半干旱地区燕麦种子产量及其相关农艺性状
2024-03-28任生兰刘彦明张成君
景 芳,边 芳,任生兰,刘彦明,陈 富,南 铭,张成君,刘 阳
(1.甘肃农业大学草业学院, 甘肃 兰州 730070;2.甘肃省定西市农业科学研究院, 甘肃 定西 743000;3.甘肃省农业科学院作物研究所, 甘肃 兰州 730070;4.临夏回族自治州农业科学院,甘肃 临夏 731100)
燕麦(Avena sativa)分为带稃型皮燕麦(A.sativa)和裸粒型裸燕麦(A.nuda)[1],其籽粒富含粗蛋白、膳食纤维、维生素、矿质元素等,既是主要的粮食作物,又是优质的饲草作物[2],同时具有医用、美容、保健等价值,也是对抗生态环境退化的先锋作物[3]。燕麦属长日照作物,具有耐旱、耐寒、耐盐碱、耐贫瘠的特性,主要分布在东北、华北、西北、西南等高海拔高纬度地区[4],在降雨稀少、气候干燥冷凉、昼夜温差大的甘肃中部地区得到大面积推广种植,常年种植面积接近4 万hm2[5-6]。甘肃作为燕麦主产区之一,燕麦种质资源虽多,但该地区燕麦品种普遍存在品种退化、种子产量低、抗逆性差、品种混杂等问题,严重制约着燕麦产业的健康发展[7]。通过品种选育,可以获得适宜本地气候、群体表现一致、产量大、营养价值高、抗逆性强的燕麦新品系[8]。
近年来,国内学者在燕麦新品种(系)的选育工作中做了大量研究,育成品种包括河北张家口的“坝燕”和“坝莜”系列,吉林白城的“白燕”系列,山西的“晋燕”系列,内蒙古的“蒙燕”系列,甘肃的“陇燕”和“定莜系列”等[9]。尽管选育品种较多,但远不能满足市场对高产、优质燕麦品种的需求[10],因此亟需选育新品种,以丰富当地燕麦种质资源库。定西市农业科学研究院自20 世纪70 年代初成立燕麦育种课题组,开展种质资源搜集、引进、筛选和自育,引进国内外种质资源1 800 多份,引种筛选燕麦品种4 个,育成裸燕麦系列‘定莜1 号’~‘定莜9 号’9 个,皮燕麦系列‘定燕2 号’1 个[11-14]。系谱选择法是旱地燕麦新品种选育常规技术,按照育种目标,从种质资源收集、引进、整理、评价、鉴定→抗逆优质性状筛选→亲本选择、杂交组合配置→逐代选种→系选出圃→品系鉴定试验→品系比较试验→全省区域试验→生产示范→新品系认定→科技成果登记→新品种生产推广应用的技术路线,选育燕麦新品种[15]。本研究处于燕麦新品系选育的品系比较试验阶段,在前期工作的基础上,采用相关性分析、通径分析、灰色关联度分析、聚类分析等多元统计方法,综合评价燕麦品种(系)生产特性,以期筛选出适宜甘肃中部半干旱地区种植的优质、高产、适应性强的燕麦新品系进入全省区域试验,为燕麦新品种(系)的选育提供理论依据。
1 材料与方法
1.1 试验地概况
试验区设在甘肃省定西市燕麦荞麦试验站综合试验基地(定西市国家现代农业示范园区),地处104°12′ E,35°17′ N,海拔高度1 920 m,位于黄土高原丘陵沟壑带。属温带半湿润和中温带半干旱区,海拔高,气温低,大陆性气候明显,常年干燥少雨,冬季冷凉,夏天炎热,昼夜温差大。年均温度5.7~7.7 ℃,最高温度33 ℃,最低温度-19 ℃,年总降水量400~600 mm。光照充足,全年日照时间在2 000 h 以上,无霜期100~160 d,年均蒸发量1 400 mm。试验地为黄绵土,全氮0.84 g·kg-1,速效钾195.48 mg·kg-1,速效磷35.43 mg·kg-1,速效氮56.43 mg·kg-1,有机质10.11 g·kg-1,pH 8.03。2019 年11 月耕地育肥,采用机器翻耕,翻耕深度25 cm,平整土地后,人工撒施有机肥4 500 kg·hm-2、磷肥(P2O5)525 kg·hm-2、硫酸钾(K2SO4) 300 kg·hm-2。
1.2 试验设计
供试的19 份燕麦品种(系)除了已正式登记的品种‘定莜8 号’和‘定引1 号’,其他品系均为品系鉴定试验提升至品系比较试验的材料,种子经去杂、挑选,纯净度符合播种要求,发芽率80%以上。
