內(nèi)蒙古東部干旱區(qū)甜菜新品種適應性研究

彭偉，缐春媚，平翠枝，韓秉進，吳則東，朱向明

(1.黑龍江大學，黑龍江 哈爾濱 150080；2.阿榮旗農(nóng)業(yè)事業(yè)發(fā)展中心，內(nèi)蒙古自治區(qū) 呼倫貝爾 162750；3.中國科學院 東北地理與農(nóng)業(yè)生態(tài)研究所，黑龍江 哈爾濱 150081)

0 引 言

甜菜是我國除甘蔗以外的第二大糖料作物，“十三五”期間約占我國食糖產(chǎn)量的10%～15%[1]。長期以來，我國甜菜優(yōu)勢產(chǎn)區(qū)主要位于華北、西北和東北等北緯40°以北的區(qū)域。近來，內(nèi)蒙古自治區(qū)甜菜產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展，2018-2019榨季，內(nèi)蒙古食糖產(chǎn)量達到歷史高位的65萬t，占國內(nèi)甜菜糖總產(chǎn)量的49.0%，成為我國最大的甜菜糖產(chǎn)區(qū)[2]。內(nèi)蒙古自治區(qū)東西跨度大，氣候條件、土壤類型多樣，其中東部地區(qū)由于土地資源豐富、土壤有機質(zhì)含量高、雨熱同季等有利條件再次成為原料主產(chǎn)區(qū)。該區(qū)域種植歷史悠久，但20世紀末，甜菜生產(chǎn)收縮調(diào)整，種植面積大幅下降，種植結(jié)構(gòu)單一，增長緩慢，逐漸落后。引進和鑒選適宜的甜菜新品種是產(chǎn)區(qū)快速恢復需要解決的首要問題[3]。

內(nèi)蒙古自治區(qū)自1996年開始，先后從德國KWS公司、荷蘭安地公司以及美國貝特賽特公司等引進20余個品種，進行適應性鑒定，其中多個品種表現(xiàn)出良好的豐產(chǎn)性，且出苗快、出苗齊、抗褐斑病，但含糖率比國內(nèi)品種低[4-5]。這些適應性鑒定試驗多集中在內(nèi)蒙古自治區(qū)中西部的河套區(qū)和土默川區(qū)，東部地區(qū)僅涵蓋赤峰地區(qū)[6]。與內(nèi)蒙古自治區(qū)東部區(qū)相鄰的黑龍江九三地區(qū)相繼從荷蘭安地公司引進了SR-411、H809、H004等多個國外品種，這些品種產(chǎn)量高、抗病性強、適宜機械化起收，含糖率也有了大幅度提高[7-9]。但以阿榮旗、扎賚特旗、扎蘭屯為代表的內(nèi)蒙古自治區(qū)東部干旱區(qū)尚缺少適宜的推薦品種。

因此，2019年特引進22個在國內(nèi)外表現(xiàn)優(yōu)異的甜菜新品種進行適應性試驗，以期鑒選出適宜在內(nèi)蒙古自治區(qū)東部干旱區(qū)種植的甜菜新品種，為該產(chǎn)區(qū)快速恢復甜菜種植提供支撐。

1 材料與方法

1.1 試驗區(qū)概況

試驗區(qū)位于內(nèi)蒙古自治區(qū)呼倫貝爾市阿榮旗現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科技示范園區(qū)內(nèi)(123°28′ E，48°09′ N)。該區(qū)屬于溫帶大陸性半濕潤氣候，干燥少雨，溫度日差和年差比較大。年平均氣溫1.7 ℃，年有效積溫2 394 ℃，全年日照時數(shù)介于2 092～3 605 h。年降水主要集中在6～8月份，平均降水量458.4 mm，占全年降水量的70%，年均蒸發(fā)量1 455.3 mm，無霜期90～130 d。

由于2018年冬季阿榮旗降雪稀少，2019年春旱較重，進入夏季以后，阿榮旗降雨頻繁，僅7月份一個月降雨量就達到了316.3 mm，整個生長季降雨量近600 mm，遠高于往年同期水平。生長期詳細氣象狀況見圖1。

圖1 2019年甜菜生長期氣象狀況Fig.1 Weather conditions during growing season of sugar beet in 2019

1.2 試驗設(shè)計

以KWS1176為對照品種，對21個國內(nèi)外優(yōu)良品種進行比較試驗(表1)。

表1 供試品種Table 1 Test varieties

試驗采用隨機區(qū)組設(shè)計，每個品種4次重復，2行區(qū)，行長10 m，株距0.2 m，行距0.65 m，密度約為7.70萬株·hm-2，試驗小區(qū)面積13 m2。設(shè)保護行和觀察道，保護行不少于兩行。前茬作物為花卉，土壤類型為暗棕壤，pH值為6.4，有機質(zhì)含量為4.51 g·kg-1，堿解氮、速效磷、速效鉀含量分別為134 mg·kg-1、20.2 mg·kg-1、217 mg·kg-1。

