不同地膜的降解特征及其对旱区马铃薯生长和土壤微环境的影响

为筛选适宜宁南旱区马铃薯生长且对土壤环境友好的降解地膜类型,以不覆盖为对照,研究普通塑料膜、秸秆纤维地膜、生物降解膜的降解特征及其对马铃薯生长、土壤微环境的影响。结果表明,生物降解膜和秸秆纤维膜分别在播后90和60 d进入诱导期,生物降解膜和秸秆纤维膜均在播后150 d进入碎裂期;播后150 d的地膜质量损失率以秸秆纤维地膜最高,而普通塑料膜无明显变化。播后60 d,生物降解膜和秸秆纤维膜处理土壤蓄水量分别较对照显著提高21.4%和10.3%,而普通塑料膜处理与对照差异不显著。播后90~120 d,秸秆纤维膜和生物降解膜处理平均土壤温度分别较对照显著增加1.2和0.8℃。播后150 d,与对照相比,普通塑料膜和秸秆纤维膜处理土壤速效磷、速效钾含量提升效果显著。秸秆纤维膜处理细菌数量最高,而生物降解膜处理真菌和放线菌数量最高。播后150 d马铃薯地上部和地下部干物质累积量均以生物降解膜处理最高,马铃薯株高、茎粗和增产效果均以秸秆纤维膜处理最为显著。主成分分析结果表明,土壤细菌、放线菌数量是影响地膜降解的主要因素,而播后30~60 d土壤水分和播后60~120 d膜质量损失率对马铃薯产量形成至关重要。综上,秸秆纤维地膜降解效果优于普通塑料膜,且对改善旱地土壤微环境效果显著,可实现马铃薯增产,可代替普通地膜应用于旱作马铃薯生产中。本研究结果对筛选适宜宁南旱区农业可持续发展的最佳地膜类型具有一定的现实意义。

试管微环境对马铃薯‘GSAP-H’愈伤组织花青素含量的影响

【目的】为获得愈伤组织生长及花青素积累的最佳培养条件.【方法】针对马铃薯"GSAP-H"试管苗茎叶诱导出的紫色愈伤组织进行了外源激素、糖源、不同N素比例、光温和pH等条件的研究.【结果】随NAA、2,4-D浓度的增加,愈伤组织快速生长,花青素含量呈先升后降的趋势,于1.5mg/L 2,4-D和1.0mg/L NAA浓度下达到高峰,分别为863.15、880.65nmol/g;高浓度BAP不利于愈伤组织的生长,但花青素含量在4mg/L BAP下达到高峰,为848.745nmol/g.蔗糖是花青素生产的最好碳源,45g/L蔗糖下的愈伤组织生长最快且花青素含量最高(887.035nmol/g);培养基中NO_3^-与NH_4^+比例为3:1时,愈伤组织花青素含量最高(895.54nmol/g).此外,全光照利于花青素产量的提高.pH 4.8及25℃的培养条件可明显促进愈伤组织花青素的积累.【结论】研究结果将为利用紫色马铃薯愈伤组织进行工厂化生产花青素奠定一定基础.

2023年马铃薯市场形势回顾和2024年展望

2023年中国马铃薯市场行情具有薯价前期高企、后期同比偏低、年度价格处于近10年最高位等3个显著特点,预计2024年马铃薯市场价格将总体低于2023年水平。目前,中国马铃薯产业仍存在产业发展不均衡、加工水平亟待提高和区域公用品牌保护不足等值得关注的问题。建议各地实施有针对性的扶持政策、加快全产业链深度开发以及强化区域公用品牌保护,着力推动中国马铃薯产业进一步提档升级。