试验于2020 年3 月底播种,播前施尿素(N) 150 kg·hm-2,人工开沟条播,播种深度4~6 cm,小区面积10 m2(2 m × 5 m),每小区8 行,行距25 cm,每公顷留苗420 万粒,根据千粒重计算每个品种的播种量(表1),3 次重复,随机区组设计。生育期内不追肥灌溉,苗期中耕除草两次,期间定时除草。
表1 供试燕麦来源及类型Table 1 Source and type of oat varieties in the experiment
1.3 测定指标
采用整体观察法[16],观察并记录每个小区燕麦的出苗期、分蘖期、拔节期、抽穗期、开花期、乳熟期和完熟期(以试验小区内50%的植株进入某物候期为基准)。苗期观察幼苗的颜色和习性;完熟期观察植株的株型并统计每个小区的成穗数即每平米成穗的株数;收获前期每个小区随机选取10 株长势一致的植株用于考种,测量株高、穗长,统计穗轮层数、主穗小穗数、分蘖数、单株穗粒数、单株穗粒重。燕麦收获后称取种子产量,统计千粒重并观察籽粒颜色和形状。
1.4 数据处理
采用Excel 2010 软件对数据进行计算、整理;采用Duncan 法进行显著性检验;用SPSS 19.0 软件进行方差分析、Pearson 相关性分析、通径分析以及聚类分析。
利用下列公式计算间接系数和决策系数:
式中:rijPjy反映了自变量xi通过自变量xj对因变量y的间接影响效应;rij为xi与xj的简单相关系数;Pjy表示自变量xj对因变量y的直接影响效应(即直接通径系数);riy表示自变量xi与因变量y的简单相关系数;Piy反映了自变量xi对因变量y的直接影响效应。决策系数是正数,说明xi对y起增强作用,最大值为主要决定因子;若是负数,说明xi对y起限定性作用且最小值为主要限定因子。
采用灰色关联度分析方法对各品种(系)的综合指标进行分析评价。
式中:maxmax|X0(k) -Xi(k)| 为最大绝对值差,minmin|X0(k) -Xi(k)|为最小绝对值差,&为分辨系数,此处取值为0.5,N为供试燕麦品种(系)各性状指标的个数,k为性状,i为品种(系)编号。
2 结果与分析
2.1 不同燕麦品种(系)的物候期
19 个燕麦品种(系)均能完成生长发育过程(表2),播种期间土壤墒情较差,降雨较少,气温较低,导致供试燕麦材料出苗较迟,播种后24~28 d 出苗,其中‘FB3150-11-29’和‘FD400-10-14’的出苗时间最迟,播种后28 d 出苗。19 个燕麦品种(系)的分蘖期和拔节期相差较小,随着生长进程的推进,生育期出现一定差异,生育天数介于90~104 d,表现为中熟品种。其中‘LA06063SB-13’的生育期最短,仅有90 d,‘ND091293’‘201101-3’‘201202-3’的生育期最长,为104 d,最后进入完熟期;11 个裸燕麦较8 个皮燕麦材料的生育期长出1~14 d。
表2 不同燕麦品种(系)的物候期Table 2 Phenological stage of different oat varieties (line)
2.2 不同燕麦品种(系)的表观性状
19 个燕麦品种(系)的幼苗颜色分为绿色、深绿色两种颜色,其中深绿色的材料有10 个,占52.63%(表3);11 个裸燕麦品种(系)中,深绿色有5 个,占45.46%,8 个皮燕麦中,深绿色有5 个,占62.5%。幼苗习性均为直立型。穗形有两种形态,分别为周紧型和周散型,周紧型有4 个,包括‘201025-01-148’‘FB3150-11-29’‘FD400-10-14’‘定引1 号’,占21.05%。籽粒形状有椭圆、卵圆、长筒和长椭圆4 种,其中长筒型有两个,分别为‘定莜8 号’‘ND091289’;卵圆型有两个,分别为‘201202-3’‘201215-12’;8 个皮燕麦品种(系) 除‘ND030349’为长椭圆,其余均为椭圆形。籽粒颜色有黄色和红褐色两种,其中裸燕麦均为黄色,8 个皮燕麦中有3 个红褐色材料,分别是‘定引1 号’‘201111-5’‘201113-03-05’。
