宁夏不同播期胡萝卜品种综合评价

温 璐，马小红，马海霞，寇宏业，马嘉伟，付金军，胡新华，王晓敏，3，4*，高艳明，3，4，李建设，3，4

（1.宁夏大学 葡萄酒与园艺学院，宁夏 银川 750021；2.宁夏巨丰种苗有限责任公司，宁夏 银川 750021；3.宁夏现代设施园艺工程技术研究中心，宁夏 银川 750021；4.宁夏优势特色作物现代分子育种重点实验室，宁夏 银川 750021）

【研究意义】胡萝卜（Daucus carotaL.）为全球十大蔬菜之一，营养丰富，质脆味美，具有非常高的营养价值和多种保健功效[1-4]。我国被誉为世界第一大胡萝卜生产国，其种植产量占世界总产量的1∕3[5]。结合国家“一带一路”的发展倡议，全面提升瓜菜产业，丰富蔬菜品种，推动蔬菜高端市场的发展是现阶段我国瓜菜产业发展的主要方向[6]。胡萝卜因其脆爽的口感，丰富的营养含量，深受我国及阿拉伯国家人民的喜爱。宁夏作为“一带一路”发展的重要地区之一，气候春迟夏短，四季分明，年平均气温8.5 ℃左右，这与胡萝卜喜温的气象条件十分吻合，因此非常适宜种植该作物[7]。

【前人研究进展】优良品种的引选和应用是农业优产稳产的关键[8]。王淳[9]通过引进国内外12 个鲜食胡萝卜品种，对各个品种的生长特性和营养、外观品质进行综合分析，评选出了最适宜华北地区栽培的鲜食胡萝卜品种。目前宁夏地区也开展了许多优良胡萝卜品种的筛选试验。冯海萍等[10]就宁夏部分地区夏播胡萝卜品种进行筛选，通过主成分分析法和隶属函数综合评价法挑选出了5个综合性状较好的品种；王晓敏等[11]以5个不同的迷你胡萝卜品种为试验材料，通过比较其抗逆性、商品性、产量、肉质根形态、品质性状等指标，最终通过综合评价筛选出适宜宁夏地区种植的优良的迷你胡萝卜品种。但由于春夏季温度变化较大，仅一个播期的品种筛选试验不足以确定某一品种在该地区适宜种植的具体时期。合理的播期不仅能够调节胡萝卜的生长发育进程和生物学特征，还能使其与当地适宜的气候生态条件一致，提高温光资源利用率[12]。郑重阳等[13]以胡萝卜品种黑田五寸为试验材料，通过测定其不同播期下的经济性状、产量等指标，发现太原地区春季在4月5日—10日播种的胡萝卜根形指数、产量和胡萝卜素含量等指标均优于其他播期，而宁夏地区尚未进行此类研究。

【本研究切入点】目前的研究大多集中在同一播期下不同胡萝卜的特性评价或同一品种在不同播期下各性状指标的变化，而不同播期下不同品种胡萝卜特性评价研究，以及不同气象因子与胡萝卜性状指标的相关性研究均尚未报道。【拟解决的关键问题】本研究拟以改良新黑田五寸为对照品种，国内外14个胡萝卜品种为材料，通过设置不同播种时间，探究不同播期对胡萝卜肉质根性状、产量及品质指标的影响规律，采用主成分分析法、隶属函数法对参试品种间的综合性状进行评价，结合气象数据，探究气象因子与胡萝卜不同性状指标间的相关性，以此筛选出适宜宁夏地区栽培的高产、优质、综合性状优良的胡萝卜品种。

1 材料与方法

1.1 试验材料

供试的15个胡萝卜品种由宁夏巨丰种苗有限责任公司、上海实满丰种业有限公司、北京世农种苗有限公司等提供，供试品种编号、名称及来源详见表1。

表1 胡萝卜品种名称及品种来源Tab.1 Variety names and sources of carrots

1.2 试验设计

试验于宁夏中部黄河冲积平原永宁县境内宁夏大学实验农场的日光温室阳畦，位于38°38′～38°26′N，105°49～106°22′E，地处中温带干旱气候区，光照充足，昼夜温差较大[14]。试验采用完全随机区组设计，每个播期安排1 个试验，每个播期试验设置15 个处理，以改良新黑田五寸为对照（CK），重复3 次，每个小区面积9.8 m2，每垄种植4 行，试验区两边各设置1 垄保护行。试验采用高垄覆膜技术进行栽培，各处理田间管理措施一致，具体栽培方法以及田间管理措施参考王晓敏等[11]的方法。试验进行的具体播种时期以及试验地具体气象数据见表2，数据由宁夏回族自治区银川市永宁县气象站提供。

