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贵州高海拔地区不同春马铃薯品种差异性比较

2018-01-24荣华

种子 2017年11期
关键词:青薯白粉马铃薯

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(1.贵州省农业科学院土壤肥料研究所, 贵阳 550006;2.农业部贵州耕地保育与农业环境科学观测实验站, 贵阳 550006;3.威宁县山地特色农业科学研究院, 贵州 威宁 553100)

马铃薯是贵州旱地主栽作物之一,其常年种植面积在67万hm2以上,是仅次于玉米的第二大旱地作物[1-2]。近年来,随着马铃薯主粮化趋势的不断发展,我省马铃薯产业发展呈现出逐年加速发展的态势,目前贵州已成为我国马铃薯西南混作区重要的马铃薯生产基地[3-5]。威宁县地处贵州省西北部,平均海拔在2 200 m左右,是典型的高海拔马铃薯种植区[6]。然而,由于近年来全球气候变化加剧,加上特殊的地理位置和气候条件,雨水季节性分配不均匀,使得干旱等自然灾害的发生频率不断增加[7-9],而且由于高海拔地区相对湿度大,马铃薯晚疫病、青枯病等病害发生的几率和严重程度也相应提高[10],干旱、病害等均成为限制我省高海拔地区马铃薯产业化水平提升的重要因子。此外,由于威宁地区发展相对落后,且马铃薯种植品种较为单一、抗性差、产量低,从而导致马铃薯经济效益波动大,农户种植积极性也受到一定影响[11]。因此发展适合贵州高海拔地区种植的优质高产、抗旱、抗病的马铃薯新品种,已成为该地区马铃薯生产迫切需要解决的关键问题。

目前,在贵州省大面积推广应用的不同马铃薯品种中,在抗寒、抗旱、抗病性等方面均存在着很大差异,并且不同马铃薯品种受自然条件的影响,产量波动也很大[2,6,10]。因此,为解决马铃薯品种单一问题,进一步加强对不同抗旱、耐瘠、抗病性马铃薯品种的研究,本研究引进了10个马铃薯优良品种,进行春马铃薯抗旱、耐瘠、抗病品种鉴选试验,通过田间试验研究了贵州高海拔地区不同马铃薯品种的产量、植株形态特征、结薯性状、养分与品质以及马铃薯收获后的耕层土壤肥力差异,旨在明确不同马铃薯品种的特征特性,进而鉴定筛选出适合高海拔地区推广种植的马铃薯优质品种,以期丰富我省高海拔地区马铃薯品种结构,并为马铃薯“两减”和“三节”综合技术集成提供理论依据与技术支持。

1 材料与方法

1.1 试验地概况

试验于2015年3—10月在贵州省威宁县双龙镇(26°52′E,104°17′N,海拔2 237 m,年降雨量954 mm,无霜期250 d左右,年平均气温11 ℃左右,日照时数2 000 h左右)进行。供试土壤为灰泡土,其基本理化性状:pH=5.59,有机质47.036 g/kg,全氮2.475 g/kg,全磷1.226 g/kg,全钾含量为14.002 g/kg。

1.2 试验设计

该试验为品种筛选试验,共10个马铃薯品种,分别为威芋3号、威芋5号、威芋6号、丽薯6号、丽薯7号、丽薯8号、宣薯2号、青薯9号、白粉果、wy 08-002。所有试验处理的肥料均选用西洋复合肥(15-15-15),施肥量均按照30 kg/667 m2基肥施用,无追肥,不喷药,不灌水,中期管理去除杂草。马铃薯种植密度为4 000株/667 m2,每处理设3次重复,小区面积为13.5 m2(3 m×4.5 m)。

1.3 样品采集与测定

1.3.1 土壤样品分析

试验前在整个试验田均匀布15个采样点,采集0~20 cm土层土样,经风干磨细过筛后,测定土壤的基础理化性质[12]。同时,在马铃薯收获后,每处理按五点法取0~20 cm土层土样进行混合,将采集的混合土样在自然条件下风干,经磨细过筛后,测定土壤基本理化性质[12]。土壤的基本理化性质分析方法:土壤pH值按照水土比2.5∶1-pH计法测定;有机质用重铬酸钾容量法;全氮用半微量开氏法-标准酸滴定;碱解氮用碱解扩散法-标准酸滴定;全磷用NaOH熔融-钼锑抗比色法测定;有效磷采用0.5 mol/L NaHCO3浸提-钼锑抗比色法测定;全钾采用NaOH熔融-火焰光度法测定;速效钾采用1.0 mol/L NH4OAc浸提-火焰光度法测定[12]。

