16個油用亞麻新品系的農(nóng)藝及品質(zhì)性狀綜合評價

侯靜靜晉芳趙利王斌

(1甘肅省農(nóng)業(yè)科學院作物研究所，730070，甘肅蘭州；2全國農(nóng)業(yè)技術推廣服務中心，100125，北京)

油用亞麻（Linum usitatissimumL.）又稱為胡麻，屬一年生草本植物，是我國華北和西北地區(qū)的主要油料作物之一[1]。2019年我國胡麻播種面積為23.3萬hm2，產(chǎn)量為1459.2kg/hm2，總產(chǎn)量為34萬t[2]。我國亞麻種植有六大主產(chǎn)區(qū)，分別為甘肅、山西、內(nèi)蒙古、寧夏、河北和新疆，甘肅位居首位[3]。亞麻籽油的脂肪酸組成中α-亞麻酸含量最高，為39%～62%[4-5]。α-亞麻酸屬于人體必需脂肪酸，是維持機體正常生長必不可少的營養(yǎng)物質(zhì)，只能從食物中攝取[6]。α-亞麻酸具有降血壓血脂、預防心腦血管疾病、改善睡眠及增強人體免疫力等多種功能[7]。有研究[8-9]將亞麻籽和亞麻油分別稱為“21世紀的功能食品”和“陸地上的深海魚油”。隨著生活質(zhì)量的提高和健康意識的增強，人們對亞麻的需求逐漸由食用性轉變?yōu)楸＝⌒裕嘤弋a(chǎn)、優(yōu)質(zhì)（粗脂肪和α-亞麻酸含量高）和綜合性狀優(yōu)良的油用亞麻品種具有重要意義。

作物新品種（系）評價方法有隸屬函數(shù)法、灰色關聯(lián)度法、動態(tài)逼近理想解排序法（DTOPSIS法）和多元統(tǒng)計分析方法等[10]。DTOPSIS法是依據(jù)多目標決策問題的“理想解”和“負理想解”進行排序，采用正向、中性和逆向指標，把各性狀指標（模糊指標）量化為對理想解的相對接近度（Ci），為育種工作者提供客觀量化的標準，從而更加科學全面地反映品種（系）的優(yōu)劣[11]。近年來，該方法廣泛運用于玉米[12]、水稻[13]、芝麻[14]、大豆[15]和甘蔗[16]等作物的綜合評價中。杜剛等[17]運用DTOPSIS法和灰色關聯(lián)度法對亞麻新品種進行綜合評價，結果得出，DTOPSIS法更適用于亞麻新品種的評估，其量化標準更為合理，具有優(yōu)越性，與灰色關聯(lián)度法相比較，品種間的差異性較顯著。

本研究運用DTOPSIS法對16個油用亞麻新品系進行農(nóng)藝及品質(zhì)性狀綜合評價，篩選出更適應于西北地區(qū)種植的油用亞麻新品系，提高新品種的選育效率，為油用亞麻新品種在西北地區(qū)的推廣應用提供參考。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況

試驗于2019年3月-2020年9月在甘肅省白銀市景泰縣（104°07′E，37°09′N）進行，試驗地屬于干旱型大陸性氣候，年均氣溫9.0℃，年均降水量較小，約185mm，無霜期141d左右，晝夜溫差大，濕度小，風速大，日照充足。地勢平坦，肥力中等，前茬作物為玉米。

1.2 試驗材料

試驗材料為甘肅省農(nóng)業(yè)科學院作物研究所遺傳育種研究室提供的16個亞麻新品系（R25、R41、R46、R88、R96、R99、R103、R104、R104-1、R148、R148-1、R158、R161、R172、R173、R182）和 2個對照品種（張亞2號和隴亞13號）。

1.3 試驗設計

采用隨機區(qū)組設計，條播，四周設1.00m保護行，重復3次。前茬作物收獲后及時深翻。每個試驗小區(qū)種植10行，行長6.67m，行距20cm，小區(qū)面積13.34m2，每行播種1200粒，出苗后按當?shù)爻Ｒ?guī)田間管理。