表2 试验具体播期及气象情况Tab.2 Experiment specific sowing date and meteorological conditions

1.3 各项指标测定

1.3.1 观察记录各项指标 收获后按小区单收计产，每个播期胡萝卜随机抽取9 株，对其肉质根形、根长、单根重、根肩粗、根中粗、中柱横径、根光洁度、根外皮颜色、韧皮部颜色、中柱颜色、667 m2产量、β-胡萝卜素含量、可溶性固形物含量、含水量和肉质口感进行观测记载。

1.3.2 肉质根性状指标的测定方法 肉质根形态分为圆锥和圆柱；根长测量从肉质根顶端肩部至底部膨大处的距离；将9株胡萝卜分为3组，3株为1组，用1∕100的电子秤称量，每组称量后平均值为单根重；用游标卡尺测量肉质根横径分为根肩粗和根中粗；根形指数计算公式为：根形指数=根中粗∕根肩粗；中柱横径为根中粗部位的中柱；观察肉质根外表皮的光洁程度；观察肉质根的外表皮色泽、韧皮部色泽和中柱色泽是否一致。对所测性状进行赋值，具体见表3。

表3 胡萝卜性状赋值Tab.3 The character assignment of carrots

1.3.3 产量指标的测定方法 收获后按小区单收计产，再利用公式计算667 m2产量：

667 m2产量（kg）=小区产量（kg）∕[小区面积（m2）×0.001 5]

1.3.4 品质指标的测定方法 β-胡萝卜素含量的测定参照国际标准的方法，采用石油醚－丙酮混合溶液萃取可见分光光度计比色法进行测定[15]；可溶性固形物含量使用手持可溶性固形物测定仪测定[16]；含水量的测定方法为切取胡萝卜组织，迅速放入已知重量的铝盒中，称出鲜重（Wf）；将植物组织连同铝盒放入已升温至105 ℃的烘箱中，杀青15 min，然后于80 ℃下烘至恒重，称出干重（Wd），组织含水量（占鲜重%）=（Wf-Wd）∕Wf×100%。口感按照表3进行赋值。

1.4 数据处理

采用Execl 2010 进行数据统计、计算及隶属函数分析；DPS 7.01 统计软件中LSD 法进行数据差异显著性分析；Origin 2021 进行皮尔逊相关性分析；SPSS 2.0 进行主成分分析。按照仝倩等[17]的方法计算综合指标的隶属函数值和综合指标权重，并对各指标进行综合评价。

