甘肅早熟馬鈴薯種質(zhì)資源引進鑒定試驗

王 鵬，李芳弟，頡煒清，竇俊煥，羅照霞，郭天順，趙中梁，齊小東，楊 晨，宋 怡，呂 汰

(1.天水市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所，甘肅 天水 741001；2.國家馬鈴薯產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系天水綜合試驗站，甘肅 天水 741001)

馬鈴薯(SolanumtuberosumL.)是種植面積最廣和食用國家最多的作物，同時也是在全球經(jīng)濟中繼玉米、水稻和小麥之后的第四大作物。我國大部分地區(qū)的土壤及氣候條件都適合種植馬鈴薯，甘肅是全國馬鈴薯生產(chǎn)的大省，馬鈴薯也是甘肅三大糧食作物之一，種植栽培馬鈴薯的歷史已有400多年，在農(nóng)業(yè)和農(nóng)村經(jīng)濟中占有重要地位[1,2]。天水地處甘肅省三大馬鈴薯優(yōu)勢生產(chǎn)區(qū)域隴東南早熟菜用型生產(chǎn)區(qū)之中，年種植面積6.7萬hm2左右，氣候溫和，年降雨量425.0～553.2 mm，年平均氣溫8～12 ℃，海拔748～3 120 m，素有“隴上江南”之稱[3,4]。近年來受全國馬鈴薯市場和周邊馬鈴薯產(chǎn)業(yè)發(fā)展的影響，馬鈴薯生產(chǎn)在當(dāng)?shù)厝遮叺玫秸娃r(nóng)戶的重視，但一直缺乏適合本區(qū)域的早熟馬鈴薯品種。本試驗引進中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院、鄭州蔬菜市蔬菜研究所、延邊朝鮮族自治州農(nóng)業(yè)科學(xué)院及本溪市馬鈴薯研究所等11家科研院所的29份馬鈴薯品種(系)，對其生育期、植株性狀、塊莖性狀、產(chǎn)量性狀及抗病性等方面進行鑒定評價，為篩選和選育適宜當(dāng)?shù)胤N植的馬鈴薯新品種、育種親本及中間材料提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

供試材料29份，其中，本溪市馬鈴薯研究所7份，中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院4份，延邊族朝鮮自治州4份，甘肅省農(nóng)業(yè)科學(xué)院2份，安康市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究院2份，鄭州市蔬菜研究所2份，青海農(nóng)林科學(xué)院1份，定西馬鈴薯研究所1份，宣威市馬鈴薯種薯研發(fā)中心1份，龍巖市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所1份，黑龍江省農(nóng)業(yè)科學(xué)院1份(詳情見表1)。對照品種為克新2號，為當(dāng)?shù)氐闹髟云贩N。

表1 供試材料名稱及來源

1.2 試驗田概況

試驗布置在天水市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所武山縣馬力鎮(zhèn)付門村早熟馬鈴薯試驗基地內(nèi)，海拔高度1 566 m。試驗地為水澆地，土質(zhì)為沙壤土，前茬作物冬油菜，肥力中等，四周無樹木、建筑等。

1.3 試驗田管理

于4月5日播種，9月11日收獲入庫?；适?00 kg·hm-2沃潤得精制有機肥(有機質(zhì)含量≥45%，N+P2O5+K2O≥5.0%，天水潤德沼氣開發(fā)工程有限公司生產(chǎn))、900 kg·hm-2福瑞達復(fù)合肥(總養(yǎng)分≥36%，N∶P2O5∶K2O為30∶6∶0，魯西化工集團股份有限公司生產(chǎn))、450 kg·hm-2碘鉀(K2O≥50%，美國TVA國際化工集團有限公司生產(chǎn))，齊苗時追尿素150 kg·hm-2(N≥46.4%，中國石油天然氣股份有限公司生產(chǎn))。6月5日、6月23日各人工除草1次；在5月10日、6月15日、7月5日、7月25日各灌溉1次；其它農(nóng)藝措施與當(dāng)?shù)卮筇锕芾硪恢隆?/p>