1.3.2 试验调查与植物样品分析

马铃薯生育期内,调查其植株形态特征,包括株高、主茎数、主茎色、叶色、花冠色、花繁性、天然结实性、匍匐茎以及病害发病指数。测产前,对每个处理的马铃薯进行调查,调查内容包括:单株产量、单株结薯数以及大、中、小薯数。同时,每个处理随机采集马铃薯块茎,用去离子水冲洗后,用刀子切成薄片,放入105 ℃干燥箱中杀青30 min,然后在60 ℃下烘干至恒重,然后将植物样品磨碎过筛后,采用H2SO4-H2O2联合消煮-凯氏定氮仪测定全氮含量,钼锑抗比色法测定全磷含量,火焰光度法测定全钾含量[12]。同时,另外取一部分新鲜马铃薯样品用于测定淀粉和还原糖含量[13]。马铃薯产量按收获时各小区单打单收的实产计算。

1.4 数据统计

试验数据均采用Excel 2003软件进行计算处理,采用Origin 8.0软件作图,差异显著分析用LSD法进行分析,显著水平为a=0.05。

2 结果与分析

2.1 不同春马铃薯品种的产量

从不同春马铃薯品种的产量看(图1),不同马铃薯品种产量在9 602.5~20 862.5 kg/hm2之间,大小依次为青薯9号>威芋5号>丽薯7号>wy 08-002>宣薯2号>威芋6号>丽薯8号>白粉果>威芋3号>丽薯6号。与常规品种威芋3号相比,除丽薯6号减产6.2%外,其他品种马铃薯均显著增产,增产幅度达39.71%~103.79%。差异显著性分析结果显示,青薯9号除与威芋5号、丽薯7号、wy 08-002差异不显著外,与其他品种均存在显著差异;威芋6号、丽薯8号、宣薯2号和白粉果的马铃薯产量差异不显著,但均显著高于威芋3号和丽薯6号,而威芋3号与丽薯6号差异不显著。从聚类分析结果看(图2),可将马铃薯产量水平分为3类:“高产”、“中产”和“低产”,其中“高产”品种包括丽薯7号、wy 08-002、威芋5号和青薯9号,“中产”品种包括丽薯8号、白粉果、威芋6号和宣薯2号,而“低产”品种则包括威芋3号和丽薯6号。

表1 不同春马铃薯品种的植株形态特征

品种株高(cm)主茎数主茎色叶色花冠色花繁性天然结实性匍匐茎病情指数威芋3号55.4bc3.5bc绿色绿色白色繁茂中短26.4a威芋5号63.0abc4.0ab绿色绿色白色中中短11.0bcd威芋6号60.6abc4.8a绿色绿色白色少蕾少花无短7.2cde丽薯6号60.8abc1.9d绿色绿色白色繁茂中短13.6bc丽薯7号69.0a2.5cd紫绿色深绿色紫色繁茂中短8.9bcde丽薯8号53.0c2.7cd绿色绿色白色少花满蕾无短0.0e宣薯2号55.0c2.4cd紫绿色深绿色白色繁茂无短0.0e青薯9号66.4ab4.8a紫绿色深绿色紫色中少短9.9bcde白粉果55.4bc4.0ab绿色绿色白色中中短18.6abwy08-00228.2d4.2ab绿色绿色白色繁茂中短1.9de

2.2 不同春马铃薯品种的植株形态特征

从表1可以看出,株高最高的是丽薯7号,为69.0 cm,较常规品种威芋3号高13.6 cm,最矮的是wy 08-002,仅为28.2 cm,较常规品种威芋3号矮27.2 cm,丽薯8号和宣薯2号的株高较也威芋3号降低0.4~2.4 cm外,而其他品种则增加5.2~13.6 cm;主茎数最多的是威芋6号和青薯9号,均为4.8个,最少的为丽薯6号,仅为1.9个,丽薯6号、丽薯7号、丽薯8号和宣薯2号的主茎数较威芋3号减少了0.8~1.1个,其他品种则增加了0.5~1.3个;丽薯7号、宣薯2号和青薯9号的主茎色为紫绿色,其他品种均为绿色;丽薯7号、宣薯2号和青薯9号的叶色为深绿色,其他品种均为绿色;丽薯7号和青薯9号的花冠色为紫色,而其他品种均为白色;从花繁性看,威芋3号、丽薯6号、丽薯7号、宣薯2号和wy 08-002均为繁茂,威芋5号、青薯9号和白粉果则为中等繁茂,而威芋6号和丽薯8号则分别为少蕾少花和少花满蕾;威芋3号、威芋5号、丽薯6号、丽薯7号、白粉果和wy 08-002的天然结实率为中等水平,青薯9号的天然结实率较低,其他品种未见结实;所有马铃薯品种的匍匐茎均为短型;从马铃薯病情指数看,以威芋3号最高,为26.4,白粉果次之,为18.6,其他品种的病情指数在1.9~13.6之间,而丽薯8号和宣薯2号未见发病。

