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        幾個加工型馬鈴薯品種主要品質(zhì)形成的比較

        2019-03-05 09:12:22單洪波邰宇新陳若男魏峭嶸張麗莉
        中國馬鈴薯 2019年1期
        關(guān)鍵詞:東農(nóng)大西洋塊莖

        石 瑛,單洪波,邰宇新,陳若男,潘 峰,魏峭嶸,張麗莉

        (東北農(nóng)業(yè)大學農(nóng)學院,黑龍江 哈爾濱 150030)

        馬鈴薯加工利用的主要方向有淀粉(粉條、粉皮和粉絲)和食品加工(全粉、炸片和炸條),加工對馬鈴薯品種的外觀和部分品質(zhì)性狀有一定的要求:薯形好、芽眼淺,塊莖大小均勻,內(nèi)外部缺陷、病害和損傷少,干物質(zhì)含量適宜[1]。其中塊莖的干物質(zhì)含量是加工關(guān)注的重要品質(zhì)指標,干物質(zhì)含量的高低關(guān)系到加工產(chǎn)品的質(zhì)量與產(chǎn)量。干物質(zhì)含量高則油炸食品的含油量低,加工過程中消耗的能源少、產(chǎn)品產(chǎn)量高,但干物質(zhì)含量過高生產(chǎn)的薯片會偏“硬”,影響食用風味和口感。馬鈴薯品種的干物質(zhì)含量為20%~25%、還原糖含量低于0.4%時,可用做全粉或炸片加工的原料薯[2]。中國馬鈴薯主產(chǎn)區(qū)用于全粉或炸片加工的原料薯品種多為‘大西洋’,該品種為美國育成,塊莖干物質(zhì)含量高、還原糖含量低、加工品質(zhì)好,但品種對環(huán)境的適應(yīng)性稍欠缺,易感病毒、退化快,對晚疫病抗性差,所需栽培管理措施復(fù)雜,導致生產(chǎn)種植的成本偏高,特別是在晚疫病常發(fā)區(qū),種植風險極大。近年來,國內(nèi)馬鈴薯加工型品種選育工作蓬勃開展,淀粉加工專用型、全粉和炸片專用型品種選育的數(shù)量逐年增加,云南等產(chǎn)區(qū)在薯片加工上已經(jīng)開始應(yīng)用自主選育的加工型品種[3]。

        東北馬鈴薯產(chǎn)區(qū)馬鈴薯加工比例偏低,淀粉加工原料薯多采用鮮薯食用型品種,如‘克新13號’和‘延薯4號’等,全粉和炸片加工原料薯均用‘大西洋’。試驗采用課題組近年自主選育的加工型馬鈴薯新品種,與目前全粉和炸片加工主栽品種‘大西洋’相比,研究新品種的干物質(zhì)、淀粉和粗蛋白含量主要品質(zhì)形成的特點,為新品種的推廣應(yīng)用及優(yōu)質(zhì)豐產(chǎn)栽培提供依據(jù)。

        1 材料與方法

        1.1 試驗材料

        供試材料為加工型馬鈴薯品種4個,分別為‘大西洋’(CK,炸片、全粉)、‘東農(nóng)310’(淀粉、全粉)、‘東農(nóng)314’(炸片、全粉)、‘東農(nóng)317’(淀粉、全粉),二級種薯。

        1.2 試驗方法

        試驗地設(shè)在黑龍江省哈爾濱市香坊區(qū)向陽鄉(xiāng)東北農(nóng)業(yè)大學實驗實習基地,試驗地前茬為大豆。田間采用隨機區(qū)組設(shè)計,3次重復(fù)。8行區(qū),行長6 m,行距0.8 m,株距0.3 m,每行種植20株。整薯播種。施肥量為尿素(N 46%)5 kg/667m2,磷酸氫二銨(N 46%,P2O546%)10 kg/667m2,硫酸鉀(K2O 50%)5 kg/667m2,馬鈴薯播種時作種肥施入。生育期間采用正常田間管理。2017年4月28日播種,9月13日收獲。

        1.3 品質(zhì)性狀測定

        塊莖形成后(盛花期開始)對塊莖取樣,取樣區(qū)設(shè)在小區(qū)中部,每次取樣間隔時間為14 d,共計5次,實際取樣時間為6月27日、7月11日、7月25日、8月9日和8月23日,每個重復(fù)每次取樣3株,烘干后粉碎混勻,測定干物質(zhì)、淀粉和粗蛋白含量。

