隴薯系列高淀粉馬鈴薯品種的淀粉產(chǎn)量及品質(zhì)性狀綜合評價(jià)

李建武 文國宏 李高峰 王一航賈小霞 張 榮 馬 勝

(1甘肅省農(nóng)業(yè)科學(xué)院馬鈴薯研究所,甘肅 蘭州 730070;2農(nóng)業(yè)部西北旱作馬鈴薯科學(xué)觀測實(shí)驗(yàn)站,甘肅 渭源 748201;3甘肅省馬鈴薯種質(zhì)資源創(chuàng)新工程實(shí)驗(yàn)室,甘肅 蘭州 730070)

馬鈴薯(Solanum tuberosumL.)是僅次于水稻、小麥和玉米的世界第四大主要糧食作物,也是第一大非谷類糧食作物,在全世界150 多個(gè)國家和地區(qū)均有種植[1],在保障全球糧食安全和貧困人群營養(yǎng)供給方面發(fā)揮著重要作用。馬鈴薯塊莖作為地下莖的變態(tài)器官,富含碳水化合物、蛋白質(zhì)、膳食纖維、多酚類物質(zhì)、維生素、礦物元素等營養(yǎng)成分[2]。

甘肅省是我國馬鈴薯主產(chǎn)區(qū)之一,全省地形東西狹長,生態(tài)類型多樣,氣候差異性大,省內(nèi)馬鈴薯主產(chǎn)區(qū)大多位于黃土高原及其過渡地帶,海拔1 700～2 800 m,氣候涼爽,光照充足,晝夜溫差大,適宜干物質(zhì)積累,該地區(qū)馬鈴薯塊莖淀粉含量普遍較高。由于該地區(qū)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)利用的水資源主要是自然降水,年降雨量400～650 mm,年內(nèi)分布不均勻、年際間變化大,馬鈴薯生產(chǎn)往往面臨春旱、伏旱等自然災(zāi)害,導(dǎo)致塊莖產(chǎn)量和品質(zhì)穩(wěn)定性較差。且馬鈴薯塊莖產(chǎn)量、淀粉含量等重要農(nóng)藝性狀是受多基因控制的復(fù)雜遺傳性狀,受遺傳效應(yīng)、環(huán)境效應(yīng)以及基因型與環(huán)境互作效應(yīng)的多因素綜合影響[3]。因此,地區(qū)馬鈴薯塊莖產(chǎn)、量淀粉產(chǎn)量及品質(zhì)性狀在年際間、品種間變化較大、穩(wěn)定性差。

關(guān)于馬鈴薯在產(chǎn)量、營養(yǎng)品質(zhì)的分析和評價(jià)已有不少的研究[4-6],然而,基于連續(xù)多年不同降雨量下產(chǎn)量與品質(zhì)穩(wěn)定性方面的研究鮮有報(bào)道。本研究在多年份下開展高淀粉馬鈴薯品種的產(chǎn)量和品質(zhì)穩(wěn)定性評價(jià),旨在了解甘肅省高淀粉馬鈴薯品種的品質(zhì)表現(xiàn),分析其基因型和環(huán)境效應(yīng),探索提高西北一作區(qū)馬鈴薯淀粉含量及其他品質(zhì)的途徑,為選育和推廣應(yīng)用高淀粉馬鈴薯品種提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

15 份參試材料(表1)均由甘肅省農(nóng)業(yè)科學(xué)院馬鈴薯研究所育成,其中,7 個(gè)品種(系)(隴薯8 號(hào)、隴薯12 號(hào)、隴薯13 號(hào)、隴薯14 號(hào)、L0527-2、LZ111 和L1149-2)是大西洋的衍生品種;11 個(gè)品種(隴薯3號(hào)、隴薯5 號(hào)、隴薯6 號(hào)、隴薯7 號(hào)、隴薯8 號(hào)、隴薯9號(hào)、隴薯10號(hào)、隴薯11號(hào)、隴薯12號(hào)、隴薯13號(hào)、隴薯14 號(hào))為已審定并大面積推廣品種;隴薯6 號(hào)為甘肅省和國家區(qū)試對照品種;3 份新品系(L1149-2、LZ111、L08104-12)正在提交品種登記;1 份新品系(L0527-2)已完成育種程序。