1.4 試驗方法

采用隨機區(qū)組設(shè)計，3次重復(fù)，單壟覆白色地膜種植，每壟種植1行馬鈴薯，壟距為0.8 m。小區(qū)長4.0 m，寬4.0 m，壟距0.8 m，株距0.2 m，每小區(qū)5壟，小區(qū)面積16.0 m2，每壟種植21株，每小區(qū)105株。密度為62 520株·hm-2。

1.5 試驗項目及調(diào)查方法

調(diào)查項目及記載方法根據(jù)國家馬鈴薯品種試驗調(diào)查記載項目及標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行[5,6]，包括：

1)生育期、出苗率。

2)植株性狀包括有株高、主莖數(shù)、植株繁茂性、結(jié)果性、花色、葉色、莖色。

3)塊莖性狀包括皮色、薯皮光滑度、芽眼深淺、芽眼多少、匍匐莖長短。

4)抗病性包括病毒病、早疫病、環(huán)腐病。

5)產(chǎn)量性狀包括單株產(chǎn)量、單株薯數(shù)、平均薯重、商品薯率及單產(chǎn)。

收獲后，室內(nèi)調(diào)查各品種(系)各干物質(zhì)含量及淀粉含量，蒸煮各品種(系)品嘗食味。其中采用比重法測定馬鈴薯塊莖淀粉含量，稱取5 kg的鮮薯放入水中稱其重量，馬鈴薯比重計算公式為：

比重=A/(A-B)其中，A為空氣中塊莖重量，B為水中塊莖重量。通過比重與淀粉含量換算表得到淀粉含量[7,8]。

1.6 試驗數(shù)據(jù)分析

采用Excel 2003軟件進行數(shù)據(jù)處理。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同來源材料的性狀分析比較

2.1.1生育期及出苗率

參試的29份材料的生育期(出苗至成熟)變化幅度較大，為75～116 d，極差為41 d，同時在當(dāng)?shù)胤N植部分材料的生育期也發(fā)生變化。主要是因為，這批材料的選育來源地差異較大，從地理位置看有最南端福建的材料閩薯1號，最北端有吉林的延薯系列種薯，最西端有青海的青薯系列品系青2014-6，中原地區(qū)的鄭薯系列品種除宣薯5號外，其余的品種(系)在其選育地區(qū)都是早熟或中早熟的種質(zhì)材料，但在天水因其適應(yīng)性、抗病性的不同，造成其生育期的差異較大。生育期最長的是宣薯5號，生育期116 d，為中晚熟品種；生育期最短的是中薯7號，生育期75 d，為早熟品種；對照克新2號，生育期為100 d，為中熟品種。根據(jù)生育期的長短，可以把該批材料分為4個組，其中早熟品種(系)(生育期≤75 d)2份，中早熟(生育期在76～90 d)11份，中熟(生育期在91～105 d)13份，中晚熟(生育期在106～120 d)3份(見表2)。

表2 生育期及植株性狀比較

具體而言：早熟材料有中薯7號、尤金；中早熟材料有延薯8、9號、鄭薯6、8號、青2014-6、秦芋30、早大白、Ba 66、1436-3、富金、Ba 39；中熟材料有中薯3、5、10、12、13號、延薯7、10號、L 08103-6、L 0529-2、秦芋32、萊柯1號、Ba 11、克新2號；中晚熟材料有華恩1號、宣薯5號及閩薯1號。早熟、中早熟、中熟材料共計26份，可作為天水河谷川道區(qū)域或相似地區(qū)的適宜品種(系)進行示范推廣，也可作為親本或中間材料加以利用，并可進一步開展抗病性、豐產(chǎn)性及穩(wěn)產(chǎn)性等相關(guān)的研究工作，以便篩選出適宜種植的馬鈴薯品種(系)，從而填補該類區(qū)域缺乏主栽品種的空白。