        干物質(zhì)含量:采用烘干前后稱重法。淀粉含量:采用碘量法。粗蛋白含量:采用凱氏定氮法[4,5]。

        1.4 數(shù)據(jù)測定

        對各個取樣時期不同品種的干物質(zhì)、淀粉和粗蛋白含量按二因素隨機區(qū)組試驗的統(tǒng)計分析方法進行方差分析和差異顯著性測驗(SSR法)[6],依據(jù)干物質(zhì)、淀粉和粗蛋白含量均值繪制成圖(Excel 2003)。

        2 結(jié)果與分析

        2.1 品質(zhì)性狀差異分析

        對參試品種塊莖發(fā)育不同時期的干物質(zhì)、淀粉和蛋白質(zhì)含量進行方差分析,結(jié)果列表1。幾個品種的塊莖淀粉含量差異顯著、塊莖干物質(zhì)和粗蛋白含量差異極顯著,品種間品質(zhì)性狀的差異表現(xiàn)為粗蛋白含量>干物質(zhì)含量>淀粉含量。各生育時期的塊莖干物質(zhì)、淀粉和粗蛋白含量差異均極顯著,不同時期間品質(zhì)性狀的差異表現(xiàn)為淀粉含量>粗蛋白含量>干物質(zhì)含量。塊莖干物質(zhì)、淀粉和粗蛋白含量在品種與生育時期間存在極顯著互作,互作效應(yīng)差異表現(xiàn)為淀粉含量>粗蛋白含量>干物質(zhì)含量。

        表1 品質(zhì)性狀方差分析Table 1 Analysis of variance on quality traits

        將各品質(zhì)性狀在品種和時期間的多重比較結(jié)果列表2。從各品種全生育期的平均表現(xiàn)可見,‘大西洋’、‘東農(nóng)310’和‘東農(nóng)317’的干物質(zhì)含量極顯著高于‘東農(nóng)314’,‘大西洋’和‘東農(nóng)310’的淀粉含量顯著高于‘東農(nóng)314’和‘東農(nóng)317’,‘大西洋’的粗蛋白含量極顯著高于其他品種,‘東農(nóng)310’和‘東農(nóng)314’的粗蛋白含量顯著高于‘東農(nóng)317’。塊莖干物質(zhì)、淀粉和粗蛋白含量均隨生育進程推進極顯著增加,干物質(zhì)含量的形成呈單峰曲線、峰值出現(xiàn)在生育中期,淀粉含量的形成在生育后期進入平臺期,粗蛋白含量則持續(xù)增加、在生育后期最高。

