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彭伟，缐春媚，平翠枝，韩秉进，吴则东，朱向明
(1.黑龙江大学，黑龙江 哈尔滨 150080；
2.阿荣旗农业事业发展中心，内蒙古自治区 呼伦贝尔 162750；
3.中国科学院 东北地理与农业生态研究所，黑龙江 哈尔滨 150081)
甜菜是我国除甘蔗以外的第二大糖料作物，“十三五”期间约占我国食糖产量的10%～15%[1]。长期以来，我国甜菜优势产区主要位于华北、西北和东北等北纬40°以北的区域。近来，内蒙古自治区甜菜产业快速发展，2018-2019榨季，内蒙古食糖产量达到历史高位的65万t，占国内甜菜糖总产量的49.0%，成为我国最大的甜菜糖产区[2]。内蒙古自治区东西跨度大，气候条件、土壤类型多样，其中东部地区由于土地资源丰富、土壤有机质含量高、雨热同季等有利条件再次成为原料主产区。该区域种植历史悠久，但20世纪末，甜菜生产收缩调整，种植面积大幅下降，种植结构单一，增长缓慢，逐渐落后。引进和鉴选适宜的甜菜新品种是产区快速恢复需要解决的首要问题[3]。
内蒙古自治区自1996年开始，先后从德国KWS公司、荷兰安地公司以及美国贝特赛特公司等引进20余个品种，进行适应性鉴定，其中多个品种表现出良好的丰产性，且出苗快、出苗齐、抗褐斑病，但含糖率比国内品种低[4-5]。这些适应性鉴定试验多集中在内蒙古自治区中西部的河套区和土默川区，东部地区仅涵盖赤峰地区[6]。与内蒙古自治区东部区相邻的黑龙江九三地区相继从荷兰安地公司引进了SR-411、H809、H004等多个国外品种，这些品种产量高、抗病性强、适宜机械化起收，含糖率也有了大幅度提高[7-9]。但以阿荣旗、扎赉特旗、扎兰屯为代表的内蒙古自治区东部干旱区尚缺少适宜的推荐品种。
因此，2019年特引进22个在国内外表现优异的甜菜新品种进行适应性试验，以期鉴选出适宜在内蒙古自治区东部干旱区种植的甜菜新品种，为该产区快速恢复甜菜种植提供支撑。
1.1 试验区概况
试验区位于内蒙古自治区呼伦贝尔市阿荣旗现代农业科技示范园区内(123°28′ E，48°09′ N)。该区属于温带大陆性半湿润气候，干燥少雨，温度日差和年差比较大。年平均气温1.7 ℃，年有效积温2 394 ℃，全年日照时数介于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%，年均蒸发量1 455.3 mm，无霜期90～130 d。
由于2018年冬季阿荣旗降雪稀少，2019年春旱较重，进入夏季以后，阿荣旗降雨频繁，仅7月份一个月降雨量就达到了316.3 mm，整个生长季降雨量近600 mm，远高于往年同期水平。生长期详细气象状况见图1。
图1 2019年甜菜生长期气象状况Fig.1 Weather conditions during growing season of sugar beet in 2019
1.2 试验设计
以KWS1176为对照品种，对21个国内外优良品种进行比较试验(表1)。
表1 供试品种Table 1 Test varieties
试验采用随机区组设计，每个品种4次重复，2行区，行长10 m，株距0.2 m，行距0.65 m，密度约为7.70万株·hm-2，试验小区面积13 m2。设保护行和观察道，保护行不少于两行。前茬作物为花卉，土壤类型为暗棕壤，pH值为6.4，有机质含量为4.51 g·kg-1，碱解氮、速效磷、速效钾含量分别为134 mg·kg-1、20.2 mg·kg-1、217 mg·kg-1。
采取垄作、人工开沟穴播的播种方式，播深2～3 cm，出苗期喷灌补水。整地前撒施掺混肥(通用肥料，中原大化，N∶P2O5∶K2O=19∶19∶19)施肥量650 kg·hm-2，再旋耕掺混到地里。生育期防虫，不防病，适时收获。
1.3 测定项目和方法
形态性状：主要包括叶丛形状、叶柄长短、叶形、叶色、根型、根头大小、根沟、株高等，在叶丛繁茂期以目测法调查；
出苗率：整体出苗后，以出苗穴数与播种穴数的百分比记载；
出苗整齐度、苗势、生长势等：苗期、叶丛繁茂期、封垄时期分前、中、后三次，以目测法调查，按5分制分值记载；
产量、含糖率：小区全区取样称重计产；
每个小区随机取10株，用糖度计(PAL-1，山东恒美电子科技有限公司)进行含糖率测定；
钾、钠、α-氮含量：每个小区取2株，每株斜切2 cm薄片混合、粉碎、榨汁，使用甜菜品质测定仪(Venema，荷兰)测定；
病害调查：在生育中期调查褐斑病、丛根病、根腐病、黄化毒病、白粉病5种病害，根据病害发生的情况划分不同的等级，具体分级标准如下：
(1)褐斑病：按五级记载(0级：无病或少数株有少数病斑；
l级：多数植株有少数病斑或少数植株有多数病斑；
2级：多数植株有多数病斑，四分之一以下外叶因病枯死；
3级：多数植株有多数病斑，四分之一至四分之二外叶因病枯死；
4级：全区组内绝大部分植株叶片因病枯死)。
(2)黄化毒病：按四级记载(0级：全区内植株无病；
1级：全区内有少数植株发病；
2级：全区内有多数植株发病；
