陳 卓,王俊杰,鄒華芬,李 可,趙喜娟,宋波濤,金 輝*
(1.中國(guó)熱帶農(nóng)業(yè)科學(xué)院南亞熱帶作物研究所/農(nóng)業(yè)農(nóng)村部熱帶果樹(shù)生物學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,廣東 湛江 524091;2.黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué)農(nóng)學(xué)院,黑龍江 大慶 163316;3.贛南師范大學(xué)臍橙學(xué)院,江西 贛州 341000;4.華中農(nóng)業(yè)大學(xué)園藝林學(xué)學(xué)院,湖北 武漢 430070)
馬鈴薯是世界上繼水稻、玉米和小麥后的第4大糧食作物,具有高產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)、營(yíng)養(yǎng)豐富等特點(diǎn)[1]。中國(guó)是馬鈴薯第一生產(chǎn)大國(guó),各區(qū)域均有種植。冬種馬鈴薯是廣東省最具競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)的特色農(nóng)作物之一,2014年以來(lái)種植面積達(dá)4.6萬(wàn)hm2以上[2,3],以反季節(jié)方式生產(chǎn)鮮薯,其鮮薯品質(zhì)優(yōu)、售價(jià)高、效益好,成為農(nóng)民增收的重要經(jīng)濟(jì)來(lái)源[4,5]。目前廣東省冬種馬鈴薯主栽品種為‘費(fèi)烏瑞它’[3],占廣東省馬鈴薯種植面積的80%以上,由于長(zhǎng)期連年種植,該品種的抗病性逐年下降,特別容易感染青枯病,造成產(chǎn)量降低和品質(zhì)下降,從而嚴(yán)重影響到種植農(nóng)戶的經(jīng)濟(jì)效益。因此,加快高產(chǎn)、抗青枯病馬鈴薯新品種的引進(jìn)和推廣,是響應(yīng)國(guó)家馬鈴薯主糧化戰(zhàn)略和促進(jìn)廣東省冬作區(qū)馬鈴薯產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展的當(dāng)務(wù)之急。為篩選適宜廣東省冬作區(qū)種植的高產(chǎn)、抗青枯病馬鈴薯新品種,從華中農(nóng)業(yè)大學(xué)、甘肅省和貴州省共引進(jìn)16個(gè)馬鈴薯新品種(系)進(jìn)行田間試驗(yàn),為廣東省乃至整個(gè)南方冬作區(qū)馬鈴薯品種引進(jìn)提供科學(xué)依據(jù)。
參試馬鈴薯品種(系)16個(gè),分別為‘08HE077-15’、‘08CA0752’、‘華彩1號(hào)’、‘華彩3號(hào)’、‘華薯1號(hào)’、‘華薯2號(hào)’、‘華薯4號(hào)’、‘華薯10號(hào)’、‘華薯12號(hào)’、‘華薯13號(hào)’、‘黑美人’、‘青薯10號(hào)’、‘隴薯9號(hào)’、‘希森6號(hào)’、‘普古烏’和‘紅美’,以廣東省主栽品種‘費(fèi)烏瑞它’作對(duì)照。
1.2.1 試驗(yàn)地概況
試驗(yàn)地位于廣東省湛江市中國(guó)熱帶農(nóng)業(yè)科學(xué)院南亞熱帶作物研究所馬鈴薯育種基地,N 21°9′、E 110°16′,海拔30 m。該地區(qū)屬熱帶北緣季風(fēng)氣候,終年受海洋氣候調(diào)節(jié),年平均氣溫22.7~23.5℃,年平均降水量1 395.5~1 723.1 mm[6]。試驗(yàn)地土壤為紅壤土,土壤肥力中等,地勢(shì)平坦,前茬種植玉米。
