程 瑤，孫 磊，原 琳，聶 鑫

（東北農(nóng)業(yè)大學(xué)資源與環(huán)境學(xué)院，黑龍江哈爾濱 150030）

馬鈴薯塊莖含有豐富的淀粉，和大米、小麥一樣非常適合作為主食[1]。發(fā)達(dá)國家人均年消費(fèi)量高達(dá)60～137 kg，而我國人均年消費(fèi)馬鈴薯不到70 kg[2]。我國之所以與發(fā)達(dá)國家消費(fèi)差距較大，主要因?yàn)槲覈R鈴薯大多以鮮食為主，鮮食和飼料占比60%以上，加工比率低于20%；荷蘭、美國等發(fā)達(dá)國家，馬鈴薯鮮食僅占20%，加工比率卻占40%以上，有些甚至超過70%[3]，說明我國馬鈴薯還有很大的加工消費(fèi)潛能。馬鈴薯塊莖干物質(zhì)的70%左右是淀粉，與其他植物性淀粉相比，馬鈴薯淀粉更容易提取[4]，經(jīng)過化學(xué)方法生成的變性馬鈴薯淀粉還具有淀粉顆粒大、黏度高、膨脹性好等優(yōu)勢(shì)，可廣泛應(yīng)用于食品、制藥、化工、建材、造紙等重要工業(yè)領(lǐng)域[5]。

馬鈴薯淀粉的應(yīng)用與淀粉的理化性質(zhì)相關(guān)，而淀粉的理化性質(zhì)不僅與馬鈴薯品種有關(guān)，還與馬鈴薯生長(zhǎng)的環(huán)境條件以及營(yíng)養(yǎng)水平密切相關(guān)。磷參與馬鈴薯體內(nèi)淀粉的合成，同時(shí)還能促進(jìn)光合產(chǎn)物向塊莖轉(zhuǎn)移，增加塊莖干物質(zhì)含量[6]，但當(dāng)P2O5用量超過120 kg/hm2后，繼續(xù)增施磷肥反而會(huì)降低塊莖中的淀粉含量[7]，而田世龍等[8]研究表明，P2O5用量為225 kg/hm2時(shí)，馬鈴薯塊莖淀粉含量達(dá)到最大值。馬鈴薯淀粉中直鏈淀粉和支鏈淀粉的比例決定了淀粉的糊化特性[9]，直鏈淀粉含量高會(huì)導(dǎo)致淀粉在糊化過程中需要較高的糊化溫度[10]。楊麗輝等[11]研究發(fā)現(xiàn)，P2O5用量為75 kg/hm2時(shí)較不施磷肥可提高馬鈴薯塊莖中淀粉含量，但卻降低了支鏈淀粉的比例。磷是淀粉中非碳水化合物結(jié)構(gòu)物質(zhì)，可顯著影響淀粉的黏度特征，以磷酸單酯形式結(jié)合于支鏈淀粉的磷還可以增加淀粉的黏度[12]。因此，適宜的磷肥管理是改善馬鈴薯淀粉理化性質(zhì)和提高淀粉產(chǎn)量的重要措施，然而不同磷肥用量對(duì)馬鈴薯淀粉理化性質(zhì)的影響研究報(bào)道較少，本研究通過探討不同磷肥用量對(duì)不同熟期馬鈴薯淀粉理化性質(zhì)和產(chǎn)量的影響，為不同用途的馬鈴薯的磷肥管理提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

試驗(yàn)于2019和2020年在黑龍江省綏化市北林區(qū)進(jìn)行，試驗(yàn)田土壤類型為黑土，0—30 cm土壤基礎(chǔ)肥力見表1。供試馬鈴薯為早熟品種‘尤金’和中晚熟品種‘克新13號(hào)’，種薯由黑龍江省農(nóng)業(yè)科學(xué)院綏化分院提供。供試肥料為尿素 (N 46%)、磷酸二銨 (N 18%，P2O546%) 和硫酸鉀 (K2O 50%)。

