魏玉明,楊發(fā)榮,劉文瑜,黃 杰,金 茜,王 昶
(甘肅省農(nóng)業(yè)科學(xué)院 畜草與綠色農(nóng)業(yè)研究所,蘭州 730070)
藜麥(Chenopodiumquinoa)是原產(chǎn)于安第斯山脈的莧科藜屬一年生雙子葉常異花植物,具有耐寒、耐旱、耐低溫、耐鹽堿、耐瘠薄等特性[1-2],籽粒中富含豐富的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值[3-4],在中國(guó)西藏、青海、甘肅、山西、內(nèi)蒙古等高海拔冷涼地區(qū)均有種植[5]。尤其對(duì)干旱、陰濕、冷涼環(huán)境具有較強(qiáng)的適應(yīng)性,已成為西北邊遠(yuǎn)貧困地區(qū)農(nóng)民致富的主要來(lái)源之一[6-8]。
隴東旱塬區(qū)位于黃土高原腹地,屬于干旱半干旱雨養(yǎng)地區(qū),年降水的70%集中于7-9月,恰逢夏播復(fù)種作物生長(zhǎng)旺季,正好錯(cuò)過秋播作物主要需水期(4-6月),輻射高值出現(xiàn)期正是復(fù)種作物生長(zhǎng)旺季。該區(qū)域在同緯度地區(qū)水熱耦合最優(yōu),尤其有利于復(fù)種作物生長(zhǎng)[9-10]。藜麥?zhǔn)堑湫偷南怖錄鲎魑颷7],冬油菜收獲后,利用閑置土地和涼爽陰潤(rùn)的條件發(fā)展中早熟品種藜麥或飼草型藜麥,不但可以調(diào)整當(dāng)?shù)貍鹘y(tǒng)的種植業(yè)結(jié)構(gòu),而且提高了土地資源的利用率,對(duì)增加農(nóng)民收入具有重要作用。近年來(lái),有關(guān)藜麥的研究主要集中營(yíng)養(yǎng)價(jià)值開發(fā)、抗逆性研究、引種適應(yīng)性等方面[11-18],但大多集中在北方高寒一熟地區(qū),對(duì)熱量相對(duì)充足的兩年三熟地區(qū)的夏播復(fù)種藜麥未見報(bào)道。因此,本試驗(yàn)根據(jù)隴東地區(qū)夏閑期氣候特點(diǎn),通過對(duì)12個(gè)藜麥品種(系)的物候期、農(nóng)藝性狀、經(jīng)濟(jì)性狀和品質(zhì)性狀進(jìn)行綜合評(píng)價(jià),篩選出適宜復(fù)種的藜麥品種(系),為隴東旱塬區(qū)藜麥育種和復(fù)種栽培提供數(shù)據(jù)參考。
試驗(yàn)地位于慶陽(yáng)市寧縣南義鄉(xiāng)馬泉村,屬半干旱氣候,典型的雨養(yǎng)農(nóng)業(yè)區(qū)。海拔1 124 m,年降水量480~660 mm,主要集中在7-9月,年均溫10.4 ℃,≥10 ℃年積溫3 305.5 ℃·d,無(wú)霜期190 d,生育期≥10 ℃年積溫2 986.75 ℃。前茬為冬油菜,土壤為黃綿土,有機(jī)質(zhì) 12.1%,全鹽量0.083%,速效氮116.0 mg·kg-1、速效磷 36.0 mg·kg-1、速效鉀189.0 mg·kg-1,pH 8.60。
試驗(yàn)材料品種(系)、來(lái)源等詳細(xì)信息見表1所示。
試驗(yàn)于2016年6月10日冬油菜收割完畢,6月16日雨后搶墑播種,播前一次性施肥(藜麥專用肥N∶P∶K=13∶15∶7)300 kg·hm-2,對(duì)土地旋耕、耙耱、鎮(zhèn)壓,做到土質(zhì)緊實(shí),墑足平整。試驗(yàn)采用隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì),小區(qū)面積為24 m2,露地穴播,播種量4.5 kg·hm-2,播種深度2~3 cm,株距30 cm,行距40 cm,區(qū)間走到寬60 cm,重復(fù)3次,6~8葉期間苗、定苗,每穴留苗一株,保苗82 500 株·hm-2,同時(shí)及時(shí)除草、培土,田間管理同常規(guī)大田管理。
注:所引選的材料名稱均以品種(系)或代號(hào)表示,下同。
Note:The selected materials are expressed by varieties(lines) or code number,the same below.