1.2.2 試驗(yàn)方法
試驗(yàn)采用完全隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)[7],3 次重復(fù),5 行區(qū),行長(zhǎng)4.5 m,行距0.6 m,株距0.25 m,種植密度66 000株/hm2,小區(qū)面積13.5 m2,全試驗(yàn)凈面積688.50 m2。播種前進(jìn)行整地,清除雜物,做到地面平整,采用拖拉機(jī)犁地和拖溝,于2019年12月8日進(jìn)行播種,人工溝播。采用溝施的方法施肥,施肥量為有機(jī)肥(內(nèi)蒙古發(fā)酵羊糞,總養(yǎng)分≥5%,有機(jī)質(zhì)≥45%)2 250 kg/hm2、復(fù)合肥(N∶P2O5∶K2O=15∶15∶15)900 kg/hm2、尿素(總氮≥46.40%)150 kg/hm2,播種時(shí)一次性施入播種溝內(nèi)。采用滴灌方式進(jìn)行灌溉,每7 d澆水2次,收獲前8~10 d停止?jié)菜?。整個(gè)生育期中耕除草2 次,分別為2020 年1 月20 日和2 月5日。植株于2020年4月2日收獲。
1.2.3 數(shù)據(jù)收集和處理
觀測(cè)記錄各供試品種物候期(出苗期、現(xiàn)蕾期、開(kāi)花期、成熟期及收獲期),開(kāi)花期觀測(cè)各品種形態(tài)特征及田間性狀,收獲時(shí)記錄各品種塊莖性狀。苗期和現(xiàn)蕾期觀測(cè)各小區(qū)的出苗率,開(kāi)花期和盛花期每小區(qū)隨機(jī)觀測(cè)10株,測(cè)定主莖數(shù)和株高。收獲時(shí)每個(gè)小區(qū)隨機(jī)取10株進(jìn)行單株結(jié)薯個(gè)數(shù)、單株塊莖重量及塊莖平均重量的測(cè)定。實(shí)收每個(gè)小區(qū)的全部植株,其產(chǎn)量作為小區(qū)的實(shí)測(cè)產(chǎn)量[8]。
馬鈴薯青枯病的觀測(cè),每小區(qū)隨機(jī)調(diào)查30株,每個(gè)品種(系)共調(diào)查90株,然后計(jì)算發(fā)病率、病情指數(shù)和病情指數(shù)相對(duì)值[9]。
發(fā)病率(%)=發(fā)病株數(shù)/調(diào)查總株數(shù)×100
病情指數(shù)(Disease index,DI)=[∑(相應(yīng)發(fā)病級(jí)別的株數(shù)×發(fā)病級(jí)別)/(調(diào)查總株數(shù)×9)]×100
病情指數(shù)相對(duì)值(Disease relative value,RV)=[(感病對(duì)照品種的病情指數(shù)-被鑒定品種(系)的病情指數(shù))/感病對(duì)照品種的病情指數(shù)]×100
馬鈴薯品種(系)的青枯病抗性根據(jù)RV值分為5級(jí):高抗(RV >75),抗病(55 <RV ≤75),中抗(35 <RV ≤55),感?。?5 <RV ≤35),高感(RV ≤15)[10]。
采用Excel 2010和SPSS 21.0進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析。
