湖南秋作马铃薯新品种比较试验

时间：2024-05-22

田宇豪尹燕张幸媛崔红红丁红映杨佳怡张微甘斌秦玉芝

摘要为了筛选出适合湖南秋作高温干旱天气条件的马铃薯品种，以费乌瑞它为对照，对7个马铃薯品种在秋作持续高温干旱条件下的农艺性状、产量、块茎品质和储藏性能等进行了综合比较分析。结果表明，参试品种对高温干旱天气的适应性差异主要由种薯耐高温干旱的差异性决定。7个参试品种平均出苗率74.72%，高于对照55.72%，出苗率超过90.00%的品种有华薯13号、华薯5号和华薯2号。受持续高温干旱天气影响，2019年湖南秋作马铃薯病毒病发生严重，其中华薯5号和华薯2号早疫病、晚疫病抗性强，产量稳定，华薯5号产量达32 786.85 kg/hm2;10CH24和华薯1号种薯高温干旱耐受性较强，植株早疫病、晚疫病抗性强，产量稳定;综合评价机械耐受性强的品种有10CH24、费乌瑞它和华薯5号。其中10CH24薯形整齐，机械损伤后表皮完整、块茎渗透率较低，储藏期间呼吸强度变化小，贮藏品质佳。

关键词马铃薯;秋作;品种比较;湖南

中图分类号 S-532 文献标识码 A 文章编号 0517-6611（2021）12-0047-05

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2021.12.014

开放科学（资源服务）标识码（OSID）：

Comparison Test of Different Autumn Potato Varieties in Hunan

TIAN Yu hao， YIN Yan， ZHANG Xing yuan et al

（College of Horticulture and Landscape， Hunan Agricultural University， Changsha， Hunan 410128）

Abstract In order to select the potato varieties suitable for the high temperature and dry weather conditions of autumn crops in Hunan， using Fovorita as a control， a comprehensive comparative analysis was carried out on the agronomic traits， yield， tuber quality and storage performance of 7 potato varieties under the continuous high temperature and drought conditions in autumn crops. The results showed that the difference in adaptability of the tested varieties to high temperature and dry weather was mainly determined by the difference of seed potato tolerant to high temperature and drought. The average emergence rate of the 7 tested varieties was 74.72%， which was higher than the control 55.72%， and the emergence rates of Huashu 13，Huashu 5 and Huashu 2 exceeded 90.00%.Affected by the continuous high temperature and drought weather， the potato virus disease in Hunans autumn crops in 2019 was serious. Huashu 5 and Huashu 2 were resistant to early blight and late blight， and the yield was stable.The yield of Huashu 5 was 32 786.85 kg/hm2;10CH24 and Huashu 1 seed tubers were highly resistant to high temperature and drought， plants were resistant to early blight and late blight， and the yield was stable;comprehensively evaluated varieties with strong mechanical tolerance were 10CH24， Fovorita and Huashu 5. Among them，10CH24 were neatly shaped， with complete epidermis and low tuber permeability after mechanical injury， small changes in respiratory intensity during storage and good storage quality.

Key words Potato;Autumn work;Variety comparison;Hunan

馬铃薯原产于南美洲的秘鲁、玻利维亚的安第斯山区及其西部沿海岛屿，具有适应性强、生长周期短、单位产量高和营养成分高等优点，是继小麦、水稻之后世界第三大粮食作物[1-3]。我国马铃薯种植面积和总产量均居世界第1位，是世界马铃薯生产第一大国，在马铃薯主粮化的种植目标指引下，南方马铃薯种植面积不断增加[4]。湖南马铃薯以冬作为主，秋作面积不足，主要面临的问题是马铃薯秋作时间为8—12月，遭遇高温干旱的气候，使还未出芽或刚出芽的种薯易出现烂薯现象，严重影响种薯的出苗率及生长势，幼苗期高温干旱对植株的株型、叶片大小、长势都造成了显著影响，长时间高温干旱会增加植株感病概率，导致产量下降[5-6]。高温干旱胁迫下，植物叶片的光合功能会降低，有机物质运输及分配紊乱，以致植株生长发育不良，造成叶片早衰，影响其产量和品质[7-8]。湖南秋作马铃薯初霜时开始上市一直到春节，主要藏在地里，边卖边收，受双节的影响，价格偏高，经济效益好，近年来农民种植积极性增加，但适宜南方种植的早熟抗性品种单一，高温干旱强，耐受性专一品种缺乏，因此筛选适宜湖南当地气候秋作的马铃薯品种，改善秋作马铃薯品种结构，丰富品种类型对发展湖南马铃薯产业具有重要意义。