        表2 品質(zhì)性狀多重比較Table 2 Multiple comparisons on quality traits

        2.2 各生育時期品種間的品質(zhì)性狀比較

        將不同生育時期各品種的品質(zhì)性狀比較結(jié)果列表3。6月27日處于塊莖形成初期,‘大西洋’、‘東農(nóng)317’和‘東農(nóng)310’的塊莖干物質(zhì)含量差異未達極顯著水平,‘東農(nóng)314’的干物質(zhì)含量略低;‘東農(nóng)310’的塊莖淀粉含量最高、顯著高于其他品種,‘東農(nóng)317’和‘大西洋’的淀粉含量次之,‘東農(nóng)314’的淀粉含量最低、顯著低于其他品種;4個品種的粗蛋白含量均存在顯著差異,由高到低依次為‘東農(nóng)310’>‘東農(nóng)317’>‘大西洋’>‘東農(nóng)314’。7月11日進入塊莖膨大期,‘東農(nóng)310’的干物質(zhì)含量顯著高于其他品種,其他品種間差異不顯著;‘東農(nóng)310’和‘東農(nóng)317’的淀粉含量差異不顯著,極顯著高于‘大西洋’和‘東農(nóng)314’;‘東農(nóng)310’的粗蛋白含量最高、極顯著高于‘東農(nóng)314’和‘東農(nóng)317’,‘大西洋’的粗蛋白含量最低,極顯著低于其他品種。7月25日取樣,‘東農(nóng)310’的干物質(zhì)和淀粉含量均顯著低于其他品種;‘東農(nóng)314’和‘東農(nóng)317’的粗蛋白含量顯著高于‘大西洋’和‘東農(nóng)310’。8月9日取樣時,‘東農(nóng)310’和‘大西洋’的干物質(zhì)含量高、‘東農(nóng)314’和‘東農(nóng)317’的干物質(zhì)含量稍低,‘東農(nóng)310’與‘大西洋’的干物質(zhì)含量差異不顯著、但顯著高于‘東農(nóng)317’和‘東農(nóng)314’;‘大西洋’和‘東農(nóng)314’的淀粉含量顯著高于‘東農(nóng)310’和‘東農(nóng)317’;‘東農(nóng)314’的粗蛋白含量顯著低于其他品種。8月23日取樣時塊莖已進入淀粉積累中后期,品種間干物質(zhì)含量差異顯著,‘東農(nóng)310’的干物質(zhì)含量最高,‘東農(nóng)317’和‘大西洋’的干物質(zhì)含量次之,‘東農(nóng)314’的干物質(zhì)含量最低;‘東農(nóng)310’的淀粉含量顯著高于其他品種;‘大西洋’、‘東農(nóng)310’和‘東農(nóng)314’的粗蛋白含量差異不顯著;‘東農(nóng)317’的粗蛋白含量顯著低于‘大西洋’和‘東農(nóng)314’,與‘東農(nóng)310’差異不顯著。

        表3 不同生育時期品質(zhì)性狀比較Table 3 Multiple comparisons for quality traits at different growth stages

        2.3 各品種不同生育時期的品質(zhì)變化

        依據(jù)各品種不同生育時期的品質(zhì)性狀結(jié)果繪制圖1~3?!畺|農(nóng)310’的干物質(zhì)、淀粉和粗蛋白含量均隨生育進程推進而持續(xù)增加;干物質(zhì)含量的變幅為15.11~25.96 g/100g FW,從7月11日起干物質(zhì)含量均超過20 g/100g FW,從8月9日起干物質(zhì)含量均超過25 g/100g FW;淀粉含量的變幅為10.01~20.67 g/100g FW,從8月9日起淀粉含量均超過18 g/100g FW;粗蛋白含量的變幅為1.44~1.74 g/100g FW,從8月9日起粗蛋白含量均超過1.7 g/100g FW。‘東農(nóng)314’的干物質(zhì)、淀粉和粗蛋白含量呈單峰曲線;干物質(zhì)含量的變幅為13.50~24.03 g/100g FW,7月25日的干物質(zhì)含量最高;淀粉含量的變幅為5.45~20.97 g/100g FW,從7月25日起淀粉含量均超過18 g/100g FW,8月9日的淀粉含量最高;粗蛋白含量的變幅為0.92~1.82 g/100g FW,7月25日的粗蛋白含量最高?!畺|農(nóng)317’的干物質(zhì)和粗蛋白含量呈單峰曲線,淀粉含量隨生育進程推進而持續(xù)增加;干物質(zhì)含量的變幅為16.35~25.51 g/100g FW,7月25日的干物質(zhì)含量最高,此后的干物質(zhì)含量均超過20%;淀粉含量的變幅為8.39~18.90 g/100g FW,從7月25日起淀粉含量均超過17 g/100g FW,8月23日的淀粉含量最高;粗蛋白含量的變幅為1.16~1.73 g/100g FW,7月25日的粗蛋白含量最高。對照品種‘大西洋’的干物質(zhì)和淀粉含量呈單峰曲線,粗蛋白含量隨生育進程推進而持續(xù)增長;干物質(zhì)含量的變幅為17.56~24.58 g/100g FW,7月25日的干物質(zhì)含量最高,此后的干物質(zhì)含量均超過20 g/100g FW;淀粉含量的變幅為7.96~22.19 g/100g FW,從7月25日起淀粉含量均超過18 g/100g FW,8月9日的淀粉含量最高;粗蛋白含量的變幅為1.05~1.76 g/100g FW,8月23日的粗蛋白含量最高。

        圖1 不同生育時期干物質(zhì)含量變化Figure 1 Change in dry matter content for varieties tested at different growth stages