參試品種(系)出苗期均在12月下旬,其中‘隴薯9號(hào)’出苗最早,于12月20日出苗,‘華薯13號(hào)’和‘08CA0752’出苗最晚,于12月29日出苗。2020年1月下旬,各品種(系)開(kāi)始現(xiàn)蕾,‘華彩1 號(hào)’、‘隴薯9 號(hào)’、‘華彩3 號(hào)’、‘希森6 號(hào)’、‘華薯4 號(hào)’、‘費(fèi)烏瑞它’(CK)和‘普古烏’出現(xiàn)落蕾現(xiàn)象,不能正常開(kāi)花,其余品種均能正常開(kāi)花。16個(gè)參試品種的生育期均較對(duì)照長(zhǎng),其中‘隴薯9號(hào)’生育期最長(zhǎng)(表1)。
‘華彩1號(hào)’、‘華彩3號(hào)’和‘紅美’莖色為淺紫色,‘黑美人’、‘08CA0752’和‘普古烏’莖色為紫色,其余品種莖色均為綠色。各品種葉色均為綠色或深綠色?!?8HE077-15’、‘華薯12 號(hào)’、‘青薯10 號(hào)’、‘華薯13 號(hào)’和‘華薯10 號(hào)’植株生長(zhǎng)勢(shì)表現(xiàn)為強(qiáng),‘華彩1號(hào)’和‘普古烏’植株生長(zhǎng)勢(shì)表現(xiàn)為弱,其余植株生長(zhǎng)勢(shì)表現(xiàn)為中等?!?8HE077-15’、‘華薯2號(hào)’、‘華薯13號(hào)’、‘華薯10號(hào)’和‘紅美’花冠色均為白色,‘華薯1號(hào)’、‘華薯12 號(hào)’和‘青薯10 號(hào)’花冠色為淺紫色,‘08CA0752’花冠色為紫色。僅有‘華薯12號(hào)’和‘華薯13號(hào)’的花繁茂性表現(xiàn)為繁茂且能正常結(jié)實(shí),其余品種的花蕾自然脫落或花繁茂性表現(xiàn)中等且未能結(jié)實(shí)或結(jié)實(shí)性較差(表2)。
表1 不同馬鈴薯品種(系)物候期Table 1 Phenophase of various potato varieties(lines)
表2 不同馬鈴薯品種(系)植株形態(tài)特征Table 2 Plant morphological characters of various potato varieties(lines)
‘紅美’、‘華彩1號(hào)’、‘普古烏’、‘華薯4號(hào)’、‘華薯2號(hào)’、‘隴薯9號(hào)’和‘08CA0752’出苗率均低于90.00%,其中‘紅美’出苗率最低,為56.67%。其余品種(系)出苗率均達(dá)到90.00%以上,其中‘華薯10號(hào)’出苗率最高,為97.04%。參試品種(系)莖粗均在10.00 mm以上,‘隴薯9號(hào)’莖最粗,為13.97 mm,‘普古烏’莖最細(xì),為10.01 mm。主莖數(shù)在1.6~2.9 條,‘紅美’最少,‘希森6號(hào)’和‘華薯12號(hào)’最多?!展艦酢?、‘希森6號(hào)’、‘紅美’、‘華彩3號(hào)’、‘華彩1號(hào)’和‘華薯4號(hào)’的株高均低于對(duì)照,‘普古烏’株高最低為35.6 cm,‘華薯12號(hào)’株高最高,為68.8 cm?!t美’的單株塊莖數(shù)和對(duì)照相同,其余品種(系)單株塊莖數(shù)均較對(duì)照多,‘華薯13 號(hào)’單株塊莖數(shù)最多,為8.9個(gè)?!展艦酢瘑沃陦K莖重最低為284.7 g,‘華彩3號(hào)’單株塊莖重最高為808.4 g?!?8HE077-15’塊莖平均重高于對(duì)照,其余參試品種(系)塊莖平均重均低于對(duì)照,‘普古烏’最低,為34.3 g(表3)。
‘華薯1號(hào)’和‘普古烏’薯形為圓形,‘08CA0752’薯形為長(zhǎng)卵圓形,‘黑美人’的薯形為長(zhǎng)筒形,‘08HE077-15’、‘隴薯9號(hào)’、‘青薯10號(hào)’、‘華薯13號(hào)’和‘華薯10號(hào)’5個(gè)品種(系)薯形為扁圓,其余8個(gè)品種(系)薯形為橢圓或長(zhǎng)橢圓形。