3级：全区内有多数植株发病，并在叶片上有灰黑色霉层。)
(3)丛根病：在生育中期，根据叶丛表现的症状，按病株六级分级标准，调查、计算丛根病病情指数。病株六级分级标准(分别为0级：不表现任何症状；
1级：叶丛轻微退绿、黄脉、焦枯或混合症状，植株无明显矮化现象；
2级：叶丛明显退绿、黄脉、焦枯或混合症状，植株轻度矮化；
3级：叶丛明显退绿、黄脉、焦枯或混合症状，植株明显矮化；
4级：叶丛严重退绿、黄脉、焦枯或混合症状，少数叶片枯死，植株严重矮化；
5级：叶丛严重退绿、黄脉、焦枯或混合症状，多数叶片枯死，植株极度矮化或死亡)。
(4)根腐病：在起收时进行调查，以发病株数的百分率记载。
(5)白粉病：按四级记载(0级：全区内植株无病；
1级：全区内有少数植株发病；
2级：全区内有多数植株发病；
3级：全区内有多数植株发病，并在叶片上有灰黑色霉层)。
1.4 数据分析
对所获得的实验数据利用SPSS 26.0统计软件进行了变量分析，用Excel 2017进行图表制作。
2.1 田间表现及形态性状
甜菜作为一种块根类作物，地上、地下协调生长对最终产量形成和糖分积累十分重要[10]。如表2所示，参试品种的整体出苗率较高，出苗整齐度和苗势亦相对较好，绝大多数品种保苗率都在90.0%～100%之间。在苗期和叶丛繁茂期，所有参试品种长势良好，品种HI1420、201919封垄时期表现稍差，出现早衰现象，不太适宜在内蒙古东部干旱区种植。
表2 不同甜菜品种田间长势Table 2 Growth performances in different varieties
在保证光合效率的前提下，直立叶丛，中小面积叶片和相对较高株高，更有利于干旱地区甜菜生物量向根中积累[11]。对甜菜的地上部和块根形态性状调查结果表明，品种KWS7125、KWS1479、CN0417、ST13429为斜出形叶丛，其余18个品种均为直立形叶丛。短柄和长柄各有5个品种，其余11个品种为中柄。参试品种大多数为舌形叶，品种BETA5665、201920叶形较为特殊，分别为柳叶形和箭形。有16个品种株高为高型，其余为中型(表3)。根据叶片、叶丛形态和株高鉴选，品种NT981101、CN1017、HI1420、XJT9916、201919、CN1807、ST13539、ST12528、KWS1176有利于甜菜产量的提升。
表3 不同甜菜品种形态性状Table 3 Morphological traits in different varieties
甜菜的根型、整齐度、根沟深浅对机械起收影响较大[12]，进而影响甜菜的产量。品种KWS2314、CN0117、CN0417、CN1807的块根根型为近圆锥形，另有5个品种为纺锥形，其余品种楔形为主。15个品种为小根头品种，6个品种为中根头品种，仅品种KWS1176根头较大。全部品种块根整齐度在4分以上，块根均匀、一致性较好，差异性不大。品种KWS7125、BETA5665、HI1380、KWS1479、201920、ST13539更有利于机械起收和甜菜产量的增加。
2.2 块根产量及含糖率
由图2可见，参试品种块根产量在48.5 t·hm-2～70.8 t·hm-2之间，品种HI1380的块根产量最高，达到70.8 t·hm-2，比对照品种增产9.2%；
块根产量最低的为品种NT981101，仅为48.5 t·hm-2。此外，品种KWS7125、KWS2314、KWS1479、BETA5665、CN0417的块根产量也都在60.0 t·hm-2以上。变量分析表明：品种间产量差异显著，与对照品种KWS1176相比，品种ST13529、ST13429、ST12528、201920等8个品种块根产量都明显降低，其中品种HDTY191、NT981101和对照品种差异最大；
其余9个品种与对照品种KWS1176相比，无显著性差异。仅从块根产量来看，品种HI1380、KWS7125、KWS2314、KWS1176、KWS1479被认为是适应性品种。
各甜菜品种块根含糖率差别较大，范围在12.7%～16.8%之间(图2)。品种HDTY191含糖率最高，达到16.8%，比对照品种KWS1176高1.6%。品种HI1380的块根含糖率最低，仅为12.7%。有3个品种(HDTY191、HDTY192、NT981101)的含糖率高于对照品种KWS1176。品种HDTY191显著高于对照品种，品种ST12528、CN0117、ST13429、CN1017、HI1380显著低于对照品种(P<0.05)。品种HDTY191、HDTY192、NT981101、KWS1176、XJT9916在含糖率方面表现优异。
产糖量受块根产量的影响更大，受含糖率的影响较小(图2)。参试品种产糖量的变化趋势和块根产量的变化趋势相似，块根产量较高的品种产糖量也相对较高。对照品种KWS1176的产糖量最高，为9.86 t·hm-2；
最低的品种201919仅为7.12 t·hm-2。有10个品种产糖量达到8.0 t·hm-2以上。根据含糖率和产糖量的结果，品种HI1380、KWS1176、KWS2314、KWS7125、KWS1479表现突出。