采取壟作、人工開溝穴播的播種方式，播深2～3 cm，出苗期噴灌補水。整地前撒施摻混肥(通用肥料，中原大化，N∶P2O5∶K2O=19∶19∶19)施肥量650 kg·hm-2，再旋耕摻混到地里。生育期防蟲，不防病，適時收獲。

1.3 測定項目和方法

形態(tài)性狀：主要包括葉叢形狀、葉柄長短、葉形、葉色、根型、根頭大小、根溝、株高等，在葉叢繁茂期以目測法調(diào)查；

出苗率：整體出苗后，以出苗穴數(shù)與播種穴數(shù)的百分比記載；

出苗整齊度、苗勢、生長勢等：苗期、葉叢繁茂期、封壟時期分前、中、后三次，以目測法調(diào)查，按5分制分值記載；

產(chǎn)量、含糖率：小區(qū)全區(qū)取樣稱重計產(chǎn)；每個小區(qū)隨機取10株，用糖度計(PAL-1，山東恒美電子科技有限公司)進行含糖率測定；

鉀、鈉、α-氮含量：每個小區(qū)取2株，每株斜切2 cm薄片混合、粉碎、榨汁，使用甜菜品質(zhì)測定儀(Venema，荷蘭)測定；

病害調(diào)查：在生育中期調(diào)查褐斑病、叢根病、根腐病、黃化毒病、白粉病5種病害，根據(jù)病害發(fā)生的情況劃分不同的等級，具體分級標準如下：

(1)褐斑病：按五級記載(0級：無病或少數(shù)株有少數(shù)病斑；l級：多數(shù)植株有少數(shù)病斑或少數(shù)植株有多數(shù)病斑；2級：多數(shù)植株有多數(shù)病斑，四分之一以下外葉因病枯死；3級：多數(shù)植株有多數(shù)病斑，四分之一至四分之二外葉因病枯死；4級：全區(qū)組內(nèi)絕大部分植株葉片因病枯死)。

(2)黃化毒?。喊此募売涊d(0級：全區(qū)內(nèi)植株無病；1級：全區(qū)內(nèi)有少數(shù)植株發(fā)??；2級：全區(qū)內(nèi)有多數(shù)植株發(fā)病；3級：全區(qū)內(nèi)有多數(shù)植株發(fā)病，并在葉片上有灰黑色霉層。)

(3)叢根病：在生育中期，根據(jù)葉叢表現(xiàn)的癥狀，按病株六級分級標準，調(diào)查、計算叢根病病情指數(shù)。病株六級分級標準(分別為0級：不表現(xiàn)任何癥狀；1級：葉叢輕微退綠、黃脈、焦枯或混合癥狀，植株無明顯矮化現(xiàn)象；2級：葉叢明顯退綠、黃脈、焦枯或混合癥狀，植株輕度矮化；3級：葉叢明顯退綠、黃脈、焦枯或混合癥狀，植株明顯矮化；4級：葉叢嚴重退綠、黃脈、焦枯或混合癥狀，少數(shù)葉片枯死，植株嚴重矮化；5級：葉叢嚴重退綠、黃脈、焦枯或混合癥狀，多數(shù)葉片枯死，植株極度矮化或死亡)。

(4)根腐病：在起收時進行調(diào)查，以發(fā)病株數(shù)的百分率記載。

(5)白粉病：按四級記載(0級：全區(qū)內(nèi)植株無?。?級：全區(qū)內(nèi)有少數(shù)植株發(fā)?。?級：全區(qū)內(nèi)有多數(shù)植株發(fā)?。?級：全區(qū)內(nèi)有多數(shù)植株發(fā)病，并在葉片上有灰黑色霉層)。

1.4 數(shù)據(jù)分析

對所獲得的實驗數(shù)據(jù)利用SPSS 26.0統(tǒng)計軟件進行了變量分析，用Excel 2017進行圖表制作。

2 結(jié)果與討論

2.1 田間表現(xiàn)及形態(tài)性狀

甜菜作為一種塊根類作物，地上、地下協(xié)調(diào)生長對最終產(chǎn)量形成和糖分積累十分重要[10]。如表2所示，參試品種的整體出苗率較高，出苗整齊度和苗勢亦相對較好，絕大多數(shù)品種保苗率都在90.0%～100%之間。在苗期和葉叢繁茂期，所有參試品種長勢良好，品種HI1420、201919封壟時期表現(xiàn)稍差，出現(xiàn)早衰現(xiàn)象，不太適宜在內(nèi)蒙古東部干旱區(qū)種植。

