周克友 朱孔志 盧俊

摘要：通過觀測21個小麥（Triticum aestivum L.）品種（系）在蘇北鹽漬化中低產(chǎn)田的農(nóng)藝性狀及產(chǎn)量等相關(guān)指標(biāo)，研究分析不同小麥品種（系）在蘇北鹽漬化中低產(chǎn)田的適應(yīng)性。結(jié)果表明，不同小麥品種（系）在蘇北鹽漬化中低產(chǎn)田的產(chǎn)量及適應(yīng)性差異明顯。相關(guān)性分析表明，鹽漬化中低產(chǎn)田小麥有效穗數(shù)和產(chǎn)量呈顯著正相關(guān)（P<0.05）;小麥小穗數(shù)、穗粒數(shù)以及千粒質(zhì)量也和產(chǎn)量呈顯著正相關(guān)（P<0.05）。聚類分析將供試小麥品種（系）分為4個類群，分別為高產(chǎn)品種（系）、較高產(chǎn)品種（系）、中產(chǎn)品種（系）、低產(chǎn)品種（系），其中揚麥25、寧麥23、寧麥21屬于高產(chǎn)品種。主成分分析也表明，揚麥25、寧麥23、寧麥21的綜合得分高，適應(yīng)性較好，產(chǎn)量較高，是適合在蘇北鹽漬化中低產(chǎn)田推廣種植的小麥品種。

關(guān)鍵詞：小麥;鹽漬化中低產(chǎn)田;適應(yīng)性;產(chǎn)量

中圖分類號： S512.101? 文獻標(biāo)志碼： A? 文章編號：1002-1302（2020）20-0083-05

土壤鹽漬化是影響作物產(chǎn)量的主要非生物脅迫因素之一[1]，土壤鹽漬化會導(dǎo)致土壤肥力下降，作物根系吸水困難，甚至不能生長，嚴重影響農(nóng)牧業(yè)發(fā)展[2]。蘇北沿海鹽漬化土地面積廣闊，鹽漬化土壤的合理改良和利用對于當(dāng)?shù)乜衫猛寥烂娣e的擴大具有積極影響。目前，鹽漬化土壤改良利用措施以傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)工程技術(shù)和化學(xué)改良為主，包括水利灌溉、覆蓋地膜、土壤改良劑、增施有機肥等[3-6]。相比之下，培育優(yōu)質(zhì)耐鹽作物對鹽漬化土壤進行生物改良，是極具潛力、可持續(xù)發(fā)展的鹽漬化土壤改良利用途徑之一[7-8]。

小麥作為我國重要的糧食作物，其種植區(qū)域極為廣泛，在不同地區(qū)選育的小麥品種（系）都具有獨特的適應(yīng)性，小麥品種（系）的推廣利用也具有明顯的區(qū)域特征。小麥?zhǔn)翘K北地區(qū)稻田秋播首選輪作物之一，蘇北沿海鹽堿地復(fù)墾耕地面積逐年擴大，但適宜蘇北鹽漬化中低產(chǎn)田栽培種植的優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)小麥品種（系）相關(guān)的研究較少，因此研究不同小麥品種（系）在蘇北鹽漬化中低產(chǎn)田的適應(yīng)性并篩選優(yōu)良小麥品種（系），對于當(dāng)?shù)佧}漬化土壤的改良利用以及保障糧食安全具有重要意義。本研究對21個小麥品種（系）進行了鹽漬化中低產(chǎn)田栽培試驗，并利用主成分及聚類方法比較分析了不同小麥品種（系）在蘇北鹽漬化中低產(chǎn)田的適應(yīng)性，旨在為蘇北鹽漬化中低產(chǎn)田適宜小麥品種（系）的選育及鹽漬化土壤生物改良利用提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況

