王麗娜

（黑龍江省農(nóng)業(yè)科學(xué)院 大慶分院，黑龍江 大慶 163319）

藜麥（Chenopodium quinoaWild）是莧科藜屬一年生雙子葉草本植物，原產(chǎn)于南美洲安第斯山區(qū)，是當(dāng)?shù)赝林用竦膫鹘y(tǒng)主糧[1]。藜麥因具有耐寒、耐旱、耐貧瘠、耐鹽堿的生物學(xué)特性以及廣泛的生態(tài)適應(yīng)性，被世界各地廣泛種植[2]。研究顯示，藜麥籽粒胚乳占種子的68%，蛋白質(zhì)含量高達(dá)13%～23%，還富含多種氨基酸和鈣、鐵、鋅、銅、錳、鎂等礦物質(zhì)，以及不飽和脂肪酸、類黃酮、B 族維生素、維生素E、膽堿、甜菜堿、葉酸、α-亞麻酸、β-葡聚糖等多種有益物質(zhì)，為全谷全營養(yǎng)完全蛋白堿性食物[3]。藜麥也是唯一一種單體植物即可滿足人體基本營養(yǎng)需求的食物，因而被譽(yù)為“最適宜人類的全營養(yǎng)食品”[4—5]。隨著藜麥需求量不斷增長，研究藜麥的主要農(nóng)藝性狀與產(chǎn)量間的相互關(guān)系，選育高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)的藜麥新種質(zhì)是當(dāng)前藜麥育種及栽培的主要目標(biāo)。

灰色關(guān)聯(lián)分析是根據(jù)各因素?cái)?shù)列的相似性分析內(nèi)部主要因素間的關(guān)聯(lián)程度，從而確定關(guān)聯(lián)程度的最大因素[6]。目前，該分析方法已被廣泛應(yīng)用在玉米、高粱、小麥、谷子、水稻等作物的相關(guān)研究中[7—11]。而采用灰色關(guān)聯(lián)分析藜麥產(chǎn)量相關(guān)農(nóng)藝性狀的研究還未見報(bào)道。本試驗(yàn)以來自不同生態(tài)區(qū)域的19 份藜麥種質(zhì)材料為研究對象，對其主要農(nóng)藝性狀與單株產(chǎn)量進(jìn)行相關(guān)性分析、灰色關(guān)聯(lián)分析，旨在闡明藜麥單株產(chǎn)量等性狀間的相互關(guān)系，明確影響產(chǎn)量的主要農(nóng)藝性狀，為今后藜麥新品種選育和親本材料選擇提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

試驗(yàn)材料分別來源于山西（13 份）、河北（3 份）、甘肅（2 份）、青海（1 份），共計(jì)19 份種質(zhì)資源，分別由青海農(nóng)芳堂農(nóng)牧科技有限公司和黑龍江省農(nóng)業(yè)科學(xué)院大慶分院資源與環(huán)境研究室提供。材料名稱、編號、來源見表1。

表1 試驗(yàn)材料名稱、來源及編號

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)于2021 年5—10 月在黑龍江省農(nóng)業(yè)科學(xué)院大慶分院安達(dá)封閉育種基地進(jìn)行，土壤pH =8.71。每份材料種植面積為66.7 m2，19 份材料隨機(jī)排列，株行距25 cm×66 cm。試驗(yàn)地前茬為小麥，土壤肥力一般。出苗后，5~6 對真葉間苗，7~8 對真葉定苗，全田人工除草3 次，噴施殺蟲劑2 次。

1.3 測定項(xiàng)目

在藜麥成熟期，每份材料隨機(jī)選取10 株，對株高、莖直徑、主穗長度、有效分枝、莖稈長度、千粒質(zhì)量、單株產(chǎn)量、生育期8 個(gè)農(nóng)藝性狀進(jìn)行記載和考種。農(nóng)藝性狀記載標(biāo)準(zhǔn)參照《藜麥品種區(qū)域試驗(yàn)記載項(xiàng)目與標(biāo)準(zhǔn)》[12]。