1.4.1 出苗率 出苗率=出苗穴數(shù)/播種總穴數(shù)×100%
1.4.2 物候期 從播種當(dāng)年開始記載各個(gè)材料的出苗期、顯穗期、初花期、灌漿期、成熟期。
1.4.3 農(nóng)藝性狀 每份材料選取5株,重復(fù)3次,株高:從地面至植株生長(zhǎng)最高部位的距離;有效分枝數(shù):從貼近地面處數(shù)取每株分枝數(shù)中結(jié)實(shí)的分枝記為有效分枝數(shù);主穗長(zhǎng):主穗基部至穗頂距離;冠幅:植株南北和東西方向?qū)挾鹊钠骄?;同時(shí)觀測(cè)主穗顏色、籽粒顏色和穗型。
1.4.4 經(jīng)濟(jì)性狀 千粒質(zhì)量:每份材料隨機(jī)選取 1 000粒種子,進(jìn)行稱量;粒徑:籽粒的最大寬度,用游標(biāo)卡尺測(cè)定籽粒的最大直徑;產(chǎn)量:去除邊行收獲并按小區(qū)計(jì)產(chǎn),根據(jù)單株面積計(jì)算單位面積藜麥籽粒產(chǎn)量,隨機(jī)選取10株考種,脫粒、晾曬后稱量。倒伏率:于成熟期統(tǒng)計(jì)每份材料每個(gè)小區(qū)倒伏株數(shù),包括根倒伏和莖倒伏,根倒伏是植株自地表處同根系一起傾斜歪倒,根倒伏=根倒伏總株數(shù)/總株數(shù)×100%;莖倒伏是植株從基部以上某個(gè)節(jié)位折斷,莖倒率=莖稈折斷株數(shù)/總株數(shù)×100%[19]。以上指標(biāo)均重復(fù)3次,取平均值。
1.4.5 品質(zhì)分析 干物質(zhì)采用烘干法(GB/T 20264-2006),粗蛋白采用凱氏定氮法(NY/T 3-1982),粗脂肪采用索氏抽提法(NY/T1285-2007),淀粉采用蒽酮法(NY/T 11-1985);賴氨酸采用染色結(jié)合法(GB 4801-1984),全磷采用酸溶-釩鉬黃比色法(GB 6437-2002)[2,4,20]。
1.4.6 數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化 如表2所示,對(duì)穗型、穗色、粒色等質(zhì)量型性狀予以賦值[8,20-22]。
表2 質(zhì)量性狀賦值Table 2 Quality traits assignment
采用Microsoft Excel 2010進(jìn)行數(shù)據(jù)整理,以“平均值±標(biāo)準(zhǔn)差”表示測(cè)定結(jié)果,利用SPSS 19.0對(duì)所測(cè)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析,不同品種(系)間同一指標(biāo)進(jìn)行單因素方差分析,用Duncan’s檢驗(yàn)法進(jìn)行差異顯著性比較,并對(duì)各性狀指標(biāo)進(jìn)行相關(guān)性分析、主成分分析及聚類分析,其中主成分分析采用降維-因子分析法,聚類方法采用系統(tǒng)聚類-平方歐式距離-離差平方和法。
復(fù)種后12個(gè)藜麥品種(系)出苗率間存在顯著差異(表3),其中‘隴藜4號(hào)’達(dá)到100%,其余品種(系)均達(dá)到80%以上,這與試驗(yàn)地土壤含水量低和不同品種(系)種子活力差異有關(guān)。
