新疆地區(qū)菊芋品種引進(jìn)試驗(yàn)*

馬 新，董 鵬，姜繼元，邱 毅

（1.新疆農(nóng)墾科學(xué)院，新疆 石河子 832003；2.兵團(tuán)第八師林業(yè)工作管理站）

菊芋（學(xué)名：Helianthus tuberosus L.）是一種長(zhǎng)期被忽視的優(yōu)秀植物資源，近年來(lái)菊芋以它特有的生態(tài)適應(yīng)性和經(jīng)濟(jì)實(shí)用性而受到高度重視。菊芋生態(tài)效益好，防風(fēng)固沙能力強(qiáng)；能改良土壤，增強(qiáng)有機(jī)質(zhì)含量；改善沙地結(jié)構(gòu)，為退沙還田創(chuàng)造有利條件[1]。菊芋的市場(chǎng)廣闊，發(fā)展前景誘人，具有巨大的開(kāi)發(fā)和利用潛力。國(guó)內(nèi)外關(guān)于菊芋的研究主要集中在2個(gè)方面，一是對(duì)菊芋生長(zhǎng)環(huán)境條件的研究，該部分研究主要集中在鹽堿地和沙地種植方面；二是利用現(xiàn)代生物技術(shù)對(duì)菊芋進(jìn)行深加工，如生產(chǎn)菊粉、乙醇等[2]。從20世紀(jì)開(kāi)始，國(guó)外已經(jīng)有很多學(xué)者進(jìn)行了大量的研究，我國(guó)關(guān)于菊芋資源的研究相對(duì)落后。目前，國(guó)內(nèi)開(kāi)展菊芋種質(zhì)資源研究、品種選育工作的單位較少，菊芋品種參差不齊，品質(zhì)較差，混雜嚴(yán)重[3]。近年，中國(guó)西北地區(qū)如新疆、甘肅等地正在大力進(jìn)行對(duì)菊芋的開(kāi)發(fā)和研究，發(fā)展前景十分廣闊[4]。

新疆地區(qū)菊芋品種的引進(jìn)和開(kāi)發(fā)對(duì)于防風(fēng)固沙，改善生態(tài)環(huán)境等具有積極的意義[5]，并且對(duì)新疆經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型，新疆經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展都有著不可估量的推動(dòng)作用[6]。本文選用22個(gè)菊芋品種作為供試材料，研究比較不同品種菊芋生長(zhǎng)量的差異性，為北疆地區(qū)利用菊芋進(jìn)行防風(fēng)固沙提供參考，并為菊芋的良種繁育做好基礎(chǔ)工作。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

從青海、甘肅、內(nèi)蒙古、湖北、遼寧和寧夏地區(qū)引進(jìn)22個(gè)菊芋品種，各品種單獨(dú)編號(hào)。

1.2 試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)在新疆農(nóng)墾科學(xué)院林園所試驗(yàn)田進(jìn)行，地理坐標(biāo)為 44°17'N，85°51'E， 屬溫帶大陸性氣候，冬季長(zhǎng)而嚴(yán)寒，夏季短而炎熱，年均氣溫7.5～8.2℃，年降雨量180～270 mm。土壤為灌耕灰漠土，耕層（0～20 cm）土壤pH 8.52，有機(jī)質(zhì)16.7 g/kg，全氮1.13 g/kg，速效磷 23.87 mg/kg，速效鉀 246.8 mg/kg，試驗(yàn)田地勢(shì)平坦，水源充足，管理方法一致。

1.3 試驗(yàn)方法

2015年4月進(jìn)行菊芋定植。在試驗(yàn)地內(nèi)將22個(gè)菊芋品種按小區(qū)隨機(jī)區(qū)組排列，分為22行，即22個(gè)小區(qū)（每個(gè)小區(qū)為1個(gè)品種）。每個(gè)小區(qū)栽種10株菊芋單株，并從每個(gè)小區(qū)中隨機(jī)挑選3株（即3個(gè)重復(fù)）進(jìn)行編號(hào)標(biāo)記，如第一個(gè)小區(qū)內(nèi)的3個(gè)重復(fù)分別標(biāo)記為1-1、1-2、1-3，第二個(gè)小區(qū)內(nèi)的3個(gè)重復(fù)標(biāo)記為 2-1、2-2、2-3；以此類推。

同年5月29日開(kāi)始，每個(gè)菊芋品系隨機(jī)選取3個(gè)植株，然后對(duì)這3個(gè)植株進(jìn)行特殊標(biāo)記，每3周觀察 1次 （分別是 5月 29日、6月 19日和 7月 10日），用鋼卷尺及游標(biāo)卡尺分別測(cè)量所有標(biāo)記植株的生態(tài)指標(biāo)（株高、莖粗）并記錄。

1.4 數(shù)據(jù)處理

采用軟件Excel 2003進(jìn)行數(shù)據(jù)整理，用統(tǒng)計(jì)軟件SPSS 21.0進(jìn)行不同種源間顯著性檢驗(yàn)。