‘華薯1號(hào)’、‘華彩1號(hào)’和‘紅美’皮色為紅色,‘08HE077-15’、‘青薯10號(hào)’和‘華薯10號(hào)’皮色為白色,‘華彩3號(hào)’、‘黑美人’和‘普古烏’皮色為紫色,‘華薯4 號(hào)’皮色為淡黃帶紫紋(芽眉為紫色),‘08CA0752’皮色為紫紅,其余品種(系)皮色為黃色或淡黃色。
‘普古烏’肉色為白帶紫色環(huán)紋,‘華彩3號(hào)’肉色為淡紫(環(huán)紋),‘華薯1號(hào)‘和‘08CA0752’薯肉分別為黃色和淡黃色,‘華薯4號(hào)’肉色為白色,其余品種(系)肉色與皮色相似?!?8HE077-15’、‘隴薯9號(hào)’和‘華薯13號(hào)’薯皮類(lèi)型表現(xiàn)為粗糙,其余品種(系)的薯皮類(lèi)型表現(xiàn)為光滑?!A薯12號(hào)’和‘普古烏’的芽眼深,‘希森6號(hào)’、‘華薯4號(hào)’、‘紅美’和對(duì)照‘費(fèi)烏瑞它’芽眼淺,其余品種(系)芽眼深淺均為中等。
表3 不同馬鈴薯品種(系)田間性狀Table 3 Field characters of various potato varieties(lines)
各品種(系)商品薯率均低于對(duì)照,商品薯率低于70.00%的品種(系)有2個(gè)、70.00%~80.00%的品種(系)有6個(gè)、80.00%~90.00%的品種(系)有8個(gè),‘普古烏’商品薯率最低,為36.55%,‘華彩3號(hào)’最高,為86.24%(表4)。
‘普古烏’、‘紅美’、‘華彩1號(hào)’和‘黑美人’4個(gè)品種(系)青枯病發(fā)病率顯著高于對(duì)照,‘青薯10號(hào)’、‘08CA0752’、‘華薯2號(hào)’和‘華薯4號(hào)’青枯病發(fā)病率均低于對(duì)照,但差異不顯著,其余品種(系)青枯病發(fā)病率均顯著低于對(duì)照,‘華薯13號(hào)’和‘華薯10號(hào)’發(fā)病率均低于10.00%,‘華薯12號(hào)’未觀測(cè)到青枯病的發(fā)生。除了‘華彩1號(hào)’、‘黑美人’、‘普古烏’和‘紅美’,其余12個(gè)品種(系)的病情指數(shù)均低于對(duì)照,其中病情指數(shù)低于10.00的品種(系)有5個(gè),分別為‘華薯12號(hào)’、‘華薯13號(hào)’、‘華薯10號(hào)’、‘華薯1 號(hào)’和‘華彩3 號(hào)’。由病情指數(shù)相對(duì)值可以得
表4 不同馬鈴薯品種(系)塊莖性狀Table 4 Tuber characters of various potato varieties(lines)
出,‘華薯12號(hào)’的病情指數(shù)相對(duì)值大于75,對(duì)青枯病表現(xiàn)為高抗;‘華薯13號(hào)’和‘華薯10號(hào)’病情指數(shù)相對(duì)值在55~75,對(duì)青枯病表現(xiàn)為抗病;‘華薯1號(hào)’、‘華彩3 號(hào)’和‘08HE077-15’的病情指數(shù)相對(duì)值在35~55,對(duì)青枯病表現(xiàn)為中抗,‘隴薯9 號(hào)’、‘希森6號(hào)’、‘華薯4號(hào)’的病情指數(shù)相對(duì)值均處于15~35,對(duì)青枯病均表現(xiàn)為感病;‘華薯2號(hào)’、‘青薯10號(hào)’、‘08CA0752’、‘華彩1號(hào)’、‘黑美人’、‘普古烏’、‘紅美’的病情指數(shù)相對(duì)值均低于15,對(duì)青枯病表現(xiàn)為高感(表5)。
