， ， ， ， ， ， ， (.河北北方學院馬鈴薯研究中心， 河北 張家口 075000；.河北建筑工程學院信息工程學院， 河北 張家口 075000)

全國主栽馬鈴薯品種的抗旱性評價

王燕1，楊克儉2，龔學臣1，祁利潘1，馮琰1，王磊1，劉暢1，尹江1
(1.河北北方學院馬鈴薯研究中心， 河北 張家口 075000；2.河北建筑工程學院信息工程學院， 河北 張家口 075000)

干旱嚴重限制了馬鈴薯的生產(chǎn)，為了篩選高抗旱性馬鈴薯品種，本研究對全國主栽的40份馬鈴薯栽培品種在旱棚內(nèi)進行田間人工控水種植，通過測定各品種的抗旱系數(shù)、抗旱指數(shù)、株高脅迫系數(shù)和失水力4個指標，篩選出高抗旱性材料4份，分別是晉早1號、晉薯8號、冀張薯8號和延薯6號，中抗旱性品種有冀張薯12號、克新19號、東農(nóng)310、云薯202、閩薯1號、延薯8號、麗薯6號、云薯304、延薯7號等9份材料，其余品種均為低抗旱或不抗旱品種。

馬鈴薯； 干旱脅迫； 抗旱性評價

馬鈴薯是我國第四大糧食作物，也是重要的蔬菜和經(jīng)濟作物。 播種面積得到快速發(fā)展。但我國馬鈴薯種植面積的60%分布在氣候條件惡劣、無霜期短、年降雨量200～400 mm的干旱、半干旱地區(qū)。隨著全球氣候變暖，馬鈴薯主產(chǎn)區(qū)干旱越來越嚴重，水分短缺嚴重限制馬鈴薯生產(chǎn)。干旱除造成馬鈴薯減產(chǎn)絕收外，還會造成馬鈴薯品質(zhì)下降[1]。如何在旱地上提高產(chǎn)量已經(jīng)成為學者們的研究重點。選育抗旱品種已成當務(wù)之急。本研究以全國15個主產(chǎn)省(區(qū))廣泛栽培的40個品種為材料，經(jīng)干旱脅迫處理后，通過測定田間產(chǎn)量和生理生長指標，綜合分析篩選干旱條件下的高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)的品種，挖掘干旱半干旱地區(qū)的馬鈴薯生產(chǎn)潛力。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

參試材料為全國15個主產(chǎn)省(區(qū))主栽品種40份，材料及其來源見表1。

表1 供試馬鈴薯品種

供種單位品種名稱貴州省畢節(jié)試驗站畢薯3號、畢薯4號、威芋5號麗江市農(nóng)業(yè)科學研究所麗薯6號、麗薯7號、麗薯10號甘肅天水市農(nóng)科所天薯11號、天薯12號、農(nóng)天1號、農(nóng)天2號宣威市農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣中心宣薯2號、宣薯5號云南德宏州農(nóng)業(yè)科學研究所德薯2號、德薯3號甘肅定西試驗站定薯1號黑龍江省農(nóng)業(yè)科學院馬鈴薯研究所克新19、克新23、克新25延邊農(nóng)業(yè)科學研究院延薯6號、延薯7號、延薯8號云南省農(nóng)業(yè)科學院云薯401、云薯505、云薯202、云薯304青海省農(nóng)科院青薯2號、青薯6號、青薯10號東北農(nóng)業(yè)大學東農(nóng)310甘肅農(nóng)業(yè)科學院隴薯7號、隴薯8號、隴薯9號、隴薯10號福建農(nóng)科院閩薯1號、福克76山西省農(nóng)業(yè)科學院高寒區(qū)作物研究所晉早1號、晉薯8號、晉薯15號河北省高寒作物研究所冀張薯8號、冀張薯12號

1.2 材料種植

試驗地點在張家口市張北縣喜順溝村進行，該地區(qū)無霜期90～110 d?？购敌澡b定試驗在防雨棚內(nèi)進行，棚內(nèi)分成2個大區(qū)，即干旱處理區(qū)和灌溉區(qū)。旱棚的種植區(qū)距邊緣70 cm處及干旱區(qū)和灌溉區(qū)中間深挖1 m溝，埋入塑料布，防止外界水分進入和水分互滲。

