侯獻(xiàn)飛，盧 敏，梁 鴻，趙潤(rùn)懷，王 躍，賈東海， 顧元國(guó)，李 強(qiáng)，苗昊翠，瑪依拉·玉素音，王世卿

(1.新疆農(nóng)業(yè)科學(xué)院經(jīng)濟(jì)作物研究所，烏魯木齊 830091；2.裕民縣永寧紅花科技發(fā)展有限責(zé)任公司,新疆裕民 834800； 3.北京大學(xué)藥學(xué)院天然藥物學(xué)系，北京 100195；4.中國(guó)中藥有限公司，北京 100195； 5.塔城地區(qū)農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣中心站，新疆塔城 834700)

0 引 言

【研究意義】紅花(CarthamustinctoriusL.)屬于菊科、紅花屬，1年生草本植物，紅花花瓣屬于管狀花，花管狹細(xì)，先端5裂，裂片狹線形，花藥黃色，聯(lián)合成管，高出裂片之外，中央有柱頭露出，花瓣(花絲)為中藥[1-4]。紅花籽油含有高達(dá)80%以上的亞油酸，屬于高亞油酸型植物油[5-7]。紅花作為一種集油料、藥材、染料和飼料為一體的特色經(jīng)濟(jì)作物，有60多個(gè)國(guó)家種植紅花，主要分于亞洲的印度、北美的墨西哥和美國(guó)、北非的埃塞俄比亞、歐洲的西班牙和大洋洲的澳大利亞[8-11]；我國(guó)紅花主要分布于新疆、云南、河南、浙江、四川等省(自治區(qū))[1、2、6、8]。新疆是我國(guó)紅花主產(chǎn)區(qū)，常年種植面積5.3×104hm2(80×104畝)左右，占全國(guó)紅花種植面積和產(chǎn)量的70%以上，主要集中在北疆塔城地區(qū)裕民縣、額敏縣，昌吉州吉木薩爾縣、奇臺(tái)縣，伊犁州察布查爾縣、霍城縣等地；在東疆吐魯番、哈密和南疆阿克蘇、喀什、和田等地也有種植[2、15、16]。研究新疆藥油兼用紅花種質(zhì)資源在不同生態(tài)區(qū)的生長(zhǎng)發(fā)育特性，篩選出適宜于新疆種植的優(yōu)質(zhì)藥油兼用紅花種質(zhì)，對(duì)紅花產(chǎn)業(yè)發(fā)展有重要意義?！厩叭搜芯窟M(jìn)展】紅花在我國(guó)栽培歷史悠久[1、2、6]。我國(guó)北始黑龍江，南至廣東，從高海拔的青藏高原到海拔較低的福建、江蘇等沿海地區(qū)均有栽培，且各自形成了豐富多樣的地方類型，但長(zhǎng)期以來(lái)都是以采花作藥為主[6、8]。美國(guó)、澳大利亞、印度等國(guó)家紅花是重要的油料作物[10、11]。伍正容等[8]對(duì)來(lái)自我國(guó)17個(gè)省(自治區(qū))的79個(gè)紅花種質(zhì)資源進(jìn)行油脂脂肪酸的組成研究，新疆紅花種質(zhì)資源亞油酸含量最高80.27%，自然條件不但影響著紅花的產(chǎn)量、含油率，而且也影響著紅花種子脂肪酸的形成；袁國(guó)弼等[17]對(duì)141份不同省(市、自治區(qū))的紅花種質(zhì)資源進(jìn)行含油量分析，我國(guó)新疆紅花種子的含油量最高為29.96%，我國(guó)紅花含油量與紅花產(chǎn)區(qū)所處的緯度的高低呈正相關(guān)；劉旭云等[3]在1992年對(duì)收集的52個(gè)國(guó)家和我國(guó)26個(gè)省(市)2 330份紅花種質(zhì)資源，從形態(tài)特征、產(chǎn)量構(gòu)成、品質(zhì)性狀、生理特性及自然環(huán)境條件下的抗病性等方面進(jìn)行了全面系統(tǒng)地鑒定和評(píng)價(jià)，篩選出52份適宜云南省種植的優(yōu)異種質(zhì)資源。郭美麗[18-20]對(duì)紅花種質(zhì)資源傳多樣性、品質(zhì)等相關(guān)分子標(biāo)記進(jìn)行研究，利用分子標(biāo)記的多態(tài)性對(duì)我國(guó)紅花種質(zhì)資源的多樣性進(jìn)行分析；郭麗芬[21]；王沛琦[22、23]；周子馨[24]；賈東海等[16]從數(shù)量性狀、質(zhì)量性狀、主要農(nóng)藝性狀等方面對(duì)我國(guó)紅花種質(zhì)資源的遺傳多樣性進(jìn)行分析，我國(guó)紅花種質(zhì)資源豐富?！颈狙芯壳腥朦c(diǎn)】新疆生態(tài)區(qū)，日照充足，晝夜溫差大，為紅花生長(zhǎng)提供了適宜自然環(huán)境，有利于紅花營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)，紅花品質(zhì)和含油量較其他地區(qū)都高，新疆作為我國(guó)紅花主產(chǎn)區(qū)，生態(tài)資源豐富。王兆木等[1、2]對(duì)新疆特有的藥油兼用種質(zhì)資源進(jìn)行不同生態(tài)區(qū)生長(zhǎng)發(fā)育進(jìn)行研究，篩選出優(yōu)異的種質(zhì)資源22份。需對(duì)紅花材料進(jìn)行劃分研究?！緮M解決的關(guān)鍵問(wèn)題】研究選擇22份藥油兼用紅花品系，在新疆烏魯木齊縣、奇臺(tái)縣研究參試材料生長(zhǎng)發(fā)育及光合特性，劃分參試材料，為新疆紅花高光效、抗旱育種提供優(yōu)質(zhì)親本。

