20 个马铃薯品种品质比较与综合评价

doi:10.15933/j.cnki.1004-3268.2022.08.004

摘要/Abstract

摘要： 对20个马铃薯品种的单株块茎产量、淀粉含量、还原糖含量、可溶性糖含量、维生素C含量、蛋白质含量进行分析，并结合主成分分析、隶属函数法、系统聚类分析对马铃薯块茎的品质进行了综合评价，以期筛选出适宜在榆林市种植的适用于不同加工用途且品质优良的马铃薯品种。结果表明，不同马铃薯品种间各品质指标存在很大差异，单株块茎产量、淀粉含量、还原糖含量、可溶性糖含量、维生素C含量和蛋白质含量的变异系数分别为46.76%、50.07%、50.66%、64.79%、33.72%和68.10%。陇薯11号的单株块茎产量与淀粉含量最高，LZ112的还原糖含量最高，陇薯9号的可溶性糖含量最高，老红皮的维生素C含量和蛋白质含量最高。主成分分析结果表明，供试20个马铃薯品种的品质指标可以用4个主成分来表示（方差累积贡献率达90.448%），各成分代表性指标分别为蛋白质含量、淀粉含量、可溶性糖含量、还原糖含量。进一步采用隶属函数法和系统聚类分析对马铃薯品质进行综合评价，共筛选出7个品质较优的马铃薯品种，占供试品种的35.0%。其中，1种（定薯3号）可作为菜用和淀粉加工的兼用种质，1种（甘引薯1号）可作为全粉加工和油炸食品加工的兼用种质，1种（陇薯11号）可作为大规模推广种植后用于淀粉加工的种质，2种（L08104-12和费乌瑞它）可作为全粉加工的种质，2种（冀张薯12号和陇薯9号）可作为油炸类食品加工的种质。

关键词: 马铃薯, 品种, 品质评价, 加工用途, 主成分分析, 隶属函数, 系统聚类分析

Abstract: The tuber yield per plant，starch content，reducing sugar content，soluble sugar content，vitamin C content and protein content of 20 potato varieties were analyzed，and the comprehensive evaluation of quality was done by principal component analysis，membership function method and cluster analysis，so as to screen out potato varieties with good quality and suitable for different processing purposes and cultivation in Yulin City. The results showed that there were great differences in quality indexes among different potato varieties.The variation coefficients of tuber yield per plant，starch content，reducing sugar content，soluble sugar content，vitamin C content and protein content were 46.76%，50.07%，50.66%，64.79%，33.72% and 68.10% respectively.The tuber yield per plant and starch content of Longshu 11 were the highest，the reducing sugar content of LZ112 was the highest，the soluble sugar content of Longshu 9 was the highest，the vitamin C content and protein content of Laohongpi were the highest.The results of principal component analysis showed that the quality indexes of 20 potato varieties could be expressed by four principal components（the cumulative variance contribution rate was 90.448%），and the representative indexes of each component were protein content，starch content，soluble sugar content and reducing sugar content respectively. Then，comprehensive evaluation was carried out by membership function method and cluster analysis.The results showed that seven varieties with better quality were screened out，accounted for 35.0% of the tested varieties，one variety（Dingshu 3）could be used for both vegetable and starch processing，one variety（Ganyinshu 1）could be used for whole flour processing and fried food processing，one variety（Longshu 11）could be used for starch processing after large⁃scale cultivation，two varieties（L08104⁃12 and Feurita）could be processed as whole flour，and two varieties（Jizhangshu 12 and Longshu 9）could be used for fried food processing.

Key words: Potato, Varietiy, Quality evaluation, Processing purpose, Principal component analysis, Membership function, Cluster analysis

中图分类号:

S532

张帆, 李源, 陈梦茹, 邢英英, 王秀康. 20 个马铃薯品种品质比较与综合评价[J]. 河南农业科学, 2022, 51(8): 28-36.