大凉山地区不同马铃薯品种产量和营养品质的综合评价

为筛选出适宜四川大凉山地区种植的马铃薯品种,对14个马铃薯品种的12个产量与营养品质指标进行测定,并结合主成分分析、隶属函数法、系统聚类分析对马铃薯产量和品质表现进行综合评价。结果表明,单株结薯数、单薯鲜质量、单株块茎鲜质量、单产、还原糖含量的变异系数均超过30%;单株块茎鲜质量与单薯鲜质量、单产和蛋白质含量呈极显著正相关,干物质含量与淀粉含量、蛋白质含量呈极显著正相关,单薯鲜质量与VC含量、锌含量呈显著负相关,蛋白质含量与钾含量呈极显著负相关;主成分分析结果表明,12个指标可用4个主成分来表示,方差累积贡献率达到86.040%。进一步采用隶属函数法和系统聚类分析将14个品种分为3类,筛选出6个综合表现较优的品种,分别为川凉薯10号、青薯9号、川芋50、川凉芋13、云薯108、川芋22号。

弱酸性电解水用于提升鲜切马铃薯安全品质的研究

目的探究弱酸性电解水和自来水处理的鲜切马铃薯在室温贮藏条件下不同时间段内品质的变化。方法模拟现代厨房贮存模式,经弱酸性电解水和自来水处理的鲜切马铃薯在室温(25±0.5)℃贮藏环境下,贮藏0、7、14、21、28、35h时,检测其感官、色度、质构、淀粉、蛋白质、钾、维生素C、菌落总数、大肠杆菌、沙门氏菌、金黄色葡萄球菌、霉菌、酵母菌。结果经弱酸性电解水处理的鲜切马铃薯在室温贮藏21 h内,经自来水处理的鲜切马铃薯在室温贮藏14 h内,感官正常,其营养成分淀粉、蛋白质、维生素C、钾元素下降较少,金黄色葡萄球菌、沙门氏菌、菌落总数、大肠杆菌、霉菌、酵母菌的含量均在国家标准和团体标准许可的安全范围内,可安全食用。结论弱酸性电解水可显著提升鲜切马铃薯的贮藏品质,抑制其金黄色葡萄球菌、沙门氏菌、菌落总数、大肠杆菌、霉菌、酵母菌繁殖,延长室温贮藏期。

基于WOA-BP神经网络下马铃薯产量预测分析模型

马铃薯是我国重要的粮食作物之一,营养丰富,用途广泛,是一种谷物、蔬菜和水果功能兼具的食物,其蛋白质含量远高于其他块茎类食物,且富含优质的氨基酸。马铃薯生育期短,在湖北平原、丘陵地区冬种春收适宜发展早熟品种,对于填补全国南北方鲜薯市场供应空档期具有重要意义。因此,马铃薯产量的高效预测对于制定生长期间的种植管理措施及相关决策具有重要意义。为此,针对传统BP神经网络在产量预测中存在精度低、鲁棒性差等问题,利用鲸鱼算法(Whale optimization algorithm,WOA)对BP神经网络模型进行优化。同时,基于湖北地区2009-2021年间田间物联网获取的气象因子(大气湿度、大气温度、降雨量)、田间水热因子及马铃薯产量,采用BP神经网络模型、GA-BP神经网络模型(遗传算法优化)及WOA-BP神经网络模型对所选地区马铃薯产量进行预测。研究结果表明:WOA-BP神经网络模型精度明显高于GA-BP神经网络模型及BP神经网络模型,R2达到0.9764,预测值与试验值之间拟合程度较高,表明基于WOA-BP神经网络模型可以更加科学、合理、准确地进行马铃薯产量预测。

自走式马铃薯捡拾装袋机设计与试验

针对马铃薯分段收获中,人工捡拾劳动强度大、效率低、成本高的问题,设计了一种自走式马铃薯捡拾装袋机。该自走式马铃薯捡拾装袋机能一次性完成马铃薯捡拾、薯土分离、除秧和装袋的工作。阐述了自走式马铃薯捡拾装袋机整体结构,并对捡拾装置、升运链装置、三级输送链装置、分拣台以及卸料装置等关键部件进行详细设计;运用DEM-MBD耦合的方法对马铃薯在两级输送链交接处的运动过程及受力情况进行分析;运用Box-Behnken试验方法,以漏薯率和伤薯率为评价指标,以整机前进速度、捡拾装置输送链线速度、升运链线速度、三级输送链线速度为试验因素,对该机工作参数进行四因素三水平试验,使用Design-Expert软件建立二次多项式回归模型。对回归模型进行优化后,绘制响应面,并得出该机最优工作参数。田间试验表明:当前进速度为0.70 m/s、捡拾装置输送链线速度为1.10 m/s、升运链线速度为1.20 m/s、三级输送链线速度为1.30 m/s时,漏薯率为2.82%,伤薯率为3.61%,满足马铃薯捡拾收获作业要求。