鉴于此，笔者以华薯1号、华薯2号、华薯4号、华薯5号、华薯11号、华薯13号、10CH24为研究材料，以费乌瑞它为对照，对7份优质马铃薯品种农艺性状、块茎营养品质、耐机械损伤能力等方面进行比较分析，拟筛选出适宜湖南秋季高温干旱天气的马铃薯品种，为优化品种类型、提高湖南秋作马铃薯种植效益提供技术支撑。

1 材料与方法

1.1 试验材料

供试材料为华薯1号、华薯2号、华薯4号、华薯5号、华薯11号、华薯13号、10CH24和费乌瑞它（CK），由华中农业大学宋波涛教授团队提供。各品种块茎特性见表1。

1.2 试验方法

试验设置 8个处理，即每个品种为1个处理，每个处理设置3小区进行重复。该试验采用随机区组设计，小区面积 67.5 m2（45.0 m×1.5 m），每个小区 2垄，行距 90 cm，株距 30 cm，试验地周边设 2 行以上保护行，统一进行大田常规管理。试验于2019年9月7日播种，成熟后收获块茎，用周转箱置于阴凉、通风的库房贮藏。

1.3 调查内容

根据《马铃薯品种试验调查记载项目及标准》对各个品种的植株性状、块茎性状和小区产量进行调查记载[9]。全生育期进行植株性状与发病情况统计，2019 年 12 月 27 日用实收实测法进行测产验收，收获后7 d内进行马铃薯生理指标测试，收获的种薯进行机械损伤后放置在密闭条件下进行马铃薯耐储藏性比较。

1.4 指标测定

1.4.1 营养品质测定。

收获后取各品种块茎鲜样清洗、晾干、去皮，切割为同样大小的块样，测定蛋白质、淀粉、还原糖、维生素 C等营养品质指标。各项指标测定均重复测定 3 次。

1.4.2 病毒检测。

选择花叶、斑驳、卷叶或坏死等病毒或疑似病毒的样品，无症状的田块采取 5 点取样法进行随机取样[10]。DAS-ELISA 法检测试剂盒购于安德珍生物技术有限公司。

1.4.3 机械损伤及耐储藏性测定。

供试材料利用湖南农业大学自主研制的收获机4B-160进行振动损伤处理，记录表皮损伤指数并拍照。损伤处理过的马铃薯块茎放置在20 ℃条件下贮藏。

1.4.4 块茎动摩擦系数与块茎碰撞恢复系数。

斜面法测量马铃薯块茎的滚动摩擦角，用到的仪器有量角器、65 Mn钢板。将一块65 Mn钢板放在水平桌面上，马铃薯块茎静置于钢板中间，用手拿着钢板的一端缓慢抬升，使钢板和水平面夹角逐渐加大。直到马铃薯块茎滚动时，停止抬升钢板并记录此时的滚动摩擦角，每个品种10次重复。块茎碰撞恢复系数采用质点对固定面碰撞测试方法[9]。

1.4.5 块茎呼吸强度。

各品种的马铃薯块茎经振动处理后分成2组，分别在常温和低温条件下进行贮藏，以5 d为间隔定期测定马铃薯块茎的呼吸强度。先打开CheckMate呼吸测定仪预热仪器，将称重后的马铃薯块茎放在容积为1.5 L的气体收集盒中静置30 min，然后使用仪器直接读出此时收集盒中二氧化碳的百分含量。

