不同水分处理下施用立收谷对马铃薯品质的影响

doi:10.16035/j.issn.1001-7283.2024.06.018

不同水分处理下施用立收谷对马铃薯品质的影响

庞敏昡^,, 王瀚, 李志涛, 史宁帆, 蒲转芳, 张锋, 姚攀锋, 毕真真, 白江平, 孙超^,

甘肃农业大学农学院/省部共建干旱生境作物学国家重点实验室/甘肃省作物遗传改良与种质创新重点实验室，730070，甘肃兰州

Effects of Applying Diquat-Dibromide on Potato Quality under Different Watering Treatments

Pang Minxuan^,, Wang Han, Li Zhitao, Shi Ningfan, Pu Zhuanfang, Zhang Feng, Yao Panfeng, Bi Zhenzhen, Bai Jiangping, Sun Chao^,

College of Agronomy, Gansu Agricultural University / State Key Laboratory of Aridland Crop Science / Gansu Key Laboratory of Crop Improvement & Germplasm Enhancement, Lanzhou 730070, Gansu, China

通讯作者: 孙超，主要从事作物遗传育种研究，E-mail：sunc@gsau.edu.cn

收稿日期: 2024-01-24 修回日期: 2024-06-20 网络出版日期: 2024-07-29

基金资助:

国家自然科学基金(32060502)
甘肃省科技计划(21JR7RA804)
国家现代农业产业技术体系(CARS-09-P10)
省部共建干旱生境作物学国家重点实验室开放基金(GSCS-2022-Z01)

Received: 2024-01-24 Revised: 2024-06-20 Online: 2024-07-29

作者简介 About authors

庞敏昡，主要从事马铃薯遗传育种研究，E-mail：2039259732@qq.com

摘要

为探究立收谷对正常浇水和干旱胁迫下不同贮藏期马铃薯品质的影响，选用3个抗旱性不同的马铃薯品种，采用盆栽控水法进行干旱胁迫。种植后50 d时进行干旱处理，于收获前10 d施用立收谷后进行测产。在25 ℃环境中贮藏，于0、30和60 d时测块茎产量及各营养品质、薯皮厚度及块茎硬度。结果表明，除品种陇薯6号在正常灌溉下施用立收谷后对产量有显著提升外，其他品种产量均无显著变化。但施用立收谷对不同品种马铃薯的块茎硬度和薯皮厚度均有显著提高，这对减轻机械化收获马铃薯和运输贮藏过程中产生的块茎物理损伤起重要作用。对所测指标进行主成分分析并采用隶属函数法进行综合评价，起主要作用的有3种主成分，累计贡献率达到85.544%，贡献最大的因子为块茎硬度、蛋白质、钙。且耐旱中间型陇薯6号综合评价最高，敏感型大西洋最低，说明立收谷对陇薯6号品质影响最大。

关键词： 马铃薯块茎; 干旱胁迫; 立收谷; 主成分分析; 隶属函数法

Abstract

In order to investigate the effect of applying Diquat-dibromide on potato quality under normal watering and drought stress, three potato varieties with different drought resistances were selected and pot water control method was used for drought stress. Drought stress treatment was applied 50 d after planting, and Diquat-dibromide was applied 10 d before harvest. Tuber yield, nutrient quality, skin thickness and tuber hardness were measured at 0, 30 and 60 d after storage at 25 ℃. The results showed that the yield of Longshu 6 was significantly increased after Diquat-dibromide treatment under normal watering, while the yield of other varieties did not change significantly. However, applying Diquat-dibromide significantly increased the tuber hardness and skin thickness of different potato varieties, which could play an important role in reducing the physical damage of tubers caused by mechanical harvest, transportation and storage of potatoes. Principal component analysis and membership function method were used for comprehensive evaluation of the measured indexes, three principal components played the main role, with a cumulative contribution rate of 85.544%. The contribution of tuber hardness, protein and calcium was the largest. Drought-tolerant intermediate type Longshu 6 had the highest comprehensive evaluation, while-drought sensitive variety Atlantic was the lowest, indicating that applying Diquat-dibromide had the greatest impact on the quality of Longshu 6.

