30 份藜麥種質資源在江蘇沿海地區農藝性狀分析

殷敏 時丕彪 李斌 王德領 尹明明 方迪 蔣潤枝 顧閩峰

（江蘇省鹽城市新洋農業試驗站，鹽城 224049）

藜麥（Chenopodium quinoaWilld.）是莧科藜屬雙子葉植物，因蛋白質含量高、氨基酸以及微量元素種類較多，被聯合國國際糧農組織推薦為“全營養食品”[1]。近年來，隨著居民生活水平不斷提高，對營養性和安全性糧食需求不斷上升，藜麥的市場需求逐年增加[2]。除食用價值突出外，藜麥還具有耐鹽堿和生態適應強等特性[3]。目前我國藜麥主要分布在山西、吉林、青海、甘肅和河北等地，高海拔地區居多[4]。江蘇沿海地區地處亞熱帶季風區，沿海灘涂面積占全國總面積的25%[5]。該地區土壤鹽堿化嚴重，土壤肥力發揮和作物生長均受到嚴重限制。若能充分利用鹽堿地種植藜麥，從而增加土地利用效率，提高收益，對土地高效利用意義重大。

優異的種質資源是獲得高產的基礎，而理解各農藝性狀間的相關關系是選育優異種質資源的前提。黃杰等[6]在甘肅對38 份藜麥種質資源農藝性狀進行相關性分析發現，藜麥單株產量與冠幅呈顯著正相關，與全生育期、籽粒直徑和千粒重呈正相關，但不顯著，與株高呈負相關。袁加紅等[7]在云南對111 份藜麥種質資源10 個主要農藝性狀進行相關分析發現，藜麥產量與株高、莖粗、單株小穗數、主枝穗長、葉長、葉寬、平均節間長、千粒重和單株粒重均呈正相關，其中與千粒重、單株粒重相關性達到極顯著水平。Bhargava等[8]的研究發現，藜麥籽粒產量與株高、葉面積、分枝數、花序數、籽粒大小、千粒重、干物質重量和收獲指數等農藝性狀呈顯著正相關，與開花期、成熟期和花序長度相關性不顯著。

我國現有的藜麥研究大多集中在云貴高原地區，對江蘇沿海地區鹽堿地藜麥利用的研究鮮有報道。鹽堿地的開發利用和耐鹽堿作物的發展對保障我國糧倉起到重要作用，因此針對現有的鹽堿地資源，選育適宜的藜麥種質資源，對江蘇沿海地區土地資源的高效利用具有指導意義。本研究以江蘇沿海鹽堿地為試驗點，比較不同藜麥種質資源產量和農藝性狀差異，為選育適宜的種質資源提供理論依據。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況試驗于2020 年在江蘇省鹽城市新洋農業試驗站（34°28'N，120°54'E）進行，該地區屬亞熱帶季風區，年平均氣溫14℃，降雨量1000mm。試驗土壤為沙壤土（濱海氯化物沙壤土），有機質15.01g/kg，有效磷29.11mg/kg，速效鉀167.88mg/kg，堿解氮71.86mg/kg，含鹽量3.01g/kg，pH 值8.44。

1.2 試驗材料供試材料為鹽城市農業試驗站種質庫保存的30 份藜麥種質資源，葉型均為掌狀分裂，其他特性見表1。

表1 不同藜麥種質資源來源及表觀性狀

1.3 試驗設計以供試30 份藜麥種質資源為處理，采用單因素隨機區組排列，每個區組設置3 次重復。小區面積為10m2（2m×5m），于2020 年4 月5 日播種，穴距10cm，行距20cm。播種前施復合肥（N∶P2O5∶K2O=15∶15∶15）20kg/667m2，播種采用人工點播，播種深度2cm 左右，出苗后每穴留苗2～3 株。

1.4 測定指標及方法觀察并記載全生育期（播種期至籽粒成熟期的天數）。成熟期于小區中心實收5m2，曬干脫粒后測產。每小區選取6 株長勢相近的植株測定株高（地面以上至穗頂端的長度）和主穗長（主穗基部至頂端的長度）。待植株自然風干后脫粒，測定千粒重（1000 粒種子質量）和籽粒直徑（籽粒橫向和縱向長度的平均值）。

1.5 數據整理與分析采用Microsoft Excel 2010輸入和整理數據并作圖，SPSS 24 進行相關性分析和聚類分析，Origin 2022 進行主成分分析并作圖。