1.5 数据处理

采用Microsoft Excel 2010软件进行数据处理、分析、制图;采用 SPSS 19.0 统计软件进行方差分析。

2 结果与分析

2.1 试验地气候条件比较

2019年7月16日开始至12月20日湖南全省平均降水量254.7 mm，较常年同期偏少44.4%;平均气温21.3 ℃，较常年同期偏高1.4 ℃;温高雨少导致气象干旱长期维持。其中8月15日—10月25日湖南发生气象干旱的县（市）数长期维持在50个以上。10月11日气象干旱达到顶峰，湖南省所有县（市）均出现气象干旱，其中重旱面积达5.5万km2，占湖南省面积的25.9%;特旱面积达8.7万km2，占全省面积的41.1%。试验地7、8月平均温度为35 ℃左右，最高气温达到了39 ℃，种植土壤为半水成土壤的潮土。持续高温干旱使湖南省8月底9月初播種的秋作马铃薯未出芽或刚出芽的种薯出现大面积烂薯现象，也恰好形成了耐高温干旱马铃薯品种筛选的独特气候条件。试验地环境条件见图1。

2.2 不同马铃薯品种农艺学性状比较

参试品种对秋作高温干旱天气的适应性差异主要由种薯耐高温干旱的差异性决定。由表2可知，参试品种平均出苗率74.72%，高于对照55.72%的出苗率，其中华薯1号、10CH24、华薯11号的出苗率在61.00%～72.00%，出苗率超过90.00%的品种有华薯13号、华薯5号和华薯2号，而华薯4号出苗率则不足40.00%，种薯烂薯严重。

参试马铃薯品种株高在31.32～62.62 cm，其中华薯5号、10CH24和华薯13号出现不同程度的高温徒长现象。华薯5号平均单株产量超过0.42 kg，10CH24、华薯1号和华薯4号平均单株产量超过0.33 kg。华薯5号（出苗率92.98%）产量达到32 786.85 kg/hm2，比对照费乌瑞它增产66.44%。华薯13号、华薯2号、10CH24、华薯1号的高温干旱适应性较强。

2.3 不同马铃薯品种感病情况比较

该试验全生育期抽样调查病毒病、早疫病、晚疫病发生情况见表3。受持续高温干旱天气影响，2019年湖南秋作马铃薯病毒病发生严重，所有马铃薯品种病毒病抽样检测都呈阳性，其中费乌瑞它和华薯5号抽检到单株PVS、 PVA、 PVM、 PVX、 PVY 5种病毒阳性植株，华薯4号抽检到单株PVS、 PVA、 PVX 、PVY 4种病毒阳性植株，华薯13号和10CH24抽检到单株3种病毒阳性株。生育后期华薯13号早疫病和晚疫病发生严重，对照情况类似。华薯2号、华薯4号、华薯5号、华薯11号和10CH24没有发现早疫病，华薯1号和以上参试品种晚疫病少发。其中，华薯11号综合抗病性最强。

2.4 不同马铃薯品种块茎品质比较

由表4可知，10CH24的淀粉含量最高，为19.94%，较对照品种费乌瑞它高出18.43%，为高淀粉品种。其余品种均在13.54～17.80%。10CH24、华薯5号和华薯11号的干物质含量超过了20.00%。华薯4号其蛋白质含量最高达3.66%，属于高蛋白品种。华薯4号和10CH24的维生素C含量分别达到了181.7、182.1 mg/kg。华薯13号、华薯11号、华薯5号、华薯4号和华薯2号的还原糖含量在0.14%～0.28%。各个品种间块茎密度没有显著性差异，在1.02～1.06 g/m2。

49卷12期田宇豪等湖南秋作马铃薯新品种比较试验

2.5 不同品种马铃薯块茎形态特征参数比较

马铃薯块茎形态与收获机械条杆间距关系研究是宜机品种筛选与机械设计关注的重点之一，为研究参试马铃薯品种形态特征和现有机械间的适配性，该研究分析了8个品种马铃薯块茎三轴尺寸参数。由表5可知，供试马铃薯块茎的大小较为接近，品种间马铃薯块茎长、宽、高均值的变异系数为8.05%、7.01%、8.39%。其中，不同马铃薯品种块茎高的差异性最大，标准差为6.59，离散度28.93%;宽的差异性最小，标准差3.58，离散度23.52%。