1.4 測定項目及方法

按照《亞麻種質(zhì)資源描述規(guī)范和數(shù)據(jù)標準》[18]測定農(nóng)藝性狀，隨機采集20株亞麻測定株高、工藝長度、分莖數(shù)、分枝數(shù)、單株果數(shù)、單株粒重和千粒重，產(chǎn)量按小區(qū)收獲后折算。品質(zhì)性狀測定包括粗脂肪、木酚素和5種脂肪酸（亞麻酸、亞油酸、硬脂酸、油酸和棕櫚酸），其中采用殘余法測定粗脂肪含量，采用直接堿解法測定木酚素含量，采用氣相色譜法測定5種脂肪酸含量。

1.5 數(shù)據(jù)處理

運用Microsoft Excel 2016進行數(shù)據(jù)處理，運用SPSS 25軟件進行顯著性和相關性分析。采用DTOPSIS法對亞麻新品系進行綜合評分，各指標以2019和2020年的平均值作為評價指標。

根據(jù)育種目標及生產(chǎn)實踐，結合文獻[19]，對15個性狀指標（株高、工藝長度、分莖數(shù)、分枝數(shù)、單株果數(shù)、單株粒重、千粒重、產(chǎn)量、粗脂肪、木酚素、亞麻酸、亞油酸、硬脂酸、油酸和棕櫚酸）分別賦予權重系數(shù)（Wj），依次為0.02、0.02、0.01、0.05、0.05、0.05、0.05、0.30、0.25、0.05、0.11、0.01、0.01、0.01 和 0.01。

2 結果與分析

2.1 農(nóng)藝性狀分析

如表1所示，2年的株高、分莖數(shù)、分枝數(shù)、單株粒重和千粒重測量值較為接近，2019年的工藝長度較短，2020年的產(chǎn)量相關性狀普遍較低，可能與當年的氣候條件有關。

表1 油用亞麻新品系的農(nóng)藝性狀差異性Table 1 The difference of agronomic traits of new oil flax lines

綜合2年數(shù)據(jù)可知，株高的變化范圍為44.73～74.50cm；工藝長度的變化范圍為17.90～58.77cm；分莖數(shù)、分枝數(shù)和單株果數(shù)的變化范圍分別為0～2.13、2.49～8.13和13.07～64.13；單株粒重、千粒重和產(chǎn)量分別為 0.63～2.87g、4.60～8.60g 和 1288.71～2172.84kg/hm2。

變異系數(shù)最大的為分莖數(shù)，2年分別為64.65%和62.69%，最小的是2019年產(chǎn)量變異系數(shù)，為9.67%。2年的平均變異系數(shù)表現(xiàn)為株高＜產(chǎn)量＜千粒重＜分枝數(shù)＜單株果數(shù)＜工藝長度＜單株粒重＜分莖數(shù)。

2.2 品質(zhì)性狀分析

如表2所示，2019和2020年的7個品質(zhì)性狀的檢測值均較為接近，亞麻酸的平均含量最高，2019和2020年分別為52.10%和51.37%。綜合2年的數(shù)據(jù)，粗脂肪的變化范圍為37.01%～43.42%，木酚素的變化范圍為5.09～9.99mg/g，亞麻酸的變化范圍為40.61%～59.59%，亞油酸、硬脂酸、油酸和棕櫚酸的變化范圍分別為12.85%～14.93%、2.36%～6.12%、16.50%～32.58%和 5.34%～6.69%。變異系數(shù)最大的為硬脂酸，2019和2020年分別為19.75%和29.46%。2年的平均變異系數(shù)表現(xiàn)為亞油酸＜粗脂肪＜棕櫚酸＜亞麻酸＜油酸＜木酚素＜硬脂酸。

表2 油用亞麻新品系的品質(zhì)性狀差異性Table 2 The difference of quality traits of new oil flax lines