表3 不同藜麥品種(系)出苗率Table 3 Emergence rates of different quinoa varieties(lines)
由表4所示,復(fù)種后各品種(系)在5~8 d內(nèi)均可出苗,其中:‘隴藜3號(hào)’‘隴藜4號(hào)’和‘Q1’出苗較快,‘隴藜3號(hào)’‘Q1’和‘LY-1’生育周期比其他品種(系)短2~13 d,屬早熟品種;‘隴藜1號(hào)’‘LY-3’和‘隴藜4號(hào)’屬中熟品種;生育期最長(zhǎng)的是‘LY-2’,屬晚熟品種,未能達(dá)到成熟收獲標(biāo)準(zhǔn),籽粒灌漿緩慢,產(chǎn)量品質(zhì)欠佳,不適宜冬油菜茬后復(fù)種。
復(fù)種后12個(gè)品種(系)農(nóng)藝性狀如表5,數(shù)量性狀間差異顯著(P<0.05)?!]藜4號(hào)’‘LY-3’株高顯著高于其他各品種(系),而‘LY-1’‘隴藜3號(hào)’株高顯著低于其他品種(系),其余各品種(系)間差異不顯著?!]藜4號(hào)’和‘LY-3’冠幅顯著(P<0.05)高于其余各品種(系),分別達(dá)47.50 cm和43.33 cm,冠幅最小的是‘LY-2’,為25.67 cm?!]藜4號(hào)’主穗長(zhǎng)43.33 cm,主穗長(zhǎng)度大小順序依次是‘隴藜1號(hào)’=‘Q1’=‘隴藜4號(hào)’>‘Q2’>‘LY-3’>‘Q4’>‘隴藜3號(hào)’>‘Q3’=‘Q6’>‘Q5’。‘隴藜4號(hào)’和‘Q6’有效分枝數(shù)差異顯著(P<0.05),‘隴藜4號(hào)’最多,平均達(dá)到17.67個(gè),‘Q6’最少,平均僅為7.33個(gè)。復(fù)種后12個(gè)品種(系)質(zhì)量性狀有所差異,‘Q1’‘Q2’‘LY-1’穗色呈黃色?!]藜1號(hào)’‘隴藜3號(hào)’‘隴藜4號(hào)’‘Q1’‘Q2’‘LY-1’在該地區(qū)株型均呈緊湊型,而‘LY-2’呈松散型,其余各品種(系)呈半緊湊型。籽粒顏色除‘LY-3’由白色變?yōu)榛野咨酝?,其他品種(系)均于種子顏色保持一致。
表4 不同藜麥品種(系)物候期Table 4 Growth periods of different quinoa varieties(lines)
表5 不同藜麥品種(系)農(nóng)藝性狀Table 5 Agronomical character of different quinoa varieties(lines)
注:同列不同小寫字母表示0.05水平差異顯著,下同;表5-7中采用“平均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差”表示。
Note: The different lowercase letters in the same column indicate the significant difference at 0.05 level,the same statistical analysis were used in the following text; “Mean±standard deviation” was showed in tables 5-7.
