章潔瓊，趙小敏，雷文權(quán)，鄭莉敏，張萬里，陳思宇，胡朝鳳

(1.貴州省農(nóng)作物技術(shù)推廣總站，貴州貴陽 550001；2.貴州省遵義市種植業(yè)發(fā)展服務(wù)中心，貴州遵義 563000；3.貴州省仁懷市農(nóng)業(yè)技術(shù)綜合服務(wù)站，貴州仁懷 564500；4.貴州省正安縣種植業(yè)發(fā)展中心，貴州正安 5634005.貴州省鳳岡縣種植業(yè)發(fā)展中心，貴州鳳岡 564200；6.貴州省農(nóng)業(yè)科學院旱糧研究所，貴州貴陽 550006)

高粱是釀造白酒的最佳原料[1]，在釀酒行業(yè)具有獨特的優(yōu)勢，是其他任何作物都難以替代的[2]。貴州省酒用高粱主推品種主要為常規(guī)糯高粱品種，是釀造茅臺酒、習酒、國臺等醬香型白酒的專用原料。高粱單產(chǎn)水平的提升除了生產(chǎn)條件的改善和栽培技術(shù)的革新等因素外，品種更替起到了重要作用[3]。高杰等選用貴州省不同年代的酒用糯高粱品種(系)為對象，研究其干物質(zhì)積累總量及產(chǎn)量構(gòu)成，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，隨著年代更替，貴州省酒用糯高粱生產(chǎn)性能逐步提高，新品種(紅纓子、黔高 8 號)較老品系(黑殼糯、紅殼糯)產(chǎn)量、干物質(zhì)積累總量分別增加25.5%、23.4%，表明新品種具備更高的干物質(zhì)生產(chǎn)能力[3]。品種區(qū)域試驗作為鑒定作物品種(系)豐產(chǎn)性、穩(wěn)定性和適應性的有效方法，是檢驗品種是否優(yōu)良的基本依據(jù)[4]，是提高品種生產(chǎn)力的重要途徑[5]，是品種繁育推廣不可缺少的重要環(huán)節(jié)[6]。謝嶸等對8個貴州省糯高粱品種(系)在6個試點的區(qū)試產(chǎn)量數(shù)據(jù)進行分析，結(jié)果表明8個糯高粱品種(系)平均產(chǎn)量順序為紅茅糯1號>紅臺粱>赤水紅粱2號>茅紅糯2號>赤水紅粱1號>遵紅1301>黔高8號>紅茅糯2號，遵紅1301和茅紅糯2號的穩(wěn)定性較好，赤水紅粱2號和紅茅糯1號的適應性強，但是穩(wěn)定性較差[5]。高粱的品質(zhì)直接決定了白酒的質(zhì)量[7-8]，不同品種高粱由于淀粉、蛋白質(zhì)、脂肪、單寧等含量不同，會造成產(chǎn)酒量與產(chǎn)酒品質(zhì)的差異[9]。2017年以來，貴州省先后登記了以紅珍珠、紅纓子為代表的符合醬香型白酒釀造工藝要求的酒用高粱新品種，為了篩選不同生態(tài)區(qū)域的適宜新品種，促進新品種在生產(chǎn)上快速推廣應用，本研究在4個不同酒用高粱生態(tài)區(qū)域開展了紅纓子、紅珍珠、臺糯9號等8個不同酒用高粱品種的同田比較試驗，分析在4個生態(tài)區(qū)域不同高粱品種的產(chǎn)量結(jié)構(gòu)、豐產(chǎn)性、穩(wěn)定性、適應性及品質(zhì)特性表現(xiàn)，進一步明確貴州省不同品種的生產(chǎn)實際表現(xiàn)，篩選出優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)的新品種，為下一步新品種的大面積推廣應用、品種的更新?lián)Q代提供技術(shù)支撐。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

