郇 町，胡華兵，賀碧微，孫琳琳，劉建雄，劉 珣，袁團團，丁兆斐

（石河子農(nóng)業(yè)科學研究院，新疆石河子 832011）

0 引言

甜菜作為中國重要的糖料作物之一，屬于藜科甜菜屬，是一種兩年生的草本植物，第一年進行營養(yǎng)生長，經(jīng)春化后第二年進行生殖生長[1-2]。甜菜育種主要經(jīng)濟性狀如塊根產(chǎn)量、含糖率、產(chǎn)糖量等指標均為數(shù)量性狀，其中，塊根產(chǎn)量和含糖率是甜菜最重要的經(jīng)濟性狀[3]。目前和未來制約中國甜菜發(fā)展的主要問題是單產(chǎn)低和含糖率低[4]。目前中國甜菜平均單產(chǎn)僅為國外品種的60%左右，甜菜塊根的含糖率平均為15%左右，比國外品種低2～3百分點[5]。近年來，中國種植的甜菜品種有95%以上都是從國外引進，國外甜菜品種產(chǎn)量較高，含糖率較低[6]，而國內(nèi)甜菜品種雖然含糖率較高，但單產(chǎn)較國外品種低[5,7-8]。關于甜菜塊根含糖率和個體根重的關系，高妙真[9]研究認為，甜菜個體根重與含糖率呈極顯著負相關，但個體根重在500 g以下時，含糖率與個體根重呈極顯著正相關；王瑞剛[10]研究發(fā)現(xiàn)甜菜個體根重在650 g以下時個體根重與含糖率呈正相關，個體根重重于650 g時表現(xiàn)為負相關；楊瑞紅等[11]通過對24個甜菜品系的相關分析，認為甜菜個體根重與含糖率無顯著相關，而張春來等[12]研究認為甜菜四倍體品系的含糖率與根產(chǎn)量呈正相關。

不同甜菜品種的特征特性表現(xiàn)各異，其中高產(chǎn)高糖是育種和栽培管理最直觀和簡捷的指標。探究不同類型甜菜品種塊根產(chǎn)量和含糖率關系、塊根個體與含糖率之間的關系，對不同甜菜品種進行相關性狀調(diào)查分析，旨在選擇出適宜本地栽培的穩(wěn)產(chǎn)高產(chǎn)、適應性廣、適合機械化收獲的優(yōu)良品種，為選育品質(zhì)性狀優(yōu)良甜菜新品種提供一定參考，也為本地甜菜生產(chǎn)新品種更新?lián)Q代、品種推廣種植提供數(shù)據(jù)支撐。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

試驗品種有5個，為目前新疆大田生產(chǎn)中部分主栽 甜 菜 品 種 ：KWS1176、KWS9147、BETA379、BETA468、BETA356，其中以BETA356為對照。

1.2 試驗地和田間管理概況

試驗地為石河子農(nóng)業(yè)科學研究院甜菜研究所春播試驗地，土質(zhì)為壤土，土地平整，肥力均勻，前茬棉花，間隔5年時間沒有種植過甜菜。加壓滴灌，干播濕出。

試驗地于2019年4月14日人工點播，4月19日進出苗水，4月24—26日出苗，6月11日進第一水，全生育期進水7水（不含出苗水），間隔10～15天進一水，10月9日起拔收獲。肥水同大田管理。

1.3 試驗方法

本試驗小區(qū)隨機排列，不設重復。種植模式為2行1帶，等行距50 cm，株距18.5 cm，8行區(qū)，5 m行長，小區(qū)面積20 m2。

1.4 田間取樣與數(shù)據(jù)統(tǒng)計

起拔甜菜塊根后隨機選擇小區(qū)一行，取中間甜菜連續(xù)20株，切削甜菜塊根，測定塊根根重、根長、直徑、含糖率等指標。切削各小區(qū)（各小區(qū)面積為20 m2）甜菜塊根，測定各小區(qū)的塊根產(chǎn)量，計算產(chǎn)糖量。