2 結果與分析

2.1 藜麥農藝性狀變異分析由表2 可知，30 份藜麥種質資源6 個農藝性狀間存在一定差異，變異系數在6.38%～30.30%之間。其中產量變異系數最高，其次為千粒重、株高、主穗長，變異系數在10%～20%之間，全生育期和籽粒直徑變異系數在10%以下。一般情況下，當變異系數大于10%時，表明材料間差異較大[9]。本試驗6 個農藝性狀中有4 個農藝性狀變異系數大于10%，表明供試材料間存在較大差異，有利于種質資源的比較和篩選。

表2 30 份藜麥種質資源的農藝性狀和產量分析

2.2 藜麥產量與農藝性狀的相關性分析為進一步分析在鹽堿地條件下藜麥產量與其他農藝性狀的關系，本研究對30 份藜麥種質資源的產量與農藝性狀進行了簡單相關分析，結果表明，全生育期、株高、主穗長、千粒重和籽粒直徑均與產量呈正相關，其中產量與籽粒直徑的簡單相關系數最低，與主穗長的簡單相關系數最高，依次是株高、全生育期和千粒重，且產量與株高、主穗長達到顯著、極顯著水平（表3）。除此之外，全生育期與株高、主穗長均呈顯著正相關，株高與主穗長、千粒重與籽粒直徑亦呈極顯著正相關。以上表明藜麥農藝性狀間是互相影響的。

表3 30 份藜麥的產量與農藝性狀簡單相關性分析

對30 份藜麥種質資源的產量與農藝性狀進行偏相關分析（表4）發現，藜麥產量與5 個農藝性狀的偏相關系數絕對值大小依次為主穗長＞株高＞籽粒直徑＞千粒重＞全生育期，產量與主穗長呈極顯著正相關；產量與全生育期、籽粒直徑呈正相關，與株高、千粒重呈負相關，均不顯著。除此之外，株高與主穗長呈極顯著正相關。上述結果表明，主穗長的增加可以極顯著促進產量的提高，而株高可通過主穗長來間接提高藜麥產量。

表4 30 份藜麥種質資源產量與農藝性狀偏相關性分析

2.3 藜麥種質資源聚類分析對30 份藜麥種質資源農藝性狀進行系統聚類，由圖1 可以看出，當歐氏距離為8 時，可將30 份藜麥種質資源分為4 類。Ⅰ類包含13 份種質資源，品種性狀主要表現在全生育期、株高和主穗長較短，產量較低，千粒重和籽粒直徑較高（表5）；Ⅱ類包含15 份種質資源，品種性狀主要表現在全生育期、株高、主穗長和產量適中，千粒重和籽粒直徑較低；Ⅲ類和Ⅳ類各僅含1 份種質資源，其中Ⅲ類品種表現為全生育期、株高和主穗長最長，籽粒直徑最大，千粒重和產量最高，產量達到2.38t/hm2，Ⅳ類與之相反，各農藝性狀均表現最差，產量僅為0.88t/hm2。

表5 4 類藜麥種質資源性狀分析

圖1 30 份藜麥種質資源農藝性狀聚類分析

2.4 藜麥產量與農藝性狀的主成分分析對30 份藜麥種質資源產量、全生育期、株高、主穗長、籽粒直徑和千粒重進行主成分分析（表6）發現，種質資源間的差異主要集中在前2 個主成分，累積貢獻率達74.7544%；其中主成分1（PC1）特征值為2.9392，方差貢獻率達48.9860%，主要包括主穗長、產量和株高；主成分2（PC2）特征值為1.5461，方差貢獻率25.7684%，主要包括籽粒直徑和千粒重。由此可見，PC1 主要由株型因子構成，PC2 由粒型因子構成。

表6 30 份藜麥種質資源的產量與農藝性狀主成分分析

不同種質資源PC1 和PC2 因子載荷圖如圖2所示。對聚類分析后不同類群進行分析發現，PC1中主要農藝性狀（主穗長、產量和株高）在類群Ⅰ中的貢獻度較類群Ⅱ中的低，而PC2 中籽粒直徑和千粒重在類群Ⅰ中的貢獻度高于類群Ⅱ；除此之外，類群Ⅲ和類群Ⅳ的差異主要體現在PC1 上。由此可見，類群Ⅰ表現為大粒低產，類群Ⅱ則表現為小粒高產。