試驗供試品種為紅纓子、紅珍珠、臺糯9號、黔高8號、茅粱糯2號、金粱糯1號、金粱糯8號、紅茅糯6號等8個高粱品種(系)，供試材料的基本信息見表1。

表1 試驗材料基本信息

1.2 試驗地點

試驗設(shè)置4個試驗點，于2020年分別在貴州省遵義市的匯川區(qū)、仁懷市、正安縣和鳳岡縣4個縣(市、區(qū))進行，試驗地基本情況見表2。

表2 試驗地點基本情況

1.3 試驗方法

1.3.1 試驗設(shè)計 試驗采用隨機區(qū)組排列，3次重復，共24個試驗小區(qū)，選擇當?shù)貍鹘y(tǒng)適宜播期進行播種育苗，當苗長至4葉時按照當?shù)爻Ｒ?guī)栽培規(guī)格進行打窩移栽，每窩留苗2株，凈作。匯川區(qū)試驗點小區(qū)面積24 m2(4 m×6 m)，行距50 cm，株距 33.3 cm，密度為8 008株/667 m2；仁懷市試驗點小區(qū)面積24 m2(4 m×6 m)，行距80 cm，株距20 cm，密度為8 333株/667 m2；正安縣試驗點小區(qū)面積 50 m2(6 m×8.33 m)，行距60 cm，株距27.7 cm，密度8 022株/667 m2；鳳岡縣試驗點小區(qū)面積 25 m2(5 m×5 m)，行距60 cm，株距27.7 cm，密度 8 022株/667 m2。小區(qū)間留走道50 cm，重復間留走道1 m。

1.3.2 觀察記載項目 田間調(diào)查與考種記載按照高粱試驗記載項目標準進行，分別記載各品種的全生育期、株高、穗長、穗粒數(shù)、千粒質(zhì)量等農(nóng)藝經(jīng)濟性狀。

全生育期：從播種到成熟的天數(shù)(d)；株高：開花之后隨機取10株測量從地面至穗頂?shù)闹髑o平均高度(cm)；穗長：隨機取10株測量穗下葉痕處至穗尖的平均長度(cm)；單穗粒質(zhì)量：隨機取10株典型穗，自然風干后，全部脫粒稱其質(zhì)量取均值(g)；單穗粒數(shù)：隨機取10株典型穗，脫粒測定完整籽粒數(shù)，取單穗粒數(shù)均值(粒)；千粒質(zhì)量：自然風干后測定 1 000 個完整籽粒的平均質(zhì)量(g)。

1.3.3 釀酒品質(zhì)指標測定 取每個品種的籽粒樣品進行主要釀酒品質(zhì)指標的測定，由貴州省檢測技術(shù)研究應用中心對總淀粉含量、支鏈淀粉占比、蛋白質(zhì)含量、脂肪含量、粗纖維含量、灰分含量、單寧含量、賴氨酸含量等釀酒品質(zhì)指標進行測定，試驗重復2次。

1.4 數(shù)據(jù)分析

采用Excel 2007軟件進行數(shù)據(jù)整理，計算得出平均值、標準差和變異系數(shù)。運用DPS數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)進行方差分析、灰色關(guān)聯(lián)度分析和主成分分析[10]。

2 結(jié)果與分析

2.1 產(chǎn)量表現(xiàn)

從表3可以看出，不同試點的酒用高粱品種(系)產(chǎn)量表現(xiàn)不同，8個品種的平均產(chǎn)量為 323.08 kg/667 m2，紅纓子在各試點的平均產(chǎn)量為 357.96 kg/667 m2，居第1位，其次是黔高8號，各試點的平均產(chǎn)量為345.48 kg/667 m2，產(chǎn)量排第3位的是金粱糯8號，各試點的平均產(chǎn)量為322.2 kg/667 m2，各試點平均產(chǎn)量表現(xiàn)最差的是金粱糯1號，平均產(chǎn)量為288.41 kg/667 m2。從表4可以看出，地點間、品種間、品種×地點互作項的酒用高粱產(chǎn)量均存在極顯著差異，P=0<0.01。多重比較結(jié)果顯示，紅纓子與其他7個品種間均存在顯著或極顯著性差異，說明紅纓子在各試點的產(chǎn)量表現(xiàn)最好，豐產(chǎn)、增產(chǎn)潛力最大。