表3 不同燕麦品种(系)的表观性状Table 3 Apparent characters of different oat varieties (line)
2.3 不同燕麦品种(系)的种子产量
19 个燕麦品种(系)的种子产量存在差异 (表4),产量介于3 283.33~5 833.33 kg·hm-2,平均种子产量4 181.40 kg·hm-2,其中‘Cinskinaly’和‘BS-5’显著高于其他品种(系) (P< 0.05),‘定莜8 号’产量最低,仅为‘Cinskinaly’ 的56.29% ;‘201111-5’‘201113-03-05’‘ND030349’‘Cinskinaly’和‘201303-1’ 5 个品系高于平均种子产量,分别较平均值高出 17.98%、9.61%、21.17%、39.51% 和14.40%。11 个裸燕麦品种(系) 的平均种子产量为3 724.55 kg·hm-2,品种(系)间产量差异不显著;8 个皮燕麦品种(系)的平均种子产量为4 809.58 kg·hm-2,除‘LA06063SB-13’外,其余皮燕麦品种(系)的种子产量均高于裸燕麦。
表4 不同燕麦品种(系)的种子产量Table 4 Seed yield of different oat varieties (line)
2.4 不同燕麦品种(系)的田间农艺性状
9 个田间农艺性状项指标中,分蘖数的变异系数最大,为63.91%,说明不同品种(系)间分蘖数差异较大(表5);株高的变异系数最小,为10.96%,说明不同燕麦品种(系)间株高的差异较小;其他农艺性状变异系数的范围为11.85%~31.31%。19 个燕麦品种(系) 的田间农艺性状存在显著差异(P<0.05),说明影响种子产量的其他9 个性状之间相互影响,且性状指标的贡献值各不相同。株高的范围在86.33~145.67 cm,平均株高125.97 cm,其中‘FD400-10-14’的株高最高,较平均值高出15.64%;裸燕麦株高的范围在117.00~145.66 cm,平均株高131.15 cm,皮燕麦株高的范围在86.33~139.50 cm,平均株高118.83 cm,可见裸燕麦与皮燕麦的株高有较大差异。分蘖数的范围介于0.27~1.57,平均分蘖数0.77 个,其中‘201003-06-5’的分蘖数最高,高出平均值102.50%,201202-3 最低。‘Cinskinaly’的成穗数最多,为671.40,平均成穗数503.99,‘Cinskinaly’较平均值高出33.22%,‘定莜8 号’的成穗数最低;11 个裸燕麦品种(系)的平均成穗数467.85,8 个皮燕麦品种(系)的平均成穗数553.69,可见皮燕麦的平均成穗数较裸燕麦高。‘LA06063SB-13’的穗长、穗轮层数、主穗小穗数、单株穗粒数均为最低;‘201202-3’的穗长最高(30.33 cm),较平均穗长高出27.13%;‘201003-06-5’的穗轮层数、主穗小穗数、单株穗粒数和单株穗粒重4 项指标均为最高,分别为6.70 层、55.83 个、121.93 粒、3.18 g,较平均值分别高出22.86%、64.37%、50.84%、38.52%,而‘201006-01-01-9’的单株穗粒重最低(1.11 g)。19 个品种(系)中皮燕麦‘201303-1’的千粒重最高,为36.77 g,裸燕麦‘FD400-10-14’的千粒重最低,为20.63,皮燕麦的平均千粒重较裸燕麦高出39.40%。
