冉騰飛，肖力力，李永鵬，牛力立，覃 云，趙雪婷，吳 鵬，彭國華，田山君*

(1.貴州大學(xué) 農(nóng)學(xué)院，貴州 貴陽 550025；2.安順市農(nóng)科院，貴州 安順 561000；3.遂寧永榮高科技有限公司，四川 遂寧 629000)

甘薯(L.)是重要的糧飼經(jīng)兼用作物，在全世界120余個國家和地區(qū)均有種植。中國甘薯的栽培面積、單產(chǎn)、總產(chǎn)均居世界第一位，在我國農(nóng)業(yè)中占有重要地位。甘薯生產(chǎn)屬于勞動密集型行為，在人力成本較低、土壤較貧瘠的西部地區(qū)，甘薯能帶來一定的經(jīng)濟收益。當前全國甘薯種植重心逐步向西轉(zhuǎn)移，四川、貴州、云南、廣西共同構(gòu)成了甘薯種植大核心圈，但貴州省甘薯生產(chǎn)缺乏本地品種支撐，制約了產(chǎn)業(yè)的高速發(fā)展。

在甘薯生產(chǎn)中，塊根是主要的經(jīng)濟產(chǎn)量，也是目前甘薯栽培技術(shù)研究的出發(fā)點。甘薯地下部塊根產(chǎn)量與地上部的生長之間既相互促進又相互制約。甘薯地上部的生長主要包括葉長、葉寬、蔓長、莖粗、葉形、葉色、株型、分枝數(shù)、節(jié)間長等，有研究表明，莖越粗，蔓長越短的甘薯品種越有利于干物質(zhì)積累。李鵬林等研究表明，甘薯頂葉色在生育中期觀察更明顯，各品種的葉形也存在不同差異。基部分枝數(shù)較多、莖較粗的品種其產(chǎn)量較高；另外，葉柄的長短對于甘薯長勢及產(chǎn)量也有巨大影響，品種葉柄較長會減少葉片疊加，使其具有較大的葉面積及良好的葉層結(jié)構(gòu)，并能提高葉片的光能利用率。余金龍研究表明，分枝數(shù)和分枝總長對鮮薯產(chǎn)量形成起決定性作用。汪寶卿等認為，選擇莖基部粗、蔓長短、分枝數(shù)較少的品種容易獲得高產(chǎn)。陸娣等通過相關(guān)性分析及主成分分析表明，遼寧甘薯品種表現(xiàn)為，地上莖葉生長旺盛、蔓長較短的品系產(chǎn)量較高，分枝數(shù)較多、莖粗較小的品系薯塊干物率較高。貴州省甘薯淀粉的生產(chǎn)規(guī)模及生產(chǎn)能力較低，多數(shù)本地甘薯含糖量、色澤、薯型等難以達到加工成甘薯條、紅薯餅等產(chǎn)品的需求，引進優(yōu)質(zhì)品種是貴州甘薯提質(zhì)增效生產(chǎn)最有效的方法之一。本研究以50個省內(nèi)外大面積推廣地方名優(yōu)特資源的甘薯品種為對象，在貴陽市開展田間品種比較試驗，鑒定50個甘薯品種的農(nóng)藝性狀、產(chǎn)量等指標，通過聚類分析等統(tǒng)計方法綜合分析引種品種的豐產(chǎn)性和適應(yīng)性，探討參試品種的生產(chǎn)利用價值，為助推貴州省甘薯產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供品種基礎(chǔ)。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

本試驗選擇了不同培育地點的50份特色甘薯品種資源材料(表1)。

表1 50個甘薯種質(zhì)資源的名稱與來源Tab.1 Names and sources of 50 sweet potato germplasm resources

1.2 試驗設(shè)計

本試驗為單因素隨機區(qū)組試驗設(shè)計，設(shè)置3次重復(fù)，50個品種共150個試驗小區(qū)。小區(qū)面積為10 m(5 m×2 m)。畝用15∶15∶15硫酸鉀復(fù)合肥100 kg深翻作基肥，起壟，壟底寬70 cm，壟面寬50 cm，壟高20 cm，壟溝寬1 m，單壟雙行品字形栽培，株距0.5 m，密度為57 142 株/hm。甘薯于5月上旬完成田間栽插，9月中旬完成收獲。其他管理措施同當?shù)卮筇镌耘唷?/p>