表3 不同生態(tài)區(qū)域條件下的酒用高粱品種(系)的產(chǎn)量表現(xiàn)

表4 酒用高粱1年多點區(qū)域試驗方差分析表

2.2 豐產(chǎn)性

不同酒用高粱品種(系)的豐產(chǎn)性表現(xiàn)結(jié)果顯示(表5)，紅纓子在參試的8個品種中效應值最大，為34.88，試驗平均產(chǎn)量為357.96 kg/667 m2，豐產(chǎn)性最好；其次是黔高8號，效應值為22.40，試驗平均產(chǎn)量為345.48 kg/667 m2，豐產(chǎn)性好；金粱糯8號、茅粱糯2號、紅珍珠、紅茅糯6號、臺糯9號、金粱糯1號效應值分別為-0.88、-2.40、-3.74、-5.96、-9.61、-34.67，豐產(chǎn)性均表現(xiàn)不好。

2.3 穩(wěn)定性

品種與地區(qū)的互作方差和變異度是反映品種穩(wěn)定性的重要參數(shù)，互作方差和變異度越小，表明品種的穩(wěn)定性越好。從表5可以看出，穩(wěn)定性表現(xiàn)最好的是臺糯9號，品種與地區(qū)的互作方差、變異度分別為153.40、3.95，均是8個參試品種中的最小值；穩(wěn)定性表現(xiàn)居第2位的是紅珍珠，互作方差值、變異度分別為356.22、5.91；穩(wěn)定性表現(xiàn)居第3位的是金粱糯1號，互作方差值、變異度分別為474.42、7.55；穩(wěn)定性表現(xiàn)最差的是金粱糯8號，互作方差、變異度分別為 2 377.62、15.13，均是8個參試品種中的最大值。

2.4 適應性

回歸系數(shù)可預測品種在不同環(huán)境下的表現(xiàn)，回歸系數(shù)小于1的品種，表明其產(chǎn)量水平較穩(wěn)定，對環(huán)境差異反應遲鈍，在不利條件下種植也有一定的產(chǎn)量，適應性很好；反之，回歸系數(shù)大于1的品種，表明其對環(huán)境變化敏感，在有利條件下有好的產(chǎn)量表現(xiàn)，但不利條件下產(chǎn)量表現(xiàn)較差，適應性差(表5)。由各品種的適應性參數(shù)可知，茅粱糯2號、紅珍珠、紅茅糯6號、臺糯9號、金粱糯1號的回歸系數(shù)小于1，表明這5個品種的適應性好；紅纓子、黔高8號、金粱糯8號的回歸系數(shù)大于1，表明這3個品種的適應性差，對環(huán)境變化敏感，但紅纓子、黔高8號在試驗區(qū)域匯川區(qū)、仁懷市、正安縣、鳳岡縣均表現(xiàn)好。

2.5 農(nóng)藝經(jīng)濟性狀

從表6可以看出，8個不同酒用高粱品種(系)在4個不同生態(tài)區(qū)域下的農(nóng)藝經(jīng)濟性狀表現(xiàn)不同，從4個試驗點的綜合表現(xiàn)來看，8個品種的全生育期、株高、穗長、單穗粒質(zhì)量、單穗粒數(shù)、千粒質(zhì)量的平均值分別為134.13 d、276.29 cm、32.16 cm、45.47 g、2 236粒、20.06 g。其中，黔高8號在各試點表現(xiàn)的生育期最長，平均為136.00 d；紅茅糯6號在各試點表現(xiàn)的株高最高，平均為284.28 cm；紅珍珠在各試點表現(xiàn)的穗長最長，平均為33.81 cm，同時千粒質(zhì)量也最大，平均為20.47 g；紅纓子在各試點表現(xiàn)的單穗粒質(zhì)量和單穗粒數(shù)均最大，平均值分別為49.91 g和2 507粒。金粱糯8號在各試點表現(xiàn)的生育期最短，平均為132.75 d；金粱糯1號在各試點表現(xiàn)的株高、穗長、單穗粒質(zhì)量、單穗粒數(shù)均最少，平均值分別為258.68 cm、29.96 cm、41.32 g、2 012粒；茅粱糯2號在各試點表現(xiàn)的千粒質(zhì)量最小，平均為19.59 g。