马铃薯品种的薯形指数是量化衡量块茎形状及其整齐度的重要指标。薯形指数最大的品种是费乌瑞它，其薯形接近长椭圆形;薯形指数较小的品种如华薯4号，薯形接近圆球形。10CH24、华薯4号和华薯1号等品种薯块形状较为整齐一致，薯形指数变异系数分别为3.57%、4.86%、5.14%。华薯2号薯形指数的离散度为37.31%，变异系数为10.56%，与其他品种相比薯形较不整齐。华薯5号、华薯11号和费乌瑞它等品种的薯形指数介于中间，薯形整齐度一般。

2.6 不同品种马铃薯块茎机械收获性能比较

由表6可知，华薯2号、华薯11号和费乌瑞它等8个马铃薯品种块茎滚动摩擦角的平均值范围在11.1°～16.0°，组内滚动摩擦角极差最大数值达到22°，摩擦系数在0.20～0.29。以65 Mn钢板为碰撞材料，8个品种马铃薯块茎在控制下落高度的条件下碰撞恢复系数取值范围分布在0.450 2～0.734 9。经过机械损伤后块茎渗透率在20.51%～28.12%，其中华薯2号与华薯11号受损严重，在25%以上，其余品种损伤较轻。

马铃薯块茎振动试验处理后，根据表皮脱落面积和擦伤薯肉组织褐化情况综合评价损伤程度，表皮损伤情况如图2。由图2可知，10CH24、华薯5号的块茎表皮损伤程度为轻微损伤。其中10CH24的表现最佳，块茎仅有少量薯的表皮出现轻微擦伤，无表皮脱落情况。表皮损伤最严重的是华薯11号和华薯13号。其中华薯13号产生机械摩擦后存在表皮易脱落的现象，表皮脱落部位褐化严重。

2.7 不同马铃薯块茎机械损伤后呼吸强度比较

马铃薯块茎机械损伤后会降低其贮藏性能，加速变质损坏，损伤严重时失去商品性。该试验比较分析了供试马铃薯材料机械损伤后置于20 ℃条件下块茎15 d内的呼吸强度。由图3可知，机械损伤后除10CH24外，其余品种的呼吸速率都超过了8 000 mol/（kg·s），其中华薯11号、华薯13号、华薯4号和华薯1号呼吸速率20 d内呈增加趋势，华薯2号小幅下调，华薯5号先升后降，费乌瑞它显著下调，10CH24在20 d内呼吸速率维持平稳。

3 讨论

湖南省秋季种植马铃薯面临前期高温干旱、后期温度下降的特殊生态气候，适宜马铃薯生长的周期较短，应选用高温干旱耐受性强的早熟品种，同时高温干旱病毒病高发，后期雨水增加，早晚疫病防治是重点。由于湖南马铃薯秋作播种期全国范围内没有脱毒种薯货源，秋作高温干旱要求采用小薯整薯播种，生产中农民多自留种，或购买小的商品薯做种，种薯代数高、质量差。因此为保证种薯生产核心材料的质量，适量发展湖南秋作脱毒种薯繁育对马铃薯产业健康发展具有重要意义。马铃薯作为块茎作物，高温下的水分管理应严格要求，这也是生产中控制技术缺乏的部分，生产中依赖自然降水或采取大水漫灌，反而加速了田间烂薯。采取科学灌溉跑马水或是滴灌是增加湖南秋作马铃薯产量、提高效益的有效保证。该试验部分品种烂薯率高、出苗率低是供试品种产量差异较大的主要原因。研究发现，参试品种对高温干旱天气的适应性差异主要由種薯耐高温干旱的差异性决定。处于发芽期的不同品种间种薯的耐高温干旱与短时高湿胁迫的差异性在今后品种适应性筛选中值得重点关注。