2 結(jié)果與分析

2.1 引進(jìn)菊芋品種生長(zhǎng)指標(biāo)比較

表1 引進(jìn)菊芋品種不同時(shí)期株高和莖粗生長(zhǎng)情況 cm

株高是最直觀、最容易測(cè)定的形態(tài)指標(biāo)，莖粗是反映植株質(zhì)量的主要指標(biāo)之一，它們都可以作為衡量植株長(zhǎng)勢(shì)的參考標(biāo)準(zhǔn)。從表1可知，菊芋的株高和莖粗隨植株生長(zhǎng)而增加。在株高方面，菊芋品種4號(hào)、5號(hào)、6號(hào)、9號(hào)、11號(hào)及16號(hào)表現(xiàn)好于其它各個(gè)品種，其中6號(hào)品種表現(xiàn)最好，在7月10日最后一次觀察中，其株高可達(dá)291.67 cm，明顯高于其它品種；品種1號(hào)、18號(hào)、19號(hào)、20號(hào)、21號(hào)及22號(hào)在各個(gè)采樣時(shí)期株高數(shù)值均較小，平均株高低于165 cm。莖粗方面，18號(hào)、11號(hào)、8號(hào)、21號(hào)、22號(hào)及6號(hào)品種表現(xiàn)明顯優(yōu)于其余品種，其中18號(hào)的莖粗最粗，可達(dá)2.00 cm。

2.2 引進(jìn)菊芋品種生長(zhǎng)指標(biāo)的聚類分析

聚類分析對(duì)植物的品種分類能起到可靠的指導(dǎo)作用[8]。從圖1可以看出，22個(gè)不同品種的菊芋被劃分為 4組，第 1組包括 4號(hào)、5號(hào)、6號(hào)、7號(hào)、9號(hào)、11號(hào)、15號(hào)及16號(hào)品種，其植株地上部分生長(zhǎng)量較大；第2組只有1號(hào)品種，其植株長(zhǎng)勢(shì)中等；第3組包括2號(hào)、3號(hào)、12號(hào)、13號(hào)及14號(hào)品種，其植株長(zhǎng)勢(shì)相對(duì)較差；第4組包括8號(hào)、10號(hào)、17號(hào)、18號(hào)、19號(hào)、20號(hào)、21號(hào)及22號(hào)品種，植株長(zhǎng)勢(shì)最差。

圖1 22個(gè)菊芋品種生長(zhǎng)指標(biāo)聚類樹(shù)狀圖（使用平均聯(lián)接（組間）的樹(shù)狀圖重新調(diào)整距離聚類合并）

3 結(jié)論與討論

國(guó)內(nèi)外關(guān)于菊芋的研究主要集中在2個(gè)方面：一是利用現(xiàn)代生物技術(shù)對(duì)菊芋進(jìn)行深加工.菊芋含有豐富的菊糖，利用現(xiàn)代生物技術(shù)對(duì)菊芋進(jìn)行深加工精制而成的菊粉、低聚果糖和超高果糖漿，是當(dāng)今保健食品行業(yè)的翹楚，且在市場(chǎng)上售價(jià)昂貴，利潤(rùn)非?？捎^。此外，果糖發(fā)酵后尚可制成酒精，被稱為綠色石油，是很好的代用燃料，又是增加汽油燃燒質(zhì)量的理想提高劑。另一方面是對(duì)菊芋生長(zhǎng)環(huán)境條件的研究。本試驗(yàn)中的第1組包括4號(hào)、5號(hào)、6號(hào)及9號(hào)品種，株高較高，地徑較粗，葉片及側(cè)枝較多，對(duì)風(fēng)沙的阻擋和緩沖效果較好，初步認(rèn)為可作為防風(fēng)固沙的優(yōu)良材料，但在栽培過(guò)程中應(yīng)適當(dāng)改變株行距，合理設(shè)計(jì)植株的空間層次結(jié)構(gòu)，使植物能得到充分的光照[9]；1號(hào)、3號(hào)、20號(hào)、21號(hào)及22號(hào)這幾個(gè)品種地上部分生物量較小，可以在其生長(zhǎng)旺盛時(shí)期，加強(qiáng)水肥的供應(yīng)和適當(dāng)調(diào)整株距進(jìn)行一定的改善。

本試驗(yàn)通過(guò)對(duì)22個(gè)不同菊芋品種的生長(zhǎng)指標(biāo)比較和生物量聚類分析結(jié)果表明：22個(gè)不同菊芋品種可大致分為4類，其中6號(hào)品種綜合表現(xiàn)最優(yōu)，其株高291.67 cm，地徑1.92 cm，可作為防風(fēng)固沙的優(yōu)良品種；而12號(hào)菊芋品種則表現(xiàn)最差，初步認(rèn)為不適合在本研究區(qū)推廣栽培。