由于種植技術(shù)配套，種薯大小適宜，4—5月份降雨和溫度符合馬鈴薯出苗的需要，從而各品種(系)的出苗率良好，出苗率在90.0%～100.0%之間；其中華恩1號的出苗率最低，為90.0%；中薯12號、Ba 66的較低，均為93.3%；中薯5號、萊柯1號、早大白、尤金、1436-3、富金、Ba 39、Ba 11及對照克新2號等9份材料的出苗率較高，在95.0%～97.0%之間；其它品種(系)的出苗率均為100.0%。

2.1.2植株性狀

對照克新2號的植株性狀中，除花色這一性狀外，其它性狀總是處于大部分材料的特征特性中，從而便于標(biāo)識出特異性的品種(系)。從株型上看，中薯13號、中薯7號、L 0529-2為擴散型的株型；延薯10號、宣薯5號為直立型；對照克新2號及其它23份材料均為半直立型。從植株繁茂性看絕大部分材料長勢良好，其中1436-3的繁茂性弱；14份材料繁茂性中等；14份材料繁茂性強，這些長勢強的材料依次為中薯3號、延薯7、8、9、10號、青2014-6、L 08103-6、宣薯5號、秦芋32、萊柯1號、Ba 66、Ba 39、Ba 11及對照克新2號。從主莖數(shù)看，各品種(系)變化幅度不大，在1.2～3.8個之間；其中尤金和Ba 11的主莖數(shù)最少，均為1.2個；Ba 39、1436-3、Ba 66、早大白、華恩1號、延薯7號、中薯12號等7份材料的主莖數(shù)較少，在1.4～1.8個之間；中薯10號和秦芋32的主莖數(shù)最多，均為3.8個；克新2號及其它17份材料的主莖數(shù)較多，在2.0～3.4個之間。從結(jié)實性看，宣薯5號的結(jié)實性最好；L 08103-6的結(jié)實性較好；中薯10號、延薯7號、青2014-6的結(jié)實性少；其它品種(系)未結(jié)實。從開花習(xí)性和花色看，各品種(系)差異較大，延薯8號、閩薯1號、鄭薯8號、早大白、尤金、Ba 66、1436-3、富金、Ba 11等9份材料均在天水未開花；Ba 39、克新2號及青2014-6開淺紫色花；中薯7號、L 0529-2及華恩1號開淺紅色花；其它15份材料開白色花。從葉色上看，中薯5、10、12、13號、延薯8、10號、閩薯1號、鄭薯6號、1436-3等9份材料葉色為淺綠色；青2014-6和宣薯5號為深綠色；其它18份材料均為綠色。從莖色看，中薯7號、青2014-6、L 0529-2的莖色均為綠色帶褐色條紋，其它26份材料均為綠色。

表3 塊莖性狀比較

2.1.3塊莖性狀

薯型的變化幅度不大，其中富金為扁圓，Ba 39為長橢圓，中薯5號、延薯9、10號、華恩1號、萊柯1號、早大白及Ba 11等7份材料的薯塊為扁橢圓，其它20份為橢圓。從薯皮顏色看，中薯5、12號、閩薯1號及早大白的薯皮均為淡黃色，其它25份材料的薯皮為黃色。從薯皮光滑度看，僅有宣薯5號薯皮為略麻皮，其它28份材料的薯皮均光滑。表明選育早熟馬鈴薯的薯皮要光滑、細膩，便于消費者接受。

中薯3、5、7、12號、L 0529-2、閩薯1號及Ba 39等7份材料薯肉顏色為淡黃色，中薯10號、延薯7、10號、L 08103-6、鄭薯6、8號、早大白、Ba 66及克新2號等9份材料的薯肉顏色為白色，其它13份材料的薯肉顏色均為黃色。從這29份材料也可以看出，選育的早熟材料的薯肉顏色多為黃色或淡黃色，僅有近1/3的材料為白色，也表明早熟馬鈴薯市場上，消費者喜愛薯肉偏黃的馬鈴薯。從芽眼多少看，僅有L 08103-6和1436-3的芽眼數(shù)量多，其它27份材料的芽眼數(shù)量少。從芽眼深淺看，僅有青2014-6、宣薯5號及萊柯1號的芽眼深，其它26份材料的芽眼淺。從匍匐莖長度看，青2014-6、華恩1號、宣薯5號及秦芋32等4份材料的匍匐莖長，其它25份材料的匍匐莖短。從29份材料的薯型、薯皮顏色、薯皮光滑度、薯肉顏色、芽眼的多少和深淺、匍匐莖長度等7個塊莖性狀看，選育出適于市場要求的早熟馬鈴薯品種的目標(biāo)性狀，應(yīng)該是薯塊橢圓的、薯皮光滑、皮色肉色偏黃、芽眼少且淺、匍匐莖短，此類馬鈴薯品種商品性好、易于加工和收獲、符合消費者的飲食習(xí)慣。