表2 依據(jù)抗旱系數(shù)對供試材料抗旱能力分類

抗旱類型品 種高抗旱型晉早1號、延薯6號、晉薯8號、克新19、冀張薯8號、麗薯10號。中抗旱型冀張薯12號、東農(nóng)310、閩薯1號、云薯304、延薯8號、定薯1號、云薯202、克新25、畢薯3號、麗薯6號、隴薯8號、延薯7號。低抗旱型晉薯15號、宣薯5號、青薯2號、天薯12號、威芋5號、青薯10號、青薯6號、農(nóng)天2號、?？?6、克新23、天薯11號、云薯401、隴薯7號、德薯2號、麗薯7號。不抗旱型畢薯4號、云薯505、隴薯9號、農(nóng)天1號、宣薯2號、德薯3號、隴薯10。

表3 依據(jù)抗旱指數(shù)對供試材料抗旱能力分類

抗旱類型品 種高抗旱型延薯6號、晉薯8號、晉早1號、冀張薯8號。中抗旱型冀張薯12號、東農(nóng)310、云薯202、閩薯1號、延薯8號、麗薯6號、青薯10號、延薯7號、農(nóng)天2號、云薯304、克新19。低抗旱型隴薯8號、麗薯10號、克新25號、晉薯15號、畢薯3號、定薯1號、天薯12號、克新23號、宣薯5號、青薯2號、青薯6號、威芋5號。不抗旱型天薯11號、福克76、麗薯7號、隴薯7號、德薯2號、云薯505、隴薯9號、云薯401、農(nóng)天1號、畢薯4號、宣薯2號、德薯3號、隴薯10號。

出苗1周內(nèi)加蓋旱棚塑料膜直至收獲期，防止雨水進入。每個處理按隨機區(qū)組種植，行距60 cm，株距25 cm，每行種植10株，3次重復(fù)。播種后少量灌水，確保出苗整齊，出苗后干旱處理區(qū)則不再灌水直至收獲。灌溉區(qū)分別在幼苗期、塊莖形成期、塊莖增長期、淀粉積累期4個時期進行灌溉，灌水量達到田間最大持水量的70%。

1.3 測定指標

1.3.1 收獲指標測定

收獲后測定單株塊莖產(chǎn)量。計算抗旱系數(shù)[2]和抗旱指數(shù)[3]。抗旱系數(shù)=旱地產(chǎn)量/水地產(chǎn)量，抗旱指數(shù)=抗旱系數(shù) × 某材料旱地產(chǎn)量/所有材料平均旱地產(chǎn)量。

1.3.2 株高脅迫指數(shù)測定

塊莖形成期分別測定對照和處理的株高，計算株高脅迫指數(shù)，株高脅迫指數(shù)=(正常株高-干旱處理株高)/正常株高，其值越小，抗旱性越強；其值越大，抗旱性越弱。

1.3.3 離體葉片失水力測定

重量法，取新鮮功能葉片精確稱重，置空氣中緩慢脫水9 h后再稱重，計算單位重量葉片在相同時間內(nèi)的失水量[4]。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同馬鈴薯品種抗旱系數(shù)比較

抗旱系數(shù)是所試品種旱地產(chǎn)量和水地產(chǎn)量的比值，反映了干旱對產(chǎn)量影響的敏感程度。根據(jù)黑龍江省農(nóng)業(yè)科學院李軍等提出的抗旱等級評定方法進行評定[5]。把抗旱系數(shù)擴展到[0.000 0，1.000 0]閉區(qū)間內(nèi)，按4級劃分，每隔0.250 0劃分一級，即不抗的抗旱系數(shù)擴展值 0～0.250 0，低抗的抗旱系數(shù)擴展值0.250 0～0.500 0，中抗的抗旱系數(shù)擴展值0.500 0～0.750 0，高抗的抗旱系數(shù)擴展值0.750 0～1.000 0。由表2可知，根據(jù)李軍等的抗旱等級劃分，40份供試材料中高抗旱性材料有晉早1號、延薯6號、晉薯8號、克新19、冀張薯8號、麗薯10號6份材料，中抗旱性材料有冀張薯12號、東農(nóng)310、閩薯1號等12份，低抗旱性材料有晉薯15號、宣薯5號、青薯2號等15份，不抗旱性材料有宣薯2號、德薯3號、隴薯10號等7份。