甜菜塊根的切削標準：按照GB/T 10496-2018規(guī)定標準切削甜菜莖葉。當甜菜青頭垂直高度大于1.5 cm時，從第一片葉痕，即甜菜根頭第一對真葉的痕跡處向上1.5 cm處切削；當甜菜青頭垂直高度小于1.5 cm時，從第一片葉痕上0.5 cm處切削，根頭無莖葉殘留。

甜菜塊根為：按照GB/T 10496-2018規(guī)定標準，當青頭垂直高度大于1.5 cm時，從第一片葉痕（甜菜根頭第一對真葉的痕跡處）上1.5 cm至尾根直徑1 cm以上的部分；當青頭垂直高度小于1.5 cm時，從第一片葉痕上0.5 cm至尾根直徑1 cm以上的部分[13-14]。

根重：使用千分之一電子稱，測量甜菜塊根重量。

根長：使用直尺，測量甜菜塊根長度。

直徑：使用直尺，測量甜菜塊根最寬處的長度即為甜菜塊根直徑。

含糖率：使用手持電子折光儀、取樣器、壓榨器，用取樣器45度從第一片葉痕（甜菜根頭第一對真葉的痕跡處）處至根中心，抽取甜菜條，壓榨器將甜菜條壓榨成甜菜汁液，滴入到便攜式折射儀觀察錘度，再按83%折算成含糖率。

小區(qū)產(chǎn)糖量：含糖率×小區(qū)產(chǎn)量。

利用WPS、Word 2007、Excel 2007軟件，對試驗數(shù)據(jù)進行處理和作圖，結(jié)合SPSS 20.0 For Windows進行方差分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 甜菜塊根性狀

2.1.1 塊根長度比較 從表1可以看出，5個品種單個塊根重量差異性不顯著。KWS9147單個塊根重量為1.35 kg，居第一位，變異系數(shù)為0.50；KWS1176單個塊根重量為1.17 kg，居第五位，變異系數(shù)為0.56，與KWS9147相差0.18 kg；BETA379單個塊根重量為1.25 kg，居第三位，變異系數(shù)為0.42，較其他4個品種變異系數(shù)較小，表明BETA379塊根大小不整齊；BETA468單個塊根重量為1.19 kg，居第四位，變異系數(shù)為0.51；BETA356單個塊根重量為1.29 kg，居第二位，變異系數(shù)為0.50。

BETA379塊根直徑為11.81 cm，居第一位，變異系數(shù)為0.14；KWS1176塊根直徑為10.82 cm，居第五位，變異系數(shù)為0.21，與其他4個品種塊根直徑差異性顯著，與BETA379塊根直徑相差近1 cm左右，塊根偏??；對照BETA356塊根直徑為11.33 cm，居第三位，變異系數(shù)為0.19；KWS9147塊根直徑11.79 cm，居第二位，變異系數(shù)為0.17；BETA468塊根直徑為10.89 cm，居第四位，變異系數(shù)為0.13。BETA379塊根直徑11.81 cm，塊根長度15.89 cm，變異系數(shù)偏小，塊根大小較勻稱，機械收獲浪費相對較小。

由表1可以看出，BETA356塊根長度為20.45 cm，居第一位，塊根長度偏長，變異系數(shù)為0.22，與其他4個品種的塊根長度差異性顯著；KWS9147塊根長度為14.09 cm，居第五位，塊根長度偏短，變異系數(shù)為0.25，與BETA356塊根長度相差6.36 cm，與其他4個品種的塊根長度差異性顯著；KWS1176塊根長度為17.61 cm，居第二位，變異系數(shù)為0.14，與KWS9147、對照BETA356塊根長度差異性顯著；BETA468塊根長度為16.46 cm，居第三位，變異系數(shù)為0.14，與KWS9147、對照BETA356塊根長度差異性顯著；BETA379塊根長度為 15.89 cm，居第四位，變異系數(shù)為 0.16，與KWS9147、對照BETA356塊根長度差異性顯著。KWS1176、BETA379以及BETA468長度接近，差異性不顯著。KWS1176與BETA379相差1.72 cm，兩者差異性不顯著。KWS1176與BETA468變異系數(shù)最小，表明塊根長短大小勻稱。

