14個藜麥品種（系）在祁連山區的農藝性狀表現及其與產量的關系分析

張亞萍，王致和，張秀華，馬金慧，錢昊旸，張英英，張肖凌

（甘肅省農業工程技術研究院，甘肅 武威 733006）

藜麥（Cheuopodium quinoaWilld.）又稱藜谷、南美藜、昆諾阿藜等，是莧科藜亞科藜屬一年生雙子葉植物，原產于南美洲安第斯山脈的秘魯、玻利維亞和厄瓜多爾，其栽培歷史悠久［1－3］。藜麥蛋白含量高、氨基酸比例均衡、微量元素豐富，是一種營養齊全的糧食作物［4－7］，同時富含對人體有益的生物活性物質，被稱為“超級谷物”［6，8，9］。

自2013年“國際藜麥年”之后，我國藜麥產業逐漸興起，種植面積急劇擴大，截至2019年種植面積已達1.67萬hm2，總產量約2.88萬t，種植區域分布于20余個?。▍^），面積和總產量已躍居世界第3位。甘肅是藜麥生產大省，所產藜麥品質較好，截至2019年全省14個市（州）的40多個縣（區）均有不同規模的種植，同時形成了三大優勢產區：即隴中、隴東干旱和半干旱區，河西走廊沿祁連山綠洲灌溉區，天祝、臨夏和甘南等高寒陰濕區。2019年甘肅藜麥種植面積超過6 000 hm2，占全國藜麥面積的40%，總產13 582 t，平均產量2 250 kg／hm2，其中天?？h種植4 266.7 hm2、東鄉縣300 hm2、山丹縣333.3 hm2［10］。

目前已對不同地區藜麥生長情況做了相關研究。王艷青等［11］研究表明，與種植傳統高原作物馬鈴薯、蕎麥等相比，在云南海拔1 500～3 200 m地區種植藜麥可獲得較高經濟效益；彭識等［12］的研究結果為，云南2 400～3 200 m高海拔冷涼地區藜麥產量可達3 750 kg／hm2；環秀菊等［13］通過在云南省不同海拔地區種植藜麥發現，高海拔地區最適宜藜麥生長，低海拔高溫環境不利于藜麥生長發育。位于甘肅武威市涼州區東南部的祁連山區，是石羊河流域重要的水土涵養地，平均海拔2 100 m，年均降水量275.6～416.6 mm，年均日照時數2 915 h，高寒、日照充足、晝夜溫差大，與藜麥原產地安第斯山脈生態條件類似，適宜藜麥生長。但目前甘肅種植的藜麥品種單一，缺乏優良品種，生產上應用的品種一致性差且多亂雜，導致藜麥產量、品質、品相及田間生長的整齊度都有很大差別，嚴重影響其產量、品質、市場競爭力和經濟效益。高產優質藜麥品種是提高其產量及經濟效益的前提［14］。因此，本試驗以14個藜麥品種（系）為材料，研究其在祁連山區種植的主要農藝性狀和產量表現，并對農藝性狀與產量的相關性、主成分進行分析和聚類，以期為該地區高產優質藜麥品種選育和生產上的品種選擇提供參考。

1 材料與方法

1.1 供試材料

供試14個藜麥品種（系），由甘肅省農業科學院和甘肅條山農林科學研究所提供，名稱分別為：T2－T43－4－5、T2－H7－33、T2－T1－4－5、T2－GF－3、T2－Q－R1、T2－H21、T2－T50－H11、條藜1號、條藜3號、隴1丸衣種（3倍）、隴1丸衣種（5倍）、隴藜1號、隴藜4號和TSR1。

1.2 試驗地概況

試驗于2020年在祁連山區武威市涼州區張義鎮進行。試驗地位于北緯37°29′53″，東經102°37′54″，平均海拔2 200 m。土壤耕層基礎地力：有機質含量18.9 g／kg、有效磷16.1 mg／kg、速效鉀218 mg／kg，pH值8.17。前茬作物為胡蘿卜。

1.3 試驗設計

隨機區組試驗設計，每品種為1個處理，共計14個處理，重復3次。小區面積為5.1 m×6.0 m＝30.6 m2。覆膜穴播，膜面寬120 cm，1膜4行，株距30 cm，行距30 cm，播種深度2～3 cm。小區四周設2 m保護行。幼苗6～7葉時間苗，8～10葉時第二次間苗，每穴1株。

1.4 測定項目及方法

1.4.1 物候期 于藜麥出苗期、分枝期、顯穗期、花期、灌漿期及成熟期進行觀察記錄，間隔期為5 d。標準：當有20%植株達到某物候期特征時即為該物候期初期，60%植株達到時為盛期，90%植株達到時為末期。

1.4.2 植株性狀 收獲時在每小區隨機選取5株無病蟲害、長勢均勻的藜麥植株，觀察記錄其穗色、粒色，測量株高、莖粗、穗長、單株有效穗數、有效分枝數并觀測分枝部位，待植株自然風干后，測其單株產量。

1.4.3 產量 將各小區植株收獲后自然風干，測小區產量，并折合為公頃產量。

1.5 數據統計分析

用Microsoft Excel 2010整理數據，用SPSS 19.0軟件進行相關性、主成分和聚類分析。

2 結果與分析

2.1 14個藜麥品種（系）農藝性狀和產量描述性分析

由表1可知，供試材料10個農藝性狀的變異系數在3.65%～37.76%之間，其中株高、主莖粗和千粒重的變異系數在10%～20%之間，穗長、有效分枝數、單株有效穗數、單株產量和產量的變異系數在20%以上，生育期和粒徑的變異系數低于10%。變異系數反映樣本間的差異大小，各項農藝性狀的變異系數大于10%，表示樣本間的差異較大［10］。14個藜麥品種（系）農藝性狀的變異系數僅有生育期和粒徑小于10%，大部分農藝性狀的變異系數大于10%，說明這些材料之間存在較大差異，資源類型豐富，有利于比較和篩選。

