新疆地区菊芋品种引进试验*

马 新，董 鹏，姜继元，邱 毅

（1.新疆农垦科学院，新疆 石河子 832003；2.兵团第八师林业工作管理站）

菊芋（学名：Helianthus tuberosus L.）是一种长期被忽视的优秀植物资源，近年来菊芋以它特有的生态适应性和经济实用性而受到高度重视。菊芋生态效益好，防风固沙能力强；能改良土壤，增强有机质含量；改善沙地结构，为退沙还田创造有利条件[1]。菊芋的市场广阔，发展前景诱人，具有巨大的开发和利用潜力。国内外关于菊芋的研究主要集中在2个方面，一是对菊芋生长环境条件的研究，该部分研究主要集中在盐碱地和沙地种植方面；二是利用现代生物技术对菊芋进行深加工，如生产菊粉、乙醇等[2]。从20世纪开始，国外已经有很多学者进行了大量的研究，我国关于菊芋资源的研究相对落后。目前，国内开展菊芋种质资源研究、品种选育工作的单位较少，菊芋品种参差不齐，品质较差，混杂严重[3]。近年，中国西北地区如新疆、甘肃等地正在大力进行对菊芋的开发和研究，发展前景十分广阔[4]。

新疆地区菊芋品种的引进和开发对于防风固沙，改善生态环境等具有积极的意义[5]，并且对新疆经济结构转型，新疆经济的飞速发展都有着不可估量的推动作用[6]。本文选用22个菊芋品种作为供试材料，研究比较不同品种菊芋生长量的差异性，为北疆地区利用菊芋进行防风固沙提供参考，并为菊芋的良种繁育做好基础工作。

1 材料与方法

1.1 试验材料

从青海、甘肃、内蒙古、湖北、辽宁和宁夏地区引进22个菊芋品种，各品种单独编号。

1.2 试验地概况

试验在新疆农垦科学院林园所试验田进行，地理坐标为 44°17'N，85°51'E， 属温带大陆性气候，冬季长而严寒，夏季短而炎热，年均气温7.5～8.2℃，年降雨量180～270 mm。土壤为灌耕灰漠土，耕层（0～20 cm）土壤pH 8.52，有机质16.7 g/kg，全氮1.13 g/kg，速效磷 23.87 mg/kg，速效钾 246.8 mg/kg，试验田地势平坦，水源充足，管理方法一致。

1.3 试验方法

2015年4月进行菊芋定植。在试验地内将22个菊芋品种按小区随机区组排列，分为22行，即22个小区（每个小区为1个品种）。每个小区栽种10株菊芋单株，并从每个小区中随机挑选3株（即3个重复）进行编号标记，如第一个小区内的3个重复分别标记为1-1、1-2、1-3，第二个小区内的3个重复标记为 2-1、2-2、2-3；以此类推。

同年5月29日开始，每个菊芋品系随机选取3个植株，然后对这3个植株进行特殊标记，每3周观察 1次 （分别是 5月 29日、6月 19日和 7月 10日），用钢卷尺及游标卡尺分别测量所有标记植株的生态指标（株高、茎粗）并记录。

1.4 数据处理

采用软件Excel 2003进行数据整理，用统计软件SPSS 21.0进行不同种源间显著性检验。

2 结果与分析

2.1 引进菊芋品种生长指标比较

表1 引进菊芋品种不同时期株高和茎粗生长情况 cm

株高是最直观、最容易测定的形态指标，茎粗是反映植株质量的主要指标之一，它们都可以作为衡量植株长势的参考标准。从表1可知，菊芋的株高和茎粗随植株生长而增加。在株高方面，菊芋品种4号、5号、6号、9号、11号及16号表现好于其它各个品种，其中6号品种表现最好，在7月10日最后一次观察中，其株高可达291.67 cm，明显高于其它品种；品种1号、18号、19号、20号、21号及22号在各个采样时期株高数值均较小，平均株高低于165 cm。茎粗方面，18号、11号、8号、21号、22号及6号品种表现明显优于其余品种，其中18号的茎粗最粗，可达2.00 cm。

2.2 引进菊芋品种生长指标的聚类分析

聚类分析对植物的品种分类能起到可靠的指导作用[8]。从图1可以看出，22个不同品种的菊芋被划分为 4组，第 1组包括 4号、5号、6号、7号、9号、11号、15号及16号品种，其植株地上部分生长量较大；第2组只有1号品种，其植株长势中等；第3组包括2号、3号、12号、13号及14号品种，其植株长势相对较差；第4组包括8号、10号、17号、18号、19号、20号、21号及22号品种，植株长势最差。

图1 22个菊芋品种生长指标聚类树状图（使用平均联接（组间）的树状图重新调整距离聚类合并）

3 结论与讨论

国内外关于菊芋的研究主要集中在2个方面：一是利用现代生物技术对菊芋进行深加工.菊芋含有丰富的菊糖，利用现代生物技术对菊芋进行深加工精制而成的菊粉、低聚果糖和超高果糖浆，是当今保健食品行业的翘楚，且在市场上售价昂贵，利润非常可观。此外，果糖发酵后尚可制成酒精，被称为绿色石油，是很好的代用燃料，又是增加汽油燃烧质量的理想提高剂。另一方面是对菊芋生长环境条件的研究。本试验中的第1组包括4号、5号、6号及9号品种，株高较高，地径较粗，叶片及侧枝较多，对风沙的阻挡和缓冲效果较好，初步认为可作为防风固沙的优良材料，但在栽培过程中应适当改变株行距，合理设计植株的空间层次结构，使植物能得到充分的光照[9]；1号、3号、20号、21号及22号这几个品种地上部分生物量较小，可以在其生长旺盛时期，加强水肥的供应和适当调整株距进行一定的改善。

本试验通过对22个不同菊芋品种的生长指标比较和生物量聚类分析结果表明：22个不同菊芋品种可大致分为4类，其中6号品种综合表现最优，其株高291.67 cm，地径1.92 cm，可作为防风固沙的优良品种；而12号菊芋品种则表现最差，初步认为不适合在本研究区推广栽培。