1 材料與方法

1.1 材 料

試驗(yàn)于2019～2020 年在新疆昌吉州奇臺(tái)縣七戶鄉(xiāng)和烏魯木齊縣新疆農(nóng)業(yè)科學(xué)院綜合試驗(yàn)場(chǎng)進(jìn)行。

奇臺(tái)縣試驗(yàn)點(diǎn)地前茬為小麥，土壤為灰漠土，土壤肥力中等、均勻，安寧渠試驗(yàn)點(diǎn)地前茬為油菜，土壤為灰漠土，土壤肥力中等、均勻。播種前施1.2 × 104kg/hm2農(nóng)家肥及 450 kg/hm2( NH4)2HPO4用作底肥，22份紅花材料每份材料播種2行，行距30 cm，行長(zhǎng)3 m，有效播種數(shù)為60株，株距10 cm，3次重復(fù)。

以22份不同類型的油藥兼用紅花品系為試驗(yàn)材料。11份白色花和11份紅色材料，種子由新疆農(nóng)業(yè)科學(xué)院經(jīng)濟(jì)作物研究所提供。表1，表2，圖1

圖1 部分參試材料的葉片與花Fig.1 The leaves and flowers of some test materials

表1 參試材料特性Table 1 Characteristics of test materials

表2 參試試驗(yàn)點(diǎn)主要環(huán)境因子Table 2 Main environmental factors of the test sites

1.2 方 法

1.2.1 指標(biāo)測(cè)定

1.2.1.1 生育期[2]

出苗期：子葉平展達(dá)50%的日期為準(zhǔn)；

蓮座期：50%植株4片真葉平展日期；

莖伸長(zhǎng)期：50%植株子葉地上幼莖神長(zhǎng)至2 cm時(shí)期；

初花期：10%植株主莖開花之日期；

終花期：80%的花球開畢之日期；

成熟期：80%的花球變黃、種殼變硬之日期。

1.2.1.2 葉片大小及葉色

初花期隨機(jī)選取3株紅花，選取頂部倒數(shù)第4片完全展開葉片，利用LA-S(萬(wàn)深)植物葉片分析系統(tǒng)進(jìn)行拍照分析，獲取葉片周長(zhǎng)(Perimeter, Pe)、長(zhǎng) (Length，Le)、寬(Width，Wi)、長(zhǎng)/寬(Le/Wi)、葉色(紅(R)、綠(G)、藍(lán)(B))。