1.3 試驗地點

試驗地點位于貴陽市花溪區(qū)貴州大學(xué)教學(xué)試驗場(E 106.681224°，N 26.392998°，海拔1100 m)，年均氣溫15.7 ℃，夏季平均氣溫23.4 ℃，年均降水量1215.7 mm，年均日照時數(shù)1162.6 h，全年無霜期平均339 d。

1.4 測定項目與方法

測定項目及方法參照國家甘薯區(qū)域試驗方案進行，根據(jù)《甘薯種質(zhì)資源描述規(guī)范》標準，觀察記錄各品種在封壟期的植株葉長、葉寬、葉柄長、莖粗、節(jié)間長、最長蔓長、分枝數(shù)、葉色、葉脈色、脈基色、柄基色、莖色、葉形、頂葉形、株型、莖端茸毛16個農(nóng)藝性狀。收獲前對地下薯塊產(chǎn)量采用每個品種各個重復(fù)隨機取樣5株求其單株平均產(chǎn)量，折算標準產(chǎn)量。各品種干物率于收獲后第二天切絲烘干分3次重復(fù)進行測試，每個重復(fù)取鮮重各100 g，烘干至恒重稱量，干物率為干重占鮮重的比值。

1.5 數(shù)據(jù)分析

數(shù)據(jù)用Excel 2016，SPSS23(單因素ANOVA檢驗、相關(guān)性分析)等軟件進行描述性統(tǒng)計分析處理。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同甘薯品種生物學(xué)性狀分析

試驗的50個甘薯品種的頂葉色、葉色、葉脈色、脈基色、柄基色、莖色、葉形、株形、頂葉形和莖端茸毛見表2。對于不同品種植株，其葉色均為濃綠色。在植株頂葉色方面，紫云紅芯薯、紅優(yōu)、遂寧524、HN1號和川221為淡綠色，巖薯5號、徐薯32和蘇薯8號的頂葉色為紫色，商薯19、普薯32、徐紫薯3號、寧紫4號、濟薯26、播州-1和Y6為淡紫色，余慶-1、MS、HN2號以及煙薯25為淡褐色，其余品種植株的頂葉色均為嫩綠色。對于植株的葉脈色，余慶-1、徐薯32、豫薯12、濟薯15號、徐紫薯3號和濟薯26為紫色，遂寧524以及桂粉3號為淡紫色，品種南薯95的主脈呈綠色，支脈呈紫色，其余品種植株的葉脈色均為綠色。在植株脈基色方面，福菜薯18、煙薯25、浙薯3號、莆薯53、渝紫7號、薯綠1號、商薯19、普薯32、MS為綠色，HN1號、濟黑1號、徐紫薯8號、福薯7-6、心香為淡紫色，薯綠1號為淡綠色，其余的為紫色。在柄基色方面，巖薯5號、福菜薯18、煙薯25、浙薯3號、莆薯53、渝紫7號、福薯7-6、心香、徐紫薯8號、商薯19、普薯32、寧紫4號、高系14、HN2號、濟薯26、Y6、MS為綠色，薯綠1號為淡綠色，廣薯87和濟黑1號為淡紫色，其余品種均為紫色。在植株莖色方面，余慶-1、桂粉3號、豫薯12、紅優(yōu)、遂寧524、寧紫4號、蘇薯8號、浙薯70為紫色，徐薯32、心香為淡紫色，徐紫薯3號、徐薯18的莖色為紫中帶綠，南薯88、福菜薯18、徐紫薯8號、濟薯15號、海南1號、播州-1的莖色為綠中帶紫，其余的品種均為綠色。在葉形方面，巖薯5號、福菜薯18、浙薯3號、徐薯32、徐薯18、莆薯53、濟薯15、徐紫薯8號、商薯19、普薯32、徐紫薯3號、廣薯87、濟黑1號、蘇薯8號為掌狀，薯綠1號和心香、川221為全緣葉心形，其余植株葉形均為齒狀。在頂葉形方面，巖薯5號、南薯88、福菜薯18、浙薯3號、莆薯53、徐紫薯8號、普薯32、徐紫薯3號、廣薯87、濟黑1號、蘇薯8號為掌狀，播州17、MS、川221、薯綠1號、渝紫7號為全緣葉心形，其他品種均為齒狀。對于植株的株形，福菜薯18、莆薯53、福薯7-6、薯綠1號、濟黑1號、川221為半直立形植株，其余品種，例如紫云紅芯薯、巖薯5號、濟薯26等44個品種均為匍匐形株形。對于不同植株莖端茸毛情況，紫云紅芯薯、南薯88、福菜薯18、煙薯25、浙薯3號、莆薯53、渝紫7號、薯綠1號、徐紫薯8號、紅優(yōu)、寧紫4號、高系14、Y6、蘇薯8號頂端均無茸毛，而冀薯98以及普薯32的茸毛較多，其余植株只有少量茸毛。

