10個藜麥新品系主要農藝性狀分析與綜合評價

王艷青 盧文潔 李春花 尹桂芳 孫道旺 王莉花

摘要：【目的】篩選適宜昆明地區種植的藜麥新品系，為昆明及周邊地區發展藜麥生產提供優良品種。【方法】以本課題組前期試驗篩選出的10個藜麥新品系為試驗材料，2017年在昆明安寧進行品種比較試驗，利用方差分析、簡單相關性分析和隸屬函數值法對參試藜麥新品系的主要農藝性狀進行比較分析和綜合評價。【結果】方差分析結果表明，10個參試藜麥新品系的產量存在極顯著差異（P<0.01，下同），產量排序為QA008>QA067>QA020>QA016>QA014>QA046>QA082>QA087>QA098>QA037，其中前6個新品系的產量高于平均產量（958.33 kg/ha）。相關性分析結果表明，與藜麥產量極顯著相關的性狀依次為倒折率、株高、莖粗、單株粒重、主莖分枝數和主花序長。10個藜麥新品系按平均隸屬函數值排序為QA008>QA067>QA014>QA046>QA087>QA020>QA016>QA082>QA098>QA037;聚類分析在遺傳距離為1.5時將10個藜麥新品系劃分為四大類，其中第III類（QA008）綜合表現最好，第II類（QA014和QA067）綜合表現較好，第I類（QA016、QA020、QA046、QA082、QA087和QA098）綜合表現居中，第IV類（QA037）綜合表現最差。【結論】10個參試藜麥新品系中，QA008、QA014和QA067的綜合表現優良，適宜在昆明地區及周邊生態環境相似地區推廣種植。

關鍵詞： 藜麥;新品系;農藝性狀;綜合評價

中圖分類號： S519? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻標志碼： A 文章編號：2095-1191（2019）03-0540-06

0 引言

【研究意義】藜麥（Chenopodium quinoa Willd）原產于南美洲安第斯山地區，具有耐寒、耐旱、耐貧瘠、耐鹽堿等特性（阿圖爾·博汗格瓦和希爾皮·斯利瓦斯塔瓦，2014;任貴興等，2015）。藜麥籽粒蛋白質含量較其他谷物高，不僅包含人體必需氨基酸且比例均衡，還富含多種對人體健康有益的酚類化合物、類黃酮和類胡蘿卜素等生物活性物質（魏愛春等，2015;胡一波等，2017;石振興等，2017;墨菲和馬坦吉翰，2018;申瑞玲等，2018），被聯合國糧農組織推薦為適宜人類食用的全營養食品。藜麥適應性強，海拔4000 m以下地區均可種植，但國內藜麥育種工作起步晚，生產中存在優異種質資源少、優良品種缺乏等問題（任貴興等，2015）。自2012年滇西北引種試種藜麥成功后，滇東北、滇中部分地區也相繼開展藜麥試種試驗。近兩年隨著藜麥收購價的增長（2017和2018年云南麗江地區藜麥籽粒田間收購價約14元/kg），藜麥在滇西北麗江地區的推廣種植面積逐步擴大，為當地種植戶提供了一條增收致富的新途徑。但目前云南推廣種植的藜麥均為從山西等地引進的品種，品種數量少（生產上推廣約4個品種）、類型單一且產量不穩定。因此，開展藜麥品種（系）比較和綜合評價研究，對促進云南藜麥產業發展具有重要意義。【前人研究進展】我國自1988年從國外引入藜麥并進行適應性栽培以來，甘肅、河北、青海、河南等地針對不同生態條件相繼開展了藜麥引種材料的適應性評價試驗和新品種選育工作，選育出一些適宜當地種植的藜麥優異種質和新品種。楊發榮（2015）采用系統育種和栽培馴化相結合的方法，經過3年品比試驗、區域試驗和生產試驗，選育出適合甘肅省中西部地區推廣種植的國內首個藜麥新品種隴藜1號。黃杰等（2016）在甘肅臨夏旱作區對引選的13個藜麥材料進行農藝性狀、產量性狀、品質性狀及抗性的鑒定和綜合評價，篩選出適宜當地栽培的高產品種Q9。劉瑞芳等（2016）在河南安陽地區對11個引入的藜麥品種進行對比試驗，篩選出表現較好的安藜3號和安藜4號。張家口市農業科學院利用雜交育種選育出冀藜1號和冀藜2號（奚玉銀等，2017）。沈寶云等（2017）采用系統育種和栽培馴化方法，選育出適宜甘肅地區種植的早中熟藜麥新品種條藜1號。宋嬌等（2017）通過對6個藜麥品種（系）在青海種植的農藝性狀進行主成分分析，篩選出表現較優的青藜2號。【本研究切入點】中國農業科學院作物科學研究所從國外引進135份藜麥種質，2014年開始在昆明進行適應性種植，經過3年的適應性栽培，利用系統選育法篩選出10份產量較高、綜合農藝性狀較好的藜麥新品系（王艷青等，2018），為更好地利用藜麥種質資源，需對篩選出的藜麥種質進行具體性狀的比較和綜合評價。【擬解決的關鍵問題】采用方差分析、相關性分析和聚類分析等方法對本課題組前期篩選出的10個藜麥新品系的主要農藝性狀進行綜合評價，進一步篩選適宜昆明地區種植的藜麥新品系，為昆明及周邊地區發展藜麥生產提供優良品種。