2.3 不同春马铃薯品种的结薯性状

从不同春马铃薯品种的结薯性状(表2)来看,马铃薯单株产量以青薯9号最高,为578.8 g,较常规品种威芋3号增加333.3 g,其余品种较威芋3号增加12.4~264.5 g,增幅达到5.0%~107.7%;单株结薯数以wy 08-002最多,为9.4个,较常规品种威芋3号多5.6个,除丽薯6号和丽薯7号分别降低0.4个和0.2个外,其他品种较威芋3号增加0.2~2.8个;大中薯率以青薯9号最高,达到100%,与威芋3号相比,除wy 08-002的大中薯率降低16.2个百分点外,其他品种的大中薯率均在78.3%~96.6%之间,较威芋3号提高1.0%~19.3%。

图1 不同春马铃薯品种的产量水平

注:不同小写字母表示p<0.05差异显著水平。图2 不同春马铃薯品种产量的聚类分析

表4 不同春马铃薯品种收获后的土壤肥力状况

品种pH值有机质(g/kg)全氮(g/kg)碱解氮(mg/kg)全磷(g/kg)有效磷(mg/kg)全钾(g/kg)速效钾(mg/kg)威芋3号5.9a45.8ab2.4a121.2b1.2a39.4b14.0a51.5c威芋5号5.8a43.0b2.5a131.3ab1.1a51.8b14.2a64.0b威芋6号6.1a43.5ab2.3a141.4a1.1a52.5b13.4a73.0b丽薯6号5.9a44.6ab2.5a121.3b1.1a45.6bc13.6a65.0b丽薯7号6.1a44.9ab2.2a141.4a1.1a50.0b14.2a67.0b丽薯8号6.2a50.4a2.1a141.4a1.2a55.0b13.2a89.0a宣薯2号6.0a49.6a2.3a131.3ab1.3a75.3a13.8a60.0b青薯9号6.2a48.6a2.3a126.3b1.2a56.2b13.4a58.0b白粉果6.1a47.8a2.6a141.4a1.2a52.6b13.4a61.0bwy08-0025.7a42.8b2.8a131.3ab1.2a46.5bc14.0a72.0b

表2 不同春马铃薯品种的结薯性状

品种单株产量(g)单株结薯数小薯数中薯数大薯数大中薯率(%)威芋3号245.53.81.62.00.277.3威芋5号415.14.21.02.21.090.8威芋6号443.76.62.44.00.283.7丽薯6号257.93.40.82.60.096.6丽薯7号299.63.61.02.40.286.6丽薯8号397.14.01.02.40.684.5宣薯2号510.03.80.81.81.296.4青薯9号578.84.40.02.81.6100.0白粉果353.05.83.22.00.678.3wy08-002399.99.46.43.00.061.1

表3 不同春马铃薯品种的养分与品质

品种氮(g/kg)磷(g/kg)钾(g/kg)淀粉(%)还原糖(%)威芋3号12.0c2.7a10.6a12.2b0.3a威芋5号19.2a2.2ab12.5a10.90.3a威芋6号14.5abc1.9b10.5a14.6b0.3a丽薯6号18.9ab2.7a11.2a12.6b0.3a丽薯7号17.2ab2.2ab11.1a13.4b0.3a丽薯8号13.9abc2.1ab8.6a24.4a0.3a宣薯2号17.8ab2.1ab9.7a20.5a0.3a青薯9号16.0ab2.0ab10.2a9.7c0.3a白粉果11.7c1.8b9.8a27.0a0.3awy08-00216.4ab2.1ab12.4a19.4a0.3a

2.4 不同春马铃薯品种的养分与品质

表3显示了不同春马铃薯品种的养分与品质特征。从马铃薯养分特征看,不同马铃薯品种的氮含量在11.7~19.2 g/kg之间,与常规品种威芋3号相比,除白粉果的氮含量降低2.7%外,其他品种提高了15.9%~59.9%,以威芋5号的氮含量最高,达到19.2 g/kg;不同春马铃薯品种磷含量在1.8~2.7 g/kg之间,以威芋3号和丽薯6号含量最高,白粉果含量最低,与常规品种威芋3号相比,其他品种的磷含量均明显降低,降幅为18.3%~34.1%;不同品种马铃薯钾含量在8.6~12.5 g/kg之间,以威芋5号最高,丽薯8号最低,与常规品种威芋3号相比,威芋5号、丽薯6号、丽薯7号和wu 08-002的钾含量均有所增加,增幅为4.2%~17.5%,其他品种则有所降低,降幅为0.9%~19.3%。从马铃薯品质看,不同马铃薯品种的淀粉含量在9.7%~27.0%之间,以白粉果最高,宣薯2号最低,与常规品种威芋3号相比,威芋5号和青薯9号淀粉含量有所下降,分别降低1.3个百分点和2.5个百分点,而其他品种则相对提高了0.4%~14.8%;不同春马铃薯品种的还原糖含量均为0.3%,品种间无差异。