Keywords： Potato tuber; Drought stress; Diquat-dibromide; Principal component analysis; Membership function method

PDF (523KB) 元数据多维度评价相关文章导出 EndNote| Ris| Bibtex 收藏本文

本文引用格式

庞敏昡, 王瀚, 李志涛, 史宁帆, 蒲转芳, 张锋, 姚攀锋, 毕真真, 白江平, 孙超. 不同水分处理下施用立收谷对马铃薯品质的影响. 作物杂志, 2024, 40(6): 132-139 doi:10.16035/j.issn.1001-7283.2024.06.018

Pang Minxuan, Wang Han, Li Zhitao, Shi Ningfan, Pu Zhuanfang, Zhang Feng, Yao Panfeng, Bi Zhenzhen, Bai Jiangping, Sun Chao. Effects of Applying Diquat-Dibromide on Potato Quality under Different Watering Treatments. Crops, 2024, 40(6): 132-139 doi:10.16035/j.issn.1001-7283.2024.06.018

马铃薯（Solanum tuberosum L.）是世界第三大粮食作物，也是我国主要粮食作物^[1]。块茎作为其主要食用器官，含有丰富的营养物质。品质是马铃薯最重要的经济性状，品质优劣决定马铃薯加工产品的应用价值和市场竞争力^[2]。马铃薯中含有8%~34%淀粉^[3]、2%~3%蛋白质、0.2%脂肪，还有多种无机盐、维生素及生理活性物质等^[4]。

立收谷（Diquat-dibromide）是一种催枯剂，又名敌草快，是英国先正达公司注册登记的联吡啶类广谱触杀灭生型作物催枯剂^[5]。在作物收获前喷洒立收谷可以将谷粒在田间脱水干燥，使收获的谷物更快脱水。立收谷能被植物绿色组织快速吸收，进而阻抑光合电子传递，破坏叶绿体，快速催枯作物，促进作物安全脱水贮藏，避免收获后因含水量过大、缺乏晾晒条件而造成堆积过厚、发热霉变^[6]，减少产量损失，谷物质量最终以最佳状态保存下来。

立收谷在水稻^[7-8]、小麦^[9-10]等作物的脱水效果研究较多，立收谷喷施于水稻，使水稻枯黄，茎叶脱水速度快，成熟期提前，提早收获^[11]；小麦种子脱水能力弱造成农户在收获后的贮存上有一定的困难，出现霉变等质量问题，通过给成熟期的小麦施用立收谷能加强种子脱水作用，有利于贮存，且种子活力不受影响^[12]。研究施用立收谷和其他化学药剂对谷子的影响试验中发现，立收谷使谷子的脱水速度加快，且在一定浓度下使谷子增产明显^[13]。立收谷的施用在马铃薯机械收获中应用较少，因收获的块茎含水量较高，机械收获过程中块茎容易出现不同程度的损伤，比如表皮受损、块茎受到挤压等，受损的块茎会随贮藏时间增加而发烂，进而影响品质和商品性质量，增加块茎的薯皮厚度和硬度可有效降低此类损伤。关于立收谷对马铃薯营养品质、薯皮厚度和块茎硬度影响的研究鲜见报道。

马铃薯对水分亏缺和高温条件很敏感^[14]，我国马铃薯主要种植地区为西北干旱区和半干旱区，连续干旱会导致块茎产量大幅下降^[15]。马铃薯在生长发育期需要足够的水分才能发芽生长出块茎，若马铃薯幼苗期缺失水分，会使马铃薯产量降低，经济效益下降^[16]，幼苗期到现蕾期这段时期不宜过多浇水或缺水，浇水过多影响根系发育和降低后期抗旱能力，缺水会导致部分幼苗根系发育不良影响结薯，导致现蕾期花蕾脱落。加工型马铃薯现蕾后进入水分敏感阶段，水分供应对其生长十分重要^[17]。因此，本研究选取了3个抗旱性不同的马铃薯品种，探究在正常浇水和干旱胁迫下施用立收谷对不同马铃薯品种产量和品质的影响，也为红薯、木薯、芋头等其他薯类作物使用立收谷提供参考。