表2 不同甜菜品種田間長勢Table 2 Growth performances in different varieties

在保證光合效率的前提下，直立葉叢，中小面積葉片和相對較高株高，更有利于干旱地區(qū)甜菜生物量向根中積累[11]。對甜菜的地上部和塊根形態(tài)性狀調(diào)查結(jié)果表明，品種KWS7125、KWS1479、CN0417、ST13429為斜出形葉叢，其余18個品種均為直立形葉叢。短柄和長柄各有5個品種，其余11個品種為中柄。參試品種大多數(shù)為舌形葉，品種BETA5665、201920葉形較為特殊，分別為柳葉形和箭形。有16個品種株高為高型，其余為中型(表3)。根據(jù)葉片、葉叢形態(tài)和株高鑒選，品種NT981101、CN1017、HI1420、XJT9916、201919、CN1807、ST13539、ST12528、KWS1176有利于甜菜產(chǎn)量的提升。

表3 不同甜菜品種形態(tài)性狀Table 3 Morphological traits in different varieties

甜菜的根型、整齊度、根溝深淺對機械起收影響較大[12]，進而影響甜菜的產(chǎn)量。品種KWS2314、CN0117、CN0417、CN1807的塊根根型為近圓錐形，另有5個品種為紡錐形，其余品種楔形為主。15個品種為小根頭品種，6個品種為中根頭品種，僅品種KWS1176根頭較大。全部品種塊根整齊度在4分以上，塊根均勻、一致性較好，差異性不大。品種KWS7125、BETA5665、HI1380、KWS1479、201920、ST13539更有利于機械起收和甜菜產(chǎn)量的增加。

2.2 塊根產(chǎn)量及含糖率

由圖2可見，參試品種塊根產(chǎn)量在48.5 t·hm-2～70.8 t·hm-2之間，品種HI1380的塊根產(chǎn)量最高，達到70.8 t·hm-2，比對照品種增產(chǎn)9.2%；塊根產(chǎn)量最低的為品種NT981101，僅為48.5 t·hm-2。此外，品種KWS7125、KWS2314、KWS1479、BETA5665、CN0417的塊根產(chǎn)量也都在60.0 t·hm-2以上。變量分析表明：品種間產(chǎn)量差異顯著，與對照品種KWS1176相比，品種ST13529、ST13429、ST12528、201920等8個品種塊根產(chǎn)量都明顯降低，其中品種HDTY191、NT981101和對照品種差異最大；其余9個品種與對照品種KWS1176相比，無顯著性差異。僅從塊根產(chǎn)量來看，品種HI1380、KWS7125、KWS2314、KWS1176、KWS1479被認為是適應性品種。

各甜菜品種塊根含糖率差別較大，范圍在12.7%～16.8%之間(圖2)。品種HDTY191含糖率最高，達到16.8%，比對照品種KWS1176高1.6%。品種HI1380的塊根含糖率最低，僅為12.7%。有3個品種(HDTY191、HDTY192、NT981101)的含糖率高于對照品種KWS1176。品種HDTY191顯著高于對照品種，品種ST12528、CN0117、ST13429、CN1017、HI1380顯著低于對照品種(P<0.05)。品種HDTY191、HDTY192、NT981101、KWS1176、XJT9916在含糖率方面表現(xiàn)優(yōu)異。

產(chǎn)糖量受塊根產(chǎn)量的影響更大，受含糖率的影響較小(圖2)。參試品種產(chǎn)糖量的變化趨勢和塊根產(chǎn)量的變化趨勢相似，塊根產(chǎn)量較高的品種產(chǎn)糖量也相對較高。對照品種KWS1176的產(chǎn)糖量最高，為9.86 t·hm-2；最低的品種201919僅為7.12 t·hm-2。有10個品種產(chǎn)糖量達到8.0 t·hm-2以上。根據(jù)含糖率和產(chǎn)糖量的結(jié)果，品種HI1380、KWS1176、KWS2314、KWS7125、KWS1479表現(xiàn)突出。

注：不同小寫字母表示品種間在0.05水平差異顯著。Note:Different lowercase letters indicate significant differences between varieties at the level of 0.05.圖2 甜菜品種塊根產(chǎn)量、含糖率和產(chǎn)糖量比較Fig.2 Comparison of root yields,sugar contents and sugar yields in different varieties

