不同馬鈴薯品種產量及營養品質分析與評價

朱 杰，溫海霞，方治國，宿秀麗，張 杰，吳 峰，李曉敏，王文建

（1.襄陽市農業科學院，湖北襄陽 441057；2.襄陽市農業綜合執法支隊，湖北 襄陽 441057；3.宜城市農業綜合執法大隊，湖北襄陽 441400；4.襄陽市農業技術推廣中心，湖北 襄陽 441057）

馬鈴薯（Solanum tuberosumL.）是繼水稻（Oryza sativaL.）、小麥（Triticum aestivumL.）和玉米（Zea maysL.）之后的世界第四大主要糧食作物［1］，富含維生素、氨基酸、花青素等，營養價值高，享有“地下蘋果”和“第二面包”的稱號［2］，也是惟一的塊莖類糧食作物［3］。近年來隨著馬鈴薯主食產業化戰略的實施和政府政策的有力支持，中國馬鈴薯生產發展迅速［4］。馬鈴薯產量高，適種性廣，可以有效地解決糧食安全問題，中國已經成為世界上馬鈴薯生產和消費第一大國［5］。隨著中國馬鈴薯產業的快速崛起和人民生活水平的日益提高，人們對馬鈴薯的消費需求發生了根本轉變，對馬鈴薯的營養品質要求逐步提高。因此，馬鈴薯營養品質已經成為廣大科研學者的研究熱點［6］。李思夢等［7］采用模糊隸屬函數法對云南省冬作馬鈴薯塊莖中營養品質各指標進行數據換算及綜合分析評價，得出了各馬鈴薯品種營養品質的綜合得分，以比較不同品種馬鈴薯品質及利用價值；岳新麗等［8］測定了14 個馬鈴薯品種塊莖干物質、淀粉、蛋白質、維生素C 和還原糖含量，并將這些指標含量高的馬鈴薯品種確定為高品質馬鈴薯，并結合模糊數學中的隸屬函數來綜合評價馬鈴薯塊莖營養品質。劉爽等［9］選取河北省張家口市7 個馬鈴薯品種，通過對微觀形態、功能特性、基本成分、糊化特性及體外消化特性等多項指標的測定，研究了不同品種馬鈴薯全粉的品質特性。張佳瑩等［10］于2018—2020 年在內蒙古自治區武川縣設計馬鈴薯播期-品種耦合試驗，探究馬鈴薯塊莖主要品質指標（可溶性糖、粗蛋白質、淀粉和維生素C）隨品種和播期的變化規律，并解析了不同品種和播期下各生育階段氣象因子對馬鈴薯主要品質的影響。由此可見，影響馬鈴薯營養品質的因素較多，不同品種的馬鈴薯營養品質差異較大，同一品種不同種植區域的馬鈴薯營養品質構成也有差異，篩選適宜當地種植的品質優良的馬鈴薯品種成為育種工作者關注的重點。

擴大和發展馬鈴薯產業作為湖北省實施鄉村振興戰略的重要舉措，湖北省馬鈴薯常年種植面積已達23 萬hm2，總產量高達360 萬t，馬鈴薯已成為湖北省平原地區優化種植結構和山區發展特色扶貧產業最具潛力的作物［11］。襄陽市地處湖北省西北部，屬亞熱帶季風氣候，土壤大多呈酸性至中性，土層深厚，富含有機質，是鄂北馬鈴薯的重要生產區域。襄陽市馬鈴薯產業發展迅猛，格局明朗，形成了以襄州、棗陽為主的平原丘陵種植帶，以樊城、老河口、宜城為主的沿江種植帶，以?？?、南漳、谷城為主的山區種植帶，馬鈴薯產業已成為襄陽市鄉村振興的主要產業之一［12］。但是，目前襄陽市馬鈴薯優質品種比較缺乏，主栽品種單一，不能適應主食化發展要求。本研究以襄陽市主栽品種中薯3 號為對照，以引進的7 個馬鈴薯品種為試驗材料，對其物候期、農藝性狀、產量及營養品質進行田間比較試驗，并用等距分級法［6］對產量和營養品質進行綜合評價，篩選出適宜襄陽市推廣種植的優質高產馬鈴薯品種，以期為馬鈴薯優質育種和栽培以及進一步研究馬鈴薯品質提供參考，助力襄陽市鄉村振興。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況

試驗地位于湖北省襄陽市襄州區襄陽市農業科學院張家集試驗基地（31°14′N，110°45′E），海拔高度74 m，屬亞熱帶季風氣候，試驗期間氣象情況如表1 所示。試驗地土壤類型為沙壤土，其pH 為4.3，有機質含量為13.15 g/kg，全氮含量為1.31 g/kg，全磷含量為1.26 g/kg，全鉀含量為5.67 g/kg，硝態氮含量為29.55 mg/kg，銨態氮含量為50.58 mg/kg，堿解氮含量為96.91 mg/kg，有效磷含量為219.17 mg/kg，速效鉀含量為176.63 mg/kg。