1.2 主要儀器與設(shè)備

BT224S 電子天平,德國Sartorius 公司;WZZ-2S數(shù)字式自動(dòng)旋光儀,上海申光儀器儀表有限公司;Tecator1030 全自動(dòng)定氮儀,瑞典Foss Tecator 公司;RF-540 熒光分光光度計(jì),日本Shimadzu 公司;M410 型火焰光度計(jì),英國Sherwood 公司;iCE3500 原子吸收光譜儀,美國Thermo 公司;HG-9145A 恒溫鼓風(fēng)干燥箱,上海齊欣科學(xué)儀器有限公司。

1.3 試驗(yàn)方法

1.3.1 材料種植 15 份參試材料連續(xù)8 年(2011-2018 年)均種植在農(nóng)業(yè)部西北旱作馬鈴薯科學(xué)觀測實(shí)驗(yàn)站(渭源縣會(huì)川鎮(zhèn))(35°06′N,103°58′E,海拔2 240 m),試驗(yàn)點(diǎn)屬于高寒陰濕區(qū),試驗(yàn)地土壤類型為黑氈土,生育期降雨量421 mm,年均氣溫5.7℃(表2)。所有參試材料在同一地塊種植5 年(2011、2012、2015、2016、2017 年),在相鄰地塊種植3 年(2013、2014、2018 年),2011、2013、2015、2018 年種植前茬作物為蠶豆,其余年份前茬作物均為馬鈴薯。所有田間試驗(yàn)的施肥水平和田間管理措施一致,每年播前深施基肥,施農(nóng)家肥(羊糞)30 000 kg·hm-2、磷酸二銨225 kg·hm-2、尿素112.5 kg·hm-2、硫酸鉀150 kg·hm-2,現(xiàn)蕾期培土追施尿素75 kg·hm-2。所有參試材料種薯均采用脫毒原種,種植密度均為52 500 株·hm-2,待出苗后防治蚜蟲,每年7 月中旬噴藥防治馬鈴薯晚疫病。

1.3.2 品質(zhì)指標(biāo)測定 待所有參試材料成熟后分區(qū)收獲,測定小區(qū)塊莖產(chǎn)量,折合成公頃產(chǎn)量,再乘以塊莖淀粉含量得到淀粉產(chǎn)量。收獲時(shí),每小區(qū)選取長勢一致的3 株健康塊莖,每個(gè)品種共取樣9 株塊莖,分別裝袋帶回實(shí)驗(yàn)室,用自來水沖洗塊莖表面泥土雜質(zhì)[4],晾干去皮后分別測定塊莖干物質(zhì)、淀粉、粗蛋白、維生素C、還原糖、鉀、鈣、鐵和鋅含量,其中礦物質(zhì)元素含量只測定了2013 年和2015 年的樣品。所有指標(biāo)測定均參照食品安全國家標(biāo)準(zhǔn),干物質(zhì)含量采用直接干燥法[7],淀粉含量采用旋光法[8],粗蛋白含量采用凱氏定氮法[9],維生素C 含量采用熒光法[10],還原糖含量采用直接滴定法[11],鉀含量采用火焰光度法[12],鈣、鐵、鋅含量均采用原子吸收分光光度法[13-15],營養(yǎng)品質(zhì)(塊莖干物質(zhì)、粗淀粉、維生素C、還原糖)和礦物質(zhì)元素含量(鉀、鈣、鐵、鋅)均基于塊莖鮮重計(jì)算得到。

1.4 統(tǒng)計(jì)分析

應(yīng)用Microsoft Excel 2010 整理數(shù)據(jù),運(yùn)用Genstat 18.0 統(tǒng)計(jì)分析軟件進(jìn)行聯(lián)合方差分析、SPSS 22.0 進(jìn)行描述性分析和相關(guān)性分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 隴薯系列高淀粉馬鈴薯品種的產(chǎn)量及品質(zhì)性狀聯(lián)合方差分析