試驗地位于江蘇省鹽城市大豐區(qū)三龍鎮(zhèn)中路港墾區(qū)試驗基地（120°32′07.22″E、33°32′17.84″N），當(dāng)?shù)啬昶骄鶜鉁?4.1 ℃，無霜期213 d，年降水量 1 042.2 mm。供試地為沙壤性土壤，土地平整、肥力均勻、排灌方便。試驗地有機質(zhì)含量為 1.94 g/kg，全氮含量為11.3 g/kg，有效磷含量為10.8 mg/kg，速效鉀含量為175.0 mg/kg，全鹽含量3～5 g/kg，pH值8.9。

1.2 試驗材料與試驗設(shè)計

參試小麥品種（系）資源由江蘇省農(nóng)業(yè)科學(xué)院糧食作物研究所提供。2017—2019年2次栽培試驗均采用隨機區(qū)組設(shè)計，3次重復(fù)，小區(qū)面積為 10 m2。供試小麥在2017、2018年11月上旬播種，人工開行條播，播種行距20 cm，播深2 cm，播種量為100粒/m。試驗地播前施基肥尿素225 kg/hm2、磷酸一銨（含N 11%、P2O5 44%）300 kg/hm2。第2年1月中旬及3月下旬分別追施分蘗肥、拔節(jié)孕穗肥，3月中旬噴施炔草酯防除麥田雜草，4月中旬噴施戊唑醇、氰烯菌酯防治小麥赤霉病、白粉病、紋枯病等病害;5月中旬用氰烯菌酯、戊唑醇防治赤霉病。

1.3 農(nóng)藝性狀考察

在小麥生育期內(nèi)，測定各供試小麥品種（系）的株高、有效穗數(shù)、穗長、小穗數(shù)、穗粒數(shù)、千粒質(zhì)量及產(chǎn)量等性狀。

1.4 數(shù)據(jù)處理及分析

利用Excel對各小麥品種（系）農(nóng)藝性狀指標(biāo)數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計，利用SPSS 25.0對各小麥品種（系）農(nóng)藝性狀指標(biāo)作相關(guān)性分析、主成分分析及聚類分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同小麥品種（系）農(nóng)藝性狀及產(chǎn)量分析

對不同小麥品種（系）有效穗數(shù)、株高、穗長、小穗數(shù)、穗粒數(shù)、千粒質(zhì)量和產(chǎn)量等農(nóng)藝性狀進行測定（表1）。有效穗數(shù)是小麥有效分蘗數(shù)量的直接表現(xiàn)，不同小麥品種（系）中寧7的有效穗數(shù)最多。不同小麥品種（系）的株高變幅為65.9～92.4 cm，其中德抗961的株高最高。小麥穗長、小穗數(shù)、穗粒數(shù)及千粒質(zhì)量是體現(xiàn)小麥品種（系）間差異的重要穗部性狀，同時也是其產(chǎn)量構(gòu)成的重要因素。不同小麥品種（系）中，鄂麥23的穗長最長，華麥8號的小穗數(shù)最多;不同小麥品種（系）的穗粒數(shù)有明顯差異，寧7的穗粒數(shù)最少，寧6和揚麥6號的穗粒數(shù)最多;小麥千粒質(zhì)量對其產(chǎn)量有重要影響，不同小麥品種（系）中，寧麥21的千粒質(zhì)量最大;同時，不同小麥品種（系）中，寧麥23的產(chǎn)量最高，為 5 470.5 kg/hm2，鎮(zhèn)麥168的產(chǎn)量最低，僅 3 870.3 kg/hm2。

2.2 不同小麥品種（系）農(nóng)藝性狀的相關(guān)性分析

對不同小麥品種（系）的有效穗數(shù)、株高、穗長、小穗數(shù)、穗粒數(shù)、千粒質(zhì)量和產(chǎn)量等性狀進行相關(guān)性分析，結(jié)果（表2）表明，小麥有效穗數(shù)和產(chǎn)量顯著正相關(guān)（P<0.05）;小麥株高和穗長呈極顯著正相關(guān)（P<0.01），穗長與穗粒數(shù)也呈極顯著正相關(guān)（P<0.01）;小麥小穗數(shù)和穗粒數(shù)極顯著正相關(guān)（P<001），小穗數(shù)和產(chǎn)量呈顯著正相關(guān)（P<005）;小麥穗粒數(shù)和產(chǎn)量顯著正相關(guān)（P<005）;同時小麥千粒質(zhì)量也和產(chǎn)量呈顯著正相關(guān)（P<0.05）。