表1 土壤基礎(chǔ)肥力Table 1 Soil basic fertility

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

2019年試驗(yàn)設(shè)置4個(gè)處理，3 次重復(fù)，采用隨機(jī)區(qū)組排列，每個(gè)小區(qū)6壟，壟長(zhǎng)12 m，壟寬0.8 m，小區(qū)面積57.6 m2，各小區(qū)的兩個(gè)邊壟和各壟兩端1 m內(nèi)不取樣，中間4壟用于取樣和測(cè)產(chǎn)。磷肥作為基肥一次性施用，1/2的氮肥和1/2的鉀肥作基肥施入，余下的氮肥和鉀肥在塊莖形成期結(jié)合中耕追施于壟兩側(cè)，追肥后覆土；其他病蟲害防治等田間管理同大田。2020年試驗(yàn)設(shè)置同2019年，但肥料用量根據(jù)土壤肥力狀況略有調(diào)整，全部肥料作為基肥一次性施用。兩年試驗(yàn)各處理的養(yǎng)分用量見表2。

表2 試驗(yàn)各處理養(yǎng)分施用量Table 2 Fertilizer application rates under different treatments

1.3 測(cè)定項(xiàng)目與方法

1.3.1 塊莖產(chǎn)量的測(cè)定 馬鈴薯成熟期，在各小區(qū)收獲壟上取連續(xù)8 m2進(jìn)行測(cè)產(chǎn)，30 g以上無腐爛的塊莖用于測(cè)定塊莖總產(chǎn)量。

1.3.2 馬鈴薯淀粉的提取 馬鈴薯淀粉的提取參考Zhang等[13]的方法，稍加改動(dòng)。在收獲測(cè)產(chǎn)的塊莖中，按不同大小塊莖的比例選取8～10個(gè)塊莖，用蒸餾水沖洗干凈，去皮并切塊，放入攪拌機(jī)加水粉碎，所得漿液用紗布過濾去除碎屑后，靜置7 h，除去上清液，并用蒸餾水重復(fù)洗滌，直至下層淀粉顏色為純白色后，用布氏漏斗減壓抽濾，得到濕淀粉，將濕淀粉在45℃烘干，約2～3 h，可得到淀粉成品，輕輕粉碎后，儲(chǔ)存?zhèn)溆谩?/p>

1.3.3 塊莖淀粉含量及干物質(zhì)含量的測(cè)定 從測(cè)產(chǎn)的塊莖中，按照大小比例稱取5 kg塊莖，用比重法測(cè)定塊莖淀粉含量。塊莖干物質(zhì)含量采用常壓烘干法測(cè)定。

1.3.4 淀粉組成的測(cè)定 參考王麗等[14]、曾凡逵等[15]和劉襄河等[16]的方法，采用雙波長(zhǎng)比色法測(cè)定塊莖淀粉中直鏈淀粉含量。稱取脫脂塊莖樣品0.1 g (精確到0.0001 g) 于150 mL三角瓶中，加入0.5 mol/L KOH溶液10 mL，在80℃水浴中攪拌溶解15 min后，轉(zhuǎn)移至50 mL容量瓶中，加入蒸餾水定容搖勻，吸取上述定容后樣品清液2.5 mL于另一個(gè)50 mL容量瓶中，加入30 mL蒸餾水，用0.1 mol/L HCl將溶液pH調(diào)至3.0，加入碘試劑0.5 mL，用蒸餾水定容搖勻，室溫下顯色20 min后，分別在535和570 nm波長(zhǎng)處測(cè)定吸光值，同時(shí)用蒸餾水做空白對(duì)照。

分別吸取1.0 mg/mL的直鏈淀粉標(biāo)準(zhǔn)溶液0、0.3、0.5、0.7、0.9、1.1、1.3 mL于7個(gè)50 mL容量瓶中，加入30 mL蒸餾水，以下操作步驟同樣品。分別測(cè)定 535 nm (λl) 和 570 nm (λ2) 波長(zhǎng)下的吸光值A(chǔ)λ1和Aλ2，得△A直 = Aλ2 － Aλ1，以△A直為縱坐標(biāo)，直鏈淀粉含量 (μg/mL) 為橫坐標(biāo)，獲得△A直和直鏈淀粉含量之間的相關(guān)曲線。計(jì)算公式如下：直鏈淀粉含量 (%) = (X × 50 × 50)/(2.5 × m × 10000)；支鏈淀粉含量 (%) = 1-直鏈淀粉含量 (%) 。式中，X是根據(jù)△A直和直鏈淀粉含量之間的相關(guān)曲線計(jì)算的待測(cè)液中直鏈淀粉含量 (μg/mL)；m是樣品質(zhì)量 (g)。