1.2.1.3 光合指標(biāo)及葉綠素含量

初花期隨機(jī)選取5株紅花，選取頂部倒數(shù)第4片完全展開葉片，利用葉綠素測(cè)定儀SPAD502 ChlorophyⅡ Meter測(cè)定其葉綠素含量，結(jié)果用SPAD值表示；同時(shí)在同一葉片上采用美國(guó)Licor公司生產(chǎn)的Li-6400便攜式光合儀測(cè)定凈光合速率(Pn)、氣孔導(dǎo)度(GS)、蒸騰速率(Tr)，重復(fù)測(cè)定3次，光合水分利用效率(PWUE)按照Pn/ Tr[25]進(jìn)行計(jì)算。

1.2.2 主要農(nóng)藝性狀

成熟期在每份材料中隨機(jī)取 10 株，測(cè)定株高(cm)、分枝部位(cm)、一次分枝數(shù)(個(gè))、二次分枝數(shù)(個(gè))、總分枝數(shù)(個(gè))、莖粗、單株果球數(shù)/個(gè)、果球直徑 cm、果粒數(shù)(粒*5個(gè)果)、單株產(chǎn)量(g)、千粒重(g)。

1.3 數(shù)據(jù)處理

試驗(yàn)數(shù)據(jù)采用 Excel 2010 和 SPSS 19.0 進(jìn)行統(tǒng)計(jì)和分析，利用R語(yǔ)言ggplot2包[29]進(jìn)行繪圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 參試材料不同試驗(yàn)點(diǎn)生育期表現(xiàn)

研究表明，不同試驗(yàn)點(diǎn)參試材料生育表現(xiàn)差異較大，參試材料在奇臺(tái)試驗(yàn)點(diǎn)生育期明顯增長(zhǎng)，全生育期平均在132 d，生育期最長(zhǎng)的是20B008、20B025、20B035，均為139 d，生育期最短的是20H006(122d)；烏魯木齊試驗(yàn)點(diǎn)參試材料全生育期平均在94 d，生育期最長(zhǎng)的是20H022、20B040，均為102 d，生育最短的是20H006(87 d)，紅花的莖伸長(zhǎng)期和花期較長(zhǎng)，平均為65 d；而烏魯木齊試驗(yàn)點(diǎn)4～6月溫度上升較快，在紅花莖伸長(zhǎng)期和花期平均溫度在28℃，花期明顯縮短，平均為45 d；參試材料在烏魯木齊試驗(yàn)點(diǎn)表現(xiàn)早熟的，在奇臺(tái)試驗(yàn)點(diǎn)也表型出早熟。表3

表3 參試材料生育期(日/月)Table 3 Growth period performance of test materials(D/M)

2.2 不同試驗(yàn)點(diǎn)參試材料初花期葉片生長(zhǎng)特性

研究表明，同一參試材料在不同試驗(yàn)點(diǎn)花色表現(xiàn)一致，葉型差異較大，在奇臺(tái)試驗(yàn)點(diǎn)參試材料平均周長(zhǎng)大于烏魯木齊試驗(yàn)點(diǎn)，平均長(zhǎng)/寬小于烏魯木齊試驗(yàn)點(diǎn)，葉片顏色較深；同一試驗(yàn)點(diǎn)參試材料之間葉型、葉色差異顯著，在奇臺(tái)試驗(yàn)點(diǎn)白花材料20B001葉片平均周長(zhǎng)最長(zhǎng)(417.52 mm)，平均長(zhǎng)/寬為3.69，平均周長(zhǎng)最短是20B004(247.72 mm)，平均長(zhǎng)/寬為2.29，葉色最深的是20B050；在烏魯木齊試驗(yàn)點(diǎn)參試材料葉型、葉色差異較小，僅是葉片的平均長(zhǎng)存在差異，其他指標(biāo)均無(wú)顯著差異。表4

表4 參試材料初花期生長(zhǎng)特性Table 4 Growth characteristics of the tested materials at the initial flowering stage

續(xù)表4 參試材料初花期生長(zhǎng)特性Table 4 Growth characteristics of the tested materials at the initial flowering stage

2.3 參試材料主要農(nóng)藝性狀聯(lián)合方差

研究表明，參試材料單株產(chǎn)量試驗(yàn)點(diǎn)間差異不顯著，但品種間差異顯著，其他主要性狀試驗(yàn)點(diǎn)間、品種間、試驗(yàn)點(diǎn)×品種互作差異顯著，參試材料主要農(nóng)藝性狀的差異主要是材料不同和參試地點(diǎn)不同而引起的，環(huán)境因素也是造成紅花農(nóng)藝性狀變異的主要因素，且檢測(cè)結(jié)果顯著。表5

