張慧慧，曹娟云，王秀康，王 寧，贠 佳，杜常亮，呂文娟

(延安大學(xué) 生命科學(xué)學(xué)院，陜西 延安 716000)

馬鈴薯(Solanum tuberosum L.)為茄科茄屬一年生草本植物，又名土豆、洋芋等，其塊莖可作糧食和蔬菜，同時也是工業(yè)與食品加工業(yè)不可或缺的原料［1］。馬鈴薯作為世界四大主糧之一，僅次于玉米、水稻和小麥［2］，其產(chǎn)量大和適應(yīng)力強的特點深受農(nóng)民青睞。中國作為世界馬鈴薯第一大生產(chǎn)國，同時也是第一大消費國［3］。農(nóng)業(yè)部2016 年2 月發(fā)布的《關(guān)于推進(jìn)馬鈴薯產(chǎn)業(yè)開發(fā)的指導(dǎo)意見》中指出，調(diào)整優(yōu)化種植結(jié)構(gòu)將會是一項艱巨任務(wù)，隨著人們對馬鈴薯品質(zhì)的關(guān)注增加，對馬鈴薯品種的篩選工作是目前的當(dāng)務(wù)之急［4］。榆林市“主糧化”發(fā)展已成為當(dāng)?shù)伛R鈴薯產(chǎn)業(yè)開發(fā)乃至現(xiàn)代農(nóng)業(yè)建設(shè)的“重頭戲”［5］。馬鈴薯作為主糧產(chǎn)品需有淀粉含量高，還原糖含量低，加工品質(zhì)好等特點［6-7］，馬鈴薯主糧化加工對品種的要求也越來越高［8］。

榆林地處陜西省的最北部，是黃土高原與內(nèi)蒙古高原的過渡區(qū)域，土壤以黃綿土為主，土質(zhì)疏松，屬于溫帶半干旱大陸性季風(fēng)氣候，雨熱同季，晝夜溫差大，日照時間長，非常適合馬鈴薯生長。近年來隨著主糧化發(fā)展，該地區(qū)馬鈴薯種植規(guī)模不斷擴大，種植的主要品種有冀張薯8 號、青薯9號等。就該地區(qū)種植的馬鈴薯品種對于目前的市場和生產(chǎn)過程來說，能夠滿足實際需求的數(shù)量并不多，并且能夠同時滿足高淀粉含量以及產(chǎn)量穩(wěn)定的品種更是屈指可數(shù)［9］。2016 年常勇等人以冀張薯8 號為對照，試驗認(rèn)為隴薯13 號、中薯20號、冀張薯12 號適宜在榆林大面積推廣［10］;同年楊永春等人通過對隴薯7 號、黑美人、隴薯13 號、紫花白、春薯9 號5 個品種篩選，表明隴薯13 號、春薯9 號可以在當(dāng)?shù)赝茝V種植［11］;韓黎明和童丹以新大坪、隴薯6 號為對照，認(rèn)為青薯9 號、冀張薯8 號、隴薯10 號等3 個可在干旱半干旱地區(qū)大面積示范種植［12］。針對目前生產(chǎn)中應(yīng)用的馬鈴薯品種，我們選取了在榆林地區(qū)普遍種植的6 個新引進(jìn)品種，通過測定其主要品質(zhì)指標(biāo)，采用主成分分析法對馬鈴薯的品質(zhì)進(jìn)行綜合分析比較，篩選出最適合該地區(qū)種植的品種，為當(dāng)?shù)伛R鈴薯產(chǎn)業(yè)發(fā)展服務(wù)。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

供試馬鈴薯(Solanum tuberosum L.)為甘引薯1 號、希森3 號、希森5 號、希森6 號、蘇蘭1號、冀張薯12 號等6 個品種，以冀張薯8 號作為對照。