表1 14個藜麥品種（系）農藝性狀和產量描述性分析

2.2 14個藜麥品種（系）農藝性狀間及其與產量的相關性分析

單株產量、產量與各農藝性狀相關程度的高低依次為：單株有效穗數、有效分枝數、穗長、主莖粗、粒徑、株高、生育期、千粒重（表2）。

由表2看出，株高與生育期顯著正相關，與穗長極顯著正相關，與千粒重、粒徑極顯著負相關；主莖粗與生育期顯著正相關；生育期與穗長極顯著正相關，與粒徑顯著負相關；有效分枝數與單株有效穗數極顯著正相關；穗長與粒徑顯著負相關；千粒重與粒徑極顯著正相關。以上結果說明，各農藝性狀之間相互影響，任何一個性狀值的增減均可能影響其它性狀，因此進行品種選育時應綜合分析各農藝性狀，注重性狀之間的協調性。

2.3 14個藜麥品種（系）農藝性狀與產量的主成分分析

利用SPSS 19.0軟件分析14個藜麥品種（系）10個農藝性狀的主成分，計算各主成分的特征值及貢獻率，共提取兩個主成分，其累計貢獻率為78.358%（表3）。第一主成分特征值為3.996，貢獻率為39.959%，其中株高、主莖粗、穗長、生育期為主要指標，此類性狀大部分與株型有關；第二主成分特征值為3.840，貢獻率為38.399%，其中有效分枝數、單株有效穗數、千粒重、粒徑、單株產量和產量為主要指標，此類性狀與藜麥籽粒及產量有關。

表3 14個藜麥品種（系）農藝性狀與產量的主成分分析

2.4 14個藜麥品種（系）農藝性狀與產量的聚類分析

根據14個藜麥品種（系）的農藝性狀，利用SPSS 19.0軟件作平均聯接（組間）、歐式距離系統聚類分析，結果見圖1。在類間距離為5時，可將14個藜麥品種（系）分為三大類群。

由圖1和表4可知，Ⅰ類有5個藜麥品種（系），主要特征為有效分枝數、單株有效穗數、單株產量及產量較低，其單株產量及產量均小于均值；Ⅱ類有3個藜麥品種（系），主要特征為生育期相對較短，主莖粗、千粒重以及粒徑較小，株高、有效分枝數、穗長、單株有效穗數、單株產量及產量處于中間水平；Ⅲ類有6個藜麥品種（系），主要特征為生育期較長，株高、主莖粗、有效分枝數、穗長以及單株有效穗數的值均較大，在所有供試材料中其單株產量和產量均最高，這類藜麥品種（系）可作為高產種質進一步篩選利用。

圖1 14個藜麥品種（系）農藝性狀的平均聯接（組間）聚類樹狀圖

表4 聚類后藜麥種質數量性狀統計

3 討論與結論

本研究對從甘肅省內外引進的14個藜麥品種（系）在祁連山區的農藝性狀和產量表現進行了分析，結果表明，這些藜麥材料多樣性豐富，有效分枝數、單株有效穗數與單株產量的相關性最強，與李想［14］、黃杰［15］等的研究結果一致。

王艷青等［16］對135份國外藜麥種質進行分析，提取到5個主成分，分別影響株型、花序型和生育期、植株和花序顏色、產量、籽粒等級和形狀、籽粒顏色等。本研究對14個藜麥品種（系）的10個農藝性狀進行主成分分析，提取到兩個主成分，其中第一主成分主要反映株高、主莖粗、穗長、生育期等指標，大部分與株型有關；第二主成分主要反映有效分枝數、單株有效穗數、千粒重、粒徑、單株產量和產量，大部分與籽粒及產量有關。

根據14個藜麥品種（系）的農藝性狀進行聚類，在類間距離為5時可將其分為三大類群，類群間差異明顯，可根據不同育種目標加以選擇利用。Ⅰ類：有效分枝數、單株有效穗數、單株產量及產量較低，這類材料無法直接應用于生產，可作為特異種質保存；Ⅱ類：主要特征為生育期相對較短，主莖粗、千粒重以及粒徑較小，株高、有效分枝數、穗長、單株有效穗數、單株產量及產量處于中間水平，在實際生產中可作為依靠群體增產的藜麥種植；Ⅲ類：特征為生育期較長，株高、主莖粗、有效分枝數、穗長以及單株有效穗數的值均較大，在所有材料中單株產量和產量均最高，具有較高的利用價值，這類藜麥可作為高產品種（系）進一步篩選利用或作為高海拔藜麥雜交育種的優質親本材料。

綜之，14個藜麥品種（系）在武威市涼州區東南部的祁連山區種植試驗結果表明，影響藜麥產量高低的主要因素為單株有效穗數和有效分枝數。本試驗只就14個藜麥品種（系）的農藝性狀進行了初步研究，且不同供試材料、栽培措施、生態環境可能會得出不同的研究結果，后續還應繼續開展上述不同條件下影響藜麥單株產量相關農藝性狀的研究，以期為藜麥高產育種提供更全面的參考依據。