1.3.5 淀粉粒徑的測(cè)定 采用MICROTRAC3500激光粒度儀測(cè)定淀粉粒徑。配制2% (w/v，干基) 的淀粉懸浮液，通過超聲波進(jìn)行分散，按照提示將分散后的樣品加入到預(yù)熱準(zhǔn)備好的激光粒度儀樣品池內(nèi)，經(jīng)過軟件自動(dòng)分析處理結(jié)果，可得出淀粉樣品的平均粒徑及粒徑分布圖。

1.3.6 淀粉溶解度和膨脹度的測(cè)定 參考章麗琳等[17]的方法測(cè)定淀粉溶解度和膨脹度，配制2%(w/v，干基) 的淀粉懸浮液，置于70℃水浴中加熱并不停攪拌30 min使其充分糊化，冷卻至室溫后，3000 r/min離心30 min，取上清液烘干至恒重，得到溶解的淀粉質(zhì)量，溶解淀粉質(zhì)量與原淀粉干基質(zhì)量的比值為淀粉溶解度，剩余沉淀物質(zhì)量 (濕重) 與沉淀物中原淀粉干基質(zhì)量的比值為淀粉膨脹度。

1.3.7 淀粉透明度的測(cè)定 參考徐忠等[18]的方法測(cè)定淀粉透明度，配制1% (w/v，干基) 的淀粉懸浮液，置于沸水浴中加熱攪拌20 min，使之糊化并保持淀粉乳體積不變，冷卻至室溫，以蒸餾水為空白對(duì)照，用分光光度計(jì)在波長(zhǎng)620 nm處測(cè)定其透明度。

1.4 數(shù)據(jù)處理

采用Microsoft Excel 2007軟件處理數(shù)據(jù)并繪制圖表，SPSS 22.0軟件統(tǒng)計(jì)分析數(shù)據(jù)。

2 結(jié)果與分析

2.1 磷肥用量對(duì)馬鈴薯淀粉組成的影響

淀粉的主要組分為直鏈淀粉 (amylose，AM) 和支鏈淀粉 (amylopectin，AP)[19]，二者的含量和比值直接關(guān)系到淀粉的糊化性能。由表3可見，磷肥用量顯著影響馬鈴薯直鏈淀粉和支鏈淀粉的含量。隨著磷肥用量增加，直鏈淀粉含量和直/支鏈淀粉值降低，支鏈淀粉含量增加。兩年平均結(jié)果表明，‘尤金’的LP、MP和HP處理直鏈淀粉含量較CK分別下降3.19%、4.36%、5.14% (P ＜ 0.05)，支鏈淀粉含量較CK分別增加1.35%、1.84%、2.14% (P ＜0.05)；‘克新13號(hào)’的LP、MP和HP處理直鏈淀粉含量較CK分別下降2.97%、3.55%、9.05% (P ＜0.05)，支鏈淀粉含量較CK分別增加1.31%、1.56%、3.95% (P ＜ 0.05)。從表4可知，年份和施磷量對(duì)馬鈴薯直鏈淀粉含量和支鏈淀粉含量均有極顯著影響 (P ＜ 0.01)，年份 × 品種的交互作用、年份 ×品種 × 施磷量三者的交互作用對(duì)直鏈淀粉含量和支鏈淀粉含量均有顯著影響 (P ＜ 0.05)。不同年份對(duì)馬鈴薯淀粉組成影響較大，這可能與土壤含磷量及環(huán)境條件有關(guān)。

表3 磷肥用量對(duì)馬鈴薯塊莖淀粉組成的影響Table 3 Effects of phosphorus fertilizer application rates on the starch composition of potato tuber