表5 酒用高粱區(qū)域試驗豐產(chǎn)性、穩(wěn)定性及適應性分析

表6 不同酒用高粱品種的農(nóng)藝經(jīng)濟性狀分析

2.6 產(chǎn)量與農(nóng)藝經(jīng)濟性狀的灰色關(guān)聯(lián)度

按照鄧聚龍灰色系統(tǒng)理論[11]，對8個酒用高粱品種在4個不同生態(tài)區(qū)域的產(chǎn)量及農(nóng)藝經(jīng)濟性狀進行灰色關(guān)聯(lián)度分析，采用DPS數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)計算得出產(chǎn)量與各農(nóng)藝經(jīng)濟性狀的關(guān)聯(lián)度及排序。農(nóng)藝經(jīng)濟性狀與產(chǎn)量的灰色關(guān)聯(lián)度大，表示二者關(guān)系密切，反之，農(nóng)藝經(jīng)濟性狀與產(chǎn)量的灰色關(guān)聯(lián)度小，表示二者的關(guān)系疏遠。即灰色關(guān)聯(lián)度越大，因素的相似程度越高，關(guān)系越密切。由表7可知，酒用高粱產(chǎn)量與各農(nóng)藝經(jīng)濟性狀的關(guān)聯(lián)度排序為單穗粒質(zhì)量>千粒質(zhì)量>全生育期>株高>穗長>單穗粒數(shù)。酒用高粱產(chǎn)量與單穗粒質(zhì)量的關(guān)聯(lián)度最高(ri=0.494 1)，可見單穗粒質(zhì)量對酒用高粱的產(chǎn)量影響最大，其次是千粒質(zhì)量(ri=0.445 6)。表明單穗粒質(zhì)量和千粒質(zhì)量對酒用高粱產(chǎn)量形成最為關(guān)鍵，是影響產(chǎn)量的主要因子。單穗粒數(shù)與酒用高粱產(chǎn)量的關(guān)聯(lián)度最小(ri=0.294 6)，說明單穗粒數(shù)對酒用高粱產(chǎn)量形成的影響最小。

表7 酒用高粱平均產(chǎn)量與各農(nóng)藝經(jīng)濟性狀的關(guān)聯(lián)度(ri)及排序

2.7 主要理化品質(zhì)指標

分別測定4個不同試點酒用高粱籽粒的總淀粉、直鏈淀粉、支鏈淀粉、蛋白質(zhì)、脂肪、粗纖維、灰分、單寧、賴氨酸含量等9個主要釀酒品質(zhì)指標(表8)，不同酒用高粱品種(系)的總淀粉平均含量分布在63.23～65.25 g/100 g，變異系數(shù)為2.51%，平均值為 64.42 g/100 g，金粱糯1號的總淀粉含量最高；直鏈淀粉含量分布在1.26～3.40 g/100 g，變異系數(shù)為62.15%，平均值為2.28 g/100 g；支鏈淀粉含量分布在61.00～63.33 g/100 g，變異系數(shù)為3.41%，平均值為62.19 g/100 g；8個品種的酒用高粱支鏈淀粉含量占總淀粉含量的比例為94.77%～98.50%，平均為96.54%，表明8個品種的酒用高粱均為糯性品種，糯性表現(xiàn)最好的是臺糯9號；不同酒用高粱品種(系)的蛋白質(zhì)含量分布在8.83～9.33 g/100 g，變異系數(shù)為6.92%，平均值為 9.10 g/100 g，黔高8號的蛋白質(zhì)含量最高；脂肪含量分布在3.78～4.30 g/100 g，變異系數(shù)為10.86%，平均值為3.96 g/100 g，紅珍珠的蛋白質(zhì)含量最高；粗纖維含量分布在1.66%～2.26%，變異系數(shù)為29.82%，平均值為1.95%，金粱糯1號的粗纖維含量最高；灰分含量分布在 1.30%～1.48%，變異系數(shù)為12.22%，平均值為1.39%，紅珍珠的灰分含量最高；單寧含量分布在1.55%～1.84%，變異系數(shù)為12.99%，平均值為1.69%，茅粱糯2號的單寧含量最高；賴氨酸含量分布在 0.18～0.20 g/100 g，變異系數(shù)為10.68%，平均值為0.19 g/100 g，紅珍珠的賴氨酸含量最高。變異系數(shù)可以反映出數(shù)據(jù)間的離散程度，可反映不同個體的性狀受不同環(huán)境條件的影響而發(fā)生的變異程度[12]。直鏈淀粉含量的變異系數(shù)最大，說明不同酒用高粱籽粒間直連淀粉性狀變異大，品種對直鏈淀粉含量的影響最大；總淀粉含量的變異系數(shù)最小，表明品種對高粱總淀粉含量的影響最小。從變異系數(shù)大小可知，不同酒用高粱品種對9個品質(zhì)指標的影響大小順序為直鏈淀粉含量>粗纖維含量>單寧含量>灰分含量>脂肪含量>賴氨酸含量>蛋白質(zhì)含量>支鏈淀粉含量>總淀粉含量。