表1 塊根性狀調(diào)查結(jié)果

研究表明，KWS9147與BETA379塊根直徑偏大、根長偏短，根體較短粗，機械化收獲時損失浪費較小，更適宜機械化收獲；KWS1176塊根直徑偏小和塊根長度偏長，兩者變異系數(shù)均偏小，表明其塊根偏細長，機械收獲時可能損失浪費較嚴重。

2.1.2 塊根重量統(tǒng)計 表2是40個塊根個體重量統(tǒng)計結(jié)果，從表中可以看出，KWS1176個體重量級別分布較均勻，表明KWS1176塊根大小不勻稱、不整齊，其中1.501 kg以上的塊根總重量占46%，表明該重量級別范圍內(nèi)塊根對產(chǎn)量有重要貢獻；KWS9147個體重量級別主要分布在0.501～1.200 kg和1.501 kg以上的級別，表明KWS9147塊根偏大且較勻稱，其中1.501 kg以上的塊根總重量占63%，表明該重量范圍內(nèi)根數(shù)對收獲株數(shù)和產(chǎn)量有根對收獲產(chǎn)量有重要影響；BETA379個體重量級別在0～0.500 kg的塊根個數(shù)為3，占比8%，剩余37個塊根均勻分布在其他塊根重量級別，表明BETA379塊根大小不勻稱、不整齊，個體重量級別1.501 kg以上的塊根個數(shù)12個，占總重量45%；BETA468個體重量級別根數(shù)接近，表明BETA468塊根大小不勻稱、不整齊，個體重量級別在0.501～0.800 kg范圍內(nèi)塊根個數(shù)最多，占比28%；BETA356個體重量多數(shù)集中在0.801 kg以上，表明BETA356塊根大小較為均勻，且塊根偏大，其中1.501 kg以上的塊根總重量占47%。

表2 塊根重量統(tǒng)計結(jié)果

甜菜塊根0～0.500 kg機械收獲時損失較大，而KWS1176個體重量0～0.500 kg占比相對較高。從表中可以看出，如果采取機械化收獲，KWS1176塊根的損失浪費較大，收獲產(chǎn)量也會受到影響。

2.2 塊根含糖率、根產(chǎn)量和產(chǎn)糖量

2.2.1 錘度和含糖率比較 從表3可以看出，KWS1176錘度為16.41%，位居第一，變異系數(shù)0.11，與其他4個品種差異性顯著；對照BETA356錘度10.89%，與其他4個品種差異性顯著，位居第五，變異系數(shù)為0.19，表明BETA356錘度、含糖率變異較大，錘度、含糖率整齊度相對較差；BETA379錘度為16.11%，居第二位，與KWS1176錘度差異性不顯著，與其他3個品種的錘度差異顯著，變異系數(shù)為0.06；BETA468錘度為15.42%，居第三位，變異系數(shù)為0.09，與BETA379錘度差異不顯著，與其他4個品種的錘度差異顯著；KWS9147錘度為15.14%，居第四位，變異系數(shù)為0.11，與KWS1176、BETA356錘度差異顯著。

KWS1176含糖率13.62%，較對照BETA356含糖率提升4度左右，對糖廠甜菜制糖加工有重要的意義，能適當平衡糖廠加工和種植戶經(jīng)濟利益關系。KWS9147含糖率12.56%，較對照BETA356含糖率提升3度左右，居第四位；BETA379含糖率為13.37%，較對照BETA356含糖率提升4度左右，錘度變異系數(shù)較其他4個品種低，表明BETA379個體間錘度、含糖率變異小，錘度、含糖率整齊度相對較好，穩(wěn)定性較好；BETA468含糖率為12.80%，較對照BETA356含糖率提升3度左右，較KWS1176、BETA356含糖率差異性顯著；對照BETA356含糖率9.04%，位居第五，與其他4個品種含糖率差異性顯著。經(jīng)顯著性分析，表明KWS1176錘度、含糖率與對照BETA356比較呈顯著水平。