2.3 病害發(fā)生情況

由表4可見，所有參試品種病害總體發(fā)生較輕，以褐斑病、黃化毒病及根腐病為主，這與黑龍江省西部地區(qū)類似[13]。品種HDTY191、HDTY192無褐斑病或少數(shù)株有少量病斑，品種KWS7125、NT981101、XJT9916、KWS1479、KWS2314、ST13529、KWS1176病害發(fā)生情況為1級，褐斑病發(fā)生最嚴重的為品種CN1017，病級達到3級，其余12個品種病害等級為2級。對照品種KWS1176的褐斑病和黃化毒病的發(fā)病等級均為1級，與其余21個品種差異性較小。

表4 病害調(diào)查表Table 4 Disease survey

在所有參試品種中，均未發(fā)現(xiàn)叢根病和白粉病病癥，但存在不同等級的黃化毒病。品種CN1017、HI1420、BETA5665等12個品種黃化毒病害等級為1級，7個品種病害等級為2級，表現(xiàn)為植株葉片黃化。共有7個品種發(fā)生了不同程度的根腐病，發(fā)病率最高的品種CN0117達到了79%，對照品種KWS1176的發(fā)病率也相對較高，達到25%。對塊根產(chǎn)量和含糖率產(chǎn)生了較大的影響，這與2019年試驗區(qū)7月份降雨量較大有直接關(guān)系。綜合比較，品種KWS7125、CN1017、BETA5665、HI1380、CN0117、CN1807、ST12528發(fā)病率較高，不適宜在內(nèi)蒙古東部干旱區(qū)推廣應用。

2.4 鉀、鈉和α-氮含量

鉀、鈉、α-氮(有害態(tài)氮)是除糖度外，檢驗甜菜品質(zhì)最重要的3個指標，這3種有害成分的含量直接影響糖分提取[14]。由圖3可見，所有參試品種鉀含量在356～619 mmol·g-1之間。只有品種HDTY191的鉀含量達到619 mmol·g-1，比對照品種KWS1176高23.1%。此外，有13個品種的鉀含量在400～500 mmol·g-1之間。品種ST13529、ST13539、ST12528、HI1420、CN0417的鉀含量低于400 mmol·g-1。10個品種鉀含量高于對照品種KWS1176，其中品種HDTY191、HDTY192、201919、201920的鉀含量在500 mmol·g-1以上達到較高水平，不利于糖分提取。

圖3 不同品種甜菜鉀、鈉和α-氮含量Fig.3 Contents of potassium,sodium and α -nitrogen in different varieties

品種HI1380的鈉含量最高，達到了509 mmol·g-1。鈉含量最低是品種HDTY191，僅為144 mmol·g-1。17個品種的鈉含量集中在322～498 mmol·g-1之間，差異較小。品種CN0417、NT981101、HDTY192的鈉含量低于300 mmol·g-1。對照品種KWS1176鈉含量相對偏高，HI1380、BETA5665、HI1420、ST12528、ST13529等12個品種鈉含量更是高與對照品種，僅有4個品種HDTY191、HDTY192、NT981101、CN0417的鈉含量低于對照品種，更有利于糖分的提取。

22個參試品種中，20個品種的α-氮含量都集中在215～357 mmol·g-1之間。品種ST13539的α-氮含量最少，為157 mmol·g-1，比對照品種KWS1176的α-氮含量低140 mmol·g-1。20個品種α-氮含量比對照品種高，其中品種201920、XJT9916、NT981101、HDTY191、201919與對照品種差異最為明顯。

3 結(jié) 論

(1)生長期較大的降雨量對產(chǎn)量、含糖率、病害發(fā)生產(chǎn)生了較大影響。僅品種HI1380、KWS7125、KWS2314、KWS1479、BETA5665、CN0417塊根產(chǎn)量高于60.0 t·hm-2；品種HDTY191、HDTY192、NT981101含糖率高于對照品種；產(chǎn)糖量受塊根產(chǎn)量的影響更大，受含糖率的影響較小；7個品種發(fā)生了嚴重的根腐病，褐斑病和黃化毒病也有不同程度發(fā)生。

(2)HDTY191、HDTY192、NT981101等多個國產(chǎn)品種在地上部形態(tài)、生長勢、適宜機械化等方面接近國外品種，KWS1479、KWS2314、KWS1176、ST13529、ST13539等品種鉀、鈉和α-氮含量相對較低。

(3)綜合形態(tài)性狀、田間表現(xiàn)、塊根產(chǎn)量、產(chǎn)糖量及抗病性等因素，在內(nèi)蒙古自治區(qū)東部干旱區(qū)品種選用上建議優(yōu)先選擇HDTY191、HDTY192、NT981101、KWS1479、KWS2314和KWS1176。