2.2 不同來源材料的抗病性分析比較

2.2.1病毒病

由于2019年降雨較往年多，導(dǎo)致蚜蟲繁殖量下降，從而各品種(系)發(fā)病較輕。于7月2日調(diào)查病毒病，中薯7號的發(fā)病最重，病株率為100.0%，病情指數(shù)為26.7；華恩1號和鄭薯8號發(fā)病較重，病株率為100.0%，病情指數(shù)均為22.2；中薯5、13號、延薯8、10號、L 08103-6等5份材料發(fā)病最輕，病株率均為10.0%，病情指數(shù)均為1.1；延薯7號、青2014-6、L 0529-2、宣薯5號、萊柯1號等5份材料未發(fā)??；對照克新2號及其它15份材料發(fā)病較輕，病株率在20.0%～70.0%之間，病情指數(shù)在2.2～7.8之間(見表4)。

表4 主要病害情況比較

2.2.2早疫病

早疫病較往年發(fā)病遲，發(fā)病輕。8月5日調(diào)查發(fā)現(xiàn)，1436-3發(fā)病最重，病株率為100.0%，病情指數(shù)為83.7；Ba 66、尤金、富金及鄭薯8號發(fā)病較重，病株率均為100.0%，病情指數(shù)在45.5～73.3之間；萊柯1號和閩薯1號感病最輕，病株率均為6.7%，病情指數(shù)為0.7；宣薯5號未發(fā)??；對照克新2號及其余20份材料發(fā)病較輕，病株率在20.0%～100.0%之間，病情指數(shù)在2.2～39.3之間。

2.2.3環(huán)腐病

環(huán)腐病較往年發(fā)病輕，由于參試材料植株均未發(fā)生植株環(huán)腐病，所以在表4中未列出。收獲時調(diào)查塊莖環(huán)腐病，對照克新2號發(fā)病最重，病薯率為28.6%，病情指數(shù)為8.9；中薯5號和Ba 39發(fā)病較重，病薯率分別為21.1%、20.0%，病情指數(shù)分別為6.7、6.6；中薯10號、延薯8、9號、秦芋30號、華恩1號、萊柯1號、鄭薯8號、富金等8份材料的發(fā)病較輕，病薯率為5.6%～11.1%，病情指數(shù)在1.4～2.8之間；延薯7號發(fā)病最輕，病薯率為5.3%，病情指數(shù)為1.3；其它17份材料均未發(fā)病。

2.2.4塊莖晚疫病

由于8月中下旬持續(xù)下雨，未能及時收獲，造成晚疫病侵染薯塊，從而塊莖晚疫病發(fā)病較重。收獲時調(diào)查塊莖晚疫病，鄭薯8號發(fā)病最重，病薯率為39.3%；中薯3、7號、秦芋30、32號、閩薯1號、萊柯1號、早大白、尤金、1436-3、富金及克新2號等11份材料發(fā)病較重，病薯率為20.0%～36.9%；Ball發(fā)病最輕，病薯率為1.4%；其余16份材料的發(fā)病較輕，病情指數(shù)在12.9～19.1之間。

2.3 不同來源材料的產(chǎn)量性狀及品質(zhì)分析比較

2.3.1產(chǎn)量性狀

延薯10號單株產(chǎn)量最高，為1 204.3 g；中薯3、5、10、13號、延薯7、8、9號、青2014-6、秦芋30號、L 08103-6、L 0529-2、華恩1號、宣薯5號、萊柯1號、Ba 39及對照克新2號等16份材料的單株產(chǎn)量較高，在503.3～1 074.3 g之間；富金最低，僅為180.4 g；其它11份材料的單株產(chǎn)量較低，在187.5～498.2 g之間。