表4 馬鈴薯直鏈淀粉含量和支鏈淀粉含量的三因素方差分析F值Table 4 F values of three-way ANOVA for amylose and amylopectin contents of potato

2.2 磷肥用量對(duì)馬鈴薯淀粉粒徑分布的影響

馬鈴薯淀粉粒徑大小影響淀粉的糊化性能，顆粒大或結(jié)構(gòu)松散的淀粉更易于糊化[20]。不同磷肥用量顯著影響馬鈴薯淀粉顆粒分布。D10、D50和D90分別表示樣品中粒徑小于該直徑的淀粉顆粒占淀粉顆?？倲?shù)的10%、50%和90%。由表5可見，‘尤金’各處理淀粉顆粒的D10差異不顯著，而D50、D90和平均粒徑隨著磷肥用量的增加呈先增加后降低的趨勢(shì)，且均為MP處理最高，分別較CK增加11.58%(P＜0.05)、2.89% 和 13.27% (P＜0.05)。與 CK 相比，P2O5用量為90 kg/hm2時(shí)顯著提高了‘尤金’淀粉粒徑。‘克新13號(hào)’各處理淀粉顆粒的D10差異也不顯著，但D50、D90和平均粒徑均隨磷肥用量的增加呈持續(xù)下降趨勢(shì)，且HP處理的D50和D90顯著低于CK處理和LP處理，相比CK分別降低5.02%(P＜0.05)和8.55% (P＜0.05)，說明增施磷肥會(huì)降低‘克新13號(hào)’淀粉顆粒粒徑。由圖1也可看出，‘尤金’中只有MP處理較CK右移，說明大粒徑淀粉顆粒占比增加；‘克新13號(hào)’各施磷處理均較CK左移，說明大粒徑淀粉顆粒占比減小。但是對(duì)比兩品種的淀粉粒徑可見，‘克新13號(hào)’的淀粉粒徑顯著大于‘尤金’，且‘尤金’淀粉粒徑分布范圍相對(duì)較窄，約90%的淀粉粒徑分布在22～74 μm；‘克新13號(hào)’淀粉粒徑分布范圍相對(duì)較寬，約90%的淀粉粒徑分布在31～105 μm，說明與早熟品種相比，中晚熟品種具有較大淀粉顆粒。

表5 磷肥用量對(duì)馬鈴薯淀粉顆粒分布的影響 (2020)Table 5 Effects of phosphorus fertilizer application rates on potato starch particle size distribution

圖1 磷肥用量對(duì)馬鈴薯淀粉顆粒分布的影響 (2020)Fig. 1 Effects of phosphorus fertilizer application rates on potato starch particle size distribution

2.3 磷肥用量對(duì)馬鈴薯淀粉溶解度的影響

淀粉的溶解度是指在一定溫度下，淀粉分子溶解的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，溶解度較大的淀粉，在制作粉絲等我國傳統(tǒng)食品時(shí)容易糊湯，不僅降低成品率，同時(shí)降低產(chǎn)品的品質(zhì)。由圖2可見，兩個(gè)品種的馬鈴薯淀粉溶解度均隨施磷量的增加而降低。與CK相比，‘尤金’的MP處理和HP處理的淀粉溶解度分別降低7.37%和12.23% (P ＜ 0.05)；‘克新13號(hào)’的M P處理和H P處理的淀粉溶解度分別降低13.00%和21.84% (P ＜ 0.05)。由此可見，增施磷肥可顯著降低馬鈴薯淀粉的溶解度，有利于提高淀粉產(chǎn)品的品質(zhì)。

圖2 磷肥用量對(duì)馬鈴薯淀粉溶解度的影響 (2020)Fig. 2 Effects of phosphorus application on the solubility of potato starches