马铃薯全粉对酥性饼干理化性质和结构的影响

该文将0%~40%的马铃薯全粉添加到低筋小麦粉中制作酥性饼干,研究马铃薯全粉代替低筋小麦粉对酥性饼干产生的影响。测定饼干的质构特性(texture profile analysis,TPA)、色度值、巯基含量和粗蛋白含量并对其进行傅里叶变换红外光谱(Fourier transform infrared spectroscopy,FTIR)分析及感官评价等。结果表明,添加马铃薯全粉,使面团的内聚性、黏性和弹性整体呈下降趋势,硬度增加;使酥性饼干的硬度降低,酥脆性增加,丰富其蛋白质构成,对酥性饼干的品质产生积极影响。随着马铃薯全粉添加量的增加,面团结构逐渐松散,与TPA数据结果一致。通过红外光谱图可以看出马铃薯全粉添加前后面团的峰值在3406 cm^(-1)(OH伸缩振动)和1500~1000 cm^(-1)(C—H的弯曲振动)处有明显差异,表明马铃薯全粉的添加主要影响蛋白-淀粉网络结构以及面筋蛋白与水的结合,进而影响酥性饼干的性质。综合各方面指标及感官评价,马铃薯全粉最佳添加量为30%~35%。

马铃薯野生种烯酰水合酶超家族基因ScDHNS的克隆与功能分析

【目的】1,4-二氢氧-2-石脑-CoA合成酶(1,4-dihydroxy-2-naphthoyl-CoA synthase,DHNS)基因是茄科植物糖苷生物碱合成代谢的潜在重要基因,开展马铃薯DHNS基因功能研究与验证,为低糖苷生物碱马铃薯品种(系)的选育提供基因和材料来源。【方法】利用RACE方法克隆得到马铃薯野生种恰柯薯(Solanum chacoense)ScDHNS基因,对其进行生物信息学分析和亚细胞定位,通过构建过表达载体pBWA(V)HS-DHNS转化马铃薯栽培种进行功能验证。【结果】ScDHNS cDNA序列开放阅读框1023 bp,编码340个氨基酸,分子量为37.34 kD,等电点pI为8.592,具有典型的ECH保守结构域,属于烯酰水合酶超家族成员,在二穗短柄草(Brachypodium distachyon)、蒺藜苜蓿(Medicago truncatula)等植物基因组中都有其同源基因,且存在基因扩张和收缩事件。过表达ScDHNS基因后发现转化株ScDHNS和SGT1基因表达量显著上调,且表达量显著高于马铃薯WT植株。且对应转化植株的总糖苷生物碱含量显著高于马铃薯WT植株,最高可达到364.3 mg/kg,是对照的2.4倍。亚细胞定位结果显示ScDHNS定位于过氧化物酶体。【结论】马铃薯ScDHNS基因可能参与调控糖苷生物碱合成关键基因SGT1的表达,通过β-氧化途径和甲羟戊酸通路协同影响糖苷生物碱的合成,该基因与糖苷生物碱在亚细胞水平上的区室化有重要关系,对于培育低糖苷生物碱的马铃薯品种(系)具有重要的应用价值。