注：不同小写字母表示品种间在0.05水平差异显著。Note:Different lowercase letters indicate significant differences between varieties at the level of 0.05.图2 甜菜品种块根产量、含糖率和产糖量比较Fig.2 Comparison of root yields,sugar contents and sugar yields in different varieties
2.3 病害发生情况
由表4可见，所有参试品种病害总体发生较轻，以褐斑病、黄化毒病及根腐病为主，这与黑龙江省西部地区类似[13]。品种HDTY191、HDTY192无褐斑病或少数株有少量病斑，品种KWS7125、NT981101、XJT9916、KWS1479、KWS2314、ST13529、KWS1176病害发生情况为1级，褐斑病发生最严重的为品种CN1017，病级达到3级，其余12个品种病害等级为2级。对照品种KWS1176的褐斑病和黄化毒病的发病等级均为1级，与其余21个品种差异性较小。
表4 病害调查表Table 4 Disease survey
在所有参试品种中，均未发现丛根病和白粉病病症，但存在不同等级的黄化毒病。品种CN1017、HI1420、BETA5665等12个品种黄化毒病害等级为1级，7个品种病害等级为2级，表现为植株叶片黄化。共有7个品种发生了不同程度的根腐病，发病率最高的品种CN0117达到了79%，对照品种KWS1176的发病率也相对较高，达到25%。对块根产量和含糖率产生了较大的影响，这与2019年试验区7月份降雨量较大有直接关系。综合比较，品种KWS7125、CN1017、BETA5665、HI1380、CN0117、CN1807、ST12528发病率较高，不适宜在内蒙古东部干旱区推广应用。
2.4 钾、钠和α-氮含量
钾、钠、α-氮(有害态氮)是除糖度外，检验甜菜品质最重要的3个指标，这3种有害成分的含量直接影响糖分提取[14]。由图3可见，所有参试品种钾含量在356～619 mmol·g-1之间。只有品种HDTY191的钾含量达到619 mmol·g-1，比对照品种KWS1176高23.1%。此外，有13个品种的钾含量在400～500 mmol·g-1之间。品种ST13529、ST13539、ST12528、HI1420、CN0417的钾含量低于400 mmol·g-1。10个品种钾含量高于对照品种KWS1176，其中品种HDTY191、HDTY192、201919、201920的钾含量在500 mmol·g-1以上达到较高水平，不利于糖分提取。
图3 不同品种甜菜钾、钠和α-氮含量Fig.3 Contents of potassium,sodium and α -nitrogen in different varieties
品种HI1380的钠含量最高，达到了509 mmol·g-1。钠含量最低是品种HDTY191，仅为144 mmol·g-1。17个品种的钠含量集中在322～498 mmol·g-1之间，差异较小。品种CN0417、NT981101、HDTY192的钠含量低于300 mmol·g-1。对照品种KWS1176钠含量相对偏高，HI1380、BETA5665、HI1420、ST12528、ST13529等12个品种钠含量更是高与对照品种，仅有4个品种HDTY191、HDTY192、NT981101、CN0417的钠含量低于对照品种，更有利于糖分的提取。
22个参试品种中，20个品种的α-氮含量都集中在215～357 mmol·g-1之间。品种ST13539的α-氮含量最少，为157 mmol·g-1，比对照品种KWS1176的α-氮含量低140 mmol·g-1。20个品种α-氮含量比对照品种高，其中品种201920、XJT9916、NT981101、HDTY191、201919与对照品种差异最为明显。
(1)生长期较大的降雨量对产量、含糖率、病害发生产生了较大影响。仅品种HI1380、KWS7125、KWS2314、KWS1479、BETA5665、CN0417块根产量高于60.0 t·hm-2；
品种HDTY191、HDTY192、NT981101含糖率高于对照品种；
产糖量受块根产量的影响更大，受含糖率的影响较小；
7个品种发生了严重的根腐病，褐斑病和黄化毒病也有不同程度发生。
(2)HDTY191、HDTY192、NT981101等多个国产品种在地上部形态、生长势、适宜机械化等方面接近国外品种，KWS1479、KWS2314、KWS1176、ST13529、ST13539等品种钾、钠和α-氮含量相对较低。
(3)综合形态性状、田间表现、块根产量、产糖量及抗病性等因素，在内蒙古自治区东部干旱区品种选用上建议优先选择HDTY191、HDTY192、NT981101、KWS1479、KWS2314和KWS1176。
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