1.4 數(shù)據(jù)分析

采用Microsoft Excel 2013 對數(shù)據(jù)進(jìn)行平均值、極差、標(biāo)準(zhǔn)差及變異系數(shù)處理；采用SPSS 19.0 對試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行相關(guān)分析；根據(jù)灰色系統(tǒng)理論，參照呂偉等[13]的方法將參試種質(zhì)的所有農(nóng)藝性狀視為一個(gè)灰色關(guān)聯(lián)系統(tǒng)，單株產(chǎn)量為參考數(shù)列X0，其他性狀分別設(shè)為比較數(shù)列，依次為X1（株高）、X2（莖直徑）、X3（主穗長度）、X4（莖稈長度）、X5（有效分枝）、X6（千粒質(zhì)量）、X7（生育期）。首先，求原始數(shù)據(jù)平均值后，進(jìn)行數(shù)據(jù)的無量綱化，采用均值化，取絕對值，計(jì)算最xi（k）｜，分別采用公式（1）、（2）計(jì)算各農(nóng)藝性狀之間的關(guān)聯(lián)系數(shù)和關(guān)聯(lián)度，通過關(guān)聯(lián)度排序確定各個(gè)農(nóng)藝性狀對產(chǎn)量影響的主次關(guān)系。

式中：ζi（k）表示關(guān)聯(lián)系數(shù)；ri表示關(guān)聯(lián)度；ρ 為分辨系數(shù)，取值區(qū)間為[0，1]，一般取ρ=0.5，其中i=1，2，3，…7；k=1，2，3，…，19。

2 結(jié)果與分析

2.1 藜麥農(nóng)藝性狀的統(tǒng)計(jì)分析

對19 份藜麥種質(zhì)的主要農(nóng)藝性狀進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，顯示19 個(gè)品種的株高為80.71~179.33 cm，平均值131.91 cm；莖直徑為8.07~19.14 cm，平均值12.05 cm；主穗長度為38.6~79.79 cm，平均值54.38 cm；莖稈長度為14.92~63.38 cm，平均值40.01 cm；有效分枝7.9~23.8 個(gè)，平均值15 個(gè)；千粒質(zhì)量為1.528~3.106 g，平均值2.28 g；生育期103~110 d，平均值106.8 d；單株產(chǎn)量為14.78~36.42 g，平均值27.18 g。各性狀變異系數(shù)為株高19.92%，莖直徑27.14%，主穗長度19.03%，莖稈長度32.99%，有效分枝29.87%，千粒質(zhì)量21.49%，生育期2.32%。由表2 可知，莖稈長度變異系數(shù)最大，生育期變異系數(shù)最小，8 個(gè)農(nóng)藝性狀的變異系數(shù)大小依次為莖稈長度、有效分枝、莖直徑、千粒質(zhì)量、株高、單株產(chǎn)量、主穗長度、生育期，除生育期外，其他性狀的變異系數(shù)均大于10%，說明參試的藜麥種質(zhì)存在較大的變異范圍。

表2 藜麥種質(zhì)8 個(gè)農(nóng)藝性狀的變異分析

表3 藜麥農(nóng)藝性狀的相關(guān)性分析

2.2 農(nóng)藝性狀的相關(guān)性分析

對19 份藜麥種質(zhì)的主要農(nóng)藝性狀進(jìn)行相關(guān)性分析，單株產(chǎn)量與株高、生育期呈極顯著正相關(guān)（P<0.01），與主穗長度和有效分枝呈顯著正相關(guān)（P<0.05），說明藜麥的株高、主穗長度、有效分枝、生育期這4 個(gè)性狀是決定藜麥高產(chǎn)的主要因素；莖稈長度、莖直徑與單株產(chǎn)量呈正相關(guān)，但沒有達(dá)到顯著水平。這說明可以通過育種手段改良上述6 個(gè)性狀，以達(dá)到高產(chǎn)育種的目標(biāo)。千粒質(zhì)量與單株產(chǎn)量呈負(fù)相關(guān)，與有效分枝、生育期呈負(fù)相關(guān)，說明藜麥產(chǎn)量的構(gòu)成因素之間是相互影響、相互制約的，任何一個(gè)性狀的增減都可能影響其他性狀的改變。主穗長度與株高、莖直徑、有效分枝呈極顯著正相關(guān)或顯著相關(guān)，與千粒質(zhì)量、生育期呈正相關(guān)，而與莖稈長度呈負(fù)相關(guān)，說明在構(gòu)成藜麥產(chǎn)量的4 個(gè)主要因素中，主穗長度、有效分枝對產(chǎn)量的提高影響較大。