3种不同熟化方式对彩色马铃薯挥发性风味物质组成的影响

采用气相色谱-离子迁移谱联用仪(GC-IMS)分析在不同熟化方式下彩色马铃薯的挥发性风味物质组成。结果表明:从3种不同熟化方式的彩色马铃薯样品中定性鉴定出挥发性有机物质共有52种,其中醛类物质的种类和相对含量均最高,表明醛类物质对马铃薯香味的呈现起主要作用。不同熟化方式对彩色马铃薯挥发性物质的组成及含量存在一定的差异,且不同颜色的马铃薯在同一种熟化方式下,其挥发性物质含量也表现出差异。在蒸制的彩色马铃薯中挥发性风味物质含量较低,在烤制和油炸的彩色马铃薯中风味物质含量较高。挥发性成分的种类和含量可以作为区分彩色马铃薯不同熟化方式的重要特征指标。

4个彩色马铃薯品种花青素组分和含量比较分析

为明确彩色马铃薯新品种闽彩薯1号、闽彩薯2号、闽彩薯3号和闽彩薯4号的块茎花青素组分和含量的差异,为新品种选育及花青素开发应用提供依据。利用高效液相色谱与质谱联用技术,进行了块茎花青素组分的定性与比较分析。结果表明,4个彩色品种共含有14种花青素单体组成,其中闽彩薯1号含有其中的6种组分,闽彩薯2号含有其中的9种组分,闽彩薯3号含有其中的10种组分,3个紫肉色马铃薯花青素组分主要是矮牵牛素3-p-香豆酰基芸香糖苷-5-葡萄糖苷和芍药素3-p-香豆酰基芸香糖苷-5-葡萄糖苷。闽彩薯4号含有5种花青素组分,主要组分为矢车菊素3-芸香糖苷和天竺葵素3-p-香豆酰基芸香糖苷-5-葡糖苷,紫肉色马铃薯花青素组分与红肉色马铃薯青素组分具有明显差异。4个彩色马铃薯花青薯含量分别为139.77、95.48、78.08、67.25 mg/100 g FW,品种之间具有显著差异。同时,这4个彩色马铃薯组分含有全部6种花青素基本苷元,且花青素结构较为稳定,可作为重要的天然色素的原料及杂交育种的亲本材料。

基于特征融合Transformer的EfficientNet v2网络对马铃薯叶片病害的识别

马铃薯叶片病害是影响马铃薯质量和产量的主要因素,为了能够快速准确地识别马铃薯叶片病害并采取对应的防控和救治措施,本研究提出一种新型马铃薯叶片病害识别方法。该方法利用EfficientNet v2网络提取图像特征,通过4个不同尺度的网络层进行金字塔融合,从而捕捉不同尺度下的图像细节和上下文信息,并在金字塔融合中的每个下采样环节都添加1个CBAM注意力机制模块,且每个CBAM模块后都加入Vision Transformer的Encoder模块进行特征增强,帮助提升所提取特征的丰富性和抽象能力,最后使用softmax进行分类。研究提出的模型识别准确率达到98.26%,相比改进之前提升3.47百分点,且其loss收敛更快,宏平均值与加权平均值都有明显提升。消融试验表明,该模型在各项指标上的表现最优,超过基线模型和融合模型,大幅提高图像分类识别任务模型的性能表现。该方法可有效提高病害区域的识别能力和检测准确率,且能在强干扰的环境下做到高精度识别,具有良好的鲁棒性和适应性,同时能解决病害识别中泛化能力弱、精度低、计算效率低等问题。

马铃薯高效再生及遗传转化体系的优化

为优化马铃薯高效再生及遗传转化体系,研究鄂马铃薯3号茎段外植体在不同激素浓度配比下愈伤组织及分化情况,获得最佳愈伤组织及分化激素配比,再采用根癌农杆菌的遗传转化进行筛选,获得最佳转化体系,为马铃薯优质品种的基因工程育种提供依据。结果表明,不同激素浓度配比下愈伤组织及分化率差异较大,其中2.0 mg/L ZR+0.1 mg/L IAA激素配比下可高效再生出芽,出芽率高达100%,芽长势粗壮。通过构建植物表达载体pCambia1301,以GV3101为介导菌株,预培养2~3 d,共培养2~3 d,350 mg/L羧苄青霉素,50 mg/L卡那霉素筛选浓度转化效果较好,转化效率可达65%,其中转化苗在0.8 mg/L IBA+0.2 mg/L NAA激素配比的培养基中可形成再生植株,再生率达80%,苗茎粗壮,根系发达。