表5 參試材料主要農(nóng)藝性狀多點(diǎn)聯(lián)合方差Table 5 Multi-point joint variance analysis of main agronomic traits of the tested materials

2.4 不同試驗(yàn)點(diǎn)參試材料農(nóng)藝性狀

研究表明，紅花植株越高，分枝越多，紅花產(chǎn)量越高，目前紅花花絲采摘主要靠人工，分枝部位的高低、二次分枝數(shù)的多少對(duì)紅花花絲的產(chǎn)量影響較大；不同材料株高、分枝部分差異顯著，奇臺(tái)試驗(yàn)點(diǎn)參試材料株高在77.33～116.67 cm，株高最高的是20H028，變異系數(shù)為1.78%，最低的是20B051，變異系數(shù)為0.81%；分枝高度最高的是20H050(72.33 cm)，烏魯木齊試驗(yàn)點(diǎn)參試材料株高在52.67～134.33 cm，株高最高的是20H026，變異系數(shù)為7.23%，最低的是20B001，變異系數(shù)為8.56%；分枝高度最高的是20H030(56.33 cm)，奇臺(tái)試驗(yàn)點(diǎn)參試材料株高長(zhǎng)勢(shì)較均勻，烏魯木齊試驗(yàn)點(diǎn)株高長(zhǎng)勢(shì)分布范圍較大，環(huán)境因素是影響參試材料株高的主要因子；而烏魯木齊試驗(yàn)點(diǎn)主要是人工灌溉，全生育期灌水5次，基本保證紅花的生長(zhǎng)，影響參試材料株高的因子主要是基因型。

紅花的分枝數(shù)既是花絲產(chǎn)量的主要構(gòu)成因子，也是籽粒產(chǎn)量的主要因子，紅花的分枝數(shù)與種植密度、氣象因子、材料特性密切相關(guān)，在同一播種密度下，奇臺(tái)試驗(yàn)點(diǎn)20B050的一次分枝數(shù)、二次分枝數(shù)最高，分別是19、45個(gè)；在烏魯木齊試驗(yàn)點(diǎn)一次分枝數(shù)最多的是20B007(14.67個(gè))，二次分枝數(shù)最多的是20B062(18.67個(gè))；單株果球數(shù)、每果粒數(shù)、千粒重是構(gòu)成紅花籽粒產(chǎn)量的主要因子，奇臺(tái)試驗(yàn)點(diǎn)參試材料單株平均果球數(shù)在5～61.33個(gè)，最高的是20B050，每果果粒數(shù)平均在15.6～44.92個(gè)，最高的是20H012；千粒重在32.5～73.18 g，最低的是20B025，最高的是20H030；但單株產(chǎn)量最高的是20B050(49.73 g)；烏魯木齊試驗(yàn)點(diǎn)單株平均果球數(shù)在11.67～26.67個(gè)，最高的是20B062，每果果粒數(shù)平均在11.73～34.27，最高的是20H021，千粒重在32.72～61.48 g，最低的是20B035，最高的是20H021，單株產(chǎn)量最高的是20H021(37.96 g)，單株果球數(shù)是影響單株產(chǎn)量的最關(guān)鍵因子。

2.5 不同試驗(yàn)點(diǎn)參試材料光合特性

2.5.1 參試材料初花期葉片葉綠素含量

研究表明，初花期參試材料葉片葉綠素含量差異顯著，其中20H046在奇臺(tái)、烏魯木齊2個(gè)試驗(yàn)點(diǎn)的葉綠素含量均最高，分別是89.5、87.9；20H026的葉綠素含量最低，分別是62.6、66.2；除20B035的葉綠素含量在奇臺(tái)試驗(yàn)點(diǎn)低于烏魯木齊試驗(yàn)點(diǎn)，其他材料葉綠素含量在奇臺(tái)試驗(yàn)點(diǎn)均高于烏魯木齊試驗(yàn)點(diǎn)。圖2