2.3 農(nóng)藝性狀之間的關(guān)聯(lián)性分析

因每個(gè)性狀（因子）量綱不同，其生物學(xué)意義和物理意義也不一樣，而且各個(gè)性狀數(shù)值大小的數(shù)量級相差懸殊，相互間往往無法進(jìn)行比較。因此應(yīng)對各評價(jià)值進(jìn)行無量綱標(biāo)準(zhǔn)化處理，再根據(jù)公式（1）、（2）計(jì)算藜麥農(nóng)藝性狀與單株產(chǎn)量之間的關(guān)聯(lián)系數(shù)和關(guān)聯(lián)度，結(jié)果見表4、表5。 根據(jù)灰色關(guān)聯(lián)分析原理， 系統(tǒng)中各因子的重要性用關(guān)聯(lián)度表示，關(guān)聯(lián)度越大，表示該因子越重要，即與參考數(shù)列的關(guān)系越密切； 反之， 關(guān)聯(lián)度越小的因子與參考數(shù)列的關(guān)系越疏遠(yuǎn)[13]。通過公式（2）計(jì)算得出關(guān)聯(lián)度（各性狀關(guān)聯(lián)系數(shù)均值），可以看出本試驗(yàn)中，生育期與單株產(chǎn)量關(guān)聯(lián)度最大，為0.773 9，其次為株高（0.743 5）、主穗長度（0.733 5）；千粒質(zhì)量與單株產(chǎn)量的關(guān)聯(lián)度最小，為0.653 9。 藜麥各性狀與單株產(chǎn)量的關(guān)聯(lián)度大小依次為生育期、株高、主穗長度、有效分枝、莖稈長度、莖直徑、千粒質(zhì)量。

表4 藜麥各農(nóng)藝性狀與單株產(chǎn)量的關(guān)聯(lián)系數(shù)

表5 藜麥各農(nóng)藝性狀與單株產(chǎn)量的關(guān)聯(lián)度

3 討論與結(jié)論

研究群體性狀的變異系數(shù)大于10%，說明樣本間差異較大[14—16]。本試驗(yàn)對19 份藜麥種質(zhì)農(nóng)藝性狀變異的分析表明，各性狀變異系數(shù)范圍在2.32%~32.99%，變異系數(shù)大小依次為莖稈長度、有效分枝、莖直徑、千粒質(zhì)量、株高、單株產(chǎn)量、主穗長度、生育期，除生育期外，其他性狀的變異系數(shù)均大于10%，說明參試的藜麥種質(zhì)存在較大的變異范圍，種質(zhì)資源類型豐富，有利于比較和篩選。對19 份藜麥材料的相關(guān)分析表明，株高、主穗長度、有效分枝、生育期與單株產(chǎn)量的相關(guān)性呈顯著或極顯著相關(guān)，相關(guān)系數(shù)大小依次為生育期、株高、主穗長度、有效分枝，說明通過育種手段提高這4 個(gè)性狀，對增加藜麥產(chǎn)量有重要意義，這與張亞萍等[17]、王艷青等[18]的研究結(jié)果相符。本試驗(yàn)中，生育期的相關(guān)系數(shù)最高，與單株產(chǎn)量呈極顯著正相關(guān)，這與張亞萍等[17]報(bào)道的生育期與單株產(chǎn)量呈正相關(guān)的結(jié)果相符，而與李想等[19]報(bào)道的生育期與單株產(chǎn)量呈極顯著負(fù)相關(guān)的結(jié)果不一致，原因可能是試驗(yàn)環(huán)境及試驗(yàn)材料群體不同。本試驗(yàn)結(jié)果表明，與單株產(chǎn)量關(guān)聯(lián)度較高（>0.7）的農(nóng)藝性狀有生育期、株高、主穗長度，關(guān)聯(lián)度大小依次為生育期、株高、主穗長度。本試驗(yàn)2 種分析方法得到的與單株產(chǎn)量關(guān)系密切的農(nóng)藝性狀的結(jié)果是一致的，這可為東北地區(qū)藜麥高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)新品種選育提供參考。