ZHANG Fan, LI Yuan, CHEN Mengru, XING Yingying, WANG Xiukang. Comparison and Comprehensive Evaluation of Quality of 20 Potato Varieties[J]. Journal of Henan Agricultural Sciences, 2022, 51(8): 28-36.

参考文献

［1］XING Y Y，MI F Y，WANG X K.Effects of different nitrogen fertilizer types and application rates on maize yield and nitrogen use efficiency in Loess Plateau of China［J］.Journal of Soils and Sediments，2022，22（7）：1938⁃1958.
［2］ZHANG S H，FAN J L，ZHANG F C，et al.Optimizing irrigation amount and potassium rate to simultaneously improve tuber yield，water productivity and plant potassium accumulation of drip⁃fertigated potato in northwest China［J］.Agricultural Water Management，2022，264：107493.
［3］WANG H D，CHENG M H，ZHANG S H，et al.Optimization of irrigation amount and fertilization rate of drip⁃fertigated potato based on Analytic Hierarchy Process and Fuzzy Comprehensive Evaluation methods［J］.Agricultural Water Management， 2021， 256：107130.
［4］WANG X K，GUO T，WANG Y，et al.Exploring the optimization of water and fertilizer management practices for potato production in the sandy loam soils of Northwest China based on PCA［J］.Agricultural Water Management，2020，237：106180.
［5］胡新元，李梅，田世龙，等.西北旱区不同品种马铃薯薯饼加工品质特性分析［J］.食品工业科技，2018，39（5）：36⁃40.
HU X Y，LI M，TIAN S L，et al.Processing quality characteristics analysis of potato⁃cake of different potato varieties in northwest arid area［J］.Science and Technology of Food Industry，2018，39（5）：36⁃40.
［6］仇菊，朱宏，朱大洲，等.不同加工用途马铃薯品质特性分析［J］.中国马铃薯，2019，33（6）：372⁃378.
QIU J，ZHU H，ZHU D Z，et al.Quality characteristics analyses of potatoes for different processing purposes［J］.Chinese Potato Journal，2019，33（6）：372⁃378.
［7］QUAN W，WU Z L，JIAO Y，et al.Exploring the relationship between potato components and Maillard reaction derivative harmful products using multivariate statistical analysis［J］.Food Chemistry，2021，339：127853.
［8］WANG H D，WANG X K，BI L F，et al.Multi⁃objective optimization of water and fertilizer management for potato production in sandy areas of northern China based on TOPSIS［J］.Field Crops Research，2019，240：55⁃68.
［9］岳新丽，湛润生，弓越，等.不同品种马铃薯营养品质分析及利用价值评价［J］.陕西农业科学，2021，67（7）：18⁃21.
YUE X L，ZHAN R S，GONG Y，et al.Analysis of nutritional quality and utilization value of different potato varieties［J］.Shaanxi Journal of Agricultural Sciences，2021，67（7）：18⁃21.
［10］杨炳南，张小燕，赵凤敏，等.不同马铃薯品种的不同加工产品适宜性评价［J］.农业工程学报，2015，31（20）：301⁃308.
YANG B N，ZHANG X Y，ZHAO F M，et al.Suitability evaluation of different potato cultivars for processing products［J］.Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering，2015，31（20）：301⁃308.

［11］李守强，田世龙，李梅，等.主成分分析和隶属函数法综合评价15种（系）马铃薯的营养品质［J］.食品工业科技，2020，41（6）：272⁃276，291.