1 材料与方法

1.1 试验材料

选用3种抗旱性不同的马铃薯脱毒微型薯为研究材料，3种材料均由甘肃省定西市农业科学研究院提供（表1）。

表1 试验材料及耐旱性

Table 1 The test materials and their drought-tolerance

品种Variety	耐旱性Drought-tolerance
大西洋Atlantic (Atl)	敏感型^[14,18]
陇薯6号Longshu 6 (L6)	中间型^[19]
青薯9号Qingshu 9 (QS9)	耐旱型^[20]

新窗口打开| 下载CSV

1.2 试验地概况

于2018年9月在甘肃农业大学校内试验基地进行（103°42′ E，36°04′ N，海拔1520 m，属北温带半干旱大陆性气候区^[20]），7月和8月日平均温度较高，为27.5 ℃，6、7和8月的降水量较高，5-9月的月均降水量32 mm，马铃薯于5月3日播种，9月3日收获。

1.3 试验设计

选择使用盆栽，利用盆栽控水方式。盆高40 cm，内径38 cm。以营养土:蛭石=2:1混合作为栽培用土，其土壤含全氮1.5%、全磷1.8%、全钾1.8%、有机质50%，pH 7.0~7.5。

每盆播种一粒约50 g的微型薯，播种在土层深约8 cm处，浇水至土壤达到饱和含水量（θ_w= 65%~75%）。每隔1 d用土壤水分测定仪（TDR 300）测定土壤含水量^[21]，并及时补水，保证盆内的含水量保持稳定，当一半及以上的马铃薯植株现蕾时进行干旱处理。

共设置了4个处理，分别为正常灌溉不加立收谷（ND-NDQ）、正常灌溉加立收谷（ND-DQ）、干旱胁迫不加立收谷（D-NDQ）、干旱胁迫加立收谷（D-DQ）。正常灌溉含水量为60%~70%，干旱胁迫含水量为30%~40%，其他处理条件相同。每个处理12盆，重复3次，共144盆。将浓度100%的立收谷稀释到0.1%，在收获前10 d喷施在马铃薯的茎叶处，剪去其茎叶后收获。收获后将每个处理放置在25 ℃常温（相对湿度保持在50%± 10%）下避光贮藏，在贮藏0、30和60 d时测定其块茎品质指标。

1.4 测定指标与方法

1.4.1 块茎产量

将4个处理重复3次测单株块茎鲜重，取平均值。

1.4.2 块茎品质指标

在各处理中随机选取3个马铃薯，重复3次，使用FOSS近红外仪（DA 1650）测定其蛋白质、淀粉、钙、纤维、铁、镁、还原糖和维生素C（V_c）的含量^[22]。

1.4.3 薯皮厚度

从4个处理中随机选取3个马铃薯，用手术刀沿马铃薯横向、纵向取10份均匀厚度的薯皮，用千分尺测定厚度，取平均值^[23]。

1.4.4 块茎硬度

每个处理测3个马铃薯，每个马铃薯3次重复，测试速度2 mm/s，返回速度2 mm/s，测定长度15 mm，在薯块中部使用由英国Stable Micro Systems公司生产的A.XT Express型质构仪进行测定，测量过程中尽量避免芽眼和腐烂，取平均值。

1.5 数据处理

1.5.1 隶属函数值

将综合指标数据转换为值域[0,1]的隶属函数值，μ(X_i)=X_i-X_min/X_max-X_min，i=1，2，3，…，n。

式中，X_i表示第i个综合指标值，X_max表示第i个综合指标中的最大值，X_min表示第i个综合指标中的最小值。

1.5.2 综合指标权重

W_i=P_i/Ʃ(P_i×n_i)，i=1，2，3，…，n。

式中，W_i表示第i个综合指标在所有综合指标中的重要程度即权重，P_i表示主成分分析所得的各个综合指标的贡献率，n表示主成分的载荷值。

1.5.3 综合评价D值

D=Ʃ[W_i×μ(X_i)]，i=1，2，3，…，n。

使用Origin 2022进行显著性分析；使用SPSS 26、Excel 2016进行相关性分析、方差分析和主成分分析，利用隶属函数对3个马铃薯品种的3个贮藏时期进行响应性评价^[24]。