由表3 可知,隴薯系列高淀粉馬鈴薯品種塊莖產(chǎn)量和營養(yǎng)品質(zhì)性狀的基因型、年份(環(huán)境)效應(yīng)大多達(dá)到極顯著水平(粗白質(zhì)含量的基因型效應(yīng)達(dá)到顯著水平),而基因型與年份互作效應(yīng)只在塊莖產(chǎn)量、淀粉產(chǎn)量和還原糖含量方面達(dá)到極顯著水平。塊莖產(chǎn)量、淀粉產(chǎn)量、干物質(zhì)含量和淀粉含量的基因型效應(yīng)最大,其次是年份效應(yīng);而維生素C 含量、粗蛋白含量、還原糖含量的年份(環(huán)境)效應(yīng)最大,其次是基因型效應(yīng);塊莖產(chǎn)量和營養(yǎng)品質(zhì)性狀的基因型與年份(環(huán)境)互作效應(yīng)均最小。

2.2 隴薯系列高淀粉馬鈴薯品種的淀粉產(chǎn)量及品質(zhì)性狀表現(xiàn)

2.2.1 淀粉產(chǎn)量及營養(yǎng)品質(zhì) 由表4 可知,隴薯系列高淀粉馬鈴薯品種(系)間塊莖產(chǎn)量、淀粉產(chǎn)量、干物質(zhì)含量、淀粉含量、維生素C、粗蛋白含量和還原糖含量差異均較大。平均塊莖產(chǎn)量36 566 kg·hm-2,L1149-2 最高(50 140 kg·hm-2)、隴薯5 號(hào)最低(24 549 kg·hm-2),年際變異程度較大,平均變異系數(shù)為32.2%,變異系數(shù)最小的是隴薯9 號(hào)(10.9%),變異系數(shù)最大的是LZ111(50.9%)。平均淀粉產(chǎn)量6 469 kg·hm-2,與塊莖產(chǎn)量相似,L1149-2 最高(9 298 kg·hm-2)、隴薯5 號(hào)最低(4 271 kg·hm-2),各品種的年際變異程度較大,L0527-2 年際變異系數(shù)最大(35.5%)、隴薯8 號(hào)年際變異系數(shù)最小(12.2%)。平均干物質(zhì)含量24.64%,隴薯8 號(hào)最高(30.18%),隴薯13 號(hào)最低(21.07%),平均變異系數(shù)為13.0%。平均淀粉含量為18.08%,隴薯8 號(hào)最高(21.83%),隴薯5 號(hào)最低(14.63%),淀粉含量達(dá)到18%以上的品種有隴薯8 號(hào)、隴薯9 號(hào)、隴薯12 號(hào)、隴薯14 號(hào)、L0527-2、L08104-12、LZ111 和L1149-2,某干物質(zhì)含量也均處于較高水平。平均維生素C 含量14.77 mg·100g-1,介于12.20 ～18.95 mg·100g-1之間,其中隴薯10 號(hào)最高,隴薯3 號(hào)最低,各品種的年際變異程度均較高,變異系數(shù)介于18.6%～37.3%之間。粗蛋白平均含量為2.46%,各品種間差異較小,L08104-12 最高、隴薯13號(hào)最低,二者相差0.54%,年際變異程度較小,平均變異系數(shù)為14.7%。各品種還原糖含量的年際變異程度較大,平均變異系數(shù)達(dá)到64.9%,所有品種均在40%以上,L0527-2 的變異系數(shù)最高,達(dá)到86.4%。表明,馬鈴薯塊莖產(chǎn)量、淀粉產(chǎn)量及營養(yǎng)品質(zhì)是品種的內(nèi)在特性,在不同程度上受到年份(環(huán)境)因素的影響,其中還原糖含量受到的影響最大。