圖2 不同參試材料葉片葉綠素含量變化Fig.2 The chlorophyll content of the tested material leaves

2.5.2 參試材料初花期葉片凈光合速率

研究表明，參試材料初花期葉片凈光合速率差異顯著，不同試驗(yàn)點(diǎn)間葉片凈光合速率表現(xiàn)與葉綠素含量表現(xiàn)一致，奇臺(tái)試驗(yàn)點(diǎn)明顯高于烏魯木齊試驗(yàn)點(diǎn)；同一試驗(yàn)點(diǎn)參試材料中白色花葉片凈光合速率明顯高于紅色花，以奇臺(tái)試驗(yàn)點(diǎn)為例，凈光合速率最高的是白色花20B062(35.25)，最低的是紅色花20H030(6.25)，白色花材料的凈光合速率在25.64～35.25，最低的是20B004，紅色花材料的凈光合速率在6.25～12.66，最高的20H026；不同類型的紅花葉片凈光合速率差異較大，白色花的葉片凈光合速率是紅色花的3～4倍。圖3

圖3 不同參試材料初花期葉片凈光合速率變化Fig.3 The net photosynthetic rate performance of the tested materials at the initial flowering stage

2.5.3 參試材料初花期葉片氣孔導(dǎo)度表現(xiàn)

研究表明，20B004、20B035、20B066 3份材料在烏魯木齊試驗(yàn)點(diǎn)葉片氣孔導(dǎo)度高于奇臺(tái)試驗(yàn)點(diǎn)，其他材料奇臺(tái)試驗(yàn)點(diǎn)高于烏魯木齊試驗(yàn)點(diǎn)，其中差異最大的是20B008，在奇臺(tái)試驗(yàn)點(diǎn)氣孔導(dǎo)度為0.259，是烏魯木齊試驗(yàn)點(diǎn)的3倍(0.077)。除20B008之外，其他紅色花材料氣孔導(dǎo)度明顯高于白色花，奇臺(tái)試驗(yàn)點(diǎn)，白色花材料氣孔導(dǎo)度在0.013～0.033，紅色花材料在0.114～0.196，不同類型的紅花葉片氣孔導(dǎo)度差異較大，紅色花的葉片氣孔導(dǎo)度是白色花的5～8倍。圖4

圖4 參試材料初花期葉片氣孔導(dǎo)度Fig.4 The performance of leaf stomatal conductance of the tested materials at the initial flowering stage

2.5.4 參試材料初花期葉片蒸騰速率

研究表明，參試材料初花期葉片蒸騰速率差異顯著，參試材料在烏魯木齊試驗(yàn)點(diǎn)的葉片蒸騰速率明顯高于奇臺(tái)試驗(yàn)點(diǎn)，其中20B004在奇臺(tái)、烏魯木齊試驗(yàn)點(diǎn)蒸騰速率最高，分別是3.56、4.78；其他材料20B040、20B050、20B051在2個(gè)試驗(yàn)點(diǎn)的蒸騰速率均較低，在烏魯木齊、奇臺(tái)試驗(yàn)點(diǎn)平均分別為0.73、0.55，且這3份材料為白色花類型，紅色花類型材料蒸騰速率烏魯木齊試驗(yàn)點(diǎn)在3.2～4.3，奇臺(tái)試驗(yàn)點(diǎn)在2.0～3.5。圖5

圖5 不同參試材料初花期葉片葉片蒸騰速率變化Fig.5 The transpiration rate performance of the leaves of the tested materials at the initial flowering stage

2.5.5 參試材料初花期葉片光合水分利用率

研究表明，參試材料在初花期葉片光合水分利用率差異顯著，參試材料在奇臺(tái)試驗(yàn)點(diǎn)的光合水分利用率高于烏魯木齊試驗(yàn)點(diǎn)，其中20B040、20B050、20B051葉片光合水分利用率較高，在烏魯木齊試驗(yàn)點(diǎn)分別為37.65、34.04、40.95，在奇臺(tái)試驗(yàn)點(diǎn)分別為50.64、58.34、67.67，且均屬于白色花類型，而紅色花類型葉片光合水分利用率在2個(gè)試驗(yàn)點(diǎn)均較低，其中烏魯木齊試驗(yàn)點(diǎn)在0.67～2.37，奇臺(tái)試驗(yàn)點(diǎn)在2.03～4.71。圖6