由表6可知,不同品種(系)間的生產(chǎn)性能存在顯著差異(P<0.05)。‘Q2’單株粒質(zhì)量最高,各品種(系)順序?yàn)椤甉2’>‘隴藜4號(hào)’>‘Q3’>‘Q1’>‘LY-3’>‘Q4’>‘Q5’>‘隴藜3號(hào)’> ‘隴藜1號(hào)’>‘LY-1’。籽粒直徑品種(系)間差異較大,‘隴藜4號(hào)’達(dá)2.20 mm,最小的是‘Q5’,僅為1.41 mm;‘Q2’千粒質(zhì)量達(dá)到3.16 g,‘隴藜3號(hào)’‘隴藜1號(hào)’和‘LY-1’顯著小于其余各品種(系)。單株秸稈生物量最高的是‘隴藜4號(hào)’,平均達(dá)294.80 g,其他各品種在80.53~194.53 g。各品種(系)間產(chǎn)量差異顯著,籽粒產(chǎn)量為 1 776.26~4 482.24 kg·hm-2,‘Q2’在單株粒質(zhì)量、千粒質(zhì)量和產(chǎn)量方面顯著高于其他各品種(系)(P<0.05),分別為170.67 g、3.16 g和 4 482.24 kg·hm-2,籽粒直徑和單株秸稈生物量表現(xiàn)最好的是‘隴藜4號(hào)’,且‘Q2’和‘隴藜4號(hào)’間各性狀差異不顯著。
表6 不同藜麥品種(系)經(jīng)濟(jì)性狀Table 6 Economic characteristics of different quinoa varieties(lines)
不同藜麥品種(系)莖倒伏率差異如表7。‘Q3’莖倒伏率最高,達(dá)3.33%,莖倒伏率最低的是‘Q5’,僅為0.33%,‘隴藜1號(hào)’‘隴藜3號(hào)’‘隴藜4號(hào)’‘Q2’‘Q6’‘LY-1’‘LY-2’‘LY-3’之間莖倒伏率差異不顯著。不同藜麥品種(系)間在根倒伏率上也存在差異,根倒伏率最高的為‘LY-3’和‘Q4’,達(dá)到3.00%,‘Q3’‘Q1’與‘隴藜1號(hào)’‘隴藜3號(hào)’‘隴藜4號(hào)’‘Q2’‘Q5’‘LY-1’‘LY-2’間差異不顯著,抗根倒伏能力最強(qiáng)的是‘隴藜3號(hào)’,倒伏率僅為0.33%。‘隴藜3號(hào)’‘Q5’和‘Q2’的根倒伏率與莖倒伏率均較小,可作為抗倒伏復(fù)種品種資源推廣利用。
表7 不同藜麥品種(系)抗倒伏性Table 7 Lodging performance of different quinoa varieties(lines)
對(duì)12個(gè)復(fù)種藜麥品種(系)的品質(zhì)性狀進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析見表8所示,各品種(系)間不同品質(zhì)性狀存在明顯差異,其中籽粒干物質(zhì)的變幅為 91.10%~94.70%,變異系數(shù)最小為0.01;其次是主要營(yíng)養(yǎng)成分淀粉的平均值達(dá)56.96% (51.33%~62.34%),變異系數(shù)為0.06,其中‘Q2’最高為62.34%;再次是賴氨酸為6.51%(5.59%~ 6.91%),表現(xiàn)最突出為‘隴藜3號(hào)’,而‘隴藜1號(hào)’最低;粗蛋白和粗脂肪的平均質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為14.10%和5.64%,粗蛋白質(zhì)量分?jǐn)?shù)最高的是‘隴藜4號(hào)’,粗脂肪質(zhì)量分?jǐn)?shù)最高的為‘Q3’;另外,營(yíng)養(yǎng)成分磷變異系數(shù)最大為0.21,其變幅為0.24%~0.47%,積累量最大的是‘LY-3’,為0.47%。