2.3 相關性分析

圖1是農(nóng)藝性狀的相關性分析，可以看出，單株果數(shù)與單株粒重正相關系數(shù)最大，達到0.802，工藝長度與單株果數(shù)的負相關系數(shù)最大，為-0.525。除了分枝數(shù)與千粒重，工藝長度與其余性狀均呈極顯著負相關。株高與分莖數(shù)和產(chǎn)量呈極顯著正相關。單株粒重與株高、分莖數(shù)、千粒重和產(chǎn)量均呈正相關，其中與株高和分莖數(shù)均達極顯著水平。單株果數(shù)與單株粒重、株高和分莖數(shù)呈極顯著正相關，與產(chǎn)量呈顯著正相關。分枝數(shù)與單株粒重和單株果數(shù)呈顯著或極顯著正相關。

圖1 農(nóng)藝性狀相關性分析Fig.1 Correlation analysis of agronomic traits

圖2是品質(zhì)性狀的相關性分析，亞麻酸與硬脂酸、棕櫚酸和油酸均達極顯著負相關，木酚素與亞油酸和粗脂肪呈顯著正相關，亞油酸與棕櫚酸和硬脂酸均呈顯著負相關，粗脂肪與油酸呈極顯著負相關。

圖2 品質(zhì)性狀相關性分析Fig.2 Correlation analysis of quality traits

綜合農(nóng)藝性狀和品質(zhì)性狀進行相關性分析（表3），粗脂肪與分莖數(shù)和單株粒重均呈顯著正相關，其中與分莖數(shù)達極顯著水平，與工藝長度呈極顯著負相關。木酚素與株高呈極顯著正相關，與分莖數(shù)呈顯著正相關，與分枝數(shù)和工藝長度呈顯著負相關。硬脂酸與工藝長度呈極顯著負相關，油酸與分莖數(shù)和單株粒重呈顯著負相關。

表3 不同油用亞麻品質(zhì)的農(nóng)藝性狀和品質(zhì)性狀相關性Table 3 Correlation of agronomic traits and quality traits of different oil flax lines

2.4 DTOPSIS法綜合評價

16個油用亞麻新品系和2個對照品種連續(xù)2年試驗結果的平均值如表4所示，建立18個樣品（i）和15個性狀（j）的矩陣。將指標進行無量綱化處理，分枝數(shù)、單株果數(shù)、單株粒重、千粒重、產(chǎn)量、粗脂肪、木酚素和亞麻酸8個指標為正向指標；株高、工藝長度和分莖數(shù)3個指標為中性指標；亞油酸、硬脂酸、油酸和棕櫚酸4個指標為負向指標。然后建立決策矩陣，將無量綱化處理后的數(shù)據(jù)分別乘以各性狀指標的Wj，得到?jīng)Q策矩陣，運用MAX和MIN函數(shù)分別求出各性狀的正理想解和負理想解。

表4 油用亞麻新品系的綜合性狀Table 4 Comprehensive traits of new oil flax lines

運用歐幾里德范數(shù)和距離測度公式計算各品系的理想解相對接近度，Si+為正理想解距離，Si-為負理想解距離，Ci為相對接近度，依據(jù)DTOPSIS法的評價原則，Ci越大，表明該油用亞麻品系的綜合性狀越好。由表5可知，Ci由大到小依次為R161＞R99＞R46＞R96＞R104-1＞R41＞隴亞13號＞R104＞張亞2號＞R172＞R158＞R182＞R173＞R103＞R88＞R148＞R25＞R148-1，說明 R161、R99、R46、R96、R104-1和R41這6個品系綜合性狀優(yōu)于2個對照品種；R104優(yōu)于張亞2號，低于隴亞13號；其他9個品系的綜合性狀均低于2個對照品種。