2 结果与分析

2.1 马铃薯产量分析

在收获前10 d于植株茎叶处施用立收谷，茎叶逐渐枯萎。4个处理的马铃薯块茎统计产量如图1。正常灌溉下，陇薯6号ND-NDQ处理与ND-DQ处理有显著差异，ND-DQ较ND-NDQ处理高1.25%。大西洋和青薯9号在同样的浇水条件下施立收谷与不施立收谷无显著差异，干旱胁迫下各品种的产量显著低于正常灌溉。

图1

新窗口打开| 下载原图ZIP| 生成PPT

图1 正常浇水与干旱胁迫下施加立收谷的产量变化

不同小写字母表示同一马铃薯品种在不同处理之间差异显著（P < 0.05），下同。

Fig.1 Yield changes under normal watering and drought stress applying Diquat-dibromide

Different lowercase letters indicate significant differences between treatments for the same potato variety (P < 0. 05), the same below.

2.2 马铃薯营养品质分析

不同贮藏时期，马铃薯各个品质指标存在差异，利用施用与不施用立收谷的相对值（D=D- DQ/D-NDQ；ND=ND-DQ/ND-NDQ）来反映立收谷对马铃薯在不同贮藏时期的影响（表2）。

表2 不同浇水条件下施用立收谷对马铃薯块茎营养品质的影响

Table 2 Effects of applying Diquat-dibromide on nutritional quality of potato tuber under different watering conditions

处理 Treatment	指标 Index	Atl			QS9			L6
处理 Treatment	指标 Index	0 d	30 d	60 d	0 d	30 d	60 d	0 d	30 d	60 d
正常浇水 Normal watering	PT	1.18±0.01a	0.89±0.01c	1.01±0.02b	0.96±0.02a	1.02±0.09a	1.02±0.01a	0.99±0.01b	1.00±0.01b	1.13±0.01a
	ST	1.05±0.01a	1.03±0.02ab	1.00±0.01b	1.02±0.02a	0.88±0.02b	0.98±0.03a	1.07±0.01a	1.05±0.00a	1.06±0.00a
	Ca	0.91±0.07b	1.29±0.02a	0.84±0.03b	0.85±0.07b	1.20±0.05a	0.53±0.04c	0.40±0.06b	0.71±0.02a	0.78±0.01a
	DF	1.04±0.06a	0.89±0.02b	1.00±0.04ab	1.00±0.04a	0.91±0.01a	0.97±0.04a	0.72±0.02c	0.96±0.02b	1.07±0.03a
	Fe	0.86±0.01a	0.82±0.01a	1.00±0.02b	0.97±0.02b	1.28±0.04a	1.02±0.03b	0.80±0.01c	1.16±0.00a	1.00±0.01b
	Mg	1.01±0.02b	1.08±0.01a	1.00±0.01b	0.99±0.01ab	1.06±0.03a	0.97±0.02b	1.10±0.01a	1.06±0.01a	1.00±0.01b
	RS	0.55±0.04b	0.96±0.09a	1.00±0.11a	0.98±0.11a	0.82±0.12a	1.00±0.02a	1.07±0.06a	0.68±0.03b	0.80±0.02b
	V_c	0.81±0.04c	1.11±0.00a	1.00±0.01b	0.94±0.00b	1.00±0.02a	0.71±0.02c	0.87±0.01b	0.87±0.01b	0.99±0.00a
干旱胁迫 Drought stress	PT	1.14±0.02a	1.03±0.00b	1.02±0.02b	0.99±0.00ab	0.95±0.02b	1.02±0.01a	0.94±0.00c	1.01±0.01a	0.97±0.01b
	ST	1.01±0.03a	0.96±0.00a	1.00±0.00a	0.97±0.01a	1.00±0.02a	0.94±0.00a	1.05±0.00b	1.06±0.00b	1.10±0.01a
	Ca	0.79±0.02b	1.01±0.03a	0.74±0.01b	1.23±0.08b	1.61±0.05a	0.74±0.03c	0.75±0.02b	0.33±0.06c	0.99±0.02a
	DF	0.85±0.06a	0.89±0.02a	0.98±0.02a	1.07±0.04a	0.98±0.02ab	0.94±0.02b	0.83±0.02b	0.93±0.04b	1.13±0.03a
	Fe	0.86±0.01a	0.82±0.01a	1.00±0.02b	0.97±0.02b	1.28±0.04a	1.02±0.03b	0.80±0.01c	1.16±0.00a	1.00±0.01b
	Mg	1.03±0.02b	0.94±0.03a	1.00±0.01b	0.96±0.02ab	0.92±0.01a	1.07±0.01b	1.06±0.02a	1.07±0.02a	1.09±0.01b
	RS	0.96±0.05b	1.22±0.06a	1.31±0.09a	1.27±0.04b	1.42±0.03a	0.99±0.02c	1.29±0.08b	0.71±0.04c	1.76±0.05a
	V_c	0.78±0.04b	1.01±0.03a	0.86±0.05b	1.07±0.04b	1.42±0.03a	1.12±0.02b	1.00±0.02a	0.79±0.03b	1.01±0.00a