2.3 不同小麥品種（系）農(nóng)藝性狀的主成分分析

將不同小麥品種（系）的有效穗數(shù)、株高、穗長、小穗數(shù)、穗粒數(shù)、千粒質(zhì)量及產(chǎn)量性狀依次定義為自變量X1～X7，利用SPSS軟件對其進行主成分分析（表3）。主成分1（F1）的方差貢獻率為40145%，其表現(xiàn)主要受小麥穗長、小穗數(shù)以及穗粒數(shù)等穗部性狀的影響;主成分2（F2）方差貢獻率為20.238%，并主要受小麥千粒質(zhì)量性狀的影響;主成分3（F3）的方差貢獻率為16.109%，其中小麥株高性狀載荷最大，對主成分3的影響明顯，而主成分4（F4）主要受小麥有效穗數(shù)影響，同時小麥產(chǎn)量在主成分5（F5）中載荷最大，主成分5主要受產(chǎn)量性狀影響。

通過對不同小麥品種（系）進行主成分分析，并根據(jù)獲得的數(shù)據(jù)計算出5個主成分的表達式，即各主成分與7個不同性狀指標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)據(jù)的線性組合，其中主成分1的表達式為：F1=-0.062zX1+0104zX2+0.665zX3+0.903zX4+0.931zX5+0118zX6+0.266zX7（此處zXi為各性狀Xi標(biāo)準(zhǔn)化后的數(shù)據(jù)），其余4個主成分的線性組合以此類推。以每個主成分對應(yīng)的特征值占所提取主成分總的特征值之后的比例作為個主成分的權(quán)重，計算得到主成分的綜合得分線性模型：F′=0.338F1+0197F2+0.162F3+0.159F4+0.144F5。根據(jù)5個主成分的綜合得分線性模型，計算得出參試21個小麥品種（系）各主成分得分和綜合得分，并以綜合得分對參試小麥品種（系）進行排名（表4）。在參試的21小麥品種（系）中，揚麥25、寧麥23以及寧麥21的綜合得分較高，表明揚麥25、寧麥23和寧麥21對鹽漬化中低產(chǎn)田有較好的適應(yīng)性。

2.4 不同小麥品種（系）的聚類分析

通過比較21個小麥品種（系）的農(nóng)藝性狀及產(chǎn)量表現(xiàn)，并利用SPSS軟件對其進行聚類分析（圖1），將21個在蘇北鹽漬化中低產(chǎn)田試驗的小麥品種（系）分為四大類，第Ⅰ類群為高產(chǎn)小麥品種（系），包括揚麥25、寧麥23以及寧麥21等;第Ⅱ類群為較高產(chǎn)小麥品種（系），包括德抗961、華麥8號和鄂麥580等;第Ⅲ類群為中產(chǎn)小麥品種（系），包括寧4、寧6和寧7等;第Ⅳ類群為低產(chǎn)小麥品種（系），包括鄂麥23、襄麥25及鎮(zhèn)麥168等。