表5 不同燕麦品种(系)田间农艺性状调查表Table 5 Investigation of the field agronomic characteristics of different oat varieties (line)
2.5 不同燕麦品种(系)农艺性状相关性分析
对燕麦的农艺性状,包括株高、穗长、穗轮层数、主穗小穗数、分蘖数、单株穗粒数、单株穗粒重、千粒重、成穗数与种子产量进行相关性分析(表6),结果表明:燕麦农艺性状与种子产量的相关性依次是千粒重 > 成穗数 > 单株穗粒重 > 穗长 > 穗轮层数 > 株高 > 分蘖数 > 主穗小穗数 > 单株穗粒数,其中,千粒重、成穗数、单株穗粒重与种子产量相关性最强,是影响燕麦种子产量的主要因素。相关性结果表明:种子产量与千粒重、成穗数极显著正相关(P< 0.01),相关系数分别为0.663、0.608;与单株穗粒重显著正相关(P< 0.05),相关系数为0.515;与穗长显著负相关(P< 0.05)。与种子产量相关性最强的千粒重与单株穗粒重显著正相关(P< 0.05),相关系数为0.436;与穗长、穗轮层数极显著负相关(P<0.01)。与种子产量相关性次之的成穗数与千粒重极显著正相关(P< 0.01),相关系数为0.536;与穗长极显著负相关(P< 0.01);与株高、穗轮层数显著负相关(P< 0.05)。与种子产量显著相关的单株穗粒重与单株穗粒数极显著正相关(P< 0.01),相关系数为0.578;与分蘖数显著相关(P< 0.05),相关系数为0.416。
表6 燕麦农艺性状与种子产量相关性分析Table 6 Correlation analysis of oat agronomic characteristics and seed yield
2.6 不同燕麦品种(系)农艺性状通径分析
对19 个燕麦品种(系)的种子产量和农艺性状指标进行通径分析,结果表明:9 个田间指标对种子产量的直接影响程度(直接通径系数的绝对值)大小依次为:单株穗粒数 > 单株穗粒重 > 主穗小穗数 >穗长 > 成穗数 > 株高 > 分蘖数 > 穗轮层数 > 千粒重(表7),说明单株穗粒数、单株穗粒重、主穗小穗数3 个指标对燕麦种子产量的贡献率较大。单株穗粒重对燕麦种子产量产生较大的正向作用,直接通径系数为0.652;单株穗粒数对种子产量产生较大的负向作用,直接通径系数为-0.654。9 个生长特性指标的决策系数从大到小依次为:成穗数 > 单株穗粒重 > 穗长 > 穗轮层数 > 分蘖数 > 千粒重 > 株高 >单株穗粒数 > 主穗小穗数。成穗数、单株穗粒重、穗长、穗轮层数、分蘖数的决策系数大于0,其中成穗数的决策系数最大,为 0.320,是种子产量的主要决定因子。
表7 燕麦农艺性状与种子产量的通径分析Table 7 Path analysis of oat agronomic characteristics and seed yield
9 个农艺性状指标通过其他指标对燕麦种子产量的间接效应(间接通径系数的绝对值)大小依次为:千粒重 > 单株穗粒数 > 分蘖数 > 株高 > 穗轮层数 > 成穗数 > 主穗小穗数 > 穗长 > 单株穗粒重。穗轮层数和单株穗粒数均通过主穗小穗数对种子产量产生较大的间接正效应,间接通径系数分别为0.480 和0.440,穗轮层数通过主穗小穗数对种子产量产生的间接效应大于直接对种子产量的影响。单株穗粒重通过单株穗粒数对种子产量产生较大的间接负效应,间接通径系数为-0.378,单株穗粒重通过单株穗粒数对种子产量产生的间接负效应小于直接对种子产量的影响。综上所述,单株穗粒数、单株穗粒重、千粒重是决定种子产量的重要因素。
2.7 不同燕麦品种(系)农艺性状灰色关联度分析
本试验中19 个燕麦品种(系)的农艺性状与种子产量的相关性表现不一致,无法对燕麦各品种(系)的综合性状进行精准评价,采用灰色关联度评价法可以消除个别指标带来的片面性,使燕麦综合指标具有真实可比性,灰色关联度越大,说明综合性能评价越高。
2.7.1 构建理想参考品种