式中，Xj表示第j个综合指标；Xmax和Xmin分别表示第j个综合指标的最大值和最小值。

权重计算公式：

式中，Pj表示不同胡萝卜品种第j个综合指标的贡献率。综合评价D值计算公式：

2 结果与分析

2.1 不同播期胡萝卜品种肉质根性状的评价

由表4 可知，不同播期对不同胡萝卜品种肉质根性状有显著影响，在根形赋值结果中，16-800、17-11、17-13、17-442 和紫鸢肉质根为圆锥形，16-824 为圆柱形，除上述品种未受播期影响外，其余参试品种根形在4 个播期内有显著差异，但无明显变化规律。在肉质根形态指标方面，如根长、单根重、根肩粗、根中粗、根形指数以及中柱横径，大部分参试品种在B2 播期显著高于其他播期。根长变幅范围在13.01～24.28 cm，4 个播期均大于对照品种的有16-800、16-801、16-823、17-13、17-442、D1202、普兰克和紫鸢；单根重变幅范围在65.56～182.11 g，4 个播期均超过对照品种的有16-823、16-824 和17-13；根肩粗变幅范围在26.02～46.41 mm，4 个播期均大于对照品种的仅有17-13；根中粗变幅范围在22.70～39.62 mm；根形指数变幅范围在0.64～1.10，4个播期均大于对照品种的有16-801、16-823、16-890、17-211、17-212、17-442 和D1202；中柱横径变幅范围在6.56～18.58 mm，4 个播期均大于对照品种的有17-13 和17-22。综合来看，17-13、16-801 和16-823 依次为肉质根形态表现较好的品种。在根光洁度赋值结果中，17-212根光洁度好，16-853根光洁度一般，紫鸢根光洁度差，除上述品种外，其他品种根光洁度受到播期的影响，且在B2 和B3 播期根光洁度较好，说明根光洁度会受到品种自身以及播期的影响；16-801、16-824、16-890、17-11、17-13、17-211 和D1202 根光洁度较好，其余品种根光洁度均较差。三色赋值结果除16-800、16-824、16-89、17-11、17-13 以及普兰克，其他品种三色赋值结果在4 个播期内虽有变化，但无明显变化规律。

表4 不同播期胡萝卜品种肉质根性状的评价Tab.4 Evaluation of fleshy root characters of carrot varieties at different sowing dates

2.2 不同播期胡萝卜品种产量的评价

由表5可知，不同播期对不同胡萝卜品种每667 m2产量有显著影响。其中除16-890、17-11、17-211、17-442 每667 m2产量在B2 播期最高外，其余品种在B3 播期每667 m2产量均显著高于其他播期。17-13 在前3个播期产量均最高，在B1播期每667 m2产量为7 959.18 kg，较对照增产36.13%；B2播期每667 m2产量为8 548.30 kg，较对照增产31.33%；B3 播期每667 m2产量高达9 857.82 kg，较对照增产50.60%，为4个播期的最高产量。B4播期每667 m2产量最高的品种为16-801（6 631.97 kg)，较对照增产26.18%。其中4个播期均较对照增产的品种有17-13 和D1202。对每个参试品种在4 个播期中的产量进行平均，并对其进行排名，最终排名前3 的品种为17-13、16-890 和D1202，平均每667 m2产量分别为8 244.56 kg、6 690.31 kg 和6 617.52 kg。

表5 不同播期胡萝卜品种产量的评价Tab.5 Evaluation of yield of carrot varieties at different sowing dates

2.3 不同播期胡萝卜品种品质的评价

由表6可知，不同播期对不同胡萝卜品种品质有显著影响。在β-胡萝卜素含量方面，所有参试品种B2 播期含量显著高于其他播期。β-胡萝卜素含量变幅范围在0.16～1.39 mg∕g，除了普兰克外，其余参试品种β-胡萝卜素含量在4 个播期均高于对照品种，其中，17-13 在4 个播期的β-胡萝卜素含量均超过同播期的其他品种，最高可达1.39 mg∕g；16-823 和紫鸢的β-胡萝卜素在4 个播期内含量也较高，最高为1.25 mg∕g 和1.18 mg∕g。可溶性固形物含量在B2 播期显著高于其他播期，参试品种含量在7.30%～17.57%，其中16-800、16-801、16-823、16-853、17-11、17-13、17-211、D1202和普兰克在4个播期均高于对照品种；16-823含量最高，可达17.57%。大部分参试品种含水量在B4播期最高，变幅范围为81.52%～93.77%；其中17-212 含水量在3 个播期中高于对照品种，在B4 播期高达93.77%，为含水量最高的品种。在口感方面，大部分参试品种在B2、B3 播期的甜度较高，相应的此播期的口感赋值也较高。而脆度、水分较高多出现在B1、B4 播期。参试品种中口感赋值在4 个播期均高于对照品种的有16-801、16-823、17-11、17-211、17-212以及普兰克，其中16-801和17-212在4个播期口感赋值均大于等于2.00，前者口感赋值更高，该品种同时兼顾了甜度、脆度和水分，因此口感最佳。

表6 不同播期胡萝卜品种品质的评价Tab.6 Evaluation of quality of carrot varieties at different sowing dates