表2 50個甘薯品種的生物學(xué)性狀Tab.2 Biological characters of 50 sweet potato varieties

2.2 不同品種農(nóng)藝性狀的分析

通過觀測記錄50個甘薯品種的農(nóng)藝性狀數(shù)據(jù)，包括葉長、葉寬、葉柄長、莖粗、節(jié)間長、最長蔓長以及分支數(shù)，結(jié)果見表3。在葉長方面，50個品種的葉長長度在10.02～17.66 cm之間，其中葉長最長的是HN2號，最大長度達到了17.66 cm，最短葉長為浙薯70，其長度為10.02 cm；葉長較長的品種有務(wù)川-1、南薯95、煙薯25、播州-1等，這些品種與其他品種間達到了顯著或極顯著差異。在葉寬方面，不同品種的葉寬在9.58～21.34 cm之間，其中葉寬最寬的是南薯95，最大葉寬達到了21.34 cm，最小的是徐紫薯8號，其寬度為9.58 cm；葉寬較寬的品種有高系14、務(wù)川-1、HN2號、濟薯15號、煙薯25，廣薯87等，這些品種與其他品種間達到了顯著或極顯著差異。不同品種的葉柄長度在14.64～37.54 cm之間，其中最長葉柄長的品種是紅優(yōu)，長度達到了37.54 cm，最短的品種是秦薯9號，其長度為14.64 cm；葉柄長較長的品種有煙薯25、渝紫7號、心香、紫云紅芯薯、HN2號、SC30等，這些品種與其他品種間達到了顯著或極顯著差異。在植株莖粗方面，莖粗在4.87～9.43 mm之間，其中莖粗最大的是務(wù)川-1，莖粗為9.43 mm，莖粗最小的是浙薯70，莖粗為4.87 mm；莖粗較大的品種有徐薯18、臺農(nóng)71、桂粉3號、南薯95、紫云紅芯薯等，這些品種與其他品種間達到了顯著或極顯著差異。 在節(jié)間長方面，不同品種的節(jié)間長在2.57～9.64 cm之間，其中最長的品種是南薯88，長度達到了9.64 cm，最短的品種是徐薯32，其長度為2.57 cm；其中節(jié)間長較大的品種有播州-1、紫云紅芯薯、HN1號、HN2號、豫薯7號等，這些品種與其他品種間達到了顯著或極顯著差異。在最長蔓長方面，不同甘薯品種的最長蔓長在0.30～2.98 m之間，其中蔓長最長的品種是南薯88，長度達到了2.98 m，蔓長最短的是浙薯70，其長度為0.30 m；最長蔓長較大的品種有播州-1、紫云紅芯薯、HN1號、HN2號、浙薯3號等，這些品種與其他品種間達到了顯著或極顯著差異。在分支數(shù)方面，不同甘薯品種的分支數(shù)為1.00～23.40個，其中分支數(shù)最多的品種是薯綠1號，其數(shù)量為23.40個，分支數(shù)最少的品種是川221，分支數(shù)為1個；分支數(shù)較多的品種有福菜薯18、臺農(nóng)71、福薯7-6、莆薯53、寧紫4號等。