1 材料與方法

1. 1 試驗材料

參試藜麥新品系共10個，編號為QA008、QA014、QA016、QA020、QA037、QA046、QA067、QA082、QA087和QA098，均為本課題組前期從引進的135份藜麥種質中篩選獲得。

1. 2 試驗方法

試驗于2017年在云南省農業科學院生物技術與種質資源研究所安寧試驗基地進行。試驗地位于東經102°25′、北緯24°45′，海拔1887 m，土質為紅黏土，肥力中等，前茬為小麥。

試驗采用育苗移栽法，5月17日在大棚內育苗，5月22日出苗，6月9日7葉期移栽于大田。采用隨機區組排列，3次重復。小區長5.0 m，寬2.4 m，3行區，行距0.8 m，株距0.6 m，小區面積12.0 m2，每小區24株，栽植密度約20000株/ha。移栽前試驗地未施基肥，7月4日現蕾期進行中耕鋤草培土，同時施尿素，用量為300 kg/ha。7月8日發現有蟲害，噴藥防治。試驗地當年雨水頻繁，為防止植株長勢旺盛加劇倒折，未再進行追肥。8月下旬根據藜麥的成熟程度進行收獲。

1. 3 測定項目及方法

藜麥生長期間適時調查物候期及相關農藝性狀。成熟期收獲時每小區定點（第2行中間）選取6個單株進行掛牌，測量株高、莖粗、主莖分枝數、主花序長和主花序分枝數，同時調查小區倒折（包括根倒、莖倒折和花序折斷）株數，計算倒折率，倒折率（%）=（小區倒折株樹/小區總株樹）×100。待種子風干后進行室內考種，測定單株粒重、千粒重和小區產量（折合公頃產量）。藜麥農藝性狀記載標準參照王艷青等（2018）的方法。

1. 4 統計分析

試驗數據經Excel 2007整理后，利用SPSS 19.0進行方差分析、相關性分析和聚類分析。其中多重比較采用Duncan’s新復極差法;系統聚類方法采用組間聯接法，平方歐式距離。參照王婷婷等（2018）的方法計算各指標的隸屬函數值，以平均隸屬函數值的聚類分析結果為依據對不同藜麥品系進行綜合評價，計算公式：

式中，X（ij）為i品系j指標的隸屬函數值，Xij為i品系j指標的測定值，Xjmin和Xjmax分別為j指標的最小測定值和最大測定值;（1）為正相關指標隸屬函數值的計算公式，（2）為負相關指標隸屬函數值的計算公式。