2.4 胡萝卜品种各指标间相关性分析

对14个胡萝卜指标进行相关性分析。由图1可知，根形赋值结果与根长呈极显著负相关，相关系数为-0.338；单根重与根长、根肩粗、根中粗、根形指数、中柱横径呈极显著正相关，相关系数分别为0.348、0.748、0.692、0.494 和0.633；根肩粗与根中粗、根形指数和中柱横径呈极显著性正相关，相关系数分别为0.737、0.344 和0.718；根中粗与根形赋值结果、根形指数和中柱横径呈极显著性正相关，相关系数为0.350、0.643 和0.699；根形指数与中柱横径呈极显著正相关，相关系数为0.512；根光洁度赋值结果与根形赋值结果、单根重、根肩粗、根中粗、根形指数和中柱横径均呈极显著正相关，相关系数分别为0.430、0.365、0.418、0.574、0.468 和0.541，但与根长呈显著负相关，相关系数为-0.254；三色赋值结果分别与根光洁度赋值结果和中柱横径呈极显著和显著正相关，相关系数分别为0.378 和0.283；产量分别与单根重、根肩粗、根中粗、根形指数、中柱横径和根光洁度赋值结果呈极显著性正相关，相关系数分别为0.774、0.644、0.601、0.359、0.642 和0.353，与根长显著相关，相关系数为0.266；β-胡萝卜素含量与单根重、中柱横径、产量和可溶性固形物含量呈极显著正相关，相关系数为0.361、0.351、0.346 和0.596；可溶性固形物含量与根形指数、中柱横径和口感赋值结果呈显著正相关，相关系数为0.334、0.244和0.324；含水量与根长呈显著负相关，相关系数为-0.317，与β-胡萝卜素含量和可溶性固形物含量呈极显著负相关，相关系数为-0.677和-0.672；口感赋值结果与根形指数显著正相关，相关系数为0.334。

图1 胡萝卜品种各指标间相关性Fig.1 Correlation between various indexes of colorful fresh food carrot

2.5 胡萝卜品种各性状的主成分分析

通过主成分分析，可以将原始14 个性状指标转化为4 个互不相关的综合指标。由表7 可知，4 个播期的前4 个主成分特征值均大于1，因此，可以作为综合指标有效代替原始指标所含信息，各主成分中指标的特征向量绝对值最大为该主成分中代表指标。B1-B4 播期的第一主成分的特征值分别为4.924、4.387、4.501 和4.472，贡献率分别为35.168%、31.332%、32.150%和34.402%；第二主成分的特征值分别为3.087、2.828、2.783 和2.446，贡献率分别为22.049%、20.197%、19.878%、18.814%；第三主成分的 特征值 分 别为1.958、1.584、1.957 和1.755，贡献率分 别为13.988%、11.054%、13.976%、13.500%；第四主成分的特征值为1.329、1.313、1.242 和1.391，贡献率分别为9.196%、9.376%、8.872%、10.700%。

2.6 不同播期胡萝卜品种的综合评价

依据主成分的综合指标值和隶属函数值对不同播期不同胡萝卜品种内进行综合评价见表8，对各参试品种标准化后的数据的综合指标利用公式1 计算隶属函数值u（Xj）；运用公式2 计算每个播期4 个主成分的权重；再按照公式3 计算各胡萝卜品种综合指标D值，并依据D值的大小进行综合排序，D值越大表明该品种综合性状越好。其中在B1 播期种植的胡萝卜综合评价排名较高的品种依次为16-890、17-13、17-211，D值分别为0.753、0.746、0.740；在B2 播期种植的胡萝卜综合评价排名较高的品种依次为17-13、D1202、16-853，D值分别为0.934、0.703、0.644；在B3 播期种植的胡萝卜综合评价排名较高的品种依次为D1202、16-824、16-801，D值分别为0.762、0.729、0.631；B4 播期种植的胡萝卜综合评价排名较高的品种依次为17-13、17-211、D1202，D值分别为0.752、0.733、0.638。17-13和D1202 在其他播期的综合排名均靠前，因此这2 个品种适于4 个播期种植，且品种的综合表现较好。

表8 不同播期胡萝卜品种的综合评价Tab.8 Comprehensive evaluation of carrot varieties at different sowing dates