對(duì)11個(gè)藜麥品種(系)的19個(gè)性狀進(jìn)行相關(guān)性分析如表9,籽粒產(chǎn)量與單株粒質(zhì)量和千粒質(zhì)量呈極顯著正相關(guān)(P<0.01),籽粒產(chǎn)量與籽粒直徑、主穗長(zhǎng)、粗蛋白呈顯著正相關(guān)(P<0.05),而與根倒率、莖倒率呈極顯著負(fù)相關(guān)(P<0.05);株高與千粒質(zhì)量呈極顯著正相關(guān)(P<0.01),與粗蛋白、籽粒直徑呈顯著正相關(guān)(P< 0.05);有效分枝數(shù)與籽粒直徑、冠幅呈顯著正相關(guān)(P<0.05);籽粒品質(zhì)粗蛋白和淀粉分別與籽粒直徑和千粒質(zhì)量呈極顯著正相關(guān)(P<0.01)。粗蛋白與株高、籽粒產(chǎn)量、單株粒質(zhì)量等呈顯著正相關(guān)(P<0.05),而與淀粉質(zhì)量分?jǐn)?shù)呈顯著性負(fù)相關(guān)(P<0.05),粗脂肪與賴氨酸呈顯著性負(fù)相關(guān)(P< 0.05)。穗型與主穗長(zhǎng)呈顯著正相關(guān)(P< 0.05),而與干物質(zhì)呈顯著負(fù)相關(guān)(P<0.05)。
表8 不同藜麥品種(系)籽粒品質(zhì)性狀Table 8 Performance of grain quality traits of different quinoa varieties(lines)
為了能更充分地反映出各因素中起主導(dǎo)作用的綜合指標(biāo),對(duì)11個(gè)藜麥品種(系)的蛋白、粗脂肪、賴氨酸、淀粉、磷、株高、冠幅、主穗長(zhǎng)、有效分枝數(shù)、莖倒率、根倒率、單株穗粒質(zhì)量、粒徑、千粒質(zhì)量和籽粒產(chǎn)量15個(gè)品質(zhì)、農(nóng)藝性狀和產(chǎn)量構(gòu)成因子進(jìn)行主成分分析,其特征值及其貢獻(xiàn)率如表10所示,所提取的前5個(gè)主成分的累計(jì)貢獻(xiàn)率85.04%,代表了15個(gè)性狀的85%的信息量,由原始變量和主成分相關(guān)性分析可知,第一主成分株高、粗蛋白、籽粒直徑、單株粒質(zhì)量、產(chǎn)量和千粒質(zhì)量相關(guān)性較大,表明主成分1是由以上指標(biāo)組成的綜合指標(biāo);主成分2相關(guān)性大的指標(biāo)有根倒率、莖倒率和淀粉;主成分3主要代表粗脂肪和耐氨酸;主成分4代表莖倒率和主穗長(zhǎng);主成分5主要代表磷。
根據(jù)特征量根據(jù)特征值和相應(yīng)的特征向量,對(duì)11個(gè)藜麥品種(系)各主成分得分和綜合得分進(jìn)行排序,計(jì)算主成分綜合模型為:F=37.119×F1+19.801×F2+12.699×F3+8.415×F4+ 7.007×F5,獲得綜合得分如表11所示。在參試的11個(gè)品種中,‘隴藜4號(hào)’的得分最高,表明這個(gè)品種綜合適應(yīng)性最好,‘Q2’得分同樣超過1以上,表現(xiàn)良好,而‘LY-1’綜合得分最低。
對(duì)復(fù)種后能夠成熟的11份藜麥品種(系)的生育期、農(nóng)藝、經(jīng)濟(jì)、品質(zhì)性狀指標(biāo)以歐氏距離為遺傳距離,采用離差平方和法進(jìn)行聚類[23],在遺傳距離為5.0時(shí)將11個(gè)藜麥品種(系)聚為4個(gè)類群如圖1,第一類群包括‘Q4’‘Q5’‘Q1’‘LY-3’‘Q3’5個(gè)品種,屬于高稈中熟品種,該類群品質(zhì)性狀比較突出;‘隴藜3號(hào)’‘Q6’‘LY-1’和‘隴藜1號(hào)’為第二類群,屬于早熟品種,該類群生育期115~116 d,主要表現(xiàn)為低稈、早熟、千粒質(zhì)量小等特性;‘Q2’和‘隴藜4號(hào)’為第三類群,主要特性表現(xiàn)為豐產(chǎn)性能好,千粒質(zhì)量大、高蛋白、低脂等特性。