圖6 不同參試材料初花期葉片葉片光合水分利用率變化Fig.6 The photosynthetic water use efficiency of the leaves of the tested materials at the initial flowering stage

2.6 參試材料主要農(nóng)藝性狀及光合特性之間相關(guān)性

研究表明，葉片形狀相關(guān)指標(biāo)：總面積(L2)、平均周長(zhǎng)(L3)、平均長(zhǎng)(L4)、平均寬(L5)、平均長(zhǎng)/寬(L6)之間密切相關(guān)；在烏魯木齊試驗(yàn)點(diǎn)平均周長(zhǎng)(L3)與葉色(L7)呈顯著負(fù)相關(guān)，相關(guān)系數(shù)為-0.503，在奇臺(tái)試驗(yàn)點(diǎn)葉綠素含量(L1)與總面積(L2)、平均寬(L5)呈顯著正相關(guān)，相關(guān)系數(shù)為0.509，與平均寬(L5)呈極顯著正相關(guān)，相關(guān)系數(shù)為0.606；以烏魯木齊試驗(yàn)點(diǎn)為例，紅花形態(tài)指標(biāo)，分枝高度(B)與葉片的平均長(zhǎng)/寬呈極顯著負(fù)相關(guān)，相關(guān)系數(shù)為0.562；在產(chǎn)量指標(biāo)方面，單株果球數(shù)(F)與一級(jí)分枝數(shù)(C)、二級(jí)分枝數(shù)(D)呈極顯著正相關(guān)，相關(guān)系數(shù)分別為0.653、0.884；在光合特性指標(biāo)方面凈光合速率(B1)與分枝高度呈顯著負(fù)相關(guān)，相關(guān)系數(shù)0.444，與二級(jí)分枝數(shù)(D)呈顯著正相關(guān)(0.473)。表6

2.7 參試材料主要生長(zhǎng)特性主成分

研究表明，所有指標(biāo)的累計(jì)累積貢獻(xiàn)率達(dá)到100%，根據(jù)主成分對(duì)應(yīng)特征值大于 1 的原則提取主成分，在2個(gè)試驗(yàn)點(diǎn)分別提取到7個(gè)主成分，累積貢獻(xiàn)率分別達(dá)到了87.083%、87.685%；其中前2個(gè)指標(biāo)的累積貢獻(xiàn)率分別達(dá)到了44.570%、49.343%，7個(gè)主成分因子代表了紅花生長(zhǎng)特性87%，可以用這個(gè)7個(gè)主成分來(lái)反映22個(gè)紅花生長(zhǎng)特性指標(biāo)的遺傳信息。表7

表7 參試材料主要特性主成分Table 7 Main characteristics and main components of test materials

2.8 參試材料主要性狀主成分得分及綜合得分

研究表明，烏魯木齊試驗(yàn)點(diǎn)參試材料中光合因子(Z1)得分最高的是20B051，葉片形態(tài)特征因子(Z2)得分最高的是20H009，植株形態(tài)因子(Z3)得分最高的是20H028，花絲產(chǎn)量因子(Z4)得分最高的是20H026，產(chǎn)量因子(Z5)得分最高的是20B004，而綜合因子得分最高的是20B008。奇臺(tái)試驗(yàn)點(diǎn)光合因子(Z1)得分最高的是20B050，其次是20B051，植株形態(tài)因子(Z2)得分最高的是20B050，光合形態(tài)指標(biāo)(Z4)得分最高的是20H028，產(chǎn)量因子(Z5)得分最高的是20B004，綜合得分因子最高的是20B050。20H046、20B007、20B040在烏魯木齊試驗(yàn)點(diǎn)的綜合排名為第 4、5、8，在奇臺(tái)試驗(yàn)點(diǎn)排名為第5、6、8，這3個(gè)材料綜合特性較好，且生態(tài)適應(yīng)性也較高；20H012、20H016、20H022、20B066在烏魯木齊試驗(yàn)點(diǎn)的綜合排名為第 14、18、17、16，在奇臺(tái)試驗(yàn)點(diǎn)排名為第10、22、15、17，4份材料的綜合特性較差，但其生態(tài)適應(yīng)性較好；20B008、20B062在烏魯木齊試驗(yàn)點(diǎn)的綜合排名為第1、2，而在奇臺(tái)試驗(yàn)點(diǎn)的綜合排名為第21、14，2個(gè)材料生態(tài)適應(yīng)性較差。表8