2.7 气象因子与胡萝卜各指标间相关性分析

对各播期气象因子与胡萝卜各指标进行相关性分析，如图2所示。日平均温度和累积降水量与根形赋值结果、根长、单根重、根肩粗、根形指数、中柱横径、产量、β-胡萝卜素含量、可溶性固形物以及口感赋值结果呈正相关，与三色赋值结果和含水量呈负相关；其中日平均温度与根形赋值结果呈显著正相关，与累积降水量与三色赋值结果呈显著负相关。总日照时数与根形赋值结果、根长、β-胡萝卜素含量、可溶性固形物含量以及口感赋值结果呈正相关，与根光洁度、三色赋值结果和含水量呈负相关，其中与根形赋值结果呈显著正相关；平均相对湿度与根光洁度赋值结果和三色赋值结果呈正相关，与根形赋值结果呈负相关。≥10 ℃积温累积值与根光洁度赋值结果、根长、和三色赋值结果呈正相关，而与根形赋值结果、根长可溶性固形物含量和口感赋值结果呈负相关。

图2 气象因子与胡萝卜各指标间相关性Fig.2 Correlation between meteorological factors and carrot indexes

3 讨论

3.1 不同播期胡萝卜品种产量的评价

胡萝卜适期播种，不仅能够实现其高产、稳产，还能令胡萝卜的品质更优，营养物质积累更加丰富，充分发挥品种的潜力[18]。现阶段研究表明，不同播期会通过影响胡萝卜的肉质根营养积累以及抽薹率等因素，从而显著影响胡萝卜的产量[19-20]。本研究自5 月7 日第1 播期种植胡萝卜开始，随着播期推移，6 月20 日播种的胡萝卜品种产量达到最高，后两个播期又逐渐降低，呈先增后降的趋势。孙利莉等[21]在胡萝卜高垄栽培模式研究发现，胡萝卜在播种后45～115 d肉质根迅速膨大，本试验设计的播期最晚为7 月17 日，收获期已至11 月1 日，生育期内日均温、积温累计值等气象数据数值也明显低于其他播期，导致该播期胡萝卜的产量显著降低；而播期最早设置在5 月7 日，收获期为8 月27 日，使得胡萝卜在肉质根膨大期受到夏季高温胁迫，影响其产量。本研究中6 月20 日左右播种的胡萝卜于8 月初-9 月末肉质根迅速膨大，在此期间，由夏末到秋季，适宜的温度能够促进大量营养物质向肉质根转运，使得胡萝卜单根质量迅速增加，产量快速升高，因此宁夏地区胡萝卜播期安排在6月20日左右可获得较高的产量。其中17-13 在此播期每667 m2产量高达9 857.82 kg，较对照增产50.60%，4 个播期的平均每667 m2产量也达到8 244.56 kg，在同样以黑田五寸为对照品种的引种试验中，牟晓卉[22]筛选出的高产品种红辉五寸的每667 m2最高产量为5 009 kg，较对照却仅增产10%，远低于本研究中的17-13；除17-13 外，16-890与D1202在4个播期的平均每667 m2产量也分别高达6 690.31 kg和6 617.52 kg，因此若选择高产品种种植时，可选择上述3个品种。

3.2 不同播期胡萝卜品种品质的评价

胡萝卜的品质不仅会受品种自身遗传因素的控制[23-24]，王迎港等[25]发现在胡萝卜品种黑田五寸中，Orange基因能够调控类胡萝卜素的生物合成；邓元杰等[26]发现调控β-胡萝卜素降解的DcCCD7基因可能具有品种和组织特异性，还会受到环境因子的影响。例如刘露[27]研究发现土壤温度升高和一定的水分胁迫会显著提高胡萝卜的可溶性固形物、纤维素及β-胡萝卜素含量，进而增加其品质。而播期正是通过胡萝卜各生育期内的环境因子的变化，进而影响其品质。郑重阳等[13]通过研究发现，太原地区4 月10 日左右播种的胡萝卜随着播期的推移胡萝卜素含量逐渐升高，随后又降低；本研究结果发现，自5 月7 日第1 播期种植胡萝卜开始，随着播期推移，5 月20 日播种的胡萝卜品种β-胡萝卜素含量和可溶性固形物含量最高，后两个播期又逐渐降低，同样呈先增后降的趋势，这与郑重阳等[13]的研究结果相一致。肉质根膨大期是胡萝卜品质形成的关键时期，本试验在5月20日播种的胡萝卜于6月末左右进入肉质根膨大期，此时正处初夏时节，宁夏地区日照充足，昼夜温差较大，十分有利于可溶性固形物等营养物质的积累，胡萝卜品质也达到最佳[10]。