采用最大值构建理想参考品种,构建的参考品种生长特性为株高145.67 cm,穗长30.33 cm,穗轮层数6.70 层,主穗小穗数55.83 个,分蘖数1.57 个,单株穗粒数121.93 粒,单株穗粒重3.18 g,千粒重36.77 g,成穗数671.40,种子产量4 182.00 kg·hm-2。
构成{X0} = {145.67, 30.33, 6.70, 55.83, 1.57, 121.93,3.18, 36.77, 671.40, 4 182.00}。
2.7.2 数据无量纲化处理
由于19 个燕麦品种(系)的计量单位各不相同,不能直接比较,采用无量纲化处理,将参试19 个燕麦品种(系)生产性状各指标除以理想参试品种的指标,得到标准化数值。应用公式Δi(k) = |X0(k) -Xi(k)|,计算绝对差值,之后根据公式minmin|X0(k)-Xi(k)|,maxmax|X0(k)-Xi(k)|,得到二级最小差值0和最大差值0.733。
2.7.3 各性状指标的关联度分析
在求得绝对差值、最大绝对差值、最小绝对差值的基础上,根据公式(1),求得各生产特性指标对应的关联度系数,其中&取0.5。由于供试品种(系) 各指标的关联度系数较多,不能直接进行比较,需要将各性状的关联度系数集中,因此根据公式(2)计算了关联度,关联度反映了各因子的重要性,关联度大的因子,对燕麦种子产量的影响越大。同时可根据重要度给予农艺性状不同的权重系数,赋予各性状不同权重[公式(3)]。各农艺性状在评价系统中的权重顺序为穗轮层数 > 株高 > 成穗数 > 种子产量 > 穗长 > 千粒重 > 主穗小穗数 > 单株穗粒数 > 单株穗粒重 > 分蘖数(表8),可见,穗轮层数、株高、成穗数3 个性状指标在该评价系统中所占权重最高。通过公式(4),求得加权关联度,加权关联度可反映供试品种(系)与参考的理想品种之间的差异,关联度越大,说明该品种越接近理想品种。11 个裸燕麦品种(系)的加权关联度从高到低依次为‘201006-01-01-9’ > ‘定莜8 号’ > ‘201202-3’ >‘201025-01-148’ > ‘ND091289’ > ‘201003-06-5’ >‘201101-3’ > ‘FB3150-11-29’ > ‘2012-15-12’ > ‘FD400-10-14’ > ‘ND091293’(表9);8 个皮燕麦品种(系)的加权关联度从高到低依次为‘201113-03-05’ >‘LA06063SB-13’ > ‘Cinskinaly’ > ‘201111-5’ >‘ND030349’ > ‘定引1 号’ > ‘BS-5’ > ‘201303-1’。通过加权关联度评价对11 个裸燕麦和8 个皮燕麦品种(系) 的农艺性状综合分析得到性状优良的3个裸燕麦和3 个皮燕麦,裸燕麦为‘201006-01-01-9’‘定莜8 号’‘201202-3’ ; 皮燕麦为‘201113-03-05’‘LA06063SB-13’‘Cinskinaly’。
表8 不同燕麦品种(系)农艺性状的关联度系数Table 8 Correlation coefficient of the agronomic characteristics of different oat varieties (line)
表9 不同燕麦品种(系)加权关联分析Table 9 Weighted correlation analysis of different oat varieties (line)
2.8 不同燕麦品种(系)的聚类分析