2.5 不同春马铃薯品种收获后的土壤肥力状况

从表4可以看出,与常规品种威芋3号相比,不同春马铃薯品种收获后的土壤pH值除威芋5号和wy 08-002下降0.2个单位外,其他品种收获后的土壤pH值提高了0.0~0.3个单位;丽薯8号、宣薯2号、青薯9号和白粉果收获后的土壤有机质含量提高了4.4%~10.0%,以丽薯8号最高,其他品种收获后的土壤有机质含量降低了1.9%~6.5%;威芋5号、丽薯6号、白粉果和wy 08-002收获后的土壤全氮含量较威芋3号有所提高,增幅为5.2%~17.8%,以wy 08-002最高,其他品种收获后的土壤全氮含量降低了3.2%~12.7%,以丽薯8号降幅最大;不同春马铃薯品种收获后的土壤碱解氮含量均有所提高,增幅为0.1%~16.7%,以威芋6号、丽薯7号、丽薯8号和白粉果最高;不同春马铃薯品种收获后的土壤有效磷含量较威芋3号提高了6.2%~35.9%,以宣薯2号增幅最大;威芋5号和丽薯7号收获后的土壤全钾含量提高了1.4%,其他品种收获后土壤全钾含量降低了1.4%~5.7%,以丽薯8号最低;不同春马铃薯品种收获后的土壤速效钾含量均有不同程度提高,增幅为12.6%~72.8%,以丽薯8号增幅最大。

3 结 论

马铃暮生长很大程度上受制于当地小气候、土壤肥力状况等因素,气候条件、栽培措施、施肥技术等均会不同程度的影响马铃薯产量与品质[7,14-15]。威宁县地处乌蒙山脉的云贵高原,平均海拔在2 200 m左右,低纬度,高海拔,日照时间长,年温差小,日温差大,是贵州高产优质马铃薯栽培的重要种植区[6]。但是由于种质资源和品种引进能力相对落后,导致高产、高抗等优质马铃薯品种相对缺乏。本研究通过马铃薯品种鉴定筛选试验,初步研究了贵州高海拔地区不同春马铃薯品种的生长与土壤养分状况差异。结果表明:

1) 青薯9号产量最高,达到1 390.8 kg/667 m2,其次为威芋5号,为1 279.3 kg/667 m2,其他品种产量依次为丽薯7号(1 225.3 kg/667 m2)>wy 08-002(1 218.8 kg/667 m2)>宣薯2号(1 106.8 kg/667 m2)>威芋6号(999.3 kg/667 m2)>丽薯8号(973.0 kg/667 m2)>白粉果(953.5 kg/667 m2)>威芋3号(682.5 kg/667 m2)>丽薯6号(640.2 kg/667 m2),且聚类分析结果表明,丽薯7号、wy 08-002、威芋5号和青薯9号类属于“高产”品种,丽薯8号、白粉果、威芋6号和宣薯2号类属于“中产”品种,而威芋3号和丽薯6号则类属于“低产”品种。

2) 当地多年种植的常规品种威芋3号病情指数为26.4,感病严重,其余品种除白粉果外,病情指数均与常规品种威芋3号差异达到显著性水平,其中宣薯2号、丽薯8号和wy 08-002病情指数分别为0、0和1.93,三者均属于“高抗”品种,丽薯6号、丽薯7号、青薯9号、威芋5号和威芋6号属于“中抗”品种,而威芋3号和白粉果则属于“低抗”品种。

3) 从结薯性状看,青薯9号大、中薯块重比例为100%,平均薯块重为131.5 g/个,丽薯7号大、中薯块重比例为86.6%,宣薯2号大、中薯块重比例为96.4%,威芋5号大、中薯块重比例为98.8%,wy 08-002大、中薯块重比例不高,但是单窝结薯个数高达9.4个,而威芋3号大、中薯块重比例仅为77.3%。

4) 与常规品种威芋3号相比,其余品种均能不同程度地提高马铃薯养分以及淀粉含量,同时对马铃薯收获后土壤肥力状况也有明显的改善作用,尤其是在提高土壤pH值、增加碱解氮、有效磷和速效钾含量等方面。

综上所述,青薯9号、威芋5号、丽薯7号、宣薯2号和wy 08-002在产量水平、抗病能力等方面均表现出明显优势,适宜在贵州省威宁县以及其他高海拔地区种植,但相应的配套技术与管理措施仍需进一步完善,从而为后期示范推广提供理论依据。

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