2.9 參試材料聚類

研究表明，利用歐氏距離對(duì)參試材料進(jìn)行聚類，劃分為4大類，其中第1大類有6份材料20H026、20H030、20H016、20H050、20H022、20B066，該類型材料主要以紅色花類型為主，綜合性狀較低；第2大類有20B004、20B035、20H012、20H021、20H028，這類材料中有紅色花3份，白色花2份，這類材料的綜合性狀及適應(yīng)性都比較低。第3大類材料有5份，20B050、20H006、20B007、20H046、20B040，其中紅色花2份，白色花3份，這類材料綜合性狀、生態(tài)適應(yīng)性較好；第4大類有6份，20H009、20B051、20B025、20B001、20B008、20B062，其中紅色花1份，白色花5份，這類材料光合特性因子得分最高，且綜合性狀較好。圖7

圖7 參試材料聚類Fig.7 Cluster diagram of test materials

3 討 論

3.1 新疆光熱資源豐富，適宜紅花生長(zhǎng)

新疆太陽(yáng)輻射量達(dá)119.45～152.90 KJ/cm2，居全國(guó)前列，總的趨勢(shì)是由東南向西北遞增。北疆地區(qū)為124.23～133.78 KJ/cm2。全疆年日照時(shí)數(shù)均有自東向西減少的趨勢(shì)，日照時(shí)數(shù)為2 500-3 500 h[30]。積溫分布趨勢(shì)為由南向北遞減，其中≥ 0℃的積溫分布為，南疆塔里木盆地-哈密盆地高于4 500℃，吐魯番盆地達(dá)5 500℃，北疆伊犁河谷西部和準(zhǔn)噶爾盆地西南部為4 000℃，由準(zhǔn)噶爾盆地腹部向四周積溫逐漸減少，北部阿爾泰山山前平原和西部塔額盆地為3 000～2 500℃，山區(qū)積溫迅速減少，天山高山區(qū)<1 000℃；≥10℃的積溫分布為吐魯番盆地4 500～5 399℃，南疆塔里木盆地多多在4 000℃以上，北疆準(zhǔn)噶爾盆地西南部和伊犁河谷西部為3 000～3 500℃，北部阿勒泰和西部塔額盆地以及伊犁河谷東部多在2 500～3 000℃，而拜城及以北的烏魯木齊、塔城、阿勒泰等地≥10℃的活動(dòng)積溫一般2 500～3 200℃[2]。Wei 等[31]利用MaxEnt 模型對(duì)我國(guó)紅花的適宜種植區(qū)進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)新疆是最大的適宜紅花種植區(qū)域，占到全國(guó)的9.70%，研究的奇臺(tái)、烏魯木齊試驗(yàn)點(diǎn)≥10℃積溫分別為3 401.0 3℃、4 063.13℃，參試材料在奇臺(tái)試驗(yàn)點(diǎn)生育期較晚，平均在130 d左右，而在烏魯木齊試驗(yàn)點(diǎn)為94 d左右，說(shuō)明≥10℃有效積溫對(duì)紅花的生育期影響較大，在植株形態(tài)方面奇臺(tái)試驗(yàn)點(diǎn)參試材料株高在77.33～116.67 cm，烏魯木齊試驗(yàn)點(diǎn)參試材料株高在52.67～134.33 cm，奇臺(tái)試驗(yàn)點(diǎn)參試材料株高長(zhǎng)勢(shì)較均勻，烏魯木齊試驗(yàn)點(diǎn)株高長(zhǎng)勢(shì)分布范圍較大，主要是因?yàn)槠媾_(tái)試驗(yàn)點(diǎn)海拔高，生育期降雨量較高，環(huán)境因素是影響參試材料株高的主要因子；而烏魯木齊試驗(yàn)點(diǎn)主要是人工滴灌，全生育期灌水5次，基本保證紅花的生長(zhǎng)，影響參試材料株高的因子主要是基因型。參試材料在奇臺(tái)試驗(yàn)點(diǎn)一次分枝數(shù)、二次分枝數(shù)平均為9.3個(gè) 、12.6個(gè)，烏魯木齊試驗(yàn)點(diǎn)一次分枝數(shù)、二次分枝數(shù)平均為10.0個(gè)、6.5個(gè)，參試材料一次分枝數(shù)差異較小，主要是二次分枝數(shù)差異較大，奇臺(tái)試驗(yàn)點(diǎn)是烏魯木齊試驗(yàn)點(diǎn)的2倍左右；奇臺(tái)試驗(yàn)點(diǎn)參試材料單株平均果球數(shù)在5～61.33個(gè)，每果果粒數(shù)平均在15.6～44.92個(gè)，但單株產(chǎn)量在7.18～49.73；烏魯木齊試驗(yàn)點(diǎn)單株平均果球數(shù)在11.67～26.67個(gè)，每果果粒數(shù)平均在11.73～34.27，千粒重在32.72～61.48 g，單株產(chǎn)量在8.46～37.96 g；參試材料在奇臺(tái)試驗(yàn)點(diǎn)的生長(zhǎng)特性優(yōu)于烏魯木齊試驗(yàn)點(diǎn)，主要是因?yàn)樾陆杲涤炅肯∩?，分布不均，但蒸發(fā)量大，年均蒸發(fā)量介于1 200～3 000 mm。北疆降雨量多于南疆，西部多于東部，由西北向東南減少，山區(qū)降雨量多于平原，奇臺(tái)試驗(yàn)點(diǎn)位于海拔為1 000 m的山區(qū)，年降雨量多于烏魯木齊試驗(yàn)點(diǎn)，也是引起參試材料在烏魯木齊試驗(yàn)點(diǎn)的葉片蒸騰速率明顯高于奇臺(tái)試驗(yàn)點(diǎn)的主要原因。