表5 產(chǎn)量性狀及品質(zhì)比較

宣薯5號單株結(jié)薯數(shù)最多，為10.4個；中薯3、5號、延薯9號、青2014-6、秦芋30、32號、L 08103-6、L 0529-2等8份材料的單株塊莖數(shù)較多，在5.2～8.5個之間；Ball單株結(jié)薯數(shù)最少，為1.8個；其余19份材料的單株結(jié)薯數(shù)在1.9～4.9個之間。

延薯7號的單薯重最重，為245.5 g；延薯9、10號、中薯10號、萊柯1號、Ba 66及對照克新2號等6份材料的單薯重較高，為166.4～244.1 g；閩薯1號單薯重最輕，為53.6 g；其它11份材料的單薯重在82.4～148.0 g之間。

所有參試材料的商品薯率差異較大。商品薯率在80 %以上的材料有13份，依次為中薯3、7、10、13號、延薯7、9、10號、青2014-6、華恩1號、萊柯1號、早大白、Ba 66、Ba 39、Ball，商品薯率為80.9%～95.6%；商品薯率最低的為鄭薯8號，為12.0%；其余品種(系)在39.2%～78.9 %之間。

2.3.2品 質(zhì)

由于干物質(zhì)含量和淀粉含量呈正相關(guān)，故僅從淀粉含量分析即可。29份材料中，宣薯5號的淀粉含量最高，為22.571%；秦芋30、華恩1號、L 08103-6、富金及克新2號等5份材料淀粉含量較高，在15.160%～17.193%之間；延薯9號淀粉含量最低，為11.195%；其余22份材料的淀粉含量較低，在11.251%～14.903%。這表明適于水澆地的馬鈴薯品種(系)淀粉含量均較低，不適于淀粉加工，可用于鮮食食用。

從蒸煮食味上看，中薯5號、華恩1號及宣薯5號的食味優(yōu)；中薯10號、延薯8、9號、青2014-6、秦芋30、L 0529-2、閩薯1號、萊柯1號、鄭薯8號、尤金及富金等11份材料食味良好；對照克新2號及其它14份材料食味中等。

表6 產(chǎn)量比較

2.4 不同來源材料的產(chǎn)量分析

29份馬鈴薯資源的產(chǎn)量變化幅度較大，在18 875.9～89 442.0 kg·hm-2之間，對照克新2號為57 315.4 kg·hm-2，居29份材料第7位；單產(chǎn)超過75 000 kg·hm-2的有宣薯5號、萊柯1號及延薯10號，折合產(chǎn)量依次為89 442.0 kg·hm-2、77 003.9 kg·hm-2及75 191.3kg·hm-2，依次較對照增產(chǎn)56.1%、34.4%及31.2%，居29份材料的第1、2、3位。單產(chǎn)超過60 000 kg·hm-2的有Ba 39、L 0529-2及延薯9號，折合產(chǎn)量依次為69 878.5 kg·hm-2、67 065.9 kg·hm-2和61 065.6kg·hm-2，依次較對照增產(chǎn)21.9%、17.0%和6.5%，居29份材料的第4、5、6位。其它22份材料均較對照克新2號減產(chǎn)，單產(chǎn)在18 875.9～56 940.3 kg·hm-2之間，較對照減產(chǎn)0.7%～67.1%。

3 小結(jié)與討論

在北方一作區(qū)，尤其是西北地區(qū)種植馬鈴薯的生產(chǎn)技術(shù)效率、種植收益還比較低[9]；而在我國中原二季作區(qū)、南方冬作區(qū)和部分西南混作區(qū)，廣泛種植具有生育期短、產(chǎn)量高、質(zhì)量優(yōu)、經(jīng)濟效益高的早熟馬鈴薯[10-12]，是當(dāng)?shù)剞r(nóng)戶增收致富的重要作物之一。因此，北方的育種者可利用當(dāng)?shù)睾庸却ǖ绤^(qū)域的地理優(yōu)勢，鑒定、評價及篩選適宜該類區(qū)域的親本材料、中間材料及已審定定名的馬鈴薯品種，進而選育符合市場需求、適應(yīng)北方氣候條件、商品性狀優(yōu)良的早熟馬鈴薯品種，進一步解決市場多元化需求、農(nóng)戶增產(chǎn)增收、馬鈴薯產(chǎn)業(yè)發(fā)展等問題。