1.2 試驗設(shè)計

試驗在榆林市農(nóng)業(yè)示范基地馬鈴薯實驗站進(jìn)行，供試土壤pH 值為8.1，有機質(zhì)含量為8.85 g·kg-1，全氮含量為0.36 g·kg-1，堿解氮含量為48.90 mg·kg-1，有效磷含量為13.95 mg·kg-1，速效鉀含量為87 mg·kg-1。種植方式為機械起壟，每小區(qū)10 壟，每壟種植1 行馬鈴薯，壟底寬95 cm，株距23 cm，密度45 000 株·hm-2。土壤狀況、種植密度、施肥水平、田間管理均相同一致。播種時用70%乙醇消毒過的刀切種，每塊留2～4 個芽眼，6 月19 日播種，播種深度為8～10 cm，于10 月8 日收獲。8 月22 日開始防治病害，田間管理同大田。植株成熟后統(tǒng)一收獲，在田間進(jìn)行塊莖放置于陰涼且通風(fēng)的倉庫中貯藏。收獲后第15 d 進(jìn)行測試和比較。

1.3 測定方法

在馬鈴薯收獲期，每個品種隨機選取20 株測定馬鈴薯單株塊莖重量。取各品種的鮮樣，經(jīng)清洗、晾干、去皮，切割為大小一致的塊樣［13］。選相同部位的塊樣，測定馬鈴薯品質(zhì)，其中淀粉含量和可溶性總糖含量采用蒽酮比色法［14］;還原糖含量采用3，5-二硝基水楊酸比色法測定［15］。

1.4 數(shù)據(jù)分析

馬鈴薯塊莖品質(zhì)數(shù)據(jù)用SPSS 19.0 統(tǒng)計軟件進(jìn)行方差分析(Duncan p ＜0.05)，用Sigmaplot14.0 作圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 單株塊莖重量

對不同品種馬鈴薯單株塊莖重量之間進(jìn)行比較，(圖1)，單株塊莖重量最大的是希森6 號，比對照品種冀張薯8 號高出82.7%，比甘引薯1號、希森3 號、希森5 號、蘇蘭1 號、冀張薯12 號分別高出43.9%、42.5%、37.9%、13.9% 和9.0%。新引進(jìn)品種都比原有品種單株塊莖重量高，其中希森6 號單株塊莖重顯著高于對照組冀張薯8 號，甘引薯1 號、希森3 號、希森5 號、蘇蘭1 號、冀張薯12 號與對照組無顯著性差異。

圖1 不同品種馬鈴薯單株塊莖重量

2.2 淀粉含量

不同品種馬鈴薯淀粉含量之間進(jìn)行比較(圖2)，不同品種馬鈴薯淀粉含量存在顯著性差異，其中希森3 號淀粉含量最高，為22.98%，比對照品種冀張薯8 號高出120.6%，希森5 號、希森6號、蘇蘭1 號、冀張薯12 號分別比冀張薯8 號高出66.7%、56.1%、100.9%、89.5%，甘引薯1 號含量最低為9.35%，比對照品種冀張薯8 號低10.3%。希森3 號、希森5 號、希森6 號、蘇蘭1號、冀張薯12 號淀粉含量極顯著高于對照品種，甘引薯1 號淀粉含量與冀張薯8 號無顯著性差異。

圖2 不同品種馬鈴薯淀粉含量

2.3 還原糖含量

實驗將不同品種馬鈴薯還原糖含量之間進(jìn)行比較(圖3)，蘇蘭1 號的還原糖含量最低，為0.08%，比對照品種低了20.0%，其次是冀張薯12 號比對照品種低19.2%，希森3 號還原糖含量最高，為0.23%，比對照品種高125.0%，甘引薯1 號、希森5 號、希森6 號分別比冀張薯8 號高出55.0%、20.0%、29.2%。其中希森3 號還原糖含量顯著高于冀張薯8 號，甘引薯1 號、希森5 號、希森6 號、蘇蘭1 號、冀張薯12 號與冀張薯8 號無顯著差異。

圖3 同品種馬鈴薯還原糖含量

2.4 可溶性總糖含量

不同品種馬鈴薯可溶性總糖含量之間進(jìn)行比較(圖4)，甘引薯1 號可溶性總糖含量最低，為0.88%，比對照品種低了62.2%，含量同樣低于對照品種的還有希森3 號，低了25.1%，希森5號、希森6 號、蘇蘭1 號、冀張薯12 號分別比冀張薯8 號高4.6%、36.4%、54.5%、6.9%，其中蘇蘭1 號可溶性總糖含量最高，為3.60%。其中希森6 號、蘇蘭1 號含量顯著高于冀張薯8 號，甘引薯1 號可溶性總糖含量顯著低于冀張薯8 號，希森3 號、希森5 號、冀張薯12 號與對照品種差異不顯著。