2.2.2 礦物質(zhì)元素含量 由表5 可知,參試材料所測礦物質(zhì)元素含量差異較大,其中鉀含量最高,鋅含量最低。除隴薯5 號(hào)和隴薯13 號(hào)以外的隴薯系列高淀粉品種(系)平均鉀含量為4 928 mg·kg-1,隴薯12 號(hào)最高、隴薯11 號(hào)最低,年際變異整體較小,各品種年際變異系數(shù)介于1.4%～15.1%之間。平均鈣含量109.60 mg·kg-1,所測品種的年際變異較大,年際變異系數(shù)最小的隴薯11 號(hào)達(dá)到34.6%,隴薯8 號(hào)年際變異系數(shù)最高(64.5%)。平均鐵含量為12.33 mg·kg-1,品種間差異較大,LZ111 最高、隴薯6 號(hào)最低,年際變異程度略低于鈣含量。平均鋅含量3.02 mg·kg-1,品種間差異較小,介于2.45 ～3.80 mg·kg-1之間,年際變異較小。表明馬鈴薯富含鉀元素且含量較為穩(wěn)定,其他礦物質(zhì)元素含量較低且不穩(wěn)定。

2.3 淀粉產(chǎn)量及品質(zhì)性狀間的相關(guān)性分析

由表6 可知,馬鈴薯淀粉產(chǎn)量與塊莖產(chǎn)量、干物質(zhì)含量、淀粉含量和鐵含量呈極顯著正相關(guān),與維生素C含量、粗蛋白含量、還原糖含量、鉀含量、鋅含量均無顯著相關(guān)性,與鈣含量呈顯著負(fù)相關(guān)。干物質(zhì)含量與淀粉含量、鉀含量呈極顯著正相關(guān),與鋅含量呈顯著正相關(guān)。淀粉含量與鉀含量、鋅含量呈顯著正相關(guān),而與還原糖含量呈極顯著負(fù)相關(guān)。維生素C 含量與鈣含量呈顯著正相關(guān),與鐵含量、鋅含量呈極顯著負(fù)相關(guān)。粗蛋白含量與還原糖含量呈顯著負(fù)相關(guān),與鈣含量呈顯著正相關(guān)。鉀含量與鋅含量呈顯著正相關(guān),鈣含量與鐵含量呈顯著負(fù)相關(guān),鐵含量與鋅含量呈顯著正相關(guān)。表明塊莖產(chǎn)量、干物質(zhì)含量、淀粉含量越高,馬鈴薯淀粉產(chǎn)量越高,同時(shí)鐵含量也越高,而鈣含量則越低。

表3 2011-2018 年隴薯系列高淀粉馬鈴薯品種塊莖淀粉產(chǎn)量及營養(yǎng)品質(zhì)性狀聯(lián)合方差分析Table 3 Combined analysis of variance for potato starch yield and nutritional quality traits of potato in 2011-2018

表4 2011-2018 年隴薯系列高淀粉馬鈴薯品種的淀粉產(chǎn)量及營養(yǎng)品質(zhì)性狀Table 4 Variation of tuber starch yield and nutritional quality characteristic of potato varieties tested during 2011-2018

表5 2013 和2015 年隴薯系列高淀粉馬鈴薯品種的礦物質(zhì)元素含量比較Table 5 Comparison of mineral elements of potato varieties tested in 2013 and 2015 /(mg·kg-1)

表6 2013 和2015 年隴薯系列高淀粉品種的馬鈴薯產(chǎn)量、營養(yǎng)品質(zhì)及礦物質(zhì)含量性狀間的簡單相關(guān)系數(shù)Table 6 Person’s correlations among potato starch yield,nutritional quality and mineral element in 2013 and 2015

表7 2011-2018 年隴薯系列高淀粉馬鈴薯產(chǎn)量、營養(yǎng)品質(zhì)性狀與氣候因素間的簡單相關(guān)系數(shù)Table 7 Person’s correlations between climate parameter and potato starch yield and nutritional quality traits during 2011-2018