        3 討論

        馬鈴薯是收獲塊莖的作物,其“源”與“庫”的關(guān)系協(xié)調(diào),不像禾谷類作物周期長且需要經(jīng)歷復(fù)雜的過程,能夠在生育早期直接將光合作用同化產(chǎn)物輸送到塊莖中,可以節(jié)約能量消耗,其在單位時間和單位土地面積上的碳水化合物和蛋白質(zhì)等的產(chǎn)出率高[7]。本課題組圍繞馬鈴薯的淀粉含量開展過不同生態(tài)區(qū)域表現(xiàn)的相關(guān)研究[8-10],也針對不同類型品種開展過產(chǎn)量與品質(zhì)形成的研究[11,12],但未進行過加工型品種多個主要品質(zhì)性狀形成的相關(guān)研究。本試驗采用自育的3個加工型馬鈴薯新品種與同類型主栽品種‘大西洋’進行比較,在塊莖形成、膨大和淀粉積累各時期進行樣品采集,分析塊莖干物質(zhì)、淀粉和粗蛋白含量,試圖了解各品種主要品質(zhì)的形成特點。‘東農(nóng)310’為已經(jīng)審定推廣的加工型品種,其干物質(zhì)和淀粉含量高,豐產(chǎn)性和抗病性好[13];‘東農(nóng)314’和‘東農(nóng)317’是以‘大西洋’為母本新育成的加工型品種,干物質(zhì)含量較高、還原糖含量低,適于炸片和全粉加工。

        圖2 不同生育時期淀粉含量變化Figure 2 Change in starch content for varieties tested at different growth stages

        圖3 不同生育時期粗蛋白含量變化Figure 3 Change in crude protein content for varieties tested at different growth stages

        試驗所用的參試品種雖為同一類型,但各品質(zhì)性狀在品種間仍存在顯著差異,且在品質(zhì)形成過程中各具特點。隨著生育進程推進,整體表現(xiàn)為各品質(zhì)指標均極顯著增加,干物質(zhì)含量在生育中期的7月25日即達到高峰值,淀粉含量在稍后的8月9日也隨之進入平臺期,粗蛋白含量在生育偏后期的8月23日仍持續(xù)增加;在塊莖形成初期的6月27日,各品種的干物質(zhì)含量變幅為13.50~17.56 g/100g FW,即已處于較高水平,僅部分品種間有一定差異;但品種的淀粉含量變幅為5.45~10.01 g/100g FW,品種間差異顯著,排序為‘東農(nóng)310’>‘東農(nóng)317’≈‘大西洋’>‘東農(nóng)314’;粗蛋白含量變幅為0.92~1.44 g/100g FW,品種間差異顯著,含量為‘東農(nóng)310’>‘東農(nóng)317’>‘大西洋’>‘東農(nóng)314’;可見在塊莖形成早期,‘東農(nóng)310’的淀粉和粗蛋白的積累就顯著快于其他品種。到8月23日塊莖淀粉積累中后期,各品種的干物質(zhì)含量變幅19.42~25.32 g/100g FW,排序為‘東農(nóng)310’>‘東農(nóng)317’≈‘大西洋’>‘東農(nóng)314’;淀粉含量變幅18.90~20.67 g/100g FW,‘東農(nóng)310’顯著高于其他品種;粗蛋白含量變幅1.64~1.78 g/100g FW,品種間含量差異較小?!畺|農(nóng)310’的各品質(zhì)組分形成時期早,整個生育期持續(xù)積累,取樣期內(nèi)各品質(zhì)組分均未出現(xiàn)明顯峰值;‘東農(nóng)314’的各品質(zhì)組分峰值出現(xiàn)早,其干物質(zhì)含量顯著偏低;‘東農(nóng)317’的淀粉含量未出現(xiàn)明顯峰值;‘大西洋’的粗蛋白含量持續(xù)積累??梢妳⒃嚻贩N均具有獨特的品質(zhì)形成特性,在針對品種進行試驗、示范和推廣的過程中,應(yīng)注意結(jié)合其各自的生理特性進行養(yǎng)分管理與栽培技術(shù)配套,保證品種的產(chǎn)量并發(fā)揮其品質(zhì)優(yōu)勢,實現(xiàn)品種生產(chǎn)的豐產(chǎn)與優(yōu)質(zhì)。

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