LI S Q，TIAN S L，LI M，et al.Comprehensive evaluation of the nutrition quality of 15 varieties of potatoes by principal component analysis and subordinate function method［J］.Science and Technology of Food Industry，2020，41（6）：272⁃276，291.
［12］朱永永，赵贵宾，熊春蓉，等.全膜垄作侧播栽培模式下主要旱作马铃薯品种营养品质综合评价［J］.干旱地区农业研究，2018，36（5）：88⁃93.
ZHU Y Y，ZHAO G B，XIONG C R，et al.A comprehensive evaluation of the nutritional quality of potato varieties in the drought⁃planting mode under side⁃seeding on ridge and full plastic⁃film mulching［J］.Agricultural Research in the Arid Areas，2018，36（5）：88⁃93.
［13］吴琪滢，李德明，郭志乾，等.西北地区不同马铃薯种质资源产量和营养品质综合分析与评价［J］.中国马铃薯，2021，35（6）：489⁃499.
WU Q Y，LI D M，GUO Z Q，et al.Comprehensive analysis and evaluation of yield and nutritional quality of different potato germplasm resources in Northwest China［J］.Chinese Potato Journal，2021，35（6）：489⁃499.
［14］WANG X K，XIE K.Multi⁃objective optimization of potato varieties and effective ways to improve potato（Solanum tuberosum L.）tuber quality in the Loess Plateau of China［J］.Applied Ecology and Environmental Research，2022，20（1）：743⁃769.
［15］孙景生，刘祖贵，张寄阳，等.风沙区参考作物需水量的计算［J］.灌溉排水，2002，21（2）：17⁃20，24.
SUN J S，LIU Z G，ZHANG J Y，et al.Reference crop evapotranspiration calculation in windy desert area in inner mongolia［J］.Irrigation and Drainage，2002，21（2）：17⁃20，24.
［16］高俊凤. 植物生理学实验指导［M］.北京：高等教育出版社，2006.
GAO J F.Experimental guidance of plant physiology［M］.Beijing：Higher Education Press，2006.
［17］XING Y Y，ZHANG T，JIANG W T，et al.Effects of irrigation and fertilization on different potato varieties growth，yield and resources use efficiency in the Northwest China［J］.Agricultural Water Management，2022，261：107351.
［18］李思梦，李凯峰，李茂兴，等.冬作马铃薯新品种块茎营养品质综合评价［J］.中国农学通报，2021，37（22）：22⁃27.
LI S M，LI K F，LI M X，et al.Integrated assessment of the tuber nutritional quality of new winter potato varieties［J］.Chinese Agricultural Science Bulletin，2021，37（22）：22⁃27.
［19］潘峰.马铃薯种质资源品质性状及利用价值的评价［D］.哈尔滨：东北农业大学，2019.
PAN F.Evaluation of quality characters and utilization value of potato germplasm resources［D］.Harbin：Northeast Agricultural University，2019.
［20］颉瑞霞，张小川，吴林科，等.马铃薯种质资源主要品质性状分析与评价［J］.分子植物育种，2020，18（20）：6828⁃6836.
JIE R X，ZHANG X C，WU L K，et al.Main quality traits analysis and evaluation of potato germplasms［J］.Molecular Plant Breeding，2020，18（20）：6828⁃6836.
［21］闫海锋，许娟，李韦柳，等.广西冬作区不同马铃薯品种（系）品质比较与综合评价［J］.南方农业学报，2017，48（2）：246⁃251.
YAN H F，XU J，LI W L，et al.Quality comparison and comprehensive evaluation on potatoes of different varieties（lines）in winter cropping areas of Guangxi［J］.Journal of Southern Agriculture，2017，48（2）：246⁃251.
［22］王丹，张志成，林团荣，等.马铃薯杂交育种技术研究［J］.种子，2021，40（4）：139⁃141，148.
WANG D，ZHANG Z C，LIN T R，et al.Study on potato hybrid breeding technology［J］.Seed，2021，40（4）：139⁃141，148.
［23］张胜.遗传因素和环境条件对马铃薯产量、品质、养分吸收影响的研究［D］.呼和浩特：内蒙古农业大学，2011.
ZHANG S.Effects of genetic factors and environmental conditions on yield，quality and nutrient absorption of