2.4 淀粉產(chǎn)量及品質(zhì)性狀與氣候參數(shù)間的相關(guān)性

由表7 可知,7-9 月累計(jì)的平均氣溫(Tmean)、最高均溫(Tmax)、最低均溫(Tmin)均與塊莖產(chǎn)量、淀粉產(chǎn)量呈負(fù)相關(guān),其中Tmean、Tmax與塊莖產(chǎn)量相關(guān)性達(dá)到顯著水平;Tmax與干物質(zhì)含量、淀粉含量、維生素C 含量、粗蛋白含量呈極顯著正相關(guān),而與還原糖含量呈極顯著負(fù)相關(guān);Tmean與還原糖含量呈顯著負(fù)相關(guān);Tmin與淀粉含量也呈顯著負(fù)相關(guān)。7、8、9 月的Tmean、Tmax、Tmin與塊莖淀粉產(chǎn)量及其他營養(yǎng)品質(zhì)性狀的相關(guān)性程度和7-9月的累計(jì)平均參數(shù)略有不同。

7-9 月累計(jì)降雨量(RF)與塊莖產(chǎn)量、淀粉產(chǎn)量、還原糖含量呈正相關(guān),其中與還原糖含量達(dá)到極顯著水平;與干物質(zhì)含量、淀粉含量為極顯著或顯著負(fù)相關(guān),與維生素C 含量、粗蛋白含量呈負(fù)相關(guān)。7 月RF與粗蛋白含量呈顯著負(fù)相關(guān);8 月RF 與塊莖產(chǎn)量、還原糖含量呈極顯著正相關(guān),與干物質(zhì)含量、淀粉含量、維生素C 含量呈顯著或極顯著負(fù)相關(guān);9 月RF 與干物質(zhì)含量、淀粉含量為負(fù)相關(guān),其中與干物質(zhì)含量的相關(guān)性達(dá)到顯著水平,與還原糖含量呈極顯著正相關(guān)。

7-9 月是馬鈴薯塊莖形成、膨大和淀粉積累的重要階段,此階段的氣溫和降雨直接影響馬鈴薯塊莖形成、淀粉積累以及其他營養(yǎng)品質(zhì)物質(zhì)合成代謝。此階段氣溫過高,塊莖形成、膨大受阻,但有益于提高維生素C 含量并降低還原糖含量。降雨過多,尤其是在淀粉積累期,不利于淀粉和干物質(zhì)積累,反而有助于提高還原糖含量。

3 討論

3.1 馬鈴薯的塊莖淀粉產(chǎn)量及品質(zhì)特點(diǎn)

馬鈴薯塊莖產(chǎn)量和品質(zhì)表現(xiàn)是基因型、環(huán)境及基因型與環(huán)境互作等多因素共同影響的結(jié)果[16-19]。較多研究表明,馬鈴薯塊莖產(chǎn)量受環(huán)境、基因型與環(huán)境互作以及脫毒種薯質(zhì)量影響較大[16,20-21],而淀粉產(chǎn)量最終由塊莖產(chǎn)量和淀粉含量決定,也在較大程度上受到環(huán)境、基因型與環(huán)境互作的影響[22]。這與本研究結(jié)果類似,塊莖產(chǎn)量和淀粉產(chǎn)量的基因型效應(yīng)分別占總變異的49%、60%,表明遺傳因素是決定塊莖產(chǎn)量和淀粉產(chǎn)量的基礎(chǔ),通過遺傳改良和管理調(diào)控可顯著提升馬鈴薯塊莖產(chǎn)量和淀粉產(chǎn)量水平。

馬鈴薯品質(zhì)除受遺傳因子控制外,還受自然生態(tài)環(huán)境因素(如光照、溫度、水分、土壤特性等)以及栽培因素(種植密度、施肥、病蟲害等)的影響[23-25]。張勝[26]研究認(rèn)為影響馬鈴薯粗蛋白含量最重要的因素是環(huán)境,其次是品種。本研究中維生素C 含量、粗蛋白含量、還原糖含量的基因型效應(yīng)分別占總變異的8%、28%、21%,表明塊莖營養(yǎng)品質(zhì)易受環(huán)境、基因型與環(huán)境互作的影響。