本研究结果显示，17-13 的β-胡萝卜素含量较高，为1.39 mg∕g；16-823 的可溶性固形物含量最高，可达17.57%，同时该品种的β-胡萝卜素含量也达到1.25 mg∕g，黄色胡萝卜的叶黄素和番茄红素含量较高，能够预防近视、心脏病和癌症，营养物质含量相比于橙色胡萝卜来说更加丰富[28]，因此若追求能够收获营养物质丰富的品种，可选择种植黄色胡萝卜品种16-823。含水量在4 个播期的变化呈先降后升的趋势，且在7 月17 日种植胡萝卜含水量较高，其中17-212 含水量最高，高达93.77%。16-801 口感赋值最高，且在4 个播期口感赋值均大于等于2.00，该品种同时兼顾了甜度、脆度和水分，为口感最佳的品种，因此若想收获口感丰富的胡萝卜，可选择种植该品种。本研究还发现日平均温度、累积降水量、总日照时数以及≥10 ℃积温累积值均与可溶性固形物含量、β-胡萝卜素含量以及口感赋值结果呈正相关结果相一致，由此推断，温度、降水及日照时数越高，胡萝卜营养物质积累越丰富，口感也越丰富，其品质越好。

3.3 不同播期胡萝卜品种综合性状的评价

胡萝卜品种的特性评价需要从肉质根性状、产量、品质等方面进行综合考量。主成分分析法可根据综合因子的贡献率确定指标的权重，能够较全面地综合了解不同胡萝卜品种的主成分构成、特征及生物学意义，使得评价结果客观唯一，是目前对作物品种进行综合评价时应用最多的方式[29]。本研究主成分综合评价结果表明，参试胡萝卜品种在5 月7 日种植，综合性状最好的品种是16-890，D值为0.753；在5 月20 日种植，综合性状最好的是17-13，D值为0.934；在6 月20 日种植，的品种综合性状最好的是D1202，D值为0.762；在7 月17 日种植，的品种综合性状最好的是17-13，D值为0.752。其中17-13 和D1202不仅在大部分播期的综合排名均靠前，其肉质根性状、产量及品质指标在4个播期中排名均靠前，综合表现也具佳，因此这2个品种可适于4个播期种植。综上，不同的胡萝卜品种有不同的特性，除受不同品种自身遗传特性的支配外，也会受到环境条件和栽培管理技术的影响，只有在适宜的播期种植适宜的品种，在生长发育过程中协调各种环境因子的变化，才能最大程度实现胡萝卜的高产、稳产，从而获得更多的经济效益[30-31]。

4 结论

本研究对国内外14个胡萝卜品种在宁夏地区进行4个播期（5月7日，5月20日，6月20日和7月17日）的引种试验，结果表明5月20日种植的各参试品种胡萝卜肉质根形态指标较高，其中17-13肉质根形态最好；6 月20 日种植的胡萝卜品种产量较高，其中17-13 产量最高；β-胡萝卜素含量和可溶性固形物含量在5 月20 日较高，其中17-13 的β-胡萝卜素含量最高，16-823 的可溶性固形物含量最高；在7 月17 日种植胡萝卜含水量较高，其中17-212含水量最高；16-801口感赋值最高，为口感最佳的品种。参试胡萝卜在5 月7 日、5 月20 日、6 月20 日和7 月17 日种植的综合性状最好品种分别为16-890、17-13、D1202 和17-13。其中17-13 和D1202 在其他播期的综合排名均靠前，这2 个品种适于4 个播期种植，且品种的综合表现较好。因此不同的胡萝卜品种只有在适宜的播期种植，才能真正实现胡萝卜的高产、稳产，从而收获更多的经济效益。