3 討論與結(jié)論

作物的生態(tài)適應(yīng)性是指作物隨著生態(tài)環(huán)境的變化而改變其形態(tài)、結(jié)構(gòu)和生理生化特性，從而與環(huán)境相適應(yīng)的過程[9]。來源不同的小麥品種（系）在蘇北鹽漬化中低產(chǎn)田的生長表現(xiàn)差異是其對當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)環(huán)境的適應(yīng)性反應(yīng)，受到種質(zhì)遺傳、土壤、光照、 溫度以及降水量等多種因素的影響[10]。土壤鹽漬化是蘇北沿海農(nóng)業(yè)發(fā)展的主要限制因素之一。土壤鹽漬化會降低肥料的有效性，同時也會損害作物的光合作用、呼吸作用等生理代謝過程[11]。孟祥浩等的研究表明，在鹽脅迫條件下，小麥會出現(xiàn)幼苗弱小、植株矮化、葉片卷曲變短且發(fā)黃等問題，從而影響小麥的分蘗發(fā)生、生物量積累以及最終產(chǎn)量構(gòu)成[12-13]。不同小麥品種（系）的鹽漬化適應(yīng)性表現(xiàn)有明顯差異，鹽漬化適應(yīng)性好的小麥品種（系）在鹽漬化中低產(chǎn)田種植的增產(chǎn)效果明顯，選育鹽漬化適應(yīng)性良好的小麥品種（系）是抵御土壤鹽漬化、保證產(chǎn)量的有效途徑之一。不同小麥品種（系）在鹽漬化中低產(chǎn)田的農(nóng)藝性狀及產(chǎn)量表現(xiàn)是其生態(tài)適應(yīng)性評價的重要指標(biāo)。本試驗選擇21個小麥品種（系）栽培于鹽漬化中低產(chǎn)田，并對其農(nóng)藝性狀及產(chǎn)量進行評價分析，結(jié)果表明，不同小麥品種（系）的鹽漬化適應(yīng)性表現(xiàn)不同，農(nóng)藝性狀及產(chǎn)量差異明顯，其中揚麥25、寧麥23及寧麥21的適應(yīng)性較強，產(chǎn)量較高。陳錦珠等的研究表明，揚麥25在蘇北沿海地區(qū)適應(yīng)性較好，其株高適宜、抗病性及抗逆性表現(xiàn)良好[14]。

不同小麥品種（系）在鹽漬化中低產(chǎn)田的農(nóng)藝性狀及產(chǎn)量表現(xiàn)差異明顯，但是各農(nóng)藝性狀與產(chǎn)量之間具有一定的相關(guān)性。本研究表明，小麥有效穗數(shù)和產(chǎn)量呈顯著正相關(guān)（P<0.05），與黃新杰等的研究結(jié)論[15]一致;佟漢文等的研究表明，小麥小穗數(shù)、千粒質(zhì)量與產(chǎn)量呈極顯著正相關(guān)（P<001）[16]。而本研究發(fā)現(xiàn)，小麥小穗數(shù)、穗粒數(shù)以及千粒質(zhì)量與產(chǎn)量呈顯著正相關(guān)（P<0.05），表明在一定程度上增加小麥小穗數(shù)和千粒質(zhì)量對于提高小麥產(chǎn)量具有重要作用;本研究表明，小麥株高和產(chǎn)量呈正相關(guān)但沒有顯著關(guān)系，鹽漬化中低產(chǎn)田區(qū)小麥株高應(yīng)控制在70～80 cm為宜。曹亞偉等研究認為，小麥植株過高雖可提高其生產(chǎn)潛力但易引起倒伏，實際產(chǎn)量的收獲則與其他產(chǎn)量因素的協(xié)調(diào)程度相關(guān)[17]。

通過主成分分析方法可以計算出各小麥品種（系）不同性狀的主成分值，對于權(quán)衡每個性狀在某個品種中所處的位置和分量有重要作用。單一主成分因子差異代表某一品種在某一性狀上，相比其他品種在該性狀上表現(xiàn)的優(yōu)異程度。利用主成分分析方法則可以充分了解各小麥品種（系）對于鹽漬化中低產(chǎn)田的生態(tài)適應(yīng)性，較為直觀地判斷各小麥品種（系）的適應(yīng)性，對評價工作中掌握各小麥品種（系）的綜合性狀具有重要作用[18]。各小麥品種（系）的綜合得分與其適應(yīng)性呈正相關(guān)，得分越高，適應(yīng)性越好。主成分分析表明，揚麥25、寧麥23以及寧麥21綜合得分較高，適應(yīng)性較好。同時，各小麥品種（系）的聚類分析也表明，揚麥25、寧麥23和寧麥21同屬于高產(chǎn)品種，適合在蘇北鹽漬化中低產(chǎn)田區(qū)推廣種植。

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