2.4 磷肥用量對(duì)馬鈴薯淀粉膨脹度的影響

膨脹度反映了淀粉顆粒在加熱過程中吸水膨脹的能力，膨脹度較低的淀粉，在制作粉絲等制品時(shí)容易出現(xiàn)斷裂，產(chǎn)品品質(zhì)下降。由圖3可見，兩個(gè)品種馬鈴薯淀粉的膨脹度均隨施磷量的增加呈緩慢增加的趨勢(shì)，且均在HP處理達(dá)到最大值，‘尤金’為24.23%，較CK提高3.94%；‘克新13號(hào)’為24.83%，較CK提高7.90%。‘尤金’的淀粉膨脹度在各處理之間差異不顯著，‘克新13號(hào)’的HP處理淀粉膨脹度顯著高于CK (P ＜ 0.05)。說明增施磷肥可在一定程度上提高馬鈴薯淀粉的膨脹度，并且對(duì)‘克新13號(hào)’的影響要大于‘尤金’。

圖3 磷肥用量對(duì)馬鈴薯淀粉膨脹度的影響 (2020)Fig. 3 Effects of phosphate application on the swelling power of potato starches

2.5 磷肥用量對(duì)馬鈴薯淀粉透明度的影響

透明度是淀粉糊化后重要的外在表現(xiàn)特征之一，影響淀粉產(chǎn)品的用途和外觀。透明度高的淀粉可使食品的外觀和色澤較好，適宜做果凍等凝膠類產(chǎn)品。由圖4可見，兩個(gè)品種馬鈴薯的淀粉透明度均隨施磷量的增加而增加，并在HP處理達(dá)到最大值，與CK和LP處理間的差異達(dá)到顯著水平 (P ＜0.05)。‘尤金’的HP處理較CK和LP處理分別提高15.00%和14.08%；‘克新13號(hào)’的HP處理較CK和LP處理分別提高25.74%和20.80%。由此可見，增施磷肥可顯著提高馬鈴薯淀粉的透明度。此外，在相同的施磷水平下，中晚熟品種‘克新13號(hào)’的淀粉透明度均高于早熟品種‘尤金’。

圖4 磷肥用量對(duì)馬鈴薯淀粉透明度的影響 (2020)Fig. 4 Effects of phosphorus application on transparency of potato starches

2.6 磷肥用量對(duì)馬鈴薯塊莖干物質(zhì)含量及淀粉含量的影響

塊莖干物質(zhì)積累量是馬鈴薯產(chǎn)量形成的物質(zhì)基礎(chǔ)，成熟時(shí)塊莖干物質(zhì)量占全株總干物質(zhì)量的60%～70%[21]。由表6可見，兩個(gè)品種的馬鈴薯塊莖干物質(zhì)含量及產(chǎn)量均隨施磷量的增加而增加。兩年平均結(jié)果表明，‘尤金’的MP處理塊莖干物質(zhì)含量較CK增加9.6% (P ＜ 0.05)，塊莖產(chǎn)量較CK增加19.17% (P ＜ 0.05)；‘克新13號(hào)’的HP處理塊莖干物質(zhì)含量較CK增加10.83% (P ＜ 0.05)，塊莖產(chǎn)量較CK 增加 28.58% (P ＜ 0.05)。

塊莖的淀粉含量和塊莖干物質(zhì)含量具有較好的相關(guān)性[22]，塊莖中的淀粉含量隨著干物質(zhì)含量的增加而增加 (圖5)，施用磷肥因增加了塊莖產(chǎn)量及塊莖中淀粉含量而增加了淀粉產(chǎn)量 (表6)。兩個(gè)馬鈴薯品種的淀粉產(chǎn)量均隨施磷量的增加而顯著增加。‘尤金’MP處理的淀粉產(chǎn)量最高，2019年為3.95 t/hm2，2020年為6.10 t/hm2，分別較CK增加36.68% ( P ＜0.05)和26.03% (P ＜ 0.05)，兩年平均增加31.36% (P＜ 0.05)?！诵?3號(hào)’HP處理的淀粉產(chǎn)量最高，2019年為3.15 t/hm2，2020年為6.55 t/hm2，分別較CK 增加 27.53% (P ＜ 0.05)和 31.79% (P ＜ 0.05)，兩年平均增加 29.66% (P ＜ 0.05)。

表6 磷肥用量對(duì)馬鈴薯塊莖產(chǎn)量、淀粉含量及產(chǎn)量的影響Table 6 Effects of phosphorus application on potato tuber yield, starch content, and starch yield

