燕 鵬,陳三樂,孫軍倉,王敬昌
(寶雞市農(nóng)業(yè)科學研究院,陜西 寶雞 721000)
大麥(Hordeum vulgareL.)作為全球四大谷類作物之一,常年種植面積在5 000萬hm2左右,種植區(qū)域遍布于歐洲、亞洲、北美洲和大洋洲,其年產(chǎn)量的1/2用作飼料,其余用于啤酒加工或食用[1]。大麥籽粒中蛋白質含量豐富,賴氨酸占比顯著高于主要飼料玉米[2-3]。大麥可作為一種優(yōu)質的飼料原料,對其飼料用途的研究與利用可有效緩解目前國內(nèi)對進口飼料的依賴。大麥新品種的適應性是綜合因素的體現(xiàn),鑒定其適應性也是育種工作中的重要環(huán)節(jié)。對其進行適應性評價,可以篩選出適應當?shù)丨h(huán)境的優(yōu)良品系,鑒定出適應不同生態(tài)地區(qū)的優(yōu)良品種,還可以確定新選育的品種所適宜的種植范圍。以適應性這一綜合性狀指標作參考,可根據(jù)當?shù)貧夂蛱攸c,種植新的作物品種來發(fā)揮新品種應有的高產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)潛質。因此,本試驗對2018—2019年度寶雞市農(nóng)業(yè)科學研究院大麥品比試驗中的12個大麥品種(系)的適應性進行比較,以期為選擇適應關中地區(qū)種植的優(yōu)良大麥品種提供參考依據(jù)。
以2020—2021年度寶雞市農(nóng)業(yè)科學研究院大麥品比試驗參試的12個大麥品種(系)為材料,分別是BDM1439-1(X0)、BDM1103-1(X1)、BDM1226-1(X2)、BDM0825-1-1-2-1-1(X3)、BDM1335-2-2(X4)、BDM0714-2-2-2(X5)、西引2號(X6)、BDM0803-4-1-2-1(X7)、BDM15013-1(X8)、BDM1142-2-1-1(X9)、BDM1141-1(X10)、BDM1016-3-2(X11),其中BDM1439-1為對照品系,該品系為筆者所在單位選育的優(yōu)良品系,多年種植表現(xiàn)較好且適應性較強,適宜當?shù)胤N植。將其他品種(系)和BDM1439-1進行比較,與BDM1439-1較接近的品種(系)則可初步認為其在關中地區(qū)的適應性較強。
試驗于2020—2021年在寶雞市農(nóng)業(yè)科學研究院2號試驗基地(107.33°E、34.07°N)進行。試驗地地勢平坦,地力均勻,土壤類型為棕壤土,試驗地前茬休閑,其0~20cm土層基本理化性質為:有機質含量(質量分數(shù),下同)18.8g/kg,速效氮含量34.25mg/kg,速效磷含量13.77 mg/kg,速效鉀含量145 mg/kg,pH值8.0。生長季降水量為372.1mm,年平均氣溫9.8℃。試驗采取隨機區(qū)組排列,重復3次。10行區(qū),行長6.67 m,行距0.25 m。小區(qū)面積16.675 m2。嚴格按照試驗要求進行管理。
大麥生育期間,調(diào)查的農(nóng)藝性狀有產(chǎn)量、株高、穗數(shù)、穗粒數(shù)、千粒質量,每個小區(qū)進行理論產(chǎn)量計算。
根據(jù)灰色關聯(lián)度分析原理,將所有參試品種(系)當作一個灰色系統(tǒng),每個品種(系)作為整個灰色系統(tǒng)中的因素,分析并比較整個系統(tǒng)中的各個因素之間的關聯(lián)程度。關聯(lián)度越大,說明因素之間的相似程度就越高,反之則相似度較低[4]。根據(jù)多年育種經(jīng)驗和育種目標,首先選擇一個在當?shù)剡m應性較強的品種(系)作為參考品種,其各項農(nóng)藝性狀指標構成一個數(shù)列作為參照數(shù)列X0,參試品種(系)各項農(nóng)藝性狀指標組成相應數(shù)列Xi(i=1,2,…,n)。其中X0={X0(1),X0(2),…,X0(n)},Xi={Xi(1),Xi(2),…,Xi(n)},其中n代表農(nóng)藝性狀調(diào)查個數(shù)。