目前，国内筛选适宜机械化收获的马铃薯品种相关研究报道较少，主要是从耐机械损伤的单一角度进行品种筛选。在国内，张建华[11]率先对马铃薯损伤进行了系统研究，将损伤性状分解后分别进行模拟和检测，建立马铃薯块茎损伤评价方法并探讨对损伤性状的分级标准。收获机械的设计需要对马铃薯块茎的形态特征参数进行大量的数据统计，从而得到更准确的数据用以建立分析模型。马铃薯的形状大小与收获机分离装置的杆条间距参数设计有关，间距设置过大，则部分达到商品薯重量的马铃薯块茎从分离筛间隙漏出;间距设置过小会影响薯土分离的效果。模拟马铃薯机械收获的试验过程中发现，少量形状过于扁长的马铃薯块茎在薯土分离过程中时有被链杆卡断的情况，而接近圆球形的块茎过筛速度更快，卡断机会小。马铃薯的形态特征参数不仅影响收获机械的参数设计，与耐机械损伤的程度也有关。较大的马铃薯块茎往往与机械或其他薯的碰撞概率增大，下落时冲击力造成的损伤更大。10CH24、华薯4号和华薯1号等品种薯块形状较整齐一致。华薯5号、华薯11号和费乌瑞它等品种的薯形指数介于中间，薯形较整齐。

该试验不同品种马铃薯组间的块茎滚动摩擦角取值无显著性差异，这是由于马铃薯块茎形状不规则，同一品种的马铃薯块茎在发生滚动时与接触材料的接触位置具有随机性。同时，该试验参试品种马铃薯块茎与收获机薯土分离装置钢制部件发生碰撞时，碰撞恢复系数因素对不同品种块茎损伤程度的影响大致相同。根据表皮脱落面积和擦伤薯肉组织褐化情况综合评价损伤程度，10CH24、华薯5号的块茎表皮损伤程度为轻微损伤。其中10CH24表皮只出现轻微擦伤，无表皮脱落情况。华薯11号和华薯13号表皮损伤最严重，其中华薯13号表皮脱落部位褐化严重。参试马铃薯品种块茎密度差异较小，可能是由于2019年秋季高温干旱持续时间长，出现暖冬现象，秋薯收获延迟到12月，而12月雨水较丰富，块茎含水率较高引起。

4 结论

华薯2号、华薯5号和华薯13号种薯高温干旱耐受性极强（出苗率90%～98%），其中華薯5号和华薯2号早晚疫病抗性强，产量稳定，华薯5号产量达到了32 786.85 kg/hm2;10CH24和华薯1号胁迫下出苗率在60%～72%，种薯高温干旱耐受性较强，植株早晚疫病抗性强、产量稳定。

综合评价机械耐受性强的品种有10CH24、费乌瑞它和华薯5号。其中，10CH24在影响机械损伤的多项指标上均表现良好，薯形整齐，机械损伤后表皮完整且块茎渗透率较低，储藏期间呼吸强度变化小，贮藏品质佳。

参考文献

[1] 陈铭，彭亚丽，熊兴耀，等.马铃薯糖苷生物碱研究进展[J].中国蔬菜，2020（2）：13-19.

[2] 许庆芬，佟卉，刘燕清，等.天津春季马铃薯引种比较试验[J].种子，2019，38（7）：131-134.

[3] 孙亚伟，赵明明，冯营，等.江苏省春播马铃薯品种引种比较试验[J].安徽农业科学，2018，46（28）：45-47.

[4] 李璐，王素华，杨丹，等.湖南省冬闲田早熟马铃薯新品种（系）筛选试验[C]//中国作物学会马铃薯专业委员会.马铃薯产业与脱贫攻坚（2018）.哈尔滨：哈尔滨地图出版社，2018：224-228.

[5] 戴鸣凯，张志忠，刘爽，等.高温胁迫对马铃薯幼苗生长和部分生理指标的影响[J].农学学报，2018，8（9）：9-14.

[6] 姚玉璧，杨金虎，肖国举，等.气候变暖对马铃薯生长发育及产量影响研究进展与展望[J].生态环境学报，2017，26（3）：538-546.

[7] 冯朋博，慕宇，孙建波，等.高温对马铃薯块茎形成期光合及抗氧化特性的影响[J].生态学杂志，2019，38（9）：2719-2726.

[8] 慕宇.高温对马铃薯块茎淀粉和产量形成的影响机理研究[D].银川：宁夏大学，2017.