圖5 塊莖干物質(zhì)含量和淀粉含量的相關(guān)性Fig. 5 Correlation between tuber dry matter content and starch content

從表7可知，年份對(duì)塊莖干物質(zhì)含量和產(chǎn)量以及淀粉含量和產(chǎn)量均有極顯著影響 (P ＜ 0.01)，品種對(duì)塊莖干物質(zhì)含量有顯著影響 (P ＜ 0.05)，對(duì)塊莖產(chǎn)量有極顯著影響 (P ＜ 0.01)，施磷量對(duì)塊莖干物質(zhì)含量、產(chǎn)量和淀粉產(chǎn)量均有極顯著影響 (P ＜ 0.01)；年份 × 品種的交互作用對(duì)塊莖干物質(zhì)含量和淀粉產(chǎn)量的影響達(dá)到顯著水平 (P ＜ 0.05)，對(duì)塊莖產(chǎn)量的影響達(dá)極顯著水平 (P ＜ 0.01)，年份 × 施磷量的交互作用對(duì)淀粉含量的影響達(dá)顯著水平 (P ＜ 0.05)。不同年份和品種均可顯著影響塊莖干物質(zhì)含量和產(chǎn)量，2019年土壤含磷量低導(dǎo)致產(chǎn)量低但施磷增效高 (‘尤金’最高增產(chǎn)25.42%，‘克新13號(hào)’最高增產(chǎn)37.32%)，2020年土壤含磷量高從而導(dǎo)致產(chǎn)量高但施磷增效低 (‘尤金’最高增產(chǎn)12.91%，‘克新13號(hào)’最高增產(chǎn)19.83%)。兩品種對(duì)施磷的反應(yīng)不同，但同一品種在兩年中產(chǎn)量變化的趨勢(shì)一致。

表7 塊莖干物質(zhì)含量、產(chǎn)量和淀粉含量、產(chǎn)量的三因素方差分析F值Table 7 F values of three-way ANOVA for tuber dry matter content, tuber yield, starch content, and starch yield of potato

3 討論

3.1 施磷水平對(duì)馬鈴薯淀粉理化性質(zhì)的影響

淀粉理化性質(zhì)的差異會(huì)影響淀粉在食品和工業(yè)中的應(yīng)用。淀粉的組成和顆粒大小是淀粉理化性質(zhì)的重要指標(biāo)之一，與淀粉的溶解度、膨脹度和透明度有著密切的關(guān)系[23]。強(qiáng)筋小麥在P2O5用量0～144 kg/hm2范圍內(nèi)時(shí)，中、弱筋小麥在P2O5用量 0～108 kg/hm2范圍內(nèi)時(shí)，小麥籽粒淀粉的直鏈、支鏈和總淀粉含量均隨施磷量的增加而下降[24]。P2O5用量在0～63 kg/hm2范圍內(nèi)時(shí)，水稻的直鏈淀粉含量隨施磷量的增加呈先增加后降低的趨勢(shì)，并在P2O5用量為50 kg/hm2時(shí)直鏈淀粉含量達(dá)到最大值[25]。P2O5用量在0～378 kg/hm2范圍內(nèi)時(shí)，玉米的直鏈淀粉含量隨施磷量的增加呈先降低后增加的趨勢(shì)，支鏈淀粉含量呈先增加后降低的趨勢(shì)[26]。本試驗(yàn)中，隨施磷量的增加，馬鈴薯直鏈淀粉含量減少，支鏈淀粉含量增加，直/支鏈淀粉值降低，且兩品種馬鈴薯均在施P2O5135 kg/hm2時(shí)直鏈淀粉含量最低 (2019年‘尤金’除外)。吳佳瑞[27]在寧夏地區(qū)的研究表明，晚熟馬鈴薯‘青薯9號(hào)’在施用P2O50～240 kg/hm2范圍內(nèi)時(shí)，隨著磷肥用量的增加，直/支鏈淀粉值在2018年逐漸增加，在2019年逐漸降低，但直鏈淀粉和支鏈淀粉含量均呈先增加后降低的趨勢(shì)，這與本研究結(jié)果不完全一致，可能是因?yàn)楣┰囻R鈴薯品種及環(huán)境條件不同，也可能與測(cè)定方法不同有關(guān)，具體原因有待進(jìn)一步研究。本試驗(yàn)中兩年供試土壤的有效磷含量相差較大，且年份和施磷量對(duì)淀粉組成的影響達(dá)到極顯著水平，說明不同含磷量的土壤對(duì)淀粉組成也有一定影響。Leonel等[28]研究表明，淀粉的理化性質(zhì)和土壤速效磷含量密切相關(guān)，不同含磷量的土壤對(duì)馬鈴薯直鏈淀粉含量及淀粉糊化性能等理化性質(zhì)的影響達(dá)到顯著水平，但不同品種間變化趨勢(shì)不同。