potato［D］.Hohhot：Inner Mongolia Agricultural University，2011.
［24］李建武，文国宏，李高峰，等.陇薯系列高淀粉马铃薯品种的淀粉产量及品质性状综合评价［J］.核农学报，2020，34（2）：329⁃338.
LI J W，WEN G H，LI G F，et al.Evaluation of starch yield and nutrition quality traits in Longshu series potato varieties with high starch content［J］.Journal of Nuclear Agricultural Sciences，2020，34（2）：329⁃338.
［25］张红，郑世英，梁淑霞，等.高淀粉加工专用型马铃薯育种研究进展［J］.作物杂志，2019（1）：9⁃14.
ZHANG H，ZHENG S Y，LIANG S X，et al.Research progress in breeding special potatoes with high starch content［J］.Crops，2019（1）：9⁃14.
［26］石瑛，张丽莉，魏峭嵘，等.淀粉加工型马铃薯新品种东农308的选育［J］.中国蔬菜，2014，21（2）：54⁃56.
SHI Y，ZHANG L L，WEI Q R，et al.A new starch processing type potato variety：‘Dongnong 308’［J］.China Vegetables，2014，21（2）：54⁃56.
［27］赵青霞，林必博，张鑫，等.马铃薯抗低温糖化渐渗系培育和炸片品系筛选［J］.中国农业科学，2013，46（20）：4210⁃4221.
ZHAO Q X，LIN B B，ZHANG X，et al.Breeding introgression potato lines with resistance to cold⁃induced sweetening and screening for chip processing lines［J］.Scientia Agricultura Sinica，2013，46（20）：4210⁃4221.
［28］MORI K，ASANO K，TAMIYA S，et al.Challenges of breeding potato cultivars to grow in various environments and to meet different demands［J］.Breeding Science，2015，65（1）：3⁃16.
［29］DECKER E A，FERRUZZI M G.Innovations in food chemistry and processing to enhance the nutrient profile of the white potato in all forms［J］.Advances in Nutrition，2013，4（3）：345⁃350.
［30］王秀康，杜常亮，邢金金，等.基于施肥量对马铃薯块茎品质影响的主成分分析［J］.分子植物育种，2017，15（5）：2003⁃2008.
WANG X K，DU C L，XING J J，et al.Based on potato tuber quality response to fertilizer rates：A principal component analysis［J］.Molecular Plant Breeding，2017，15（5）：2003⁃2008.
［31］杜常亮，王秀康，王宁，等.水肥互作效应对陕北温室马铃薯生长及品质的影响［J］.分子植物育种，2020，18（5）：1702⁃1709.
DU C L，WANG X K，WANG N，et al.Effects of irrigation levels and fertilization amounts on potato growth and quality in greenhouse in Northern Shaanxi［J］.Molecular Plant Breeding，2020，18（5）：1702⁃1709.
［32］HAMERNIK A J，HANNEMAN R E，JANSKY S H.Introgression of wild species germplasm with extreme resistance to cold sweetening into the cultivated potato［J］.Crop Science，2009，49（2）：529⁃542.
［33］王红林，左艳春，严旭，等.刈割高度与施氮量对饲料桑全株产量及营养品质的影响［J］.草业学报，2021，30（11）：203⁃211.
WANG H L，ZUO Y C，YAN X，et al.Effect of cutting height and nitrogen fertilizer rate on yield and nutritive value of whole⁃plant mulberry（Morus alba）［J］.Acta Prataculturae Sinica，2021，30（11）：203⁃211.
［34］刘媛，王健，任丛涛，等.冀西北坝上地区8种马铃薯的营养及质构品质评价［J］.现代食品科技，2020，36（10）：79⁃85，107.
LIU Y，WANG J，REN C T，et al.Evaluation of the nutritional quality and texture characteristics of 8 varieties of potatoes in Bashang area of Northwest Hebei［J］.Modern Food Science and Technology，2020，36（10）：79⁃85，107.
［35］何文，张秀芬，郭素云，等.基于主成分分析和聚类分析对22份马铃薯种质的综合评价［J］.种子，2021，40（3）：80⁃86.
HE W，ZHANG X F，GUO S Y，et al.Comprehensive evaluation of 22 potato germplasm based on principal
component analysis and cluster analysis［J］.Seed，2021，40（3）：80⁃86.