表10 不同藜麥品種(系)性狀主成分分析Table 10 Principal component analysis of the traits of different quinoa varieties(lines)
表11 不同藜麥品種(系)性狀主成分得分綜合排序Table 11 Principal component analysis scores of 11 quinoa variety
有效篩選和綜合評(píng)價(jià)藜麥品種(系)的生產(chǎn)性能,是藜麥引種研究的主要內(nèi)容之一。藜麥作為一種新引入的作物,其生態(tài)適應(yīng)性研究尤為重要,其生育期、生產(chǎn)性能的評(píng)價(jià)不能用單一的指標(biāo)去衡量,只有綜合性狀優(yōu)異的品種(系)才能用于育種生產(chǎn)進(jìn)而推廣。采用主成分分析法和聚類分析法對(duì)引入藜麥品種(系)的生育期、農(nóng)藝性狀、品質(zhì)性狀、經(jīng)濟(jì)性狀進(jìn)行綜合評(píng)價(jià),選取符合育種目標(biāo)和生產(chǎn)需求的品種(系)資源。周海濤等[5]、黃杰等[6]、任永峰等[7]、宋嬌等[8]、鄧萬(wàn)云等[24]、王艷青等[25]分別對(duì)藜麥在河北張家口、甘肅、內(nèi)蒙古、青海、北京、昆明等地的適應(yīng)性進(jìn)行了報(bào)道,表明藜麥適合于冷涼地區(qū)生長(zhǎng)。然而本試驗(yàn)側(cè)重于低海拔熱量相對(duì)充足的隴東地區(qū)進(jìn)行復(fù)播種植,從而探討藜麥在此類生態(tài)條件下的適應(yīng)性表現(xiàn)。
圖1 12個(gè)藜麥品種(系)不同性狀聚類分析Fig.1 Clustering analysis of 11 quinoa varieties(lines)
不同來(lái)源的藜麥品種(系)由于所處的地理氣候環(huán)境等不同表現(xiàn)出明顯差異。本研究供試的12份材料,其中11份能在隴東地區(qū)復(fù)播種植的條件下正常成熟,生育期為109~122 d,普遍表現(xiàn)出早熟特性,這與夏播作物因氣溫高,生長(zhǎng)發(fā)育快,生育期較短有關(guān),同時(shí)也與種植當(dāng)年生育期期降雨少,植株避旱機(jī)制所致。結(jié)合隴東地區(qū)冬油菜后茬氣候特點(diǎn),6月中上旬搶墑播種,10月上旬收獲,最大限度提高土地利用率,實(shí)現(xiàn)豐收增產(chǎn)。
農(nóng)藝性狀和品質(zhì)性狀的鑒定和描述作為種質(zhì)資源研究最直觀、最基本的方法和途徑[26],在藜麥育種或適應(yīng)性評(píng)價(jià)中是不可或缺的。