3.2 較強(qiáng)的光合作用是保證紅花在新疆干旱條件下生長(zhǎng)的重要原因

光合作用的強(qiáng)弱是植物適應(yīng)生長(zhǎng)環(huán)境的重要特征之一[32、33、34]，研究中發(fā)現(xiàn)，參試材料初花期葉綠素含量、葉片凈光合速率、光合水分利用率奇臺(tái)試驗(yàn)點(diǎn)高于烏魯木齊試驗(yàn)點(diǎn)，且20B040、20B050、20B051葉片光合水分利用率較高，這3份材料均屬于白色花，葉片呈淺裂、深裂狀，在2個(gè)試驗(yàn)點(diǎn)綜合分析得分變化較小，其生態(tài)適應(yīng)性較強(qiáng)。研究指出植物水分利用效率、光合水分利用率受到植物葉片的氣孔、蒸騰速率、光合速率等因素影響，與植物的抗旱性密切相關(guān)[35、36]；研究發(fā)現(xiàn)植物在干旱條件下，葉片最先表現(xiàn)出形態(tài)差異，葉片卷曲、葉片干枯，為適應(yīng)干旱的生存環(huán)境，葉片出現(xiàn)裂狀、葉面積縮小[37、38]；研究發(fā)現(xiàn)，在參試材料的葉片形態(tài)上，20B040、20B050、20B051的葉片也表現(xiàn)出耐旱的特性(葉緣深裂)；奇臺(tái)試驗(yàn)點(diǎn)參試材料的氣孔導(dǎo)度是烏魯木齊試驗(yàn)點(diǎn)的3倍，不同類型材料之間，紅色花的葉片氣孔導(dǎo)度是白色花的5～8倍，氣孔導(dǎo)度是由氣孔開度和密度決定，也決定了光合能力和蒸騰速率。

4 結(jié) 論

新疆藥油兼用紅花資源適宜在海拔600～1 600 m區(qū)域種植，生育期在130 d左右，植株高度在77.33～116.67 cm，初花期葉片顏色較深。參試材料中不同類型的紅花葉片光合特性差異較大，白色花的葉片凈光合速率是紅色花的3～4倍，白色花材料氣孔導(dǎo)度在0.013～0.033，紅色花材料在0.114～0.196，紅色花的葉片氣孔導(dǎo)度是白色花的5～8倍；紅色花20H009、白色花20B051、20B025、20B001、20B008、20B062光合特性因子得分最高，且綜合性狀較好，可以作為優(yōu)良育種材料。