2.8 品質(zhì)主成分分析

主成分分析是一種將原來個數(shù)較多且彼此相關(guān)的品質(zhì)指標轉(zhuǎn)化為新的個數(shù)較少且彼此獨立或不相關(guān)的綜合指標的分析方法[13]，主成分分析降低了分析維度，在不丟掉主要信息的前提下，避開了變量間的共線性問題，將指標由繁化簡，建立盡可能少的新指標[14]。綜合不同生態(tài)區(qū)域的酒用高粱品種(系)籽粒的主要釀酒品質(zhì)指標表現(xiàn)，對8個品種(系)籽粒的9個主要釀酒品質(zhì)指標進行主成分分析(表9)，可以提取到特征根>1的主成分4個，前4個主成分的特征根分別為3.348 4、2.211 7、1.267 8、1.207 9，這4個主成分對酒用高粱籽粒綜合品質(zhì)的累計貢獻率達到了89.286 8%，表明這4個主成分包含的信息量占原始數(shù)據(jù)總體信息量的89.286 8%，可以代表9個品質(zhì)指標對酒用高粱品種(系)的釀酒品質(zhì)進行綜合評價。主成分因子載荷矩陣中，載荷數(shù)值大小表示原有變量在降維后所構(gòu)成的綜合變量中的貢獻率高低，荷載絕對值越大的主成分與其關(guān)系越密切，也更能代表這個變量[15]。第1主成分包含的釀酒品質(zhì)指標主要有總淀粉含量、支鏈淀粉含量、粗纖維含量、單寧含量，方差貢獻率為37.20%，是最重要的主成分；第2主成分包含的釀酒品質(zhì)指標主要有脂肪含量和賴氨酸含量，方差貢獻率為24.574 6%；第3主成分包含的釀酒品質(zhì)指標主要有直鏈淀粉含量和灰分含量，方差貢獻率為14.087 2%；第4主成分包含的釀酒品質(zhì)指標主要是蛋白質(zhì)含量，方差貢獻率為13.420 9%。

2.9 品質(zhì)綜合評價

以各主成分因子對應的方差貢獻率作為權(quán)重，由主成分得分和對應的權(quán)重線性加權(quán)求和得到品質(zhì)綜合評價模型為F=0.416 7F1+0.275 2F2+0.157 8F3+0.150 3F4，其中，F(xiàn)表示綜合評價得分，F(xiàn)1、F2、F3、F4分別表示主成分1、主成分2、主成分3、主成分4得分。根據(jù)建立的綜合評價模型，得到不同酒用高粱品種(系)籽粒的品質(zhì)綜合評價得分和排序結(jié)果(表10)，8個酒用高粱品種(系)的綜合品質(zhì)得分從高到低依次為紅珍珠>黔高8號>紅纓子>臺糯9號>金粱糯1號>茅粱糯2號>金粱糯8號>紅茅糯6號，釀酒品質(zhì)表現(xiàn)最好的品種是紅珍珠。