王艷青等[25]對(duì)135份藜麥農(nóng)藝性狀的分析中得出,通過田間觀測(cè)、室內(nèi)考種及測(cè)試化驗(yàn),對(duì)參試的12個(gè)藜麥品種(系)的19個(gè)表型性狀進(jìn)行形態(tài)多樣性分析,結(jié)果表明不同品種(系)的農(nóng)藝性狀和品質(zhì)性狀具有顯著差異,籽粒產(chǎn)量為1 776.26~ 4 482.24 kg·hm-2,與甘肅河西(3 750 kg·hm-2)[27]、西藏(5 250 kg·hm-2)[28]、青海(5 577 kg·hm-2)[8]、北京(2 235.2 kg·hm-2)[24]等地的春播產(chǎn)量差異較大,部分品種(系)達(dá)到了不同程度的增產(chǎn),這可能與品種(系)、種植區(qū)環(huán)境和栽培方式不一有較大的關(guān)系,但本研究中篩選出的4個(gè)品種(系)單株粒質(zhì)量為113.03~168.23 g,具有較強(qiáng)的增產(chǎn)潛力,也表明隴東地區(qū)夏播復(fù)種條件下有利于藜麥生長(zhǎng)。本試驗(yàn)中,結(jié)實(shí)率好、產(chǎn)量高的4個(gè)高產(chǎn)品種(系)的主穗長(zhǎng)為30.33~43.33 cm,株高為151~182.67 cm左右,生育期集中在109~122 d,千粒質(zhì)量為2.97~3.16 g,籽粒直徑為1.78~2.2 mm,籽粒產(chǎn)量為2 968.61~4 482.24 kg·hm-2,這些經(jīng)濟(jì)指標(biāo)與臨夏半干旱區(qū)[6]和河西走廊玉門地區(qū)[27]種植藜麥的表現(xiàn)相近;而粗蛋白(9.21%~ 18.76%)、粗脂肪(4.59%~6.49%)、粗淀粉 (51.33%~ 62.34%)、賴氨酸(5.59%~6.91%)等指標(biāo)變異范圍與胡一波等[4]研究的結(jié)果具有一致性。因此在篩選藜麥品種(系)過程中,應(yīng)綜合考慮各性狀指標(biāo),不能一味追求產(chǎn)量。本試驗(yàn)中藜麥生育期正值隴東地區(qū)雨季,對(duì)藜麥的抗倒伏性要求較高,再結(jié)合考種數(shù)據(jù)和相關(guān)分析,初步判斷株高低中等、抗倒伏性好和產(chǎn)量較高的品種(系)宜在隴東地區(qū)復(fù)播推廣種植。
經(jīng)相關(guān)性分析得知,籽粒產(chǎn)量與單株粒質(zhì)量、籽粒直徑及千粒質(zhì)量呈極顯著正相關(guān),這與王艷青等[25]、宋嬌等[8]研究結(jié)果一致,而與穗色、穗型和粒色呈負(fù)相關(guān)關(guān)系,這與宋嬌等[8]研究結(jié)果不一致,這可能與植株穗色和穗型受植株光合作用的影響有關(guān),株高與根倒率、莖倒率呈負(fù)相關(guān)關(guān)系,這與黃杰等[6]研究結(jié)果不完全一致,與Tripathi等[29]在小麥上的研究結(jié)果相似,株高與抗倒伏性相關(guān)不顯著,部分高稈品種抗倒伏性超過矮稈品種,反映出小麥倒伏既受到莖稈高度的影響,還受到莖稈自身特性的影響,因此要了解藜麥的倒伏性需從藜麥內(nèi)在的遺傳特性、氣候、生態(tài)、栽培等因素綜合考慮;粗蛋白和淀粉質(zhì)量分?jǐn)?shù)呈顯著性負(fù)相關(guān),粗脂肪與賴氨酸呈顯著性負(fù)相關(guān),這與胡一波等[4],Qin等[30]的研究結(jié)果相一致。這些不同研究結(jié)果存在差異的原因可能是由于復(fù)播的品種(系)、藜麥生態(tài)區(qū)域、研究方法與當(dāng)?shù)貧夂?、土地資源不同所導(dǎo)致的,同時(shí)上述指標(biāo)的變化可能與樣本數(shù)量和所選性狀不完全相同有關(guān),在今后的研究中建議增大樣本數(shù)量,并進(jìn)一步開展多年多點(diǎn)試驗(yàn)驗(yàn)證。