PT：蛋白质，ST：淀粉，DF：膳食纤维，RS：还原糖。同一行数值后的不同字母表示同一品种在不同贮藏时期差异显著（P < 0.05）。数值为相对值。

PT: protein, ST: starch, DF: dietary fiber, RS: reducing sugar. Different letters after the same row value indicate that the same variety has significant difference (P < 0.05) in different storage periods. The data are the relative values.

新窗口打开| 下载CSV

由表2可知，施用立收谷后在正常灌溉和干旱胁迫下马铃薯的蛋白质含量相对值变化呈不同趋势。正常灌溉下，陇薯6号蛋白质含量在60 d时显著最高，青薯9号和陇薯6号在正常灌溉和干旱胁迫下贮藏0 d时蛋白质的相对值均小于1，说明立收谷的施用使蛋白质含量降低。随着贮藏时间的延长，蛋白质含量逐渐增加，相对值大于1，立收谷作用减弱，大西洋在0 d时的蛋白质含量相对值最高且大于1，立收谷的施用对大西洋的蛋白质含量变化具有正向作用，显著高于贮藏30和60 d。

正常灌溉下施用立收谷，大西洋淀粉含量在0与60 d之间有显著差异，青薯9号淀粉含量在30与60 d有显著差异。随着贮藏时间的延长，各品种淀粉含量与0 d时相比，均有不同程度的降低。干旱胁迫下，陇薯6号淀粉含量在60 d时显著高于0和30 d，说明干旱处理对马铃薯淀粉含量的变化有影响。

在2种浇水条件下，施用立收谷后对于大西洋和青薯9号的钙含量影响相同，均表现为30 d时钙含量显著高于其他2个贮藏时期。陇薯6号在60 d时钙含量相对值显著高于0 d，在正常浇水和干旱胁迫下分别显著提高了48.72%和24.24%。

在2种浇水条件下，施用立收谷的纤维含量在0与60 d有显著差异。干旱处理下，大西洋纤维含量无显著差异，而正常浇水下存在显著差异，青薯9号与大西洋则相反。在干旱胁迫下大西洋30 d时镁含量相对值小于1.00，较0 d显著降低8.73%。

经过干旱处理后，还原糖的相对值变化较大。干旱胁迫后，青薯9号还原糖在0和30 d时相对值均大于1.00，而正常浇水下该时期的相对值均小于1.00，说明立收谷的施用在干旱条件下对于贮藏0~30 d马铃薯的还原糖有明显提升；对于大西洋来说，干旱处理下贮藏马铃薯至30~60 d可提高还原糖含量；在正常浇水下，陇薯6号还原糖含量于0 d时和其他时期之间差异显著，而在干旱条件下贮藏至60 d还原糖含量明显提高。

施用立收谷后V_c含量也有明显变化。大西洋在不同水分处理中均表现30 d时V_c含量与其他贮藏时期有显著差异。与正常浇水条件下不同，在干旱条件下，青薯9号V_c含量的相对值在整个贮藏时期内均大于1.00，干旱处理使青薯9号的V_c含量升高。在干旱处理下贮藏60 d时，陇薯6号的V_c含量的相对值大于1.00，较30 d显著提高21.78%。