通過對29份馬鈴薯材料進行鑒定評價，明確了這批材料在生育期、植株性狀、塊莖性狀、發(fā)病程度及產(chǎn)量性狀等方面的特點，初步篩選出一批可以在河谷川道區(qū)域種植的高產(chǎn)、抗病、綜合性狀良好的品種，包括：宣薯5號、萊柯1號、延薯10號、Ba 39、L 0529-2及延薯9號。其中宣薯5號的生育期(>105 d)稍長，生產(chǎn)中可適度控旺或選擇后期休耕的地塊種植；萊柯1號的塊莖晚疫病發(fā)病較重，生產(chǎn)中注意及時防控晚疫病，以免侵染薯塊，影響產(chǎn)量；Ba 39的塊莖環(huán)腐病發(fā)病較重，生產(chǎn)中宜采用優(yōu)良種薯或切刀消毒，來防控環(huán)腐病。通過病毒病、早疫病、環(huán)腐病及塊莖晚疫病鑒定評價，初步篩選出抗病性較好的材料延薯7號和青2014-6，生育期適中，可以作為抗病親本加以利用。篩選出結(jié)實性較好的材料宣薯5號、L 08103-6、中薯10號、延薯7號及青2014-6等5份，可作為早熟馬鈴薯育種親本利用。篩選出平均薯重(>150 g)較好的延薯7、9、10號、中薯10號、萊柯1號及Ba 66等6份材料，因其結(jié)實性不佳，可作為早熟馬鈴薯的育種親本的父本材料使用。

從這29份材料的親本關(guān)系也可以看出，一個綜合性狀良好的馬鈴薯種質(zhì)資源，可以研發(fā)出更多的綜合性狀優(yōu)良的后代材料[13]，諸如以延薯4號為母本，以早大白為父本進行雜交，選育出早熟、鮮食的延薯7、8號，再以延薯8號為母本，以早大白為父本進行雜交，又選育出延薯9號，延邊朝鮮族自治州農(nóng)業(yè)科學(xué)院以早大白這一優(yōu)勢親本持續(xù)選育出3個新品種；中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院蔬菜花卉研究所以中薯3號為親本，選育出中薯5、13號。馬鈴薯常規(guī)育種的實質(zhì)就是雜交育種，親本的遺傳關(guān)系越遠，基因差異越大，所產(chǎn)生的后代群體中變異個體就越多，產(chǎn)生優(yōu)秀后代材料的幾率就越大。因此，可以利用優(yōu)勢親本材料，通過回交或輪回選擇的方法，與本區(qū)域適應(yīng)性、豐產(chǎn)性、抗病性優(yōu)良的主栽品種進行雜交選育，其后代群體中出現(xiàn)優(yōu)勢雜交個體的幾率將大幅增加。研究表明，馬鈴薯塊莖顏色和色素的分布由數(shù)量性狀控制的[14,15]。目前，塊莖顏色偏黃色的馬鈴薯商品市場占有率較高，從而以塊莖顏色為黃色的馬鈴薯材料為親本，選育出黃肉的馬鈴薯品種的概率就更高，引進的29份種質(zhì)材料中塊莖顏色多為淡黃色、黃色，尤其是宣薯5號、延薯9號、萊柯1號、青2014-6等均為黃皮黃肉的材料，是理想的黃肉馬鈴薯育種材料。今后要根據(jù)北方的地域氣候特征，有計劃地引進優(yōu)良的馬鈴薯種質(zhì)資源，不斷豐富和提升北方馬鈴薯種質(zhì)資源庫，進而推動馬鈴薯新品種的選育及推廣。