‘華薯13號(hào)’、‘華薯12號(hào)’和‘華薯10號(hào)’產(chǎn)量位居前3位,3個(gè)品種之間差異不顯著,與對(duì)照相比均增產(chǎn)40%以上,差異極顯著?!A薯13號(hào)’產(chǎn)量最高,達(dá)40 328 kg/hm2,‘普古烏’產(chǎn)量最低,較對(duì)照減產(chǎn)達(dá)到71.52%,產(chǎn)量?jī)H7 738 kg/hm2;‘紅美’產(chǎn)量也較低,只有14 983 kg/hm2,這2個(gè)品種與對(duì)照產(chǎn)量相比差異達(dá)極顯著水平(表6)。
廣東省馬鈴薯的種植屬南方冬作區(qū),馬鈴薯的最佳播期在每年10~12月上旬,收獲在次年2月中下旬開(kāi)始,至清明前收獲完畢。馬鈴薯生育期內(nèi)易受到青枯病的侵害,馬鈴薯青枯病嚴(yán)重制約了馬鈴薯的大規(guī)模種植,并造成了嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失,是現(xiàn)階段制約冬作區(qū)馬鈴薯產(chǎn)業(yè)發(fā)展的主要病害之一[11,12]。青枯病病菌寄主范圍廣,病原菌小種復(fù)雜[13],易隨環(huán)境產(chǎn)生變異,適應(yīng)能力強(qiáng),能夠在土壤中存活數(shù)年,一旦發(fā)生難以控制,造成作物大面積死亡甚至絕收[14],對(duì)馬鈴薯的品質(zhì)和產(chǎn)量造成嚴(yán)重影響[7]。本試驗(yàn)的‘華薯13號(hào)’、‘華薯12號(hào)’和‘華薯10號(hào)’青枯病發(fā)病率較低,‘普古烏’和‘紅美’青枯病發(fā)病率超過(guò)40%,為感青枯病最嚴(yán)重的2個(gè)品種。試驗(yàn)數(shù)據(jù)表明,青枯病發(fā)病率較低的品種田間性狀優(yōu)良,產(chǎn)量表現(xiàn)良好,而青枯病侵害越嚴(yán)重的品種植株繁茂性越差,單株塊莖重越低,產(chǎn)量不能充分表現(xiàn)出來(lái)。
表6 不同馬鈴薯品種(系)產(chǎn)量Table 6 Tuber yields of various potato varieties (lines)
綜合各品種(系)性狀表現(xiàn)與統(tǒng)計(jì)分析,‘華薯12號(hào)’和‘華薯13 號(hào)’品種產(chǎn)量均超過(guò)40 000 kg/hm2,與對(duì)照差異極顯著,產(chǎn)量?jī)?yōu)勢(shì)明顯;‘華薯12 號(hào)’與‘華薯13 號(hào)’相比商品薯率更高,經(jīng)濟(jì)效益更明顯,并且沒(méi)有發(fā)生青枯病,可通過(guò)試驗(yàn)進(jìn)一步檢測(cè)其抗病性以便作為抗青枯病品種在南方冬作區(qū)推廣種植?!A彩3號(hào)’產(chǎn)量較高且在16個(gè)參試品種中商品薯率最高,其薯皮光滑為紫色,肉色為淡紫(環(huán)紋),極具特色,能夠創(chuàng)造一定經(jīng)濟(jì)效益,可在南方冬作區(qū)作為彩色馬鈴薯推廣以滿足市場(chǎng)需求。‘華薯1號(hào)’紅皮黃肉,薯皮光滑,對(duì)青枯病表現(xiàn)為中抗,具有一定的推廣價(jià)值?!展艦酢汀t美’2個(gè)品種均較對(duì)照顯著減產(chǎn)且青枯病發(fā)病情況嚴(yán)重,不宜在南方冬作區(qū)推廣種植,其余品種(系)有待進(jìn)一步試驗(yàn)來(lái)確定是否適宜南方冬作區(qū)種植。