經(jīng)主成分以及綜合得分分析,各品種(系)的主成分值是對(duì)權(quán)衡每個(gè)性狀在某個(gè)品種(系)中所處的位置和分量,充分了解判斷每個(gè)品種(系)對(duì)生產(chǎn)環(huán)境的適應(yīng)性強(qiáng)弱,從而對(duì)掌握品種綜合性狀的重要依據(jù)[22-23]。通過對(duì)11個(gè)品種(系)15個(gè)性狀的主成分分析發(fā)現(xiàn),前5個(gè)主成分的累計(jì)貢獻(xiàn)率達(dá)85.04%,其所表達(dá)的綜合信息可以用來(lái)表達(dá)全部性狀的信息,從而簡(jiǎn)化表型性狀的數(shù)量,提高篩選評(píng)價(jià)效率。從綜合評(píng)價(jià)結(jié)果來(lái)看,5個(gè)主成分分別反映了株高、粗蛋白、籽粒直徑、單株粒質(zhì)量、產(chǎn)量和千粒質(zhì)量特征,根倒率、莖倒率和淀粉特征,莖倒率和主穗長(zhǎng)特征,磷特征。其中‘隴藜4號(hào)’的得分最高,綜合評(píng)價(jià)最優(yōu),其次品系‘Q2’得分同樣超過1以上,僅次于‘隴藜4號(hào)’,具有很大利用潛力,而‘LY-1’在隴東復(fù)種條件下綜合表現(xiàn)最差,除生育期短外,再無(wú)突出性狀,利用價(jià)值不大。
在主成分分析的基礎(chǔ)進(jìn)一步聚類,可有效的剔除一些關(guān)聯(lián)度不大的因子,使分析評(píng)價(jià)效果更好[31]。本試驗(yàn)借助聚類分析法,對(duì)11份種質(zhì)材料的19個(gè)性狀進(jìn)行聚類分析,將11個(gè)藜麥品種(系)聚為3個(gè)類群,使性狀相近的品種(系)聚為一類,但結(jié)果顯示,主成分分析中綜合表現(xiàn)相近的未聚為一類,這種現(xiàn)象與苜蓿[32]、三葉草[33]等異花授粉作物中較為常見,這可能是藜麥這類常異花作物非常容易受外來(lái)基因的干擾,個(gè)體差異大于品種間差異。這兩種方法綜合應(yīng)用可以更好地了解種質(zhì)資源或品種間產(chǎn)量與品質(zhì)性狀的遺傳相似性和差異性。在藜麥生產(chǎn)和育種中,可以根據(jù)各類材料的特點(diǎn)進(jìn)行相應(yīng)的選擇,提高工作效率。
藜麥種質(zhì)資源評(píng)價(jià)指標(biāo)體系尚未建立,所以本研究選擇了部分具有代表性的表型指標(biāo)進(jìn)行藜麥生態(tài)適應(yīng)性的綜合評(píng)價(jià),雖具有一定的實(shí)際意義,但仍存在一定的局限性。同時(shí)隴東地區(qū)雖種植藜麥,但沒有復(fù)種藜麥的相關(guān)報(bào)道,若要深入了解各品種(系)在本地區(qū)復(fù)種的可行性,尚需進(jìn)一步研究探索。
在隴東旱塬區(qū)栽培條件下,復(fù)種引選的12個(gè)藜麥品種(系)除均‘LY-2’外,其余11份均可正常成熟,表現(xiàn)出較好的生態(tài)適應(yīng)性,適合在該地區(qū)復(fù)種推廣。參考綜合評(píng)價(jià),依照各品種(系)特性,可以根據(jù)不同生態(tài)類型選擇適宜種植的品種,‘Q6’‘LY-1’和‘隴藜3號(hào)’為早熟品種,可選擇在高海拔無(wú)霜期較短或在夏閑期短地區(qū)復(fù)播種植,‘Q2’和‘隴藜4號(hào)’籽粒產(chǎn)量高,增產(chǎn)潛力較大,綜合性狀好,可作為隴東旱塬地區(qū)冬油菜茬復(fù)種藜麥品種(系)中最好的選擇;‘Q6’‘LY-1’‘隴藜3號(hào)’由于生育期短,亦可作為“冬小麥-藜麥”輪作中的選擇之一。
西北農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào)2020年5期