[1]	乔雨轩, 申潇潇, 焦雪辉, 周小娟, 岳长平, 史喜兵. 基于表型性状的观赏桃种质遗传多样性分析[J]. 河南农业科学, 2024, 53(2): 108-117.
[2]	谢世兴, 蒋超, 赵冰欣, 董晓旭, 栗慧, 卢海博, 赵海超, 刘松涛, 魏东, 黄智鸿. 冀西北寒旱区不同鲜食玉米品种秸秆饲用品质特性研究[J]. 河南农业科学, 2024, 53(1): 32-40.
[3]	任志超, 李想, 李先锋, 毋丽丽, 王景, 彭志良, 刘国顺, 殷全玉. 生物炭对黑胫病抗性不同烤烟品种根际土壤真菌群落结构的影响[J]. 河南农业科学, 2024, 53(1): 105-115.
[4]	李敏, 郭雷风, 王瑞利. 无人机遥感在马铃薯田间表型研究中的应用[J]. 河南农业科学, 2023, 52(9): 24-32.
[5]	王晓洁, 黎美霞, 陶蕾, 张波, 何昕孺, 米佳, 戴国礼, 徐文娣. 48 份黑果枸杞种质主要表型和品质性状的遗传多样性研究[J]. 河南农业科学, 2023, 52(9): 78-90.
[6]	豆丹丹, 孙建军, 王德新, 郭玉玺, 郭新海, 丁超明. 播期对早中稻产量和品质的影响[J]. 河南农业科学, 2023, 52(7): 12-23.
[7]	张秀锦, 张容慧, 蔡景行, 王国坤, 柴冠群, 黄承玲, 范成五. 镍污染稻田低积累水稻品种筛选及健康风险评价[J]. 河南农业科学, 2023, 52(6): 61-69.
[8]	魏源, 吕梦炀, 马亚特, 刘静, 王旋, 王东升. 基于3 种分析方法的板栗果实营养品质综合评价[J]. 河南农业科学, 2023, 52(6): 111-119.
[9]	雷梦瑶, 高小峰, 白清敏, 邓珂, 左卫芳, 李玉英. 不同品种石榴枝条的抗寒性评价[J]. 河南农业科学, 2023, 52(6): 120-130.
[10]	赵海军, 史佳晴, 王彬, 郭益洋, 胡小丽, 韩赞平. 150 份玉米自交系籽粒及其品质性状的综合评价[J]. 河南农业科学, 2023, 52(5): 33-39.
[11]	吴国江, 周伟, 余忠浩, 李岩, 吕静波, 王振国, 周亚星. 基于主成分、灰色关联和DTOPSIS 分析的176份糯高粱种质资源综合评价[J]. 河南农业科学, 2023, 52(5): 40-51.
[12]	陈泽东, 师焕婷, 董殿琪, 王亚鑫, 王金凤, 虞波, 王鹏飞, 康国章. 不同小麦品种（系）耐低磷能力综合评价与代表性评价指标筛选[J]. 河南农业科学, 2023, 52(4): 21-30.
[13]	杨忠亮, 徐怀友, 侯玉兵, 张瑞, 雷秀娟, 王英平. 人参新品种福星牛性状观测及SSR 分子鉴定[J]. 河南农业科学, 2023, 52(3): 56-63.
[14]	柴冠群, 周礼兴, 王丽, 刘桂华, 秦松, 曹艳, 范成五. 不同品种马铃薯块茎Cd 吸收特征及食用安全性评价[J]. 河南农业科学, 2023, 52(3): 73-81.
[15]	屈小玉, 吴娜, 赵匆, 陈娟, 刘吉利. 供磷水平对柳枝稷干物质量及磷吸收利用特性的影响[J]. 河南农业科学, 2023, 52(3): 82-90.