2.2 不同馬鈴薯品種抗旱指數(shù)比較

抗旱指數(shù)是供試材料的旱地產(chǎn)量與所有材料平均旱地產(chǎn)量的比值再乘以抗旱系數(shù)，不僅反映了干旱環(huán)境對產(chǎn)量的影響，還反映了基因型差異對產(chǎn)量的影響。根據(jù)李軍等的抗旱等級劃分[5]，依據(jù)抗旱指數(shù)指標高抗旱型品種有延薯6號、晉薯8號、晉早1號、冀張薯8號4份，中抗旱性材料有東農(nóng)310、云薯202、閩薯1號等11份，低抗旱性材料有隴薯8號、麗薯10號、克新25號等13份，不抗旱性材料有天薯11號、?？?6、麗薯7號等13份。

2.3 不同馬鈴薯品種株高比較

作物株高是影響產(chǎn)量的重要因素，干旱條件下通常使作物的株高降低，耐旱能力強的作物通常降低幅度較小，因此不同水分條件下株高變化被用于抗旱性鑒定。由表4可知，不同抗旱能力的品種的株高脅迫系數(shù)存在差異，總體趨勢為，品種的抗旱能力越強株高脅迫系數(shù)越小，高抗旱性品種的株高脅迫系數(shù)平均值為0.16，中抗旱性品種的株高脅迫系數(shù)平均值為0.21，低抗旱性品種的株高脅迫系數(shù)平均值為0.29，不抗旱性品種的株高脅迫系數(shù)平均值為0.33。對株高脅迫系數(shù)與抗旱系數(shù)作相關(guān)性分析，相關(guān)系數(shù)r=-0.48，決定系數(shù)r2=0.231，株高脅迫系數(shù)與抗旱系數(shù)存在極顯著負相關(guān)性，株高脅迫系數(shù)越小，干旱對株高的影響越小，抗旱性越強。因此株高可以作為鑒定抗旱能力的指標。

表4 不同馬鈴薯品種株高脅迫系數(shù)

抗旱級別品種株高脅迫系數(shù)品種株高脅迫系數(shù)株高脅迫系數(shù)平均值麗薯10號0．25晉薯80．19高抗冀張薯8號0．20延薯6號0．140．16克新190．19晉早1號0．004中抗延薯7號0．05克新250．084隴薯80．35云薯2020．34麗薯6號0．14定薯1號0．13畢薯3號0．32延薯80．35東農(nóng)3100．18云薯3040．30冀張薯12號0．22閩薯1號0．150．21低抗麗薯7號0．139青薯60．20德薯2號0．19青薯100．19隴薯70．44威芋5號0．17云薯4010．45天薯12號0．19天薯11號0．28青薯20．20克新230．51宣薯5號0．35?？?60．34晉薯150．39農(nóng)天2號0．370．29不抗隴薯100．50畢薯4號0．19德薯3號0．30隴薯90．39宣薯2號0．21云薯5050．42農(nóng)天1號0．300．33

表5 不同馬鈴薯品種的失水力

抗旱級別品種失水力品種失水力失水力平均值麗薯10號0．3晉薯80．30高抗冀張薯8號0．28延薯6號0．250．28克新190．29晉早1號0．30中抗延薯7號0．33克新250．35隴薯80．40云薯2020．31麗薯6號0．40定薯1號0．32畢薯3號0．36延薯80．32東農(nóng)3100．28云薯3040．40冀張薯12號0．34閩薯1號0．300．34低抗麗薯7號0．50青薯60．30德薯2號0．49青薯100．30隴薯70．47威芋5號0．40云薯4010．65天薯12號0．37天薯11號0．42青薯20．34克新230．30宣薯5號0．29?？?60．20晉薯150．35農(nóng)天2號0．410．38不抗隴薯100．50畢薯4號0．50德薯3號0．39隴薯90．47宣薯2號0．48云薯5050．30農(nóng)天1號0．430．44

