新疆主要种植甜菜品种农艺性状比较分析*

郇 町，胡华兵*，孙琳琳，刘建雄，贺碧微，刘 珣

（石河子农业科学研究院，新疆 石河子 832011）

甜菜作为新疆主要经济作物之一，年种植面积为6.06万～9.35万hm2[1]。目前，我国种植的甜菜品种有95%以上都是从国外引进[2]，主要来自于德国、法国、荷兰、美国、新西兰、意大利等多个国家[3]，不同国家的甜菜品种农艺性状表现各异。近年来，农艺性状分析方法被广泛应用于玉米、水稻和蔬菜等农作物，在筛选特异种质和指导品种选育方面取得了较好的效果。前人在甜菜上也利用农艺性状分析方法进行了相关研究。张自强[4]等对104份甜菜种质资源主要农艺性状进行分析，提取了6个主成分反映104份种质资源63.156%的主要农艺性状信息。

本试验对10个新疆主要种植甜菜品种进行了农艺性状调查比较，并进行了描述性分析、相关分析及聚类分析，为提高甜菜经济性状的选择效率，筛选利用适宜本地种植的稳产高糖新品种提供理论参考。

1 材料与方法

1.1 试验材料

供试甜菜品种10个，分别为KWS2314、KWS1479、KWS9147、LS1210、LS17101、LS1318、BETA5665、BETA468、ST13806、ST13092。

1.2 试验地概况

试验地为石河子农业科学研究院甜菜所春播试验地，土质为壤土，土地平整，肥力均匀，前茬作物为冬小麦，间隔4年时间没有种植过甜菜。加压滴灌，干播湿出。

1.3 试验设计与方法

本试验小区随机排列，种植模式为1行1带，等行距50 cm，株距18.5 cm，4行区，5 m行长，每个小区面积10 m2。

1.4 田间取样与数据统计

依据甜菜种质资源描述规范和GB/T 10496 -2018数据标准对每个小区甜菜农艺性状进行常规记载。

收获时起拔甜菜块根后随机选择小区中的1行，取中间连续10株甜菜，切削甜菜块根，测定块根根重、根长、含糖率等指标。切削各小区甜菜块根，测定各小区的块根产量，计算产糖量。

甜菜块根：当青头垂直高度大于1.5 cm时，从第一片叶痕（甜菜根头第一对真叶的痕迹处）上1.5 cm至尾根直径1.0 cm以上的部分；当青头垂直高度小于1.5 cm时，从第一片叶痕上0.5 cm至尾根直径1.0 cm以上的部分[5-6]。

根重：使用千分之一电子称，测量甜菜块根重量。

维管束环数：将甜菜块根从周长最大处横切，数取甜菜块根横剖面维管束环数。

含糖率：使用手持电子折光仪、取样器、压榨器，将取样器倾斜45°（取样器扎口与甜菜植株垂直方向）从第一片叶痕（甜菜根头第一对真叶的痕迹处）处扎至根中心，抽取甜菜条，用压榨器将甜菜条压榨成甜菜汁液，滴入到便携式折射仪观察锤度，再按83%折算成含糖率。

小区产糖量=含糖率×小区产量 （1）

利用WPS、Word2007、Excel2007软件对试验数据进行处理，结合SPSS20.0 For Windows进行方差分析。

1.5 田间管理

试验材料于2020年4月14日进行人工点播，4月18日进出苗水，4月24～26日出苗，6月4日进第一水，全生育期共进7水（不含出苗水），间隔10～15 d进一水，10月11日起拔收获。肥水同大田管理。

2 结果与分析

2.1 供试甜菜品种农艺性状

对10个新疆主要种植甜菜品种农艺性状进行比较，由表1可知，BETA5665叶柄长为36.67 cm，在10 个供试甜菜品种中叶柄最长，与LS1318 和BETA468叶柄长差异不显著，与其他7个供试材料叶柄长差异性显著。KWS9147和ST13092叶柄长为24.67 cm，在10个供试甜菜品种中叶柄最短，与LS1210的叶柄长差异不显著，与其他7个供试甜菜品种叶柄长差异显著。株高以ST13806最高，为59.33 cm，BETA5665次之，为57.33 cm，其他品种的株高排序为LS1318（55.33 cm）＞LS1210（51.67 cm）=ST13092（51.67 cm）＞KWS9147（51.00 cm）＞KWS2314（49.00 cm）＞ BETA468（47.67 cm）＞KWS1479（47.00 cm）＞LS17101（45.67 cm），即LS17101株高最矮。

表1 10个供试甜菜品种的农艺性状

叶柄长和株高代表着甜菜地上部的生长状况，生长前期可为地下部提供水分和营养，但在甜菜生长后期和收获期，地上部植株与地下部块根存在着营养竞争关系，所以在不同生长期应适度控制甜菜地上部的发育。