2.2.2 塊根產(chǎn)量和產(chǎn)糖量 從表3可以看出，KWS9147塊根產(chǎn)量最高100000.5 t/hm2，居第一位，較對照BETA356增產(chǎn)11.27%，產(chǎn)糖量也居第一位，為12562.11 t/hm2，較對照增加54.67%；對照BETA356塊根產(chǎn)量89875.45 t/hm2，居第四位，產(chǎn)糖量8121.71 t/hm2，居第五位；BETA468塊根產(chǎn)量95000.48 t/hm2，居第二位，較對照BETA356增產(chǎn)5.7%，產(chǎn)糖量12158.73 t/hm2，居第三位，較對照BETA356增加53.45%；BETA379塊根產(chǎn)量93187.97 t/hm2，居第三位，較對照BETA356增產(chǎn)3.69%，產(chǎn)糖量12462.38 t/hm2,居第二位，較對照BETA356增加53.45%；KWS1176塊根產(chǎn)量82000.41t/hm2，塊根產(chǎn)量最低，居第五位，較對照BETA356減產(chǎn)8.8%，產(chǎn)糖量11170.4 t/hm2，居第四位，較對照BETA356增加37.54%。

表3 含糖率、根產(chǎn)量和產(chǎn)糖量調(diào)查結(jié)果

KWS1176、KWS9147、BETA379、BETA468 與對照BETA356根產(chǎn)量和產(chǎn)糖量差異性顯著。KWS9147、BETA379和BETA468產(chǎn)質(zhì)量均超過BETA356，在生產(chǎn)中得到大面積推廣種植，也足以表明這3個品種具有諸多優(yōu)點。BETA468塊根產(chǎn)量中等，含糖率高。KWS9147含糖率偏低，塊根產(chǎn)量偏高。

2.3 甜菜塊根個體重量與含糖率、產(chǎn)糖量的關系

圖1表明，KWS1176個體含糖率隨個體根重增加的變化不顯著，錘度變異系數(shù)為0.11（表3），塊根重量變異系數(shù)為0.56（表1）。經(jīng)相關性分析，KWS1176含糖率與個體根重呈正相關，相關系數(shù)為0.062。根重在0.39～1.28 kg/株區(qū)間含糖率和產(chǎn)糖量相對較穩(wěn)定。KWS1176個體產(chǎn)糖量隨個體根重增加而增加，經(jīng)相關性分析，KWS1176個體產(chǎn)糖量與個體根重呈正相關，相關系數(shù)為0.955。根重在0.3～1.1 kg/株區(qū)間產(chǎn)糖量平穩(wěn)增長，而根重在1.1～2.514 kg/株區(qū)間產(chǎn)糖量增長幅度大，呈明顯上升趨勢。

圖1 KWS1176個體根重與含糖率及產(chǎn)糖量的關系

圖2表明，KWS9147個體含糖率隨個體根重增加的波動較小，個體含糖率隨個體根重增加的變化不顯著，塊根重量變異系數(shù)為0.50（見表1），錘度變異系數(shù)為0.11（見表3）。經(jīng)相關性分析，KWS9147含糖率與個體根重呈正相關，相關系數(shù)為0.0094。根重在0.48～1.38 kg/株區(qū)間，產(chǎn)糖量穩(wěn)定的隨著根重的增加而增長，經(jīng)相關性分析，KWS9147個體產(chǎn)糖量與個體根重呈正相關，相關系數(shù)為0.922。

圖2 KWS9147個體根重與含糖率及產(chǎn)糖量的關系

圖3看出，BETA379含糖率隨個體根重的增加而顯著降低。經(jīng)相關性分析，BETA379含糖率與個體根重呈負相關，相關系數(shù)為0.0834。錘度變異系數(shù)為0.06（見表3），塊根重量變異系數(shù)為0.42（見表1）。

圖3 BETA379個體根重與含糖率及產(chǎn)糖量的關系

根重在1.09～2.04 kg/株區(qū)間的根數(shù)達到將近一半。產(chǎn)糖量隨個體根重的增加而平緩增加，波動較小，經(jīng)相關性分析，BETA379個體產(chǎn)糖量與個體根重呈正相關，相關系數(shù)為0.873。