2.3 马铃薯薯皮厚度和块茎硬度分析

施用立收谷对刚收获贮藏0 d时的马铃薯薯皮厚度有不同程度的增加（图2）。大西洋在贮藏0 d时D-DQ处理显著高于其他处理，贮藏30 d时ND-NDQ与ND-DQ处理无显著差异，但显著高于D-NDQ与D-DQ处理，在贮藏60 d时D-NDQ处理显著高于其他处理。青薯9号贮藏60 d时D-DQ处理显著高于其他处理。陇薯6号贮藏0 d时ND-DQ处理较ND-NDQ无显著差异，贮藏30 d时ND-DQ处理较ND-NDQ高28.40%，贮藏60 d时均为未施用立收谷的薯皮厚度最高，具有显著差异。

图2

新窗口打开| 下载原图ZIP| 生成PPT

图2 2种浇水条件下施加立收谷对马铃薯薯皮厚度和块茎硬度的影响

Fig.2 Effects of Diquat-dibromide on skin thickness and tuber hardness of potato under two watering conditions

施用立收谷后马铃薯块茎硬度随着贮藏天数增加，块茎逐渐失水，硬度逐渐降低，3个马铃薯品种的块茎硬度均在贮藏0 d时最高。随着贮藏时间的延长，大西洋、青薯9号和陇薯6号在施用立收谷贮藏60 d时块茎硬度比未施用立收谷下降速率快。

2.4 马铃薯品质指标间相关性分析

利用干旱胁迫下品质性状的标准化数据作各品质之间的相关性分析（表3）。在干旱胁迫下块茎硬度与淀粉含量呈极显著正相关，相关系数为0.837，蛋白质与薯皮厚度呈显著正相关，为0.802；钙与镁呈显著负相关，为-0.751；铁与V_c呈显著正相关，为0.817。

表3 干旱胁迫下马铃薯品质指标的相关性

Table 3 Correlation of potato quality indexes under drought stress

品质指标Quality index	TH	PT	ST	Ca	DF	Fe	Mg	RS	V_c	PST
TH	1.000
PT	-0.262	1.000
ST	0.837^**	0.033	1.000
Ca	0.164	-0.077	-0.130	1.000
DF	-0.511	-0.575	-0.565	0.134	1.000
Fe	-0.076	-0.467	-0.503	0.598	0.542	1.000
Mg	0.283	-0.279	0.423	-0.751^*	-0.024	-0.387	1.000
RS	-0.631	0.155	-0.422	-0.445	0.229	-0.336	0.207	1.000
V_c	0.206	-0.470	-0.147	0.806^*	0.436	0.817^*	-0.402	-0.313	1.000
PST	-0.318	0.802^*	-0.171	-0.286	-0.512	-0.378	-0.002	0.504	-0.460	1.000

TH：块茎硬度，PST：薯皮厚度；“^*”代表P < 0.05，“^**”代表P < 0.01。

TH: tuber hardness, PST: skin thickness;“^*”indicates P < 0.05;“^**”indicates P < 0.01.

新窗口打开| 下载CSV

2.5 马铃薯品质指标间主成分分析

将干旱胁迫下马铃薯各品质原始数据进行标准化处理（表4），对标准化数据进行降维处理，转化出对3个马铃薯在贮藏期内起主要评价作用的主成分，主成分分析结果（表5）显示，前3个主成分的方差累计贡献率达到85.544%，贡献率分别为34.370%、30.685%、20.489%。

表4 3个马铃薯品种品质指标数据标准化值

Table 4 Standardization value of quality indexes of three potato varieties

品种Variety	贮藏天数Storage days (d)	TH	PT	ST	Ca	DF	Fe	Mg	RS	V_c	PST
Atl	0	-0.360	2.200	-0.010	-0.342	-1.072	-1.273	0.183	0.030	-1.446	1.915
	30	-0.312	0.449	-0.959	0.277	-0.647	0.895	-1.230	-0.853	-0.163	0.377
	60	-0.831	0.156	-0.128	-0.470	0.274	-1.259	-0.236	0.311	-0.989	-0.549
QS9	0	-0.122	-0.325	-0.855	0.893	-0.178	-0.045	-0.804	0.201	0.186	0.130
	30	0.261	0.245	-0.252	1.931	0.233	1.348	-1.531	-0.739	2.140	-0.324
	60	-1.062	-1.017	-1.299	-0.471	1.186	1.080	0.854	0.689	0.421	0.055
L6	0	1.353	0.099	0.818	-0.436	-1.274	-0.988	0.744	0.241	-0.218	0.816
	30	1.853	-1.150	0.952	0.229	-0.298	0.164	0.808	-1.679	0.215	-1.503
	60	-0.778	-0.652	1.734	-1.612	1.775	0.078	1.213	1.799	-0.146	-0.916