圖2 30 份藜麥種質資源PC1 與PC2 因子載荷圖

3 討論與結論

本研究對30 份藜麥種質資源在江蘇沿海鹽堿地種植的產量和農藝性狀進行綜合分析，結果表明，供試材料6 個農藝性狀變異系數在6.38%～30.30%之間，表明種質資源類型豐富。陳翠萍等[10]對青海47 份藜麥種質資源研究發現藜麥農藝性狀變異系數為單株產量＞穗長＞株高＞千粒重，楊正菊等[11]研究22 份藜麥種質資源在云南種植時各農藝性狀變異系數大小表現為種子生物量＞穗長＞株高＞種子直徑，王思宇等[12]在河北地區研究發現藜麥各農藝性狀變異系數大小為主花序長＞株高＞全生育期＞籽粒直徑。以上研究與本試驗相比，變異系數較大和較小的農藝性狀均分別為產量和籽粒直徑，但陳翠萍等[10]研究發現穗長和株高變異系數較千粒重大，與本試驗相反。本試驗中千粒重變異系數為18.31%，與陳翠萍等[10]結果（16.39%）相近，但株高和主穗長變異系數卻較陳翠萍等[10]結果分別降低25.30%和48.22%，較楊正菊等[11]結果增加13.52%和降低64.69%，較王思宇等[12]結果分別降低20.88%和22.38%，表明在江蘇鹽堿地條件下，株高和主穗長性狀更穩定，更有利于后續優良性狀固定和品種改良。

作物高產與否除了與產量構成因素有關外，還與各農藝性狀密切相關。袁加紅等[7]在云南對111份藜麥種質資源的研究發現，產量與千粒重呈極顯著正相關。張亞萍等[13]在甘肅對14 份藜麥種質資源進行研究發現，產量與有效分枝數和單株有效穗數顯著性均達到極顯著。王思宇等[12]研究結果表明，藜麥單株產量與株高、莖粗和主花序長相關性顯著。王艷青等[14]在云南對篩選出的早熟、中稈、高產、性狀優良的10 份藜麥品種研究表明，單株產量與株高、莖粗、主莖分枝數、主花序長和主花序分枝數呈顯著正相關，且偏相關分析發現單株產量與株高、莖粗直接相關，主莖分枝數、主花序長和主花序分枝數均通過株高來間接促進單株產量。本研究表明產量與株高、主穗長呈顯著或極顯著正相關，與王思宇等[12]和王艷青等[14]的結果一致。除此之外，本研究發現主穗長直接正向促進產量的提高，而株高則是通過主穗長的增加間接促進產量的提高，與王艷青等[14]結果稍有不同。以上分析表明藜麥產量受多種性狀的綜合影響，且受株高、莖粗和穗長的影響較大，后續研究可通過改善株型來提高藜麥產量。

通過系統聚類將30 份藜麥種質資源分為4 類，主成分分析表明每一類都具有不同的農藝學特點。第Ⅰ類全生育期相對較短，產量、主穗長和株高偏低，但籽粒飽滿，為大粒型品種，可用于食品型品種選育，后續育種也可著重對株型進行改良以提高藜麥產量。第Ⅱ類種質資源數量最多，千粒重和籽粒直徑偏低，全生育期、株高、主穗長和產量均處于中間水平，為小粒型品種，可通過增大群體來應用于生產，后續應著重對粒型進行改良。第Ⅲ類全生育期最長，籽粒直徑最大，且產量表現較好，株高、主穗長和千粒重在供試的30 份材料中均表現最高，具有較大的應用前景，可作為高產品種進一步篩選利用，后續應著重穩定其優良性狀。第Ⅳ類全生育期、株高、主穗長和籽粒直徑均最低，產量表現較差，不適合應用于生產，可作為特異種質資源進行篩選育種?？紤]到江蘇沿海地區7 月進入梅雨季節，而藜麥在成熟期易出現倒伏和穗發芽等現象，應將矮稈和早熟作為篩選江蘇沿海地區種植藜麥的重要指標。鑒于此，本研究認為第Ⅰ類品種更適合作為江蘇沿海鹽堿地種植的藜麥品種。

30 份藜麥種質資源在江蘇沿海鹽堿地種植結果表明，株高和主穗長是影響藜麥產量的關鍵因素，其中主穗長起直接促進作用，株高則是通過主穗長起間接促進作用。聚類分析和主成分分析表明第Ⅰ類材料更適宜在江蘇沿海鹽堿地種植。試驗結果受試驗材料、試驗地點和栽培措施影響存在不同程度差異，有待下一步研究探索，以期為藜麥高產優質種質資源選育提供理論參考。