圖4表明，BETA468含糖率隨著個體根重的增加而緩慢降低，含糖率與個體根重呈負相關，經(jīng)相關性分析，B相關系數(shù)為0.045。塊根重量變異系數(shù)為0.51（表1），錘度變異系數(shù)為0.09（表3），產(chǎn)糖量隨著個體重量的增加而增加，產(chǎn)糖量波動較小，經(jīng)相關性分析，BETA468個體產(chǎn)糖量與個體根重呈正相關，相關系數(shù)為0.938。

圖4 BETA468個體根重與含糖率及產(chǎn)糖量的關系

從圖5可以看出，BETA356含糖率和產(chǎn)糖量波動都較大，經(jīng)相關性分析，BETA356含糖率與個體根重呈正相關，相關系數(shù)為0.0323。錘度變異系數(shù)為0.19（表 3），塊根重量變異系數(shù)為 0.50（表1），表明BETA356經(jīng)濟性狀穩(wěn)定性差。含糖率隨個體根重的增加無明顯提高，產(chǎn)糖量隨個體根重增加而增加。經(jīng)相關性分析，BETA356個體產(chǎn)糖量與個體根重呈正相關，相關系數(shù)為0.856。

圖5 BETA356個體根重與含糖率及產(chǎn)糖量的關系

3 討論與結(jié)論

作物表型是指作物可以觀測的外在性狀和特征，比如形狀、結(jié)構、大小等[15-16]。機械化收獲是目前和將來甜菜收獲的主要方式[17]，甜菜青頭大小和塊根長短會影響機械起拔的凈度[18]，甜菜青頭大、塊根長，在機械化收獲時可能會造成損失浪費。根體過長尤其是根形為長圓錐形，機械收獲時會造成甜菜塊根部分斷裂，塊根尾部甚至根體起拔不出來造成減產(chǎn)，種植戶經(jīng)濟利益受到損失。KWS1176、KWS9147、BETA379、BETA468、BETA356五個品種之間個體塊根重量差異性不顯著。KWS1176塊根大小不勻稱，不整齊，整體偏小，機械化收獲可能損失浪費較嚴重，含糖率較高，塊根產(chǎn)量偏低，含糖率隨個體根重增加的變化不顯著，個體產(chǎn)糖量隨個體根重增加而增加；KWS9147塊根大小、長度、重量整齊度好，適合機械收獲，含糖率偏低，個體含糖率隨個體根重增加的變化不顯著，根產(chǎn)量較高，其中，個體重量重于1.501 kg的占比最高為43%，塊根總重量占63%，說明塊根偏大；BETA379單個根重在1 kg以上的個數(shù)占大多數(shù)，塊根大小較勻稱且偏大，塊根偏短粗，機械收獲浪費相對較小，錘度、含糖率整齊度好，含糖率隨個體根重的增加而顯著降低，塊根產(chǎn)量和產(chǎn)糖量相對較高，表現(xiàn)出一定的穩(wěn)定性；BETA468個體重量級別根數(shù)接近，塊根大小不勻稱、不整齊，含糖率和根產(chǎn)量都偏高，含糖率隨個體根重增加而緩慢降低；BETA356塊根偏大，較整齊，含糖率較低且隨根重的增加而緩慢升高，產(chǎn)糖量波動較大，穩(wěn)定性差。