2 結果與分析

2. 1 不同藜麥新品系的農藝性狀表現

由表1可知，10個藜麥新品系生育期在97～100 d，各品系間無顯著差異（P>0.05，下同），均為早熟品系;各新品系的株高為99.78～141.56 cm，莖粗為13.48～16.86 cm，主莖分枝數14.22～23.33個，主花序長36.00～46.11 cm，主花序分枝數12.44～15.56個，單株粒重47.00～114.33 g，千粒重2.17～3.24 g，倒折率8.34%～34.72%。其中QA067的株高最高，主莖分枝數最多，倒折率最低;QA008的莖粗最粗、主花序最長、單株粒重最重;QA037的株高最矮，主莖分枝數和主花序分枝數最少，單株粒重最輕，倒折率最高;QA098的莖粗最細，主花序分枝數最多，千粒重最重。10個藜麥新品系的產量為298.89～1422.22 kg/ha，各品系產量排序為QA008>QA067>QA020>QA016>QA014>QA046>QA082>QA087>QA098>QA037，其中QA008與QA067和QA020的產量無顯著差異，而顯著（P<0.05，下同）或極顯著（P<0.01，下同）高于其他7個新品系，前6個新品系的產量高于平均產量（958.33 kg/ha）。

2. 2 不同藜麥新品系農藝性狀的相關性分析

由表2可知，藜麥不同農藝性狀指標間存在不同程度的相關性，在45個相關系數中，2個表現出顯著相關，21個表現出極顯著相關。其中藜麥產量與其他性狀的相關程度排序為倒折率（r=-0.463）>株高（r=0.445）>莖粗（r=0.423）>單株粒重（r=0.407）>主莖分枝數（r=0.368）>主花序長（r=0.338）>千粒重（r=-0.187）>生育期（r=-0.122）>主花序分枝數（r=0.015），其中與倒折率、株高、莖粗、單株粒重、主莖分枝數和主花序長的相關性均達極顯著水平，說明這些性狀中任何一個性狀值的增減均可極顯著影響藜麥產量。

2. 3 應用隸屬函數法對藜麥新品系的綜合評價

根據藜麥選育目標，結合相關性分析結果，以株高、莖粗、主莖分枝數、主花序長、單株粒重、千粒重和產量為正相關指標，以倒折率為負相關指標，分別計算各品系上述8個指標的隸屬函數值及平均隸屬函數值。由表3可知，10個藜麥新品系的平均隸屬函數值排序為QA008>QA067>QA014>QA046>QA087>QA020>QA016>QA082>QA098>QA037，其中QA008、QA067和QA014的平均隸屬函數值較高，其產量也相對較高，綜合農藝性狀表現較好。

2. 4 不同藜麥新品系農藝性狀的聚類分析

對參試藜麥新品系的平均隸屬函數值進行系統聚類，在遺傳距離為1.5時，可將10個藜麥新品系劃分為四大類。第I類包含QA016、QA020、QA046、QA082、QA087和QA098共6個品系，其主要特征為倒折率居中，產量中等，綜合表現居中;第II類包含QA014和QA067 2個品系，其主要特征為單株粒重高，倒折率最低，籽粒大小中等，產量高，綜合表現較好;第III類為品系QA008，主要特征為粗稈，籽粒較大，倒折率較高，產量最高，綜合表現最好;第IV類為品系QA037，主要特征為倒折率最高，產量最低，綜合表現最差。