2.4 葉片失水力與抗旱系數(shù)的關(guān)系

葉片保水能力是植物抗旱能力的一種表現(xiàn)，表5顯示，抗旱性越弱的品種失水力越大，即保水力越差，高抗旱性品種的失水力平均值為0.28，中抗旱性品種的失水力平均值為0.34，低抗旱性品種的失水力平均值為0.38，不抗旱性品種的失水力平均值為0.44。對失水力與抗旱系數(shù)作相關(guān)性分析，相關(guān)系數(shù)=-0.644，決定系數(shù)r2=0.415，失水力與抗旱系數(shù)呈極顯著的負相關(guān)性，隨著失水力的增大，抗旱系數(shù)降低，旱地產(chǎn)量降低。

3 結(jié)論與討論

干旱脅迫下，植株的高度普遍降低。本研究對供試的40份材料株高進行了測定，分析得出高抗旱性品種的株高脅迫系數(shù)平均值為0.16，中抗旱性品種的株高脅迫系數(shù)平均值為0.21，低抗旱性品種的株高脅迫系數(shù)平均值為0.29，不抗旱性品種的株高脅迫系數(shù)平均值為0.33。隨著材料抗旱能力的增強干旱對株高的影響減少，由干旱引起的株高降低致使塊莖產(chǎn)量降低的幅度變小。因此株高可以作為抗旱性鑒定的指標。有研究指出干旱對株高的影響程度還與材料的熟性有關(guān)，早熟品種要弱于晚熟品種[6]。本研究還發(fā)現(xiàn)，干旱對株高的影響除與熟性有關(guān)外，還與品種的節(jié)間有關(guān)，對于節(jié)間短的品種株高影響程度要小于長節(jié)間品種?？傮w來看株高的影響因素可能存在多方面原因，但是株高可以作為抗旱性鑒定的一個指標。

離體葉片失水力能夠反映植物的抗旱性，研究普遍認為,失水率越低、保水力強的品種抗旱性強[7]。在大豆、甘薯、馬鈴薯等多種作物中通過測失水力鑒定材料的抗旱性[8-10]。本研究中失水力與品種的抗旱性呈負相關(guān)性，隨著失水力的降低，抗旱性增強。在40份材料中，高抗旱性品種的失水力平均值為0.28，中抗旱性品種的失水力平均值為0.34，低抗旱性品種的失水力平均值為0.38，不抗旱性品種的失水力平均值為0.44。離體葉片失水率代表著植物葉片保水能力，在逆境條件下，離體葉片失水力可以代表植物葉片的抗脫水能力。

干旱脅迫下，馬鈴薯塊莖產(chǎn)量是評價抗旱性的重要指標。因此本研究分別應(yīng)用了抗旱系數(shù)和抗旱指數(shù)2個重要產(chǎn)量指標，不僅分析了干旱環(huán)境對每個品種產(chǎn)量的影響，還分析了不同品種的耐旱能力。綜合分析各品種的抗旱系數(shù)、抗旱指數(shù)、株高脅迫系數(shù)和失水力4個指標，篩選出高抗旱性材料4份，分別是晉早1號、晉薯8號、冀張薯8號和延薯6號，中抗旱性品種有冀張薯12號、克新19號、東農(nóng)310、云薯202、閩薯1號、延薯8號、麗薯6號、云薯304、延薯7號等9份材料，其余品種均為低抗旱或不抗旱品種。

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Evaluation of Drought Resistance in Major Potato Cultivars

WANGYan1,YANGKejian2,GONGXuechen1,QILipan1,FENGYan1,WANGLei1,LIUChang1,YINJiang1

2016-05-28

河北省科技計劃項目“高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)抗逆馬鈴薯新品種選育”(編號：14226303 D-3)；國家現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)(馬鈴薯)技術(shù)體系專項經(jīng)費資助(MATS)；河北北方學院?；?編號：Q 2014012)。

王 燕(1982—)，女，河北邯鄲人；博士，講師，主要從事抗旱研究；E-mail:nkxwyy@163.com。

尹 江(1960—)，男，河北張家口人；研究員，主要從事馬鈴薯育種及高產(chǎn)栽培技術(shù)研究。

10.16590/j.cnki.1001-4705.2016.09.082

S 532

A

1001-4705(2016)09-0082-04