表3 50個甘薯品種的農(nóng)藝性狀Tab.3 Agronomic characters of 50 sweet potato varieties

2.3 不同品種的產(chǎn)量性狀分析

試驗測得的50個甘薯品種的地下塊根產(chǎn)量見表4。在不同品種單株薯重方面，不同品種的單株薯重在23.00～1271.67 g之間，其中單株薯重最大的品種是SC30，其重量達到了1271.67 g，單株薯重最小的品種是北京553，重量為23.00 g；單株薯重較大的甘薯品種還有商薯19，其單株薯重達到了970.00 g，福薯7-6的單株薯重達到了940.00 g，普薯32的單株薯重達到了1046.67 g，這些品種與其他品種間達到了顯著或極顯著差異。在地下塊根產(chǎn)量方面，產(chǎn)量在897.00～49 595.13 kg/hm之間，其中產(chǎn)量最高的品種是SC30，產(chǎn)量達到了49 595.13kg/hm，產(chǎn)量最低的是北京553，產(chǎn)量為897.00 kg/hm；另外產(chǎn)量較高的品種還有渝紫7號，產(chǎn)量為26 780.13 kg/hm；商薯19，產(chǎn)量達到了37 830.00 kg/hm；還有濟薯26，產(chǎn)量達到了20 799.87 kg/hm，這些品種與其他品種間達到了顯著或極顯著差異。從地下莖產(chǎn)量來看，余慶-1、渝紫7號、商薯19和濟薯26等品種具有一定的增產(chǎn)優(yōu)勢。

試驗測出不同品種薯干率見表4。在50個甘薯品種中，地下薯塊的薯干率最低的5個品種分別是福薯7-6、福菜薯18、薯綠1號、SC30、豫薯7號，平均薯干率分別是14.62%、15.97%、15.98%、16.58%、15.59%；薯干率最高的5個品種分別是紅優(yōu)、徐紫薯8號、HN1號、徐紫薯3號、Y6,分別是25.82%、25.02%、24.95%、24.17%、26.67%；薯干率最高的是紅優(yōu)、Y6和徐紫薯8號，并且都在25%以上。

表4 50個甘薯品種的產(chǎn)量數(shù)據(jù)Tab.4 Yield data of 50 sweet potato varieties

2.4 50個甘薯品種農(nóng)藝性狀的聚類分析

通過歐式距離對50個甘薯品種的農(nóng)藝性狀進行聚類分析(圖1)。在歐式距離為13處，可將50個甘薯品種分為四大類。

圖1 50個甘薯品種基于農(nóng)藝性狀進行聚類分析Fig.1 Cluster analysis of 50 sweet potato varieties based on agronomic characters

第Ⅰ類包含39份材料，分別是川221、浙薯70、北京553、蘇薯8號、秦薯9號、務(wù)川-1、巖薯5號、南薯95、廣薯87、福菜薯18、莆薯53、福薯7-6、寧紫4號、臺農(nóng)71、桂粉3號、紅大苕、濟薯18、徐薯32、攔水苕、白芯薯、烏棒苕、豫薯12、濟薯25、高系14、余慶-1、播州-1、HN1號、MS、普薯32、商薯19、徐紫薯8號、徐紫薯3號、冀薯98、遂寧524、浙薯3號、濟薯26、濟薯15號、徐紫薯8號，具有葉長、葉寬以及節(jié)間長處于中等水平，其最長蔓長較小，分支數(shù)以及葉柄長較大的特點。

第Ⅱ類包含了8份材料，分別是紫云紅芯薯、HN2號、Y6、SC30、煙薯25、渝紫7號、心香、紅優(yōu)，這類材料葉長和節(jié)間長處于中等水平，其葉寬、葉柄長和莖粗是所有材料中最大的，而其分枝數(shù)較小。