采用组间联接的方法,对19 个燕麦品种(系)进行聚类分析(图1),当欧氏距离为12.5 时,可将19 个燕麦材料分成4 类,第Ⅰ类为裸燕麦品种(系),包括‘ND091293’‘201101-3’‘FB3150-11-29’‘定莜8 号’‘FD400-10-14’‘201006-01-01-9’‘201202-3’‘201025-01-148’‘ND091289’‘201215-12’,其主要特性为株高相对较高,单株穗粒数较多,千粒重较小,成穗数较少,种子产量较低。第Ⅱ类为皮燕麦品种(系),包括‘201111-5’‘Cinskinaly’‘BS-5’‘定引1 号’‘201113-03-05’‘ND030349’‘201303-1’,其主要特性为株高相对较低,单株穗粒重较大,千粒重高,成穗数多,燕麦种子产量高。第Ⅲ类为裸燕麦品系‘201003-06-5’,在19 个燕麦材料中其分蘖数、穗轮层数、主穗小穗数、单株穗粒数、单株穗粒重 5 个生产性状指标均为最大值,而千粒重较小。第Ⅳ类为皮燕麦品系‘LA06063SB-13’,其株高、穗长、穗轮层数、主穗小穗数、单株穗粒数均为最小,种子产量也为8 个皮燕麦品种(系)中最小,生产适应性和田间表现差。
图1 不同燕麦品种(系)系统聚类图Figure 1 Cluster analysis diagram of different oat varieties (line)
为确保评价的全面性,采用灰色关联分析联合聚类分析筛选出性状优良的两个裸燕麦品系‘201006-01-01-9’‘201003-06-5’和1 个皮燕麦品系‘201113-03-05’,提升到甘肃省区域试验进行区域比较试验。
3 讨论
3.1 不同燕麦品种(系)农艺性状比较
在品种(系)评价中,种子产量作为育种目标占有重要地位,在本研究中19 个燕麦品种(系) 在甘肃半干旱地区种子产量的范围为3 283.33~5 833.33 kg·hm-2,平均种子产量4 181.40 kg·hm-2,显著高于于彭先琴等[17]在川西北高寒地区2 250.00~3 750.00 kg·hm-2的燕麦种子产量,略低于郭兴燕等[18]在宁夏引黄灌区3 441.70~6 328.60 kg·hm-2,说明19 个燕麦品种(系)在西北半干旱区有较高的产量价值。
燕麦种子产量及其相关农艺性状是燕麦新品种选育及生产应用的重要内容,影响种子产量的因素包括株高、分蘖数、穗粒数、穗粒重、千粒重等[19],不同燕麦品种(系)的产量因素不尽相同,适应性也有明显差异,通过对燕麦种子产量及其产量构成因素进行相关性分析,可以找出影响燕麦种子产量的主要因素[20-22]。张琦等[23]研究表明单株分蘖数对于江淮地区燕麦籽粒丰产至关重要;郭兴燕等[18]研究发现在宁夏引黄灌区有效分蘖数、单穗重、每小穗粒数对燕麦单株种子产量的贡献率最大。本研究通过对影响燕麦种子产量的9 个农艺性状指标与种子产量进行相关性分析,发现千粒重、成穗数、单株穗粒重是3 个影响燕麦种子产量的主要因素,其中种子产量与千粒重呈极显著正相关关系。千粒重作为影响产量的重要农艺性状,是种子质量的标志,种子发育饱满、发育越完全,相应的千粒重越大。柴继宽等[24]在分析燕麦种子产量构成因子与产量的关联性时发现,千粒重与种子产量显著相关,刘彦明等[25]在研究中也得出,千粒重对燕麦种子产量起到一定作用。
采用通径分析研究多个相关变量间的线性关系,分析生产性能对种子产量的直接和间接效应,能够明确各性状的相对重要性,张志芬等[26]研究表明燕麦种子产量与穗粒重呈正相关关系,德科加等[27]研究发现穗粒数、小穗数直接影响禾本科作物种子产量。本研究9 个田间农艺性状中,单株穗粒重直接对燕麦种子产量产生较大的正向作用;千粒重通过其他指标对燕麦种子产量的间接效应最大;成穗数的决策系数最大,其次为单株穗粒重。因此,要提高种子产量,应首先考虑提高成穗数、单株穗粒重和千粒重。
