栽插日期對甘薯品種“渝薯15”塊根品質及產量的影響

段小煉，崔洪平，胡 江，蘇 令，高紀龍，秦瑞華，趙騰飛，傅玉凡*

（1.重慶市科學技術研究院，重慶 401123；2.萬州區恒合鄉農業技術服務中心，重慶萬州 409613；3.西南大學生命科學學院/重慶市甘薯工程技術研究中心，重慶 400715）

甘薯是我國重要的糧食、飼料和工業加工的原料作物[1]。重慶市甘薯常年種植面積約3.67×106hm2，總產量8.5×106t[2]，是我國主要的甘薯產區之一。甘薯塊根富含淀粉，可用于加工粉絲、變性淀粉等多種食品和工業品，是甘薯產業重要的利用對象，也是甘薯產業主要加工利用途徑。因其淀粉高產和乙醇產率高，甘薯也是新型能源植物[3-4]。甘薯是重慶市萬州區重要的糧食作物，具有一定的產業發展優勢[5]。淀粉型甘薯新品種是推動甘薯淀粉相關產業發展最重要和最直接的科技資源和農業生產資料。“渝薯15”是西南大學選育出的淀粉含量、淀粉產量均較高的淀粉型新品種。萬州區已有的試驗結果[6]認為，“渝薯15”適宜在萬州區推廣和利用。為了利用甘薯的高淀粉品質，筆者2022年在萬州區恒合土家族鄉開展了該品種的栽插日期對產量、淀粉含量、直連淀粉比例、粗蛋白含量、可溶性糖含量、還原糖含量、多酚含量和總黃酮含量等品質性狀的影響，為該品種的栽培技術的集成和加工利用提供科學依據。

1 材料與方法

1.1 供試材料

供試品種為西南大學選育的淀粉型甘薯新品種“渝薯15”。試驗用種苗均為20 cm 長的健康尖梢苗，由西南大學重慶市甘薯工程技術研究中心合川農場基地提供。

1.2 試驗地點

為滿足當地農戶對甘薯產業發展的需求，2022 年試驗地點設置在重慶萬州區恒合土家族鄉鳳安社區重慶任娃農業農民專業合作社流轉地，北緯30.52°，東經108.75°，海拔1 075 m。試驗地地勢平坦，黃壤土，肥力均勻。土壤養分：有機質22.2 g·kg-1，堿解氮95.7 mg·kg-1，速效磷22.2 mg·kg-1，速效鉀81.0 mg·kg-1，pH值5.06。

1.3 試驗實施、產量與品質測定

試驗設置4 月26 日（D1）、5 月10 日（D2）、5 月25 日（D3）3 個栽插日期（下文簡稱栽插期），重復3 次。小區面積20 m2，5 壟，壟寬0.8 m，壟長5.0 m，種植密度每667 m2為4 000株。每個小區在栽插后10 d，結合中耕除草，小區壟面開溝均勻撒施每667 m2為50 kg K2O肥料。

試驗于10 月14 日收獲測產和薯塊取樣。薯塊在試驗第2重復組進行，每個小區取中等大小薯塊8～10個。薯塊洗凈擦干表皮水分后，每個薯塊縱向4分法，取1 份小薯塊切成1 cm×1 cm×1 cm 薯粒，混勻，取樣3 份，每份100 g，測定干物質含量。干物質含量采用烘干法測定，淀粉含量參照國家甘薯新品種區域試驗中的烘干率（R烘，%）換算淀粉含量（C淀粉，%）的方法，即參照文獻[7]的公式：

將烘干率測定后的干燥薯粒粉碎，過100 目篩網后得到的粉末樣品用于測直鏈淀粉比例[8]，粗蛋白含量[2]、還原糖含量[9]、可溶性糖含量[10]、多酚含量[11]和總黃酮含量[12]。

1.4 數據處理

試驗數據采用DPS 數據處理系統軟件進行產量和品質性狀的統計與方差分析[13]。

2 結果與分析

2.1 栽插期對塊根干物質含量、淀粉含量的影響

3 個栽插期下“渝薯15”塊根的干物質含量和淀粉含量見表1。方差分析表明“渝薯15”塊根的干物質含量、淀粉含量在3 個栽插期間差異均不顯著，但呈現出栽插期越早，干物質含量和淀粉含量越高的趨勢。這可能是由于生長期越長、淀粉積累越多所致。

表1 不同栽插期下“渝薯15”塊根干物質含量與淀粉含量

2.2 栽插期對塊根直鏈淀粉比例、粗蛋白含量的影響

塊根里直鏈淀粉的比例對甘薯淀粉及其粉絲、粉條品質具有重要影響[14]，塊根里粗蛋白含量對淀粉加工的環保成效成本有著重要影響[15]。早栽提高了產量，但如果改變了品質，將會影響到效益。3 個栽插期下“渝薯15”的塊根直鏈淀粉比例、粗蛋白含量見表2。方差分析表明“渝薯15”塊根的直鏈淀粉的比例、粗蛋白質含量在3個栽插期間差異不顯著。

表2 不同栽插期下“渝薯15”塊根的直鏈淀粉比例、粗蛋白含量

2.3 栽插期對塊根可溶性糖、還原糖含量的影響

3 個栽插期下“渝薯15”的塊根可溶性糖含量、還原糖含量見表3。可溶性糖含量直接影響甘薯淀粉加工產生的廢水COD值[16]。方差分析表明“渝薯15”塊根可溶性糖含量在3 個栽插期間差異不顯著。還原糖是甘薯品質育種領域重點改良的化學成分[17]，方差分析表明“渝薯15”塊根還原糖含量在3 個栽插期之間差異也不顯著。