1.2 試驗材料

共8 個品種參試，詳見表2，種薯級別為原種，中薯3 號為試驗對照。

表2 參試品種

1.3 試驗設計

試驗前茬作物為玉米，于2022 年12 月6—23 日機耕、機耙兩次后開溝整地，整地前撒施腐熟農家肥45 000 kg/hm2，畦內施45%硫酸鉀型復合肥1 500 kg/hm2（N、P2O5、K2O 含量分別14%、16%、15%）。種薯于12 月中旬切塊并進行催芽處理，于2013 年1 月中旬播種，人工穴播。穴內撒施阿維毒死蜱顆粒劑21 kg/hm2，覆膜前噴霧二甲戊靈（有效成分含量330 g/L）2 250 mL/hm2進行芽前封閉防治雜草。整個生育期間全程雨養，無灌水，于6 月1 日單株收獲。

試驗采用隨機區組排列，3 次重復，行長5.55 m，株距0.28 m，行距0.45 m，8 行區，小區面積20 m2，四周設置保護行。

1.4 測定項目與方法

1.4.1 植株田間性狀及經濟性狀調查測定 根據馬鈴薯的生長發育規律記載各品種出苗期、現蕾期、開花期、成熟期等物候期，從出苗期到成熟期的天數為生育期［13］。開花期調查記載莖顏色、葉片顏色、花繁茂性、花冠色等植株形態指標；盛花期調查測量株高；收獲時（6 月1 日）調查結實性、匍匐莖長短、薯形等性狀，同時測定產量，計算單株塊莖數、單株塊莖重、單薯重、商品薯率（大于75 g 的塊莖為商品薯，商品薯數占總薯數的百分比即為商品薯率）。

1.4.2 馬鈴薯營養品質測定 馬鈴薯營養品質委托武漢三倍體生物科技有限公司測定。維生素C（VC）含量采用鉬藍比色法測定［14，15］；蛋白質含量參照GB 5009.7—2016，采用凱氏定氮法測定；氨基酸含量參照GB 5009.124—2016 測定，以超聲提取，島津LC-30AD 高效液相色譜儀串聯AB SCIEX-650Qtrap（LC-MS/MS 系統）檢測樣品中多種游離氨基酸含量；鮮樣中全鉀含量采用ICP-OES 元素分析儀測定［16］；花青素含量采用消光系數法測定［17］。

1.4.3 營養品質評價方法 對不同品種的出苗率、商品薯率、產量、全鉀含量、VC 含量、蛋白質含量、花青素含量、氨基酸總量、干物質含量等指標測定結果進行分級，各指標以其平均數為基準向兩側等距分級，分級間距≈（最大值-最小值）/分級數［6］，由高到低分為4 個等級，各等級的指數依次為4、3、2、1，如表3 和表4 所示。以此標準，計算經濟指標和營養品質指標對應的評價指數，綜合評價指數越高，表明該品種產量和營養品質越好。

表3 馬鈴薯經濟性狀等距分級法指數分級標準

表4 馬鈴薯營養品質等距分級法指數分級標準

1.5 數據處理

采用DPS 7.0 軟件進行方差分析，選用LSD法對處理平均值進行差異顯著性分析；采用Excel軟件整理數據和作圖。

2 結果與分析

2.1 參試馬鈴薯品種生育期比較

由表5 可知，各參試品種出苗時間相近，極差為6 d，其中中薯3 號出苗時間最早；各參試品種成熟期時間相近，極差為7 d，其中中薯K66 成熟期最早；各參試品種生育期在65～73 d，中薯K66 生育期最短，北方007 生育期最長；參試品種只有華彩4 號和華彩2 號2 個品種開花。

表5 參試馬鈴薯品種物候期

2.2 參試馬鈴薯品種植株性狀比較

由表6 可知，各參試品種只有華彩5 號莖為深綠色，其他品種莖為綠色；各參試品種只有華彩5 號和中薯685 為深綠色葉片，其他品種葉片為綠色；參試品種華彩4 號花繁茂性為中，華彩2 號少花，其他品種無花，且開花品種華彩4 號和華彩2 號花冠色均為黃色；各參試品種均不結實；參試品種北方007、華薯16 和中薯685 匍匐莖長度中等，其他品種匍匐莖長度短。各參試品種株高在36.50～62.80 cm，各品種株高差異較大，其中中薯K66 株高顯著高于其他參試品種（P＜0.05），華彩2 號株高最矮，華彩2 號和華彩4 號株高沒有顯著差異，均顯著低于其他參試品種（P＜0.05）。