甜菜块根的糖分主要沉积在维管束附近，维管束环数越多越有利于糖分的积累。10个供试甜菜品种维管束环数范围7.6～9.2环/株，KWS2314和KWS9147维管束环数最多，为9.2环/株，LS17101维管束环数最少，为7.6环/株。

甜菜块根形成与糖分积累，在很大程度上与叶的发育有关。从表1可以看出，这10个供试甜菜品种叶形大多为犁铧形，犁铧形叶片一般叶基较宽，叶尖较窄，形状如同犁铧状。仅ST13806叶形为舌形。

叶色因叶绿素含量而呈现绿色、浅绿色或浓绿色。从表1可以看出，参试甜菜品种叶色绿色居多；叶缘形中波占多数，KWS2314和BETA468叶缘形为大波，LS1210和KWS1479叶缘形为小波。叶面形平滑形居多，KWS2314叶面形多皱，KWS1479、BETA468及ST13092叶面形为波浪形，KWS9147和BETA5665叶面形微皱。

ST13806叶片数最多，为31.67片/株，LS1318次之，叶片数为31.33片/株，且这2个甜菜品种叶片数差异性不显著，与BETA5665叶片数差异也不显著；KWS9147和LS17101叶片数相同，均为26.50片/株，与ST13806、LS1318和KWS1479叶片数差异较显著，与其他6个甜菜品种叶片数差异不显著。

甜菜的株型与光能利用有着密切关系。甜菜叶的形状、大小因品种、生育时期或环境条件等而有较大变化。从续表1可以看出，KWS1479叶丛型为斜立型，其他供试甜菜品种叶丛型为直立型。叶片挺直的直立型比水平伸展的叶片有较高的光合强度，叶丛内光照分布也更为均匀，由此，叶片愈直立，愈适于密植与产量的形成。KWS9147收获株数为6 203.1株/667 m2，在10个供试甜菜品种中最多。其他供试甜菜品种的收获株数排序为ST13806（5 402.7 株/667 m2）＞BETA468（5 069.2株/667 m2）=ST13092（5 069.2株/667 m2）＞LS1318（5 002.5株/667 m2）＞BETA5665（4 802.4株/667 m2）＞KWS1479（4 602.3株/667 m2）＞LS1210（4 135.4株/667 m2）＞ LS17101（3 668.5 株/667 m2）＞KWS2314（3 134.9株/667 m2）。影响甜菜收获株数的因素错综复杂，还需进一步探讨土壤和大田管理等对甜菜收获株数的影响。

KWS1479茎叶产量为2 737.8 kg/667 m2，在10个供试甜菜品种中最高，ST13092茎叶产量次之，为2 705.2 kg/667 m2，且这2个甜菜品种的茎叶产量差异不显著，但都与BETA468的茎叶产量差异显著，BETA468的茎叶产量最少，仅为1 555.6 kg/667 m2。

根头来源于茎，是块根的顶端部分。从表1可以看出，10个供试甜菜品种根头大部分为中等大小，LS17101和ST13092根头大，BETA5665、BETA468和ST13806根头小。根沟大多为浅；根皮色和根肉色绝大多数为白色；根皮光滑度大多为较光滑。10个供试甜菜品种的块根根形大多为圆锥形，KWS2314和KWS1479块根根形为纺锤形，BETA5665和BETA468块根根形为楔形。甜菜块根的形状具有遗传性[7]。

根据张自强[4]等对甜菜农艺性状的赋值方法，对10个供试甜菜品种的22个农艺性状进行变异分析，由表2可知，在甜菜22个农艺性状中变异系数最大的是根形和叶面形，均达到50%，苗期生长势变异系数最小，为1.6%。这22个甜菜农艺性状变异系数排序为根形=叶面形＞叶色＞根头大小＞根肉色=根皮色＞根皮光滑度=叶丛型=叶形＞叶缘形＞产糖量＞根沟深浅＞块根产量＞茎叶产量＞收获株数＞叶片数＞叶柄长＞株高＞含糖率＞维管束环数＞叶丛生长期生长势＞苗期生长势。

表2 供试甜菜品种22个农艺性状的变异分析

2.2 供试甜菜品种产质量分析

对10个供试甜菜品种的产质量进行分析，从表3可以看出，含糖率排名前3的甜菜品种为LS1318、BETA5665、BETA468，且这3个甜菜品种之间含糖率差异不显著，但与其他7个甜菜品种相比含糖率差异显著。LS1318 含糖率为15.77%，排名第1；ST13806含糖率为12.70%，排名第10，与其他多数甜菜品种含糖率相比差异显著。