表3 不同栽插期下“渝薯15”塊根的可溶性糖含量、還原糖含量

2.4 栽插期對塊根多酚含量、總黃酮含量的影響

3 個栽插期下“渝薯15”的塊根多酚含量、總黃酮含量見表4。淀粉加工廢水中的多酚類物質氧化褐變形成大量的褐色素或黑色素，廢水色澤深，加重了污染[18]。本文研究結果表明早栽可以降低塊根中多酚的含量，栽插期D1、栽插期D2 塊根多酚含量分別比栽插期D3 顯著減少33.11%和35.37%，栽插期D1 與栽插期D2 間差異不顯著。黃酮類物質是甘薯里含量較為豐富的功能性成分[12]，值得重視和開發，但在淀粉加工廢水里也易被污染和破壞。本文研究結果表明總黃酮含量在3 個栽插期間差異不顯著。

表4 不同栽插期下“渝薯15”塊根的多酚含量、總黃酮含量

2.5 栽插期對鮮薯產量、淀粉產量的影響

3 個栽插期下“渝薯15”的鮮薯產量和淀粉產量（鮮薯產量×淀粉含量）見表5。雖然鮮薯產量在各個栽插期間差異不顯著（Sig.=0.189），但是呈現出生長期越長，鮮薯產量越高的趨勢，雖然2022年遭遇特大高溫干旱，4月25日栽插的鮮薯每667 m2產量仍然超過3 100 kg（46.50 t·hm-2）。類似鮮薯產量，隨著生育期的延長，“渝薯15”淀粉產量也在不斷提高，其中栽插期D1的淀粉每667 m2產量達到557.3 kg（8.36 t·hm-2），比栽插期D3的淀粉產量顯著增加了24.78%。

表5 不同栽插期下“渝薯15”的鮮薯產量、淀粉產量

3 討論

淀粉是甘薯生產、加工和消費的重要對象，萬州區恒合鄉雖然海拔較高，但仍然有一定的甘薯種植面積和淀粉提取的傳統。萬州區白土鎮有“重慶苕友食品有限公司”、龍駒鎮有“重慶市鄉下香農業開發有限公司”等淀粉、粉絲加工企業，對淀粉需求大，可以消化恒合鄉生產的淀粉。甘薯淀粉含量提高1 個百分點，企業效益將提高5%[19]，因此淀粉甘薯企業更需要淀粉專用品種。

“渝薯15”是西南大學選育而成的鮮薯產量、淀粉含量和淀粉產量都高的淀粉型新品種。該品種在2016—2017 年重慶市甘薯新品種區域試驗中，其薯塊烘干率2 年平均值為33.52%，淀粉含量平均為22.79%（萬州甘寧試驗點平均為22.32%），鮮薯產量平均為32.63 t·hm-2，淀粉產量平均為7.28 t·hm-2；2018 年通過重慶市鑒定，鑒定證書編號渝品審鑒201808。佘興蓉[6]2017 年在重慶萬州區白土鎮（試驗地海拔780 m）進行的7 個淀粉品種比較試驗（栽插期5 月25 日，收獲期10 月24 日，生長天數152 d）中的鮮薯每667 m2產量為3 081.04 kg，居7個品種中第1位，與本文鮮薯產量相當；淀粉含量為18.42%，居第3 位，略高于本文研究結果。程國平等[20]2022 年在貴州思南縣塘頭鎮（試驗地海拔362 m）進行的9 個淀粉品種比較試驗（栽插期5月23日，收獲期10月26日，生長天數156 d）中的淀粉產量為7.41 t·hm-2，居9 個品種中的第2 位，略低于本文生長天數相當的栽插期D2 下的淀粉產量；淀粉含量21.17%，居9 個品種中第3 位，明顯高于本文。通過本文研究結果和“渝薯15”在2016—2017年重慶市新品種區域試驗及佘興蓉[6]、程國平等[20]有關該品種試驗結果的相互比較，“渝薯15”適宜在重慶萬州區恒合土家族鄉種植和推廣。甘薯是起源于低緯度熱帶中美洲的短日照喜熱作物，但萬州恒合土家族鄉海拔介于580～1 480 m，平均海拔達1 200 m，因此本文研究結果表明高海拔地區仍可以通過早栽措施延長生育期、增加光合作用時間和光照截留量[21]，克服熱量不足和溫度偏低的不利生態短板，獲得相當于或更優于低海拔地區種植“渝薯15”的淀粉含量與產量。本文栽插期試驗的鮮薯產量和淀粉含量沒有得到顯著提高，可能與海拔較高、氣溫相對偏低等高海拔冷涼地區特殊生態因素有關[22]，有待于通過覆膜早栽、肥水調控、外源激素應用等栽培技術措施加以改進。

淀粉含量是影響淀粉甘薯產業效益的重要因素之一，而直鏈淀粉的比例也是影響淀粉下游加工產品粉絲、粉條品質的重要因素。本文研究表明早栽并不會改變“渝薯15”直鏈淀粉含量的比例。甘薯塊根里的蛋白質、可溶性糖、還原糖、多酚和黃酮等物質在淀粉加工過程中隨著淀粉的不斷析出而進入加工產生的廢水里，是不利于污水處理的成分。本文研究表明早栽對“渝薯15”塊根里的粗蛋白、可溶性糖、還原糖和總黃酮含量沒有顯著影響，其多酚含量顯著降低，因此早栽措施不妨礙“渝薯15”的淀粉加工利用。

綜合本文的早栽對“渝薯15”塊根品質和產量的影響研究結果，在5月10日前適期栽插，可以實現種植大戶和淀粉、粉絲加工企業的雙贏局面，推進該鄉及其周邊白土、龍駒等鄉鎮甘薯淀粉增產，粉絲、粉條加工企業增效，實現甘薯產業生產加工的可持續發展[23]。