表5 DTOPSIS法綜合評價結果Table5 Comprehensive evaluation results by DTOPSIS method

3 討論

葉小倩等[20]綜合比較分析了甘肅省的4種油料作物，得出生產(chǎn)規(guī)模優(yōu)勢、生產(chǎn)效率比較優(yōu)勢和綜合比較優(yōu)勢最強的均為胡麻，并提出加快優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)高油品種選育的建議。本研究對16個油用亞麻新品系進行農(nóng)藝和品質(zhì)性狀綜合分析，篩選出6個品系（R161、R99、R46、R96、R104-1和R41）綜合性狀均優(yōu)于對照品種（隴亞13號和張亞2號）。農(nóng)藝性狀分析得出，株高的變異系數(shù)最小，分莖數(shù)的變異系數(shù)最大，測量的相同農(nóng)藝性狀內(nèi)，與陳英[21]的研究結果相一致。張煒等[22]對旱地胡麻主要農(nóng)藝性狀進行分析，有效分莖數(shù)的變異系數(shù)最大（38.51%），株高的變異系數(shù)最小（6.29%）。伊六喜等[23]研究中沒有分莖數(shù)指標，單株粒重變異系數(shù)最大，除去分莖數(shù)指標，本研究結果與之相同。品質(zhì)性狀分析得出，在5種脂肪酸中，硬脂酸的變異系數(shù)最大（24.60%），與伊六喜等[23]和王斌等[24]的研究結果相似，硬脂酸變異系數(shù)分別為21.04%和17.00%。

相關性分析得出，單株果數(shù)和單株粒重正相關系數(shù)最大，達到0.802；除了分枝數(shù)與千粒重，工藝長度與其余性狀均呈極顯著負相關。產(chǎn)量與單株果數(shù)、單株粒重和株高均呈正相關，分枝數(shù)與單株果數(shù)呈極顯著正相關，該結果與左振興等[25]和焦振飛等[26]的研究結果一致。品質(zhì)性狀相關性分析中，亞麻酸與硬脂酸、棕櫚酸和油酸均呈極顯著負相關，木酚素與亞油酸和粗脂肪均呈顯著正相關，亞油酸與棕櫚酸和硬脂酸均呈顯著負相關，與趙利等[27]和陳明哲等[28]的研究結果相似。綜合農(nóng)藝性狀和品質(zhì)性狀進行分析，粗脂肪與分莖數(shù)和單株粒重均呈顯著正相關，與工藝長度呈極顯著負相關。木酚素與株高和分莖數(shù)均呈顯著正相關，與分枝數(shù)和工藝長度均呈顯著負相關。硬脂酸與工藝長度呈極顯著負相關，油酸與分莖數(shù)和單株粒重均呈顯著負相關。

不同的生態(tài)區(qū)都有各自最適宜的種植品種，運用綜合評價方法篩選出較適宜種植的品系，可以加快新品種選育效率。本研究運用DTOPSIS法篩選出6個綜合性狀優(yōu)良、適宜西北地區(qū)種植的油用亞麻新品系。熱不海提·帕力哈提等[29]在湖北武漢將35份亞麻品種（系）進行適應性評價，篩選出651品系最適合在該地推廣種植，其次為609和M0459。歐巧明等[30]在甘肅蘭州篩選出豐產(chǎn)且綜合農(nóng)藝性狀優(yōu)良的5份品種資源，分別為康保亞麻、公系32號、涼城-6、莎縣胡麻和AC Lightning。張麗麗等[31]在河北張家口對20份俄羅斯亞麻資源進行測定分析，篩選出Bilton的綜合性狀最佳，最適宜用于育種材料或生產(chǎn)。王麗艷等[32]對來自6個產(chǎn)地的12份亞麻品種進行綜合品質(zhì)評價，結果得出，晉亞7號為綜合品質(zhì)最優(yōu)的品種。郭英杰等[33]在冀北壩上進行油用亞麻的適應性評價，篩選出天亞11號、壩選三號和晉亞13號適宜在冀北地區(qū)種植。

4 結論

運用2年試驗數(shù)據(jù)對16個油用亞麻新品系進行測定分析。農(nóng)藝性狀分析得出，株高的變異系數(shù)最小，分莖數(shù)的變異系數(shù)最大。品質(zhì)性狀分析得出，亞油酸變異系數(shù)最小，硬脂酸變異系數(shù)最大。相關性分析得出，單株果數(shù)與單株粒重呈極顯著正相關；產(chǎn)量與單株果數(shù)、單株粒重和株高均呈正相關；亞麻酸與硬脂酸、棕櫚酸和油酸均極顯著負相關；粗脂肪與分莖數(shù)和單株粒重均呈顯著正相關，與工藝長度呈極顯著負相關。運用DTOPSIS法篩選出6個綜合性狀優(yōu)良、高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)且適宜西北地區(qū)推廣種植的油用亞麻新品系，分別為R161、R99、R46、R96、R104-1和 R41。