乳酸菌对添加马铃薯全粉的低盐干发酵香肠性能的影响

传统的干香肠因其独特的品质特点而在中国备受推崇,但其含盐量很高。因此,本研究旨在评估乳酸菌(lactic acid bacteria,LAB)对添加马铃薯全粉的低盐干发酵香肠质量特征的影响,该乳酸菌包括干酪乳杆菌(Lactobacillus casei,LC)、发酵乳杆菌(Lactobacillus fermentum,LF)和植物乳杆菌(Lactobacillus plantarum,LP)。结果表明,与其他香肠相比,LP香肠显示出更高的剪切力值(P<0.05),同时LC、LP和LF香肠组的L*值高于对照香肠组(P<0.05)。干香肠中共检测到54种挥发性化合物,主要包括5种醛、14种醇、8种酮、7种有机酸和20种酯类化合物。干酪乳杆菌、发酵乳杆菌和植物乳杆菌可以作为潜在的发酵剂,以生产具有改善质地、颜色和风味的低盐干发酵香肠。

马铃薯新品种北方008的选育

北方008是以春薯2号为母本、中薯5号为父本,通过有性杂交选育而成的中晚熟马铃薯新品种。该品种生长势强,株型类型为直立型,从出苗到成熟100 d。薯块扁圆形,薯皮淡黄色,薯肉白色,薯皮略麻,芽眼浅,结薯集中。单株结薯数6.5个,单株块茎质量0.90 kg,大、中薯率77.5%。平均667 m^(2)产量2439.62 kg。块茎干物质含量(w,后同)13.9 g·100 g^(-1)、淀粉含量11.9 g·100 g^(-1)、还原糖含量0.53 g·100 g^(-1)、粗蛋白含量1.4 g·100 g^(-1)、维生素C含量25.3 mg·100 g^(-1)。对晚疫病表现高抗;抗马铃薯X病毒(potato virus X,PVX)、马铃薯Y病毒(potato virus Y,PVY)。2020年通过农业农村部非主要农作物品种登记。

NaCl胁迫下外源亚精胺对马铃薯幼苗生理特征的影响

【目的】研究NaCl胁迫下外源亚精胺(Spd)对马铃薯幼苗生理特征的影响,为新疆盐渍化区域马铃薯种植提供技术参考。【方法】以晋薯16号马铃薯幼苗为材料,采用不同浓度NaCl模拟盐胁迫处理,研究外源亚精胺Spd对马铃薯植株生长、叶片抗氧化酶活性、渗透调节物质含量的影响。【结果】盐胁迫抑制了马铃薯植株生长,使得超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)、抗坏血酸过氧化物酶(APX)等酶促类抗氧化酶活性表现为低盐胁迫促进,高盐胁迫抑制;抗坏血酸(ASA)、谷胱甘肽(DSH)等非酶促类抗氧化酶含量均降低;脯氨酸、可溶性糖、氨基酸含量升高;外源亚精胺(Spd)通过提高叶绿素含量、根系活力,调节渗透调节物质含量,增强抗氧化酶活性等方式维持植物体的正常生理代谢功能。【结论】外源亚精胺(Spd)可提升马铃薯耐盐性,缓解盐胁迫对马铃薯植株的抑制作用,其中0.9 mmol/L Spd(S 3)浓度缓解效果最明显。

马铃薯淀粉废水处理现状及资源化利用

针对马铃薯淀粉废水的来源、性质及特点,总结了目前马铃薯淀粉废水的处理技术如物化法、生物法和综合处理法,以及资源化利用途径包括马铃薯蛋白的回收利用、生产单细胞蛋白、生产微生物絮凝剂和生产新能源等,并提出开发高效、资源化、绿色可持续的马铃薯淀粉废水物化处理技术的展望,以此为马铃薯淀粉废水未来研究方向提供参考。