關聯(lián)系數(shù)計算公式為:
式中:|X0(k)-Xi(k)|表示X0數(shù)列與Xi數(shù)列在k處的差的絕對值;ρ為分辨系數(shù),取值范圍為0~1,根據(jù)多年育種經(jīng)驗和各個農(nóng)藝性狀的不同重要程度,ρ一般取值為0.5[5]。
關聯(lián)系數(shù)取平均值,其表達公式為:
在對品種(系)進行選育評價時,其各個農(nóng)藝性狀指標的相對重要程度是不同的,因此,對各個農(nóng)藝性狀賦予不同權重系數(shù)(Wk),權重系數(shù)往往是根據(jù)以往的育種經(jīng)驗和育種目標來確定的。通過參試品種(系)與參考品種(系)的加權關聯(lián)度比較,對參試品種(系)進行評價[6-7]。加權關聯(lián)度計算公式為
從表1可以看出,產(chǎn)量X1最高,較參考品系X0增產(chǎn)3.04%;株高X1最高,達80.00 cm,X8最低,僅62.00 cm;穗數(shù)X9最高,達64.00萬個/667 m2,較參考品系X0增加23.79%;穗粒數(shù)X11最多,為53.73粒/穗,較參考品系X0多35.16粒/穗;千粒質量X10最大,為50.54 g。
表1 參試品種(系)5個性狀的平均值
數(shù)據(jù)比較分析之前,由于原始數(shù)據(jù)中同一品種(系)不同農(nóng)藝性狀間數(shù)據(jù)的計量單位不同,而且數(shù)據(jù)之間差異較大,所以需要把原始數(shù)據(jù)無量綱化處理(表2)。其計算公式為:
先求出X0與Xi在各對應點的差的絕對值,(i=1,2,…,m;k=1,2,…,n),其結果列于表3。由表2可知,,,將2個值代入公式(1),取ρ=0.5[5]。則把△i(k)代入公式(5),求出關聯(lián)系數(shù),列于表4。
表2 數(shù)據(jù)無量綱化處理結果
表3 參試品種(系)與參考品種(系)各性狀的絕對差值
表4 參試品種(系)與參考品種(系)各性狀的關聯(lián)系數(shù)
將表4得出的關聯(lián)度系數(shù)代入公式(2)可算出參試品種(系)與對照品種的等權關聯(lián)度,根據(jù)公式(2)(3)算出等權關聯(lián)度和加權關聯(lián)度,列于表5。
表5 參試品種(系)與對照品種的關聯(lián)度與關聯(lián)序
參照灰色系統(tǒng)關聯(lián)度分析結果,參試品種(系)的加權關聯(lián)度越大,其與所設對照BDM1439-1的農(nóng)藝性狀越接近。由表5可知,加權關聯(lián)度排序結果中BDM0714-2-2-2最大,與對照品種BDM1439-1最為接近。品種(系)之間加權關聯(lián)度排序與產(chǎn)量大小排序大致相同,但存在個別品種(系)由于其他農(nóng)藝性狀較好,所以加權關聯(lián)度排序較大,接近對照品種。
由于我國農(nóng)業(yè)供給側結構性改革和產(chǎn)業(yè)結構不斷的調(diào)整,在大麥育種上對大麥新品種(系)的要求不再是單一的產(chǎn)量要求[8-9]。在品種綜合評價中,育種者越來越重視品種的抗病性、抗倒伏、廣適性、蛋白質含量等。因此,采用灰色關聯(lián)度分析法可以綜合多個性狀特點,較全面地對新品種(系)進行評價,篩選出綜合性狀較好、適應性較強的品種(系),為大麥品種選育提供參考依據(jù)。
對作物不同品種在某個生態(tài)區(qū)域的適應性比較,一般需要進行多年份、多布點重復鑒定,最終確定在某個生態(tài)區(qū)域適合的作物品種。本研究將12份大麥品種(系)在陜西關中地區(qū)進行適應性比較研究,其中BDM0714-2-2-2的綜合表現(xiàn)相對較好,初步說明其適宜在關中地區(qū)推廣種植。該研究具有一定的代表性。但大麥的農(nóng)藝性狀與種植地區(qū)的生態(tài)條件有很緊密的聯(lián)系,而本試驗僅進行了1年的分析鑒定,研究結果具有一定的局限性,因此,還需要進一步研究。