表3 供试甜菜品种含糖率、块根产量和产糖量调查结果

LS17101和ST13092单根重在1 000 g以下，其他8个甜菜品种单根重均在1 000 g以上，其中BETA468单根重为1 524.3 g，排名第一，且与其他9个甜菜品种相比单根重差异显著。BETA468甜菜块根偏大，LS17101和ST13092甜菜块根偏小。

ST13806块根产量为8 506.7 kg/667 m2，排名第一；BETA5665块根产量8 120.0 kg/667 m2，排名第二；KWS9147块根产量为7 546.7 kg/667 m2，排名第三；KWS2314块根产量为4 346.7 kg/667 m2，排名第十。

BETA5665产糖量为1 273.8 kg/667 m2，排名第一；BETA468产糖量为1 129.1 kg/667 m2，排名第二；ST13806 产糖量为1 080.3 kg/667 m2，排名第三；KWS2314产糖量为598.9 kg/667 m2，排名第十。

2.3 供试甜菜品种农艺性状的相关分析

对10个供试甜菜品种农艺性状进行相关分析，结果（表4）表明，苗期生长势与叶丛快速生长期生长势、块根产量呈极显著正相关（P ＜0.01），与产糖量呈显著正相关（P ＜0.05），叶丛快速生长期生长势与块根产量和产糖量呈显著正相关；块根产量与产糖量呈极显著正相关；可见，甜菜块根产量与苗期生长势和叶丛快速生长期生长势密切关联，田间管理中提高块根产量和产糖量需注重改善苗期和叶丛快速生长期的生长势。

表4 供试甜菜品种农艺性状的相关分析

2.4 供试10个甜菜品种农艺性状的聚类分析

聚类分析已在多种作物种质资源分类方面得到应用，对于科学评价材料优劣的真实性具有较好的效果[8-9]。从图1 可以看出，在欧式距离为10处，10个供试甜菜品种可聚为2大类，I类包含7个品种，分别 是：LS1318、ST13806、KWS9147、BETA468、KWS1479、ST13092、BETA5665；II 类包含LS1210、LS17101、KWS2314这3个品种。由表5可知，I类甜菜品种的苗期生长势和叶丛快速生长期生长势均高于II类，I类甜菜品种的维管束环数与II类基本一样，I类甜菜品种的含糖率、块根产量和产糖量均高于II类甜菜品种。

表5 I类和II类甜菜品种农艺性状指标的平均值

3 结论与讨论

通过对10个新疆主要种植甜菜品种进行农艺性状比较，10个供试甜菜品种叶形绝大多数为犁铧型，ST13806 为舌形；叶丛型直立型占多数，KWS1479叶丛型为斜立型；根形绝大多数为圆锥形，甜菜块根的形状具有遗传性。就农艺性状来说，BETA5665叶丛直立，叶形犁铧型，叶柄较长，株高较高，维管束环数8.6环/株，根形楔形，根头小，根沟浅，根皮和根肉白，块根较大，农艺性状较优；在产质量方面，BETA5665含糖率15.69%，位居第二，块根产量8 120.0 kg/667 m2，位居第二，产糖量1 273.8 kg/667 m2，位居第一。BETA5665含糖率和块根产量较高，综合表现较好。LS1318含糖率为15.77%，位居第一，块根产量6 640.0 kg/667 m2，位居第七，LS1318含糖率较高，块根产量较低，适宜在低糖高产区种植。BETA468单根重最重，为1 524.3 g，位居第一，BETA468甜菜块根较大，含糖率和块根产量中等。需要注意的是农艺性状除与品种特性有关外，还与种植密度、水肥管理、光温条件等因素有关，不同研究可能得到不尽相同的结果[10]。因此，在甜菜品种选择及遗传改良方面还要考虑所在地的环境条件及栽培措施。

本研究的相关分析结果表明，甜菜品种的块根产量与苗期生长势和叶丛快速生长期生长势呈正相关。苗期生长势与叶丛快速生长期生长势、块根产量呈极显著正相关，与产糖量呈显著正相关；叶丛快速生长期生长势与块根产量和产糖量呈显著正相关；块根产量与产糖量呈极显著正相关。

聚类分析结果可反映不同品种的表型差异和亲缘关系，且与品种选育所在地的生态环境有关，同一聚类类群内品种的农艺性状特征差异较小，类群间品种的农艺性状特征较明显[11]。本研究聚类分析结果表明，10个供试甜菜品种可聚为2大类，其中I类包含7个品种：LS1318、ST13806、KWS9147、BETA468、KWS1479、ST13092、BETA5665，II类包含LS1210、LS17101、KWS2314这3个品种。在2个聚类中，I类苗期生长势、叶丛快速生长期生长势以及产质量方面都高于II类甜菜品种。可见，在相关性分析基础上进行甜菜主要农艺性状评价与鉴定，可筛选出适宜推广种植的甜菜品种。