两种微生物菌剂不同灌根次数对马铃薯疮痂病防效试验

马铃薯疮痂病是影响天水地区马铃薯产量和商品属性最主要的土传病害。为了防治该病,本研究选取格兰克和菌动力两种微生物菌剂,比较不同灌根次数对天薯13号马铃薯疮痂病的防效。结果表明,与不灌根对照相比,微生物菌剂灌根处理均能提高马铃薯的产量,增产率为0.5%~21.5%;且能有效降低马铃薯疮痂病的发生率,对疮痂病的防效为44.8%~88.2%。其中,格兰克灌根两次(现蕾期和开花期各灌根1次)和菌动力灌根1次(现蕾期灌根1次)两个处理的效果较好,马铃薯产量分别较对照增加14.5%和21.5%,对马铃薯疮痂病的防效分别为88.2%和78.7%。

马铃薯褐化种质资源表型性状综合评价

通过遗传多样性分析、相关性分析、主成分分析、聚类分析对马铃薯褐化群体中60份种质资源表型性状进行综合评价,为选育抗褐变马铃薯新品种及生产利用提供理论依据。结果表明,14个描述性指标的遗传多样性指数在0.085~1.157,茎色的遗传多样性指数最大,8个数值型指标变异系数在9.46%~69.22%,褐化指数、褐化强度变化值变异系数较大。相关性分析表明,单株产量与生育期、单株块茎数呈极显著正相关,与主茎数呈显著正相关,褐化指数与褐化强度、褐化强度变化值呈极显著正相关,与煮后变褐值呈极显著负相关。采用主成分分析确定了8个主成分因子,累积贡献率为69.785%。聚类分析将60份种质资源划分为5大类,其中第Ⅰ、第Ⅱ类属于高抗、抗褐变种质,可以用于抗褐变材料选育的亲本材料;第Ⅳ、第Ⅴ类属于易褐变、严重褐变种质,可以作为褐变机制的研究材料。研究结果可为马铃薯抗褐变新品种选育和遗传改良提供一定参考。

50份马铃薯种质资源表型鉴定和遗传多样性分析

为丰富福建地区马铃薯种质资源和遗传基因改良奠定材料基础,参照《马铃薯种质资源描述规范和数据标准》,对50份种质资源的25个表型性状进行多样性、相关性和聚类分析。结果表明,50份马铃薯种质资源质量性状多样性指数差异很大,变幅为0.52~2.01,其中肉色、开花繁茂性、薯形、叶色的遗传多样性指数分别达到2.01、1.81、1.61、1.52、0.52;数量性状遗传多样性指数除了主茎分枝数、蛋白质含量外,其他9个性状均达到2.10以上,单薯重、单株产量、单株结薯数、主茎分枝数变异系数较大,均达到27%以上。相关性分析方面,生育期与单株结薯数、株高、干物质含量呈显著正相关;商品薯率与单株结薯数呈极显著负相关,与单薯重呈极显著正相关,而单薯重与单株结薯数呈极显著负相关;单株产量与商品率、单薯重呈极显著正相关;株高与单株结薯数、茎粗呈极显著正相关,与商品率呈显著负相关,与单薯重呈极显著负相关;干物质含量与淀粉含量呈极显著正相关。通过主成分分析得到6个主成分,累计贡献率达90.691 0%,能较好反映该11个数量性状的主要信息。聚类分析将50份马铃薯种质资源划分为4个类群,第Ⅰ类群为中早熟低产型材料、第Ⅱ类群为中熟中产型材料、第Ⅲ类群为中早熟中产型材料、第Ⅳ类群为中熟高产型材料。第Ⅰ类群可作为挖掘早熟型的亲本资源进行利用;第Ⅱ类群可作为淀粉加工型的亲本资源进行利用;第Ⅲ类群可作为早熟和提升品质的亲本资源进行利用;第Ⅳ类群可作为高产和经济效益高的亲本资源进行利用。