所有參試品種的營養(yǎng)品質(zhì)和所測品種的礦物質(zhì)元素含量,以L1149-2 表現(xiàn)最好,其干物質(zhì)含量、淀粉含量僅次于隴薯8 號(hào),維生素C 和粗蛋白含量也較高,還原糖含量較低,且礦物質(zhì)元素含量處于較高水平。隴薯12 號(hào)、隴薯14 號(hào)和L0527-2 均來自同一雜交組合L9712-2 × L0202-2,除鉀、鐵和鈣含量差異較大外,其他品質(zhì)參數(shù)較為接近,可能與環(huán)境、基因型與環(huán)境互作有關(guān)。作為大西洋品種的衍生品種,隴薯8 號(hào)、隴薯12 號(hào)、隴薯14 號(hào)、L0527-2、LZ111 和L1149-2 均表現(xiàn)出高干物質(zhì)、高淀粉含量的特點(diǎn),其塊莖、淀粉產(chǎn)量及其他品質(zhì)表現(xiàn)出較大差異,尤其L1149-2 與其他品種的差異最為突出,可能和參與雜交的另一親本遺傳特性有關(guān)。

馬鈴薯塊莖淀粉含量是淀粉加工型馬鈴薯品種的重要品質(zhì)指標(biāo),我國淀粉加工型馬鈴薯品種淀粉含量一般要求在16%以上[26-27]。2017 年,國家農(nóng)作物品種審定委員會(huì)在《主要農(nóng)作物品種審定標(biāo)準(zhǔn)(國家級)》中規(guī)定,加工專用型馬鈴薯品種淀粉含量≥17.0%[28]。本研究參試的隴薯系列高淀粉馬鈴薯品種平均淀粉含量大都在16%以上,幾乎均適合淀粉加工,淀粉含量在18%以上的品種為隴薯8 號(hào)、隴薯9號(hào)、隴薯12 號(hào)、隴薯14 號(hào)、L0527-2、L08104-12、LZ111 和L1149-2,其中隴薯8 號(hào)平均淀粉含量達(dá)到21.83%。

作為一種富集鉀元素的作物,馬鈴薯塊莖鉀含量較高[4,29]。隴薯系列高淀粉馬鈴薯品種(系)塊莖鉀含量4 316～5 368 mg·kg-1,平均4 928 mg·kg-1,年際間較為穩(wěn)定,平均變異系數(shù)7.9%。

3.2 馬鈴薯的塊莖淀粉產(chǎn)量及品質(zhì)相關(guān)性

Johnson 等[30]認(rèn)為表型性狀的相關(guān)性是由各性狀之間的遺傳相關(guān)性決定的,與表型性狀之間的相關(guān)性相比,遺傳相關(guān)性更高。本研究表明,馬鈴薯塊莖產(chǎn)量與淀粉產(chǎn)量呈極顯著正相關(guān),與范香全等[31]的研究結(jié)果一致。相對于其他品種,隴薯8 號(hào)具有較為穩(wěn)定的淀粉產(chǎn)量,即穩(wěn)定的淀粉產(chǎn)量與穩(wěn)定的塊莖產(chǎn)量和淀粉含量有關(guān)。也有研究表明不穩(wěn)定的塊莖產(chǎn)量導(dǎo)致不穩(wěn)定的淀粉產(chǎn)量[22]。

本研究結(jié)果表明,馬鈴薯塊莖產(chǎn)量與淀粉產(chǎn)量之間呈極顯著正相關(guān),與鐵含量呈顯著正相關(guān),與鈣含量呈極顯著負(fù)相關(guān),該結(jié)果與黃越[32]認(rèn)為產(chǎn)量性狀與各營養(yǎng)品質(zhì)之間無相關(guān)性的結(jié)果不一致,可能與參試材料基因型以及環(huán)境因素不同有關(guān)。淀粉是馬鈴薯塊莖干物質(zhì)中的最大組分,淀粉含量與干物質(zhì)含量具有相關(guān)性[33],本研究也取得了類似的結(jié)果,二者呈極顯著正相關(guān),相關(guān)系數(shù)達(dá)到0.844。本研究結(jié)果還表明,淀粉產(chǎn)量與干物質(zhì)含量、淀粉含量之間呈極顯著正相關(guān),與鈣含量呈顯著負(fù)相關(guān)。