2.5 馬鈴薯塊莖品質(zhì)的綜合評價

圖4 不同品種馬鈴薯可溶性糖含量

采用主成分分析馬鈴薯塊莖品質(zhì)，對馬鈴薯的4 個品質(zhì)指標(biāo)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理，結(jié)果如表1所示。之后根據(jù)相關(guān)矩陣得到了四個主成分，選取其中特征值＞1 的主成分，其特征值、貢獻(xiàn)率和累計貢獻(xiàn)率如表2 所示，第一主成分和第二主成分的累積貢獻(xiàn)率達(dá)到85.8%，第一主成分的貢獻(xiàn)率為56.4%。

表1 馬鈴薯不同品質(zhì)指標(biāo)的標(biāo)準(zhǔn)化處理

表2 主要成分的特征值、貢獻(xiàn)率和累積貢獻(xiàn)率

將特征向量與品質(zhì)指標(biāo)帶入公式計算各品質(zhì)指標(biāo)與選取的兩個主成分的關(guān)系，得到馬鈴薯品質(zhì)指標(biāo)的綜合評價，排名如表3 所示，蘇蘭1 號的得分排名為第一，排名第二和第三的分別是希森6 號和冀張薯12 號。

表3 主成分分析法評價馬鈴薯品質(zhì)綜合指標(biāo)分?jǐn)?shù)與排名

3 討論與結(jié)論

研究采用大田實驗，以冀張薯8 號為對照品種，對6 個不同品種馬鈴薯在同等環(huán)境下種植得到的塊莖品質(zhì)進(jìn)行對比研究，綜合分析初步確定:蘇蘭1 號和冀張薯12 號2 個品種產(chǎn)量高，營養(yǎng)品質(zhì)較好，淀粉含量較高，還原糖含量低，滿足馬鈴薯主糧品種高產(chǎn)量、高淀粉含量以及低還原糖含量的要求。還原糖含量與馬鈴薯的加工品質(zhì)密切相關(guān)，并且是選擇優(yōu)質(zhì)鮮食或加工用品種的重要指標(biāo)［16］。還原糖含量低不僅能夠提高馬鈴薯加工工藝和產(chǎn)品品質(zhì)，還會增加馬鈴薯制品的風(fēng)味和營養(yǎng)價值，研究表明馬鈴薯加工過程中美拉德反應(yīng)的發(fā)生幾率會隨著還原糖含量的增加而升高，進(jìn)而導(dǎo)致加工后的產(chǎn)品顏色出現(xiàn)褐變現(xiàn)象［17］。所以在該地區(qū)種植這兩個品種具有良好的主糧化開發(fā)前景;希森3號淀粉含量最高，馬鈴薯的基因型仍發(fā)揮著決定其特有特性淀粉含量的高低，并且長時間的生育過程可以使淀粉含量更好地積累［18］，淀粉含量高是全粉加工品種營養(yǎng)品質(zhì)的重要指標(biāo)之一，建議選用希森3 號作為馬鈴薯淀粉加工的專用品種;希森6 號產(chǎn)量最高，可作為鮮食專用品種［19］;甘引薯1 號、希森5 號和冀張薯8 號產(chǎn)量低，營養(yǎng)品質(zhì)較差，不宜在本地區(qū)推廣種植。在采用主成分分析法進(jìn)行分析的過程中，選取了2 個主成分，通過這2 個主成分來描述原變量信息已經(jīng)達(dá)到85.84%，可以替代4 個品質(zhì)指標(biāo)的綜合分析，根據(jù)排名顯示蘇蘭1號位居第一，可以推薦蘇蘭1 號在陜北地區(qū)大面積示范種植。

榆林市馬鈴薯發(fā)展目前存在品種單一，加工水平落后等問題。本研究引進(jìn)的品種過少，從馬鈴薯的幾個品質(zhì)指標(biāo)進(jìn)行比較，未進(jìn)行主食加工性狀比對試驗，研究結(jié)果中，希森6 號與蘇蘭1 號兩個品種評分均高于冀張薯12 號。今后要加強馬鈴薯新品種的引進(jìn)和選育，篩選出適合榆林地區(qū)種植的新品種。