馬鈴薯淀粉顆粒粒徑分布范圍在9～105 μm[29]，相較于玉米淀粉 (0.4～32 μm)[30]、小麥淀粉 (2～35 μm)[31]、甘薯淀粉 (0.1～51μm)[32]等其他作物分布范圍較廣，較大的淀粉顆粒使淀粉加熱后更易糊化。本試驗(yàn)中，‘尤金’約90%的淀粉顆粒粒徑分布在22～74 μm，‘克新13號(hào)’約90%的淀粉顆粒粒徑分布在31～105 μm，且‘尤金’的平均粒徑在40 μm左右，‘克新13號(hào)’的平均粒徑在50 μm左右。兩個(gè)品種淀粉粒徑之間的差異可能由于‘克新13號(hào)’是中晚熟品種，較長(zhǎng)的生育期為淀粉粒徑增大提供了充足的時(shí)間和養(yǎng)分[33]。徐洪巖等[34]研究表明，早熟品種‘克新21號(hào)’在單株施用磷肥0～5.4 g范圍內(nèi)，隨著磷肥用量的增加，D50呈先增加后降低的趨勢(shì)。本試驗(yàn)研究表明，隨著施磷量的增加，‘尤金’淀粉粒徑有增大的趨勢(shì)，但當(dāng)施磷量超過90 kg/hm2時(shí)，淀粉粒徑減小，這與前人研究結(jié)果相似。但‘克新13號(hào)’淀粉粒徑隨施磷量的增加呈持續(xù)降低的趨勢(shì)，淀粉粒徑降低的原因還有待進(jìn)一步研究。

溶解度高的淀粉制成的粉絲類產(chǎn)品容易糊湯，蒸煮時(shí)的損失也比較大，膨脹度過低的淀粉則使制成的粉絲類產(chǎn)品容易出現(xiàn)斷條的現(xiàn)象[35]，透明度高的淀粉可使加工產(chǎn)品晶瑩剔透。淀粉結(jié)合的磷越多，越有助于淀粉顆粒的溶解和膨脹，從而提高馬鈴薯淀粉的透明度[36-37]。當(dāng)?shù)矸蹜覞嵋菏軣釙r(shí)，直鏈淀粉析出，增加淀粉的溶解度，支鏈淀粉分子則有利于淀粉顆粒吸水膨脹，增加淀粉的膨脹度[38]。本試驗(yàn)表明，增施磷肥通過降低直鏈淀粉含量而降低馬鈴薯淀粉的溶解度，通過增加支鏈淀粉含量而增加淀粉的膨脹度，這與Singh等[39]研究發(fā)現(xiàn)的馬鈴薯淀粉中直鏈淀粉含量與膨脹度呈負(fù)相關(guān)的結(jié)論是一致的。兩個(gè)品種馬鈴薯淀粉透明度均隨施磷量的增加而顯著增加，可能是由于增施磷肥后支鏈淀粉含量增加，有利于淀粉顆粒吸水膨脹，淀粉顆粒膨脹越完全，則淀粉糊化越完全，淀粉糊中殘存的淀粉顆粒越少，光線穿過淀粉糊時(shí)反射和散射現(xiàn)象越少，淀粉的透明度越高[40]。此外，大淀粉顆粒較易吸水膨脹，而‘克新13號(hào)’淀粉顆粒的平均粒徑顯著大于‘尤金’，因此‘克新13號(hào)’的淀粉透明度在各處理均高于‘尤金’。與其他種類淀粉相比，馬鈴薯淀粉顆粒較大且結(jié)構(gòu)較松散，磷酸基含量較高[41]，淀粉顆粒吸水后膨脹較完全，且由于磷酸基電荷的相互排斥，使淀粉鏈之間有分散的趨勢(shì)，增強(qiáng)了淀粉分子的親水性，從而促進(jìn)淀粉顆粒的吸水膨脹，淀粉糊的透明度較高[40]，使得加工出的產(chǎn)品色澤及透明度等感官特性優(yōu)于其他淀粉類產(chǎn)品。