關于甜菜塊根重量與含糖率的關系，國內(nèi)外學者進行廣泛的研究討論，但結(jié)果并不一致[19]。邵金旺等[20]研究提出甜菜根重在一定范圍內(nèi)，塊根的增重與糖分積累是同步進行的；而段娜等[4]發(fā)現(xiàn)甜菜根重與含糖率之問有負相關關系。楊瑞紅等[11]研究認為甜菜個體根重超過500 g時根重與含糖率呈負相關；但王瑞剛經(jīng)過分析研究提出甜菜個體根重和含糖率個體根重在650 g以下時個體根重和含糖率呈正相關，個體根重達到650 g以上就表現(xiàn)為負相關[10]；同時夏紅梅等[21]認為個體根重與含糖率呈正相關或不相關，內(nèi)蒙古農(nóng)牧學院甜菜生理研究所甚至發(fā)現(xiàn)個體根重在較高的范圍內(nèi)仍與含糖率呈正相關的情況[22]。因此，在多年甜菜個體塊根與含糖率的研究中發(fā)現(xiàn)，甜菜個體根重小，含糖率不一定高，個體根重大，含糖率不一定低。在本試驗中經(jīng)相關性分析，KWS1176、KWS9147、BETA356含糖率與個體根重呈正相關，BETA378和BETA468含糖率與個體根重呈負相關。從而可以看出，不同品種的含糖率與個體根重的變化規(guī)律不同。就甜菜塊根根重和含糖率之間的關系，還存在著不同的觀點，影響甜菜塊根根重和含糖率之間不同關系的因素，還需要甜菜研究者進行更深層次的研究和探討。

胡華兵等[23]通過BETA356與KWS2409產(chǎn)質(zhì)量研究表明，BETA356個體含糖率隨著個體根重增加而提高，BETA356塊根個體重量大多集中在0.501～1.200 kg級別范圍內(nèi)，此范圍內(nèi)塊根個數(shù)占53.33%，大小均勻，整齊度好；塊根個體重量0.801 kg以上塊根重量占75.95%，表明此塊根重量級別范圍內(nèi)對產(chǎn)量有重要貢獻，機械收獲可能損失浪費較少，在近幾年甜菜生產(chǎn)實踐中，奎屯地區(qū)BETA356表現(xiàn)出塊根產(chǎn)量穩(wěn)步提高，但含糖率卻呈下降趨勢。本試驗結(jié)果顯示BETA356含糖率低，根產(chǎn)量較低，穩(wěn)定性較差，造成此結(jié)果的原因可能與試驗地叢根病病害發(fā)生較嚴重有關，叢根病影響了甜菜根部發(fā)育和糖分的積累，當然影響甜菜塊根產(chǎn)量和糖分增長的影響因素錯綜復雜，還需進一步探討根重、含糖率與肥、水投入量、種類之間的關系。羅春花[24]在黑龍江二九一分公司農(nóng)業(yè)技術推廣中心試驗站對KWS1176和KWS9147進行鑒定試驗，結(jié)果表明KWS1176含糖率為17.1%，根產(chǎn)量為64400 t/hm2，與對照相比增產(chǎn)較少，含糖率偏高，根產(chǎn)量偏低；KWS9147含糖率為15.1%，根產(chǎn)量為75700 t/hm2且高于其他品種，表明KWS9147含糖率低，根產(chǎn)量偏高。從本試驗中也得出KWS1176含糖率偏高，根產(chǎn)量偏低，KWS9147含糖率偏低，根產(chǎn)量偏高。試驗結(jié)果較為一致。羅靜靜等[25]在新疆塔城地區(qū)額敏縣第九師農(nóng)業(yè)科學研究所病圃地(46°31′N、83°36′E)試驗研究得出，BETA468含糖率12.04%，根產(chǎn)量為8847 t/hm2，含糖和根產(chǎn)量均位列前茅，農(nóng)藝性狀好，適宜全程機械化種植，抗病性強，含糖和根產(chǎn)量偏高。本試驗結(jié)果表明BETA468含糖率和根產(chǎn)量位次均在前三，也表明了BETA468經(jīng)濟性狀好。

通過本實驗得出，不同甜菜品種的塊根含糖率與個體根重的變化規(guī)律不同，影響甜菜塊根根重和含糖率之間不同關系的因素，還需要甜菜研究者進行更深層次的研究和探討。KWS1176含糖率偏高，塊根產(chǎn)量偏低，適宜種植在北疆、伊犁、焉耆等低糖地區(qū)種植。KWS9147根型短粗，更適宜機械收獲。依據(jù)不同甜菜品種的外在性狀，可以初步篩選出適宜本地栽培的穩(wěn)產(chǎn)高產(chǎn)、適應性廣、適合機械化收獲的優(yōu)良品種，讓種植戶利益最大化。