新窗口打开| 下载CSV

表5 马铃薯品质评价主成分分析

Table 5 Principal component analysis of potato quality evaluation

主成分 Principal component	初始特征值Initial eigenvalue			载荷的平方和Extract the sum of squared loads
主成分 Principal component	总和Total	百分比Percent	累计Accumulate (%)	总和Total	百分比Percent	累计Accumulate (%)
1	3.437	34.370	34.370	3.437	34.370	34.370
2	3.069	30.685	65.055	3.069	30.685	65.055
3	2.049	20.489	85.544	2.049	20.489	85.544

新窗口打开| 下载CSV

马铃薯各品质指标的载荷矩阵如表6所示。3个主成分的表达式中各指标标准化值系数绝对值反映该因子对主成分的贡献大小。以上3个主成分中贡献最大的因子依次是钙（0.945）、蛋白质（0.881）、块茎硬度（0.930），这3个指标可作为代表性指标用于其他马铃薯品种的立收谷施用效果参考。

表6 马铃薯品质指标的载荷矩阵

Table 6 Load matrix of potato quality indicators

指数 Index	主成分Principal component
指数 Index	1	2	3
Ca	0.945	-0.177	0.003
Mg	-0.763	0.346	0.346
V_c	0.759	0.506	-0.014
RS	-0.719	0.274	-0.490
Fe	0.672	0.552	-0.275
PT	-0.097	-0.881	-0.216
DF	-0.210	0.858	-0.419
PST	-0.150	-0.833	-0.318
TH	0.297	-0.095	0.930
ST	-0.503	0.255	0.652

新窗口打开| 下载CSV

2.6 隶属函数法

根据主成分分析得到了3个相互独立的综合指标，品种的综合指标值CI(i)、权重（W_i）、D值，计算出不同处理各综合指标下的隶属函数值μ(X_i)（表7）。

表7 3个马铃薯品种品质评价的隶属函数值

Table 7 Membership function values for quality evaluation of three potato varieties

品种Variety	贮藏天数Storage days (d)	CI(1)	CI(2)	CI(3)	μ(X₁)	μ(X₂)	μ(X₃)	D-value	排名Ranking
Atl	0	-0.819	-1.864	-0.273	0.200	0.000	0.285	0.149	9
	30	0.790	-0.579	-0.543	0.689	0.384	0.203	0.463	4
	60	-0.657	-0.165	-0.345	0.249	0.508	0.263	0.345	7
QS9	0	0.543	-0.161	-0.455	0.614	0.509	0.229	0.149	8
	30	1.814	0.299	-0.260	1.000	0.647	0.289	0.703	2
	60	-0.107	0.982	-1.208	0.416	0.851	0.000	0.472	3
L6	0	-0.540	-0.663	1.199	0.285	0.359	0.733	0.419	6
	30	0.452	0.670	2.074	0.586	0.757	1.000	0.747	1
	60	-1.477	1.481	-0.190	0.000	1.000	0.310	0.433	5

新窗口打开| 下载CSV

由表7看出，在干旱胁迫下施用立收谷响应程度在青薯9号μ(X₁)最大，为1.000；陇薯6号μ(X₂)最大，为1.000，大西洋μ(X₂)最弱，为0.000；陇薯6号贮藏30 d时CI(3)值最大，青薯9号贮藏60 d时值最小，为-1.208。根据综合指标贡献率和主成分累计贡献率计算得到3个主成分对应的权重W_i值，分别为0.402、0.359、0.240，计算得到综合评价D值，综合排序为：陇薯6号30 d>青薯9号30 d>青薯9号60 d>大西洋30 d>陇薯6号60 d>陇薯6号0 d>大西洋60 d>青薯9号0 d>大西洋0 d。