3.2 施磷水平對(duì)馬鈴薯淀粉含量及產(chǎn)量的影響

淀粉是馬鈴薯塊莖中干物質(zhì)的主要成分，因此塊莖中干物質(zhì)含量直接影響塊莖中淀粉積累量[42]。馬鈴薯淀粉含量與塊莖干物質(zhì)含量具有良好的正相關(guān)性，且塊莖干物質(zhì)含量是影響馬鈴薯出粉率的主要因素，馬鈴薯塊莖產(chǎn)量和淀粉含量是影響淀粉產(chǎn)量的主要因素[43]，同時(shí)也是評(píng)價(jià)馬鈴薯生長(zhǎng)情況的重要指標(biāo)。充足的磷有利于馬鈴薯側(cè)枝的發(fā)育，使植株具有更多的葉片和更高的光合葉面積，可有效提高馬鈴薯的全株干物質(zhì)積累量[44-45]。但過量的磷會(huì)加強(qiáng)植株的呼吸作用，過度消耗光合產(chǎn)物，導(dǎo)致營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)與生殖生長(zhǎng)失調(diào)，干物質(zhì)的過度消耗導(dǎo)致繁殖器官提早成熟，莖葉生長(zhǎng)受到抑制，降低馬鈴薯的產(chǎn)量[46]。適量增施磷肥可增加馬鈴薯塊莖的淀粉含量[47]、干物質(zhì)積累量和產(chǎn)量[48-49]。張亮等[50]研究表明，早熟馬鈴薯‘尤金’在施用P2O50～135 kg/hm2范圍內(nèi)時(shí)，P2O5用量為90 kg/hm2時(shí)馬鈴薯的產(chǎn)量最高。本試驗(yàn)中，‘尤金’的淀粉產(chǎn)量隨施磷量的增加呈先增加后降低的趨勢(shì)，并在P2O5用量為90 kg/hm2時(shí)達(dá)到最大值，且顯著高于對(duì)照；‘克新13號(hào)’的淀粉產(chǎn)量隨施磷量的增加持續(xù)增加，在施用P2O5135 kg/hm2時(shí)達(dá)到最大值。馬鈴薯的不同品種對(duì)塊莖產(chǎn)量的影響達(dá)極顯著水平，而兩個(gè)品種的適宜磷肥用量不同，可能是由于不同品種之間對(duì)磷的需求量存在差異。

綜合比較表明，‘尤金’施用P2O590 kg/hm2時(shí)塊莖和淀粉的產(chǎn)量較高，淀粉的理化性質(zhì)也較好，雖在透明度和溶解度方面略差于施用P2O5135 kg/hm2的處理，但差異并不顯著；‘克新13號(hào)’在施用P2O5135 kg/hm2時(shí)除淀粉顆粒粒徑略有下降外，其他淀粉理化性質(zhì)及塊莖和淀粉產(chǎn)量均優(yōu)于其他處理。

4 結(jié)論

適量的磷肥可降低馬鈴薯直鏈淀粉含量，增加支鏈淀粉含量，提高淀粉的透明度和膨脹度，改善淀粉的品質(zhì)；適量增施磷肥還有助于提高馬鈴薯塊莖的干物質(zhì)含量及產(chǎn)量，從而提高馬鈴薯淀粉的產(chǎn)量。在本研究條件下，綜合磷對(duì)馬鈴薯淀粉理化性質(zhì)和產(chǎn)量的影響，‘尤金’的P2O5適宜用量為 90 kg/hm2，‘克新13號(hào)’的P2O5適宜用量為135 kg/hm2。