品種（系），為97.7%；品種‘京張薯1 號’的出苗率顯著低于其他品種（系），為74.0%。2021 年參試品種（系）的主莖個數(shù)之間無顯著差異，其中品種‘隴薯23 號’高于其他品種，主莖數(shù)為2.7 個，品系‘14W-3’、品種‘Z 品種’、品種‘天薯17號’和品種‘隴薯6 號’均低于其他品種（系），為2.2 個。2022 年的主莖個數(shù)較2021 年相比有所減小，其中品種‘京張薯1 號’高于其他品種，主莖數(shù)為2.7 個，品種‘Z 品種’和品種‘隴薯20 號’均低于其他品種（系），為1.6 個。2021 年參試品種（系）的株高為44.2～102.8 cm，其中品種‘隴薯6 號’顯著高于其他品種，為102.8 cm，品種‘Z品種’顯著低于其他品種（系），為44.2 cm。2022 年品種（系）的株高較2021 年有所下降，為27.0～70.9 cm，其中品種‘隴薯6 號’顯著高于其他品種，為70.9 cm，品系‘DSS-20’顯著低于其他品種（系），為27.0 cm。綜合分析可得，品種‘隴薯6 號’和品種‘天薯18’生理性狀表現(xiàn)優(yōu)異，而品種‘Z 品種’和品系‘DSS-20’表現(xiàn)較差。隨著年份的推移，出苗率和株高的減小不僅與干旱的氣候條件有關，也與品種退化有很大關系。

表5 各參試品種（系）田間性狀Table 5 Field traits of tested varieties（lines）

2.4 參試品種（系）的塊莖性狀

由表6 可知，參試品種（系）薯塊主要是圓形和卵圓形。2021 年薯塊大而整齊，‘天薯18 號’和‘京張薯1 號’的裂薯率分別為6.5%和15.3%，‘Z 品種’‘DSS-20’和‘隴薯6 號’的二次生長塊莖百分數(shù)分別為13.2%、15.3%、12.3%。2022 年薯塊大小、整齊度不一，‘F1-1-42’‘天薯18 號’和‘京張薯1 號’的裂薯率分別為8.7%、18.6%和21.8%，‘Z 品種’‘F1-1-42’‘天薯17 號’‘DSS-20’和‘隴薯6 號’的二次生長率分別為18.4%、16.8%、8.3%、24.7%、22.6%。裂薯率和二次生長除與品種特性有關外，還與這兩年的前期干旱高溫、后期陰雨天氣有關。

表6 各參試品種（系）塊莖性狀Table 6 Tuber traits of tested varieties (lines)

2.5 參試品種（系）的主要病害情況

西北旱作區(qū)常見的馬鈴薯病害有晚疫病、早疫病、卷葉病、瘡痂病。2021 年9 月13 日對病害進行了第3 次調(diào)查，由表7（見下頁）可知，2022 年較2021 年晚疫病和早疫病發(fā)病率和病情指數(shù)低，主要是因為2022 年干旱高溫持續(xù)時間長，不利于病害發(fā)生。2021 年前茬作物是藥材，2022 年前茬作物是玉米，藥材和馬鈴薯有共同的病害，導致2021 年的瘡痂病發(fā)生率較2022 年發(fā)生率高。

表7 各參試品種（系）主要病害調(diào)查Table 7 Main disease questionnaire of tested vavietses（lines）

2.6 參試品種（系）的產(chǎn)量

由表8 可知，由于2022 年遇到了持續(xù)高溫干旱天氣，參試品種（系）的產(chǎn)量較2021 年低。根據(jù)兩年實驗結果分析，‘14W-3’‘隴薯23 號’‘天薯18 號’‘DSS-21’和‘京張薯1 號’受到干旱影響后，2022 年產(chǎn)量較對照（‘隴薯6 號’）增產(chǎn)率比2021 年高，抗旱性較強。

表8 各參試品種（系）產(chǎn)量Table 8 Yield of tested varieties (lines)

表9 各參試品種（系）品質(zhì)檢測Table 9 Quality detection of tested varieties (lines)

2.7 參試品種（系）的品質(zhì)分析

2021 年各參試品種（系）的干物質(zhì)含量高于對照的品種為‘Z 品種’‘隴薯20 號’‘隴薯23 號’‘天薯18 號’，分別為23.72、23.52、24.65、23.92 g/100 g。2021 年淀粉含量高于18.0%的品種為‘DSS-21’，為18.42%。2022 年淀粉含量高于18.0%的品種為‘Z 品種’和‘DSS-21’，分別為21.25%和18.43%。綜合兩年的品質(zhì)分析數(shù)據(jù)和口感蒸煮食味，品系‘DSS-21’兩年淀粉含量都高于18.0%，適用于淀粉加工。‘隴薯23 號’和‘DSS-21’口感優(yōu)，屬于鮮食型品種。‘隴薯23 號’和‘天薯18 號’還原糖含量低于0.2 g/100 g，屬于低還原糖型品種。

3 結論

在西北旱作區(qū)，干旱缺水是限制馬鈴薯產(chǎn)業(yè)綠色健康可持續(xù)發(fā)展的主要因素，會引起馬鈴薯產(chǎn)量[14-15]和品質(zhì)下降[16-17]。馬鈴薯病害的發(fā)生導致種性退化[18]、品質(zhì)下降[19-20]、產(chǎn)量減小[21-24]。因此本試驗對引進的11 份馬薯新品種（系）進行了抗病性、品質(zhì)、抗旱性、豐產(chǎn)性等綜合性狀評價分析。

綜合兩年試驗結果分析，品種（系）‘14W-3’‘隴薯23 號’‘天薯17 號’‘天薯18 號’和‘DSS-21’的抗病性較強。‘14W-3’‘隴薯23 號’‘天薯18 號’‘DSS-21’和‘京張薯1 號’抗旱性較強。通過品質(zhì)分析，‘隴薯23 號’和‘DSS-21’口感優(yōu)，屬于鮮食型品種；‘隴薯23 號’和‘天薯18 號’還原糖含量低于0.2 g/100 g，屬于低還原糖型品種；品系‘DSS-21’兩年淀粉含量都高于18.0%，屬于淀粉加工型品種。品種（系）‘隴薯23 號’‘天薯18 號’‘DSS-21’綜合性狀突出，既可作馬鈴薯新品種選育的親本材料，也可在西北旱作區(qū)大面積示范推廣。優(yōu)質(zhì)抗旱加工專用型馬鈴薯新品種（系）的推廣應用，必將為甘肅省馬鈴薯產(chǎn)業(yè)持續(xù)健康發(fā)展提供技術支撐。