3 討論

10個參試藜麥新品系為本課題組經前期適應性種植試驗系統選育而成，均為早熟、抗穗發芽、產量較高、表型綜合性狀較好的品系。在本研究中，QA037和QA098的產量明顯低于前期試驗產量（QA037和QA098在2014—2015年的平均產量分別為2049.5和2276.4 kg/ha）（王艷青等，2018），主要原因為在2014—2015年藜麥資源的繁種、評價和篩選試驗中，為確保收獲到足夠量的種子，田間試驗時對藜麥植株進行竹竿固定，且大田管理較精細，未發生倒伏現象，而本研究期間試驗地雨水較往年多，風大，QA037和QA098在開花期倒折嚴重，其余品系倒折情況主要發生在結實期后期。研究中還發現，雨季長勢旺盛的藜麥植株倒折率較高，與任永峰等（2016）、宋嬌等（2017）、時丕彪等（2018）、王艷青等（2018）的研究結果一致，說明藜麥種植中，倒折率高是普遍現象，后續應積極開展藜麥抗倒伏品種的培育和研究。本研究中藜麥的最高產量低于河北（周海濤等，2014）、甘肅（楊發榮，2015）、青海（翟西均，2016）、河南（劉瑞芳等，2016）等地的報道，可能是由于種植密度低（20000株/ha）、試驗地海拔低（1887 m）所造成，也有可能為播期影響。因此后續應對本研究中遴選出的3個優異品系進行不同海拔、播期、密度試驗和配套的栽培管理技術研究，以期獲得理想產量。

本研究相關性分析結果表明，藜麥產量與株高、莖粗呈極顯著正相關，與千粒重呈負相關，與本課題組前期研究發現藜麥產量與株高、莖粗呈負相關，與千粒重呈極顯著正相關（王艷青等，2018）的結果存在差異，原因可能與藜麥種質的類型、數量不同有關。本研究中藜麥產量與千粒重呈負相關、倒折率與千粒重呈正相關，與亓振等（2016）對小麥的研究結果一致，說明大粒品系的藜麥和小麥一樣容易倒伏，進而導致減產，同時大粒品系產量通常不是最高。因此，遴選優異藜麥品系時，高產、抗倒伏與大粒3個優異性狀很難同時兼得，應綜合考慮。

利用隸屬函數法對不同作物品種（系）進行綜合評價時，應根據具體作物的培育目標進行相關指標的篩選（蔣林峰等，2016）。目前大多數藜麥育種的首要目標是提高產量，同時兼顧大粒。因此，本研究利用隸屬函數法分析時遴選了與產量極顯著相關的6個性狀（株高、莖粗、主莖分枝數、主花序長、單株粒重、倒折率），雖然千粒重與產量相關性不顯著，但由于市場上大粒品種廣受歡迎，故也將其納入指標之一，以此初步篩選出適合昆明地區種植的QA008、QA014和QA067 3個綜合性狀優良的品系。其中QA008產量最高，籽粒大，單株粒重高，但在雨水多、風大時結實后期抗倒伏性較差，后續應對其進行最適宜的行距株距密度試驗，以期通過合理密植降低倒折率實現增產豐收，該品種可作為主推品系進一步推廣種植;QA067產量較高，單株粒重高，抗倒伏，但籽粒最小，可作為加工型高產品系推廣種植;QA014產量較高，籽粒較大、抗倒伏，可在夏季雨水較多、風大的地區推廣種植。

篩選優良品種時，在考慮優良農藝性狀和高產特性的同時應考慮其品質性狀（陳燕華等，2016）。本研究僅考察了藜麥的農藝性狀和產量表現，籽粒品質性狀有待后續分析。海拔高度變化引起的氣候、地質因子改變會影響作物的表型性狀（徐天才等，2017），目前云南的藜麥推廣種植集中在滇西北和滇東北地區，多為海拔2500～3500 m的冷涼山區，本研究中僅在海拔1887 m的昆明地區進行試驗，后續應對10個新品系進行海拔2500 m以上的多地區試驗，以篩選適合云南不同地區種植的優良品系，進一步推動藜麥產業發展。

4 結論

本研究對10個高產藜麥新品系的主要農藝性狀進行比較和綜合分析，進一步篩選出3個綜合性狀優良的新品系QA008、QA014和QA067，這些品系適宜在昆明地區及周邊生態環境相似地區推廣種植。

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（責任編輯 王 暉）