3 讨论

施用立收谷在水稻、小麦等作物中应用较多，将农药喷施于绿色茎叶处，能加速茎秆脱水，保证种子成熟度一致，在一定程度上改善作物品质，进一步提高机械作业的收获效率^[25]。但施用立收谷在薯类作物中还缺乏系统的研究。本试验对不同马铃薯品种产量进行分析，发现陇薯6号ND- NDQ与ND-DQ处理有显著差异，干旱胁迫下无显著差异，在2种浇水条件下，其他2个马铃薯品种施用立收谷对其产量无显著影响。说明施用立收谷不会造成马铃薯减产，这与前人^[26]研究结果一致。

对大西洋、青薯9号、陇薯6号的10个品质指标进行主成分分析。认为蛋白质、钙、块茎硬度可作为代表性指标用于其他薯类作物在施用立收谷后的效果参考。

马铃薯蛋白质中氨基酸组成较平衡，块茎类作物中蛋白质含量最高的是马铃薯，具有较高的营养^[26-27]。正常灌溉下，施加立收谷后3个马铃薯品种蛋白含量随着贮藏时间呈先降低后上升趋势，陇薯6号在60 d时最高，显著高于其他处理；在2种浇水条件下大西洋和陇薯6号在贮藏0和60 d时蛋白质含量均有显著差异，干旱胁迫使青薯9号蛋白质含量在贮藏30 d降低。

植物体内的钙含量一旦低于最低水平，其根、果实等生长速度较快的部位受影响程度最大，出现凋零甚至坏死；钙能够有效增厚马铃薯薯皮，从而延长块茎的储藏时间^[28]。块茎蒸腾强度不够使得块茎内的钙含量低、病变率高，所以将块茎收获后常温贮藏有利于钙含量的累积，有助于马铃薯的品质提升，干物质含量增加，品质越好的马铃薯加工成薯条、薯片等口味更好^[29]。本研究中从2种浇水处理下施加立收谷后钙含量变化得知，大西洋和青薯9号的钙含量变化量先升高后降低，在30 d时最高，但陇薯6号的钙含量值在正常浇水条件下呈上升趋势。钙含量的增加与块茎硬度呈正相关，对增加马铃薯硬度起有利作用^[30]，这可能由于可能是因钙抑制细胞壁水解酶、果胶酶及纤维素酶活性，使纤维素、半纤维素、果胶处于较高水平，充足的钙还可抑制果蔬采后呼吸、乙稀释放和软化速率，有利于维持细胞壁和细胞膜稳定性，且块茎中钙与果胶交织而成的网状结构具有支撑细胞壁和细胞膜的作用，使马铃薯拥有更高的块茎硬度^[31]。

有损伤的块茎更易腐烂，较硬的块茎可有效减少碰撞损伤和块茎腐烂^[32]。本研究中刚收获贮藏0 d时，3种马铃薯施用立收谷后的块茎硬度较正常灌溉下的块茎硬度高，立收谷的施用导致块茎硬度增加对机械收获马铃薯过程中减轻机械损伤起到有利作用，随着贮藏时间的延长，施用立收谷的块茎硬度降低速度较未施用立收谷的快。

4 结论

主成分分析表明，马铃薯块茎的钙、蛋白质、块茎硬度是贡献最大的因子，可作为代表性指标用于评价其他马铃薯品种的立收谷施用效果参考。总体来说，在正常浇水和干旱条件下，施用立收谷都不会对马铃薯产量和品质产生不利影响，对大部分品质还有提升效果。此外，施用立收谷还提高了块茎硬度和薯皮厚度，可减轻机械化收获马铃薯和运输贮藏过程中产生的块茎物理损伤。本研究可为立收谷对田地机械收获和存贮薯类作物品质方面的影响提供参考。

参考文献

原文顺序

文献年度倒序

文中引用次数倒序

被引期刊影响因子

[1]

李志涛, 马文婧, 朱金勇, 等.

膜下滴灌条件下不同田间持水量对马铃薯根系分布及其产量的影响

华北农学报, 2022, 37 (增1):161-171.