株高作为衡量燕麦生长发育状况的重要指标,在一定程度上反映了生产性能的高低。本研究通过权重比较可知穗轮层数、株高、成穗数所占权重较大,说明在甘肃半干旱地区,穗轮层数、株高、成穗数是影响燕麦生长发育的3 个重要因素。19 个燕麦品种(系)的平均株高为125.97 cm,略高于南铭等[28]在西北半干旱地区平均株高123.90 cm 的研究结果,低于杨海磊等[29]在肃南皇城镇138.90 cm 的平均株高,其原因可能与试验区的海拔、有效积温,以及燕麦生长期雨水状况和所选燕麦材料性状有关。本研究中裸燕麦株高的范围为117.00~145.66 cm,平均株高131.15 cm,皮燕麦株高的范围在86.33~139.50 cm,平均株高118.83 cm,可见裸燕麦的株高较皮燕麦高;这与南铭等[28]在研究西北半干旱地区引进燕麦品种的结果相反,他们发现裸燕麦品种的平均株高为120.55 cm,皮燕麦品种的平均株高为123.90 cm,皮燕麦较裸燕麦高;这可能是因为皮、裸燕麦株高差异与燕麦品种(系)自身的遗传特性有关。而相关性分析结果表明,株高与种子产量呈负相关关系,说明株高越高,种子产量越低,这与郭兴燕等[18]、柴继宽等[24]研究种子产量与主要农艺性状相关性时得出的结论一致,因此,在实际生产中需适当调控株高,防止燕麦茎秆徒长引起倒伏,进而造成籽粒减产。
3.2 不同燕麦品种(系)农艺性状综合评价
燕麦的遗传特性和生长环境共同决定了燕麦的生长适应性,评价燕麦的品种适应性时不能通过某一品种的某一单一性状来进行片面评价,灰色关联度分析法通过数学的方法,按灰色系统理论,将供试品种(系)或性状归纳为一个灰色系统,根据系统内各因素的相似程度,衡量各因素间关联程度并进行综合衡量后做出合理、准确的评价[30],保证了评价的客观性、综合性以及完整性[31-32]。基于灰色系统的理论在燕麦种质资源的评价中得到广泛应用[33],周启龙等[34]在拉萨地区采用灰色关联度评价方法对16 个燕麦引进品种进行了综合评价;魏娜和金涛[35]采用灰色关联度分析方法对5 个引种西藏的燕麦新品种进行了分析评价;王桃等[36]采用灰色关联度分析方法对高寒草甸区饲用燕麦品种营养价值进行了综合评价研究。本研究通过灰色关联度分析方法对11 个裸燕麦和8 个皮燕麦品种(系)的生产特性进行综合分析,得到性状优良的3 裸燕麦和3 个皮燕麦品种。
来源相同的品种(系)有聚群的趋势,也有不同来源的品种(系)因性状相似而聚为同一类群,采用聚类分析方法可使性状相似的品种聚为同一类。周青平等[37]采用聚类分析方法将青海省普遍种植的8 种燕麦品种分为两大类;姜慧新等[38]对 22 个参试品种的生长性状与养分指标进行聚类分析,将品种划分为 4 个类群。本研究将19 个燕麦材料的10 个种子产量相关性状进行聚类分析划分为4 个类群,第Ⅰ类裸燕麦品种(系) 株高较高、种子产量较低,可作饲草资源加以筛选利用;第Ⅱ类皮燕麦品种(系)株高较低、种子产量高,可进行高产抗倒伏品种的筛选;第Ⅲ类裸燕麦品系‘201 003-06-5’为优选裸燕麦材料;而第Ⅳ类皮燕麦品系‘LA06063SB-13’的生产适应性和田间表现差,可直接淘汰。
本研究仅对19 个燕麦品种(系)的10 个产量相关性状指标进行了分析评价,具有一定的局限性,在后续研究中将对营养成分、倒伏情况、病害发生情况进行综合分析评价,为燕麦新品系的筛选提供更可靠、更全面的理论依据。
4 结论
19 个燕麦品种(系) 的种子产量为3 283.33~5 833.33 kg·hm-2,其中‘Cinskinaly’的产量最高。种子产量与千粒重、成穗数极显著正相关(P< 0.01),与单株穗粒重显著正相关(P< 0.05),而与穗长呈负相关关系(P< 0.05);通径分析结果表明:单株穗粒数、单株穗粒重、千粒重是决定种子产量的重要因素。聚类分析将19 份燕麦材料析划分为4 个类群:第Ⅰ类可做饲草资源加以筛选利用;第Ⅱ类可进行籽粒型品种的筛选;第Ⅲ类为优选裸燕麦材料;而第Ⅳ类生产适应性和田间表现差,可直接淘汰。筛选出综合表现较佳的两个裸燕麦品系‘201006-01-01-9’‘201003-06-5’和1 个皮燕麦品系‘201113-03-05’,提升到甘肃省区域试验。