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耐低钾马铃薯品种的筛选与评价

刘寅笃, 脱军康, 李成举, 张锋, 张春利, 张莹, 王云姣, 范又方, 姚攀锋, 孙超, 刘玉汇, 刘震, 毕真真, 白江平

植物学报 2024, 59 (1): 75-88. DOI: 10.11983/CBB23016

摘要（202）

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土壤缺钾严重降低了我国马铃薯(Solanum tuberosum)的产量。而不同品种马铃薯对低钾的响应差异较大。因此, 采用耐低钾马铃薯品种可通过提高钾素利用效率减少钾肥施用量, 成为我国农业可持续发展和绿色发展的重要途径。该研究对30个马铃薯品种在正常钾处理(202.5 kg∙hm^-2 K₂O)和低钾处理(0 kg∙hm^-2 K₂O)下的17个指标进行测定, 并对9个代表性指标, 包括叶面积指数、根冠比、茎叶干质量、根干质量、单株产量、单株大薯产量、单株小薯产量、块茎干质量和块茎钾积累量进行后续分析。结果表明, 在低钾条件下, 各项指标均有不同程度的下降。主成分分析表明, 这9个指标可转换为4个独立的综合指标, 累计贡献率达87.1%。根据综合评价值(D值)和聚类分析, 将30个品种分为6类, 其中第1类为高度耐低钾品种, 包括Lucinda、Favorita、Kexin1、Xisen6、Xingjia2、Helan15和Chuanyin2, 第2类为中度耐低钾品种, 包括Longshu20、Dingshu3、Jizhang12(W)、Jiuen1、Longshu19和Jizhang12(Y)。此外还建立了耐低钾性评价回归模型Y= -0.595+0.247X₅+0.155X₄+0.138X₃+0.167X₈+0.088X₁+0.081X₆+0.097X₉+0.053X₂(R²=0.999, P=0.000), 利用回归方程对30个品种的估计精度均在90%以上。在低钾条件下, 可利用单株产量、根干质量、茎叶干质量、块茎干质量、叶面积指数、单株大薯产量、块茎钾积累量和根冠比快速鉴定耐低钾马铃薯品种。

Item		X₁	X₂	X₃	X₄	X₅	X₆	X₇	X₈	X₉
NPK	Mean value	2.72	0.06	70.94	7.33	0.99	0.58	0.41	0.22	2.73
	Maximum	4.45	0.10	193.06	27.13	1.60	1.14	0.92	0.31	4.59
	Minimum	1.48	0.04	15.70	1.85	0.59	0.32	0.16	0.14	1.54
	Range	2.97	0.06	177.36	25.27	1.01	0.82	0.76	0.18	3.05
	Variation of coefficient (%)	25.3	22.3	55.3	68.9	23.8	35.7	41.5	24.2	29.0
NP	Mean value	3.50	0.06	86.21	8.41	0.91	0.50	0.40	0.20	2.52
	Maximum	5.20	0.10	161.21	38.54	1.45	1.08	0.91	0.33	4.32
	Minimum	2.15	0.03	24.24	1.80	0.37	0.19	0.15	0.09	1.18
	Range	3.05	0.07	136.97	36.74	1.08	0.89	0.76	0.24	3.13
	Variation of coefficient (%)	21.1	29.4	48.5	80.2	27.8	45.0	36.7	24.7	28.1
LPTC	Mean value	1.33	0.94	1.28	1.16	0.93	0.88	1.05	0.93	0.95
	Maximum	1.66	1.42	1.66	1.76	1.35	1.51	2.18	1.31	1.37
	Minimum	0.68	0.56	0.72	0.48	0.53	0.34	0.61	0.59	0.52
	Range	0.98	0.86	0.94	1.28	0.83	1.18	1.57	0.72	0.85
	Variation of coefficient (%)	20.5	24.6	23.8	28.4	23.5	30.1	30.9	21.8	24.4

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表2 正常钾处理和低钾处理下马铃薯各指标的变异及耐低钾系数的变异

正文中引用本图/表的段落

选择有效的指标对筛选耐低钾马铃薯品种尤为重要。而品种变异程度则是决定筛选指标是否有效的重要依据, 变异程度越大, 说明该指标越能体现不同品种间的差异。在17个指标中, 叶面积指数、根冠比、茎叶干质量、根干质量、单株产量、单株大薯产量、单株小薯产量、块茎干质量和块茎钾积累量9个指标在正常钾与低钾处理下差异较大, 变异系数均大于20%, 最大值与最小值的倍数在2.2-21.4之间, 且这9个指标相对值耐低钾系数(LPTC)的变异系数均在20%以上, 最大值与最小值的倍数在2.2-4.4之间(表2)。说明这些指标表征不同品种马铃薯耐低钾性的灵敏度较高, 可作为耐低钾马铃薯品种筛选的指标。

X₁-X₉同表2。

*和**分别表示在0.05和0.01水平显著相关。X₁-X₉同表2。

X₁-X₉同表2。

以上结果表明, 在第1主成分的表达式中, 单株产量、单株大薯产量、块茎干质量及块茎钾积累量的系数绝对值较大, 因此这4个指标决定第1个综合指标, 该综合指标反映最终块茎产量、干物质量及钾积累量。在第2主成分的表达式中, 茎叶干质量和根干质量的系数绝对值较大, 因此这2个指标决定第2个综合指标, 该综合指标反映植株地上部及地下部干物质积累。在第3主成分的表达式中, 叶面积指数和单株小薯产量的系数绝对值较大, 这2个指标决定第3个综合指标, 该综合指标反映植株光合作用及小薯产量。在第4主成分的表达式中, 根冠比的系数绝对值较大, 该指标决定第4个综合指标, 该综合指标反映植株地上部与地下部生物量的比例。

同列不同小写字母表示同一测定指标在不同类别马铃薯品种间差异显著(P<0.05)。X₁-X₆、X₈和X₉同表2。

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