第Ⅲ類包含了2份材料，分別是豫薯7號、南薯88，這類材料的分支數(shù)較多，另外還有葉長、葉寬、葉柄長、莖粗較小，最長蔓長中等的特點。

第Ⅳ類材料只有薯綠1號一份材料，其分枝數(shù)最多，最長蔓長也較大的特點。

在第Ⅰ類材料中，有川薯221、浙薯70等9個品種是鮮食類甘薯；有桂粉3號、莆薯53等11個品種是淀粉型甘薯。 第Ⅱ類材料中，渝紫7號、心香是淀粉型甘薯；煙薯25是鮮食型甘薯；紫云紅芯薯、HN2號、Y6、SC30屬于兼用型甘薯。第Ⅲ類材料中，豫薯7號、南薯88都是淀粉型甘薯。第Ⅳ類材料中，薯綠1號是菜用型甘薯。

2.5 50個甘薯品種基于薯干率和地下塊根產(chǎn)量的聚類分析

通過歐式距離對50個甘薯品種的薯干率和地下塊根產(chǎn)量進行聚類分析(圖2)。在歐式距離為13處，將50個甘薯品種分為兩大類。

圖2 50個甘薯品種基于薯干率和地下塊根產(chǎn)量的聚類分析Fig.2 Cluster analysis of 50 sweet potato varieties based on dry potato rate and underground root tuber yield

第Ⅰ類包含45份材料，分別是余慶-1、播州-1、務(wù)川-1、紫云紅芯薯、HH1號、HN2號、Y6、MS、豫薯12、巖薯5號、川221、南薯95、冀薯98、桂粉3號、廣薯87、濟薯25、蘇薯8號、濟黑1號、秦薯9號、浙薯70、北京553、南薯88、福菜薯18、煙薯25、浙薯3號、徐薯32、徐薯18、莆薯53、寧紫4號、高系14、臺農(nóng)71、濟薯26、濟薯18、心香、薯綠1號、豫薯7號、濟薯15號、徐紫薯8號、徐紫薯3號、紅優(yōu)、遂寧524、白芯薯、攔水苕、紅大苕、烏棒苕。

第Ⅱ類包含了5份材料，分別是渝紫7號、SC30、普薯32、商薯19、福薯7-6。第Ⅱ類材料為產(chǎn)量及薯干率都較高的甘薯品種。

2.6 50個甘薯農(nóng)藝性狀與產(chǎn)量的相關(guān)性分析

對葉長、葉寬、莖粗等農(nóng)藝性狀之間相關(guān)性分析結(jié)果見表5，葉長與葉寬之間呈極顯著正相關(guān)關(guān)系(r=0.821)；葉長與葉柄長呈極顯著正相關(guān)關(guān)系(r=0.612)；葉長與莖粗之間呈極顯著正相關(guān)關(guān)系(r=0.501)；葉長與節(jié)間長之間呈極顯著正相關(guān)關(guān)系(r=0.409)；葉長與最長蔓長之間呈顯著正相關(guān)關(guān)系(r=0.333)；葉寬與葉柄長之間呈極顯著正相關(guān)關(guān)系(r=0.508)；葉寬與莖粗之間呈極顯著正相關(guān)關(guān)系(r=0.530)；葉寬與節(jié)間長之間呈極顯著正相關(guān)關(guān)系(r=0.397)；葉柄長與莖粗之間呈顯著正相關(guān)關(guān)系(r=0.287)；葉柄長與產(chǎn)量之間呈顯著正相關(guān)關(guān)系(r=0.357)；節(jié)間長與最長蔓長之間呈極顯著正相關(guān)關(guān)系(r=0.792)。另外，葉寬與分枝數(shù)之間呈負相關(guān)關(guān)系(r=-0.017)；莖粗與干物率之間呈負相關(guān)關(guān)系(r=-0.194)；莖粗與干物率之間呈負相關(guān)關(guān)系(r=-0.061)；分枝數(shù)與干物率之間呈負相關(guān)關(guān)系(r=-0.224)；干物率與產(chǎn)量之間呈負相關(guān)關(guān)系(r=-0.052)。