3 討論與結(jié)論

8個酒用高粱品種(系)在不同生態(tài)區(qū)域的產(chǎn)量表現(xiàn)不同，平均產(chǎn)量為323.08 kg/667 m2，紅纓子在各試點的平均產(chǎn)量為357.96 kg/667 m2，產(chǎn)量表現(xiàn)最好，且與其他7個品種間均存在極顯著性差異，是一個豐產(chǎn)性很好的品種，但適應性表現(xiàn)差，表明該品種對環(huán)境變化敏感，在有利條件下有好的產(chǎn)量表現(xiàn)；穩(wěn)定性表現(xiàn)最好的是臺糯9號，其次是紅珍珠，這2個品種的適應性表現(xiàn)也好，說明他們對環(huán)境變化遲鈍，產(chǎn)量水平較穩(wěn)定。

不同酒用高粱品種(系)在不同生態(tài)區(qū)域下的農(nóng)藝經(jīng)濟性狀表現(xiàn)不同，全生育期、株高、穗長、單穗粒質(zhì)量、單穗粒數(shù)、千粒質(zhì)量的平均值分別為134.13 d、276.29 cm、32.16 cm、45.47 g、2 236粒、20.06 g?；疑P(guān)聯(lián)度分析法顯示，酒用高粱產(chǎn)量與各農(nóng)藝經(jīng)濟性狀的關(guān)聯(lián)度排序為單穗粒質(zhì)量>千粒質(zhì)量>全生育期>株高>穗長>單穗粒數(shù)，表明單穗粒質(zhì)量和千粒質(zhì)量對酒用高粱產(chǎn)量形成最為關(guān)鍵，是影響產(chǎn)量的主要因子。

不同的釀酒工藝對原料品質(zhì)的需求不同，總體上表現(xiàn)為總淀粉含量要高，蛋白質(zhì)含量和單寧含量適中[16]。貴州省生產(chǎn)的白酒主要是以茅臺酒為代表的醬香型白酒，以具有較高支鏈淀粉含量的糯高粱為原料。研究表明，支鏈淀粉含量高的高粱更易糊化[17]、出酒率更高[9，18]，總淀粉含量越高，支鏈淀粉比重越大，越有利于提高出酒率和白酒中的香味物質(zhì)含量及白酒質(zhì)量[19]。本研究對不同酒用高粱品種(系)籽粒的9個品質(zhì)指標進行了測定，變異系數(shù)分析結(jié)果顯示，不同酒用高粱品種對9個品質(zhì)指標的影響大小順序為直鏈淀粉含量>粗纖維含量>單寧含量>灰分含量>脂肪含量>賴氨酸含量>蛋白質(zhì)含量>支鏈淀粉含量>總淀粉含量。采用主成分分析法，將8個不同酒用高粱籽粒的9項品質(zhì)指標降維成4項獨立的綜合評價指標，第1主成分的品質(zhì)指標主要有總淀粉含量、支鏈淀粉含量、粗纖維含量、單寧含量，是最重要的主成分；第2主成分的品質(zhì)指標主要有脂肪和賴氨酸含量；第3主成分的品質(zhì)指標主要有直鏈淀粉和灰分含量；第4主成分的品質(zhì)指標主要是蛋白質(zhì)含量。同時構(gòu)建了品質(zhì)綜合評價模型：F=0.416 7F1+0.275 2F2+0.157 8F3+0.150 3F4。綜合評價結(jié)果顯示，8個酒用高粱品種(系)的綜合品質(zhì)得分從高到低依次為紅珍珠>黔高8號>紅纓子>臺糯9號>金粱糯1號>茅粱糯2號>金粱糯8號>紅茅糯6號，釀酒品質(zhì)表現(xiàn)最好的品種是紅珍珠。

表10 酒用高粱籽粒品質(zhì)主成分因子得分及綜合品質(zhì)得分