3.3 氣候因素對馬鈴薯塊莖淀粉產(chǎn)量及品質(zhì)的影響

馬鈴薯塊莖形成、膨大和淀粉積累期間的氣候因素,尤其是溫度、降雨量對馬鈴薯產(chǎn)量和品質(zhì)影響較大。姚玉璧等[34]研究表明,氣溫對馬鈴薯產(chǎn)量形成除收獲期外,均為負(fù)效應(yīng),塊莖膨大期對氣溫變化十分敏感。本研究也取得了相似的結(jié)果,7-9 月的累計(jì)氣溫與塊莖產(chǎn)量、淀粉產(chǎn)量之間均呈負(fù)相關(guān),其中Tmean、Tmax與塊莖產(chǎn)量顯著負(fù)相關(guān)。謝世清[35]研究指出,塊莖形成的適宜溫度約16℃,塊莖膨大的適宜溫度為14～22℃,而最適宜溫度為17 ～19℃。本研究中2011-2018 年的7-9 月的平均氣溫為15.8℃,適宜馬鈴薯塊莖的膨大以及淀粉、干物質(zhì)的積累,Tmax與干物質(zhì)含量和淀粉含量呈極顯著正相關(guān),而Tmin與淀粉含量呈顯著負(fù)相關(guān),說明氣溫過低不利于淀粉含量的積累,同時(shí)適宜的高溫有利于粗蛋白含量的提高,但有利于維生素C 含量的提高。

前人研究表明,水分虧缺影響馬鈴薯塊莖形成[36],水分供應(yīng)過多,馬鈴薯塊莖品質(zhì)下降(淀粉含量降低、還原糖含量升高,加工品質(zhì)變差)[37]。本研究也取得了相同的結(jié)果,7-9 月的累計(jì)降雨量與干物質(zhì)、淀粉含量呈極顯著或顯著負(fù)相關(guān)。此階段正處于馬鈴薯塊莖膨大和淀粉積累期,過多的降雨量不利于干物質(zhì)和淀粉的積累,同時(shí)導(dǎo)致塊莖維生素C 含量降低[38]。

4 結(jié)論

基因型、環(huán)境及其二者互作效應(yīng)對馬鈴薯總變異的貢獻(xiàn)率在塊莖產(chǎn)量、淀粉產(chǎn)量和營養(yǎng)品質(zhì)之間均存在差異,其中塊莖產(chǎn)量、淀粉產(chǎn)量和干物質(zhì)含量、淀粉含量的基因型效應(yīng)較大,而維生素C、粗蛋白和還原糖含量的環(huán)境效應(yīng)較大。塊莖產(chǎn)量、淀粉產(chǎn)量性狀變異較大,營養(yǎng)品質(zhì)中的干物質(zhì)、淀粉含量和礦物質(zhì)元素中的鉀、鋅含量變異較小,鈣、鐵含量變異較大。L1149-2表現(xiàn)最好,其塊莖、淀粉產(chǎn)量最高,干物質(zhì)、淀粉含量僅次于隴薯8 號(hào),維生素C 和粗蛋白含量也較高,還原糖含量較低,且礦物質(zhì)元素含量處于較高水平。因此,選育產(chǎn)量和品質(zhì)性狀穩(wěn)定的品種十分關(guān)鍵。本研究中淀粉產(chǎn)量在7 000 kg·hm-2以上的品種有4 個(gè),淀粉含量超過18%以上的有8 個(gè),其中7 個(gè)品種是大西洋的衍生品種。西北地區(qū)馬鈴薯品種的淀粉及其他品質(zhì)性狀改良的潛力較大,在今后選育和改良馬鈴薯高淀粉品種的程中,需要充分利用大西洋這一親本,同時(shí)加強(qiáng)對該親本淀粉性狀的遺傳位點(diǎn)研究,揭示高淀粉品種的分子基礎(chǔ)和挖掘育種應(yīng)用潛力。