表6 參試馬鈴薯品種植株田間性狀

2.3 參試馬鈴薯品種塊莖性狀比較

由表7 可知，參試品種北方007 和中薯K66 塊莖大小不整齊，華薯16 號塊莖大小整齊，其他品種塊莖大小整齊度中；參試品種華薯16 號薯形呈圓形，其他品種為橢圓形；參試品種華彩4 號和華彩2 號種薯皮為紅色，華彩5 號種薯皮為紫色，其他品種種薯皮為黃色；參試品種種薯肉色以黃色或淡黃色為主，華彩4 號種薯肉色為粉紅色，華彩2 號種薯肉色為淡紅色，華彩5 號種薯肉色為紫色；參試品種北方007、中薯3 號和華薯16 號薯皮均為光滑，其他品種薯皮略麻；參試品種華薯16 號和中薯K66 芽眼深度中等，其他品種芽眼深度均較淺。

表7 參試馬鈴薯品種塊莖性狀

2.4 參試馬鈴薯品種產量性狀比較

由表8 可知，參試品種華彩4 號出苗率最低，為60.00%；北方007 出苗率最高，為96.33%。總體來看，彩色薯出苗率較低，中薯系列出苗率居中或偏高。參試品種華薯16 號產量為61 332.30 kg/hm2，顯著高于其他品種（P＜0.05），比中薯3 號增產60.43%，中薯3 號產量最低，為38 230.75 kg/hm2；參試品種華彩4 號商品薯率為92.99%，商品薯率最高，顯著高于北方007、華彩2 號、華彩5 號和中薯K66（P＜0.05）。

表8 參試馬鈴薯品種產量性狀

2.5 參試馬鈴薯品種營養品質指標比較

由表9 可知，參試品種中薯K66 全鉀含量最高，為4.313 mg/g，華彩2號全鉀含量最低，為1.984 mg/g，各品種全鉀含量均值為2.797 mg/g，品種差異較大；華薯16 號的VC 含量最高，為18.5 mg/100 g，北方007 的VC 含量最低，為8.9 mg/100 g，參試品種VC 含量極差為9.6 mg/100 g，差異較大；中薯3 號和中薯K66 蛋白質含量最高，均為2.249 g/100 g，華彩4 號蛋白質含量最低，為1.572 g/100 g；中薯685 花青素含量最高，為5.270 nmol/g，華薯16 號花青素含量最低，為3.524 nmol/g；華薯16 號干物質含量最高，為19.55%，中薯K66 干物質含量最低，為15.27%，干物質含量品種間差異較大。

表9 參試馬鈴薯品種營養品質指標

由圖1 可知，參試品種天冬酰胺含量最高，纈氨酸、精氨酸含量次之，丙氨酸含量最低。中薯K66氨基酸總量最高，為6 292.91 μg/g，北方007 氨基酸總量最低，為3 900.99 μg/g?？傮w來看，不同品種同種氨基酸含量差異較大，同一品種不同氨基酸含量差異也較大。

圖1 參試馬鈴薯品種18 種氨基酸含量

2.6 參試馬鈴薯品種產量和營養品質綜合評價

由表10 可知，按照等距分級指數法，參試品種中薯3 號營養品質指數最高，為17，北方007 營養品質指數最低；華薯16 號和中薯685 產量指標指數最高，均為10，中薯3 號和華彩2 號產量指標指數最低，均為5；中薯685 綜合指數最高，為26，其余參試品種按綜合評價指數由高到低依次為華薯16 號、中薯3 號、華彩4 號、華彩5 號和中薯K66、北方007、華彩2 號。由此可知，中薯3 號營養品質最好，華薯16號和中薯685 產量性狀表現最好，中薯685 綜合評價最好。

表10 參試馬鈴薯品種的塊莖產量和營養品質綜合評價

3 小結與討論

參試8 個馬鈴薯品種中，中薯3 號營養品質最優，華薯16 號產量最高，中薯685 綜合指數最高。綜合產量和營養品質分析，中薯685 為最優品種，其次是華薯16 號。

關于馬鈴薯品質分析與評價，尚無統一的標準與方法，常見的分析方法有隸屬函數法、主成分分析法和等距分級法。毛向紅等［18］為了綜合比較14 個馬鈴薯品種營養品質，利用隸屬函數法分析各項營養指標。本研究采用等距分級法分析評價馬鈴薯產量及營養品質，將參試品種劃定在同一個體系，以最大值、最小值和平均值為關鍵值，在同一標準下等距分級賦值，分析過程較客觀，能夠更明顯地反映品種間差異。相比隸屬函數法和主成分分析法，等距分級法沒有對重要指標加權，不適用于特異性指標品種的篩選。本研究對產量和營養品質的分析與評價，對產量和營養品質指標的選取具有一定的局限性，有關分級標準以及馬鈴薯品質指標、產量指標種類及數量有待進一步研究，綜合評價方法的準確度會隨著品種數量及品質和產量的增加而提高。