表5 50個甘薯農(nóng)藝性狀的相關(guān)性分析Tab.5 Correlation Analysis of agronomic traits of 50 sweet potatoes

3 結(jié)論與討論

甘薯地上部的生長同地下塊根產(chǎn)量關(guān)系密切，二者相互促進并且相互制約。研究表明，干物質(zhì)積累量高的品種通常表現(xiàn)為莖桿較粗，蔓長較短。李明福等研究表明，分枝數(shù)、葉柄長、節(jié)間長、蔓長、莖粗等性狀并無明顯的品種特異性。此外，基部分枝數(shù)越多、莖越粗的甘薯品種，其蔓長往往較短，一方面有利于提高地下塊根產(chǎn)量，另一方面也便于田間管理和收獲。葉柄較長會減少葉片疊加，使其保持良好的葉面積和葉層結(jié)構(gòu)，并且提高葉片的光能利用率。崔翠等的研究表明，分枝數(shù)與鮮薯產(chǎn)量之間呈極顯著負相關(guān)關(guān)系，通過適當減少蔓長、分枝數(shù)等手段來達到高產(chǎn)的目的；而鄭光武等則認為分枝數(shù)較多有利于提高甘薯產(chǎn)量。后猛等研究表明，選擇莖粗適中、蔓長適中、分枝數(shù)多的株系可達到甘薯高產(chǎn)的目的。楊航等通過在貴陽市進行品比試驗表明，浙薯13干物率較高、食味較好，廣薯87產(chǎn)量較高，薯形較好，在貴州具有一定的推廣價值?？梢?，對甘薯的農(nóng)藝性狀與地下薯塊產(chǎn)量之間的關(guān)系進行研究具有重要意義。在本次研究中發(fā)現(xiàn)株型對產(chǎn)量的影響較大，產(chǎn)量較高的品種具有株型匍匐狀，蔓長中等水平，分支數(shù)較多以及葉柄長較長的特點。蔓長中等即可以防止甘薯過多的將同化物分配到地上部；分枝數(shù)多可增加甘薯葉面積，可為甘薯地下塊根的生長提供能多的營養(yǎng)物質(zhì)。在這些品種中，紫色甘薯塊根產(chǎn)量較小，這可能是因為紫甘薯葉片中花青素含量較高，而花青素主要是光保護色素，其捕光能力低于葉綠素，因此紫色甘薯的產(chǎn)量較低。

產(chǎn)量是甘薯育種工作中重要的目標性狀，通過提高產(chǎn)量可以進一步提高甘薯種植帶來的經(jīng)濟效益、生態(tài)效益和社會效益。甘薯的產(chǎn)量受到多種因素的影響，另外品種和環(huán)境的互作效應(yīng)、年份與地點的互作效應(yīng)能夠形成復(fù)雜的機制。在本次研究中，豐產(chǎn)性方面，產(chǎn)量作為衡量甘薯品種的豐產(chǎn)性的重要標準。通過試驗發(fā)現(xiàn)福薯7-6、商薯19、普薯32、SC30產(chǎn)量較高，分別達到36 660 kg/hm、37 830 kg/hm、40 833 kg/hm、495 951 kg/hm。另外，基于干物率和地下薯塊產(chǎn)量進行聚類分析將50個甘薯品種分成2大類，其中，第Ⅰ類群綜合表較好，葉長、葉寬以及節(jié)間長處于中等水平，其蔓長較短，分支數(shù)以及葉柄長較大，其蔓長較短，產(chǎn)量也較大，其中甘薯品種SC30、普薯32、商薯19、福薯7-6在黔中地區(qū)為豐產(chǎn)性較好的品種。

本研究從不同甘薯品種的生物學(xué)性狀、農(nóng)藝性狀與薯干率、產(chǎn)量之間的關(guān)系入手，通過方差分析、聚類分析、相關(guān)性分析表明，SC30、福薯7-6、商薯19、紅優(yōu)和徐紫薯8號適合在黔中地區(qū)引進推廣種植。