半干旱地區(qū)燕麥種子產(chǎn)量及其相關(guān)農(nóng)藝性狀

景 芳，邊 芳，任生蘭，劉彥明，陳 富，南 銘，張成君，劉 陽

（1.甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)草業(yè)學(xué)院, 甘肅 蘭州 730070；2.甘肅省定西市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究院, 甘肅 定西 743000；3.甘肅省農(nóng)業(yè)科學(xué)院作物研究所, 甘肅 蘭州 730070；4.臨夏回族自治州農(nóng)業(yè)科學(xué)院，甘肅 臨夏 731100）

燕麥(Avena sativa)分為帶稃型皮燕麥(A.sativa)和裸粒型裸燕麥(A.nuda)[1]，其籽粒富含粗蛋白、膳食纖維、維生素、礦質(zhì)元素等，既是主要的糧食作物，又是優(yōu)質(zhì)的飼草作物[2]，同時(shí)具有醫(yī)用、美容、保健等價(jià)值，也是對(duì)抗生態(tài)環(huán)境退化的先鋒作物[3]。燕麥屬長日照作物，具有耐旱、耐寒、耐鹽堿、耐貧瘠的特性，主要分布在東北、華北、西北、西南等高海拔高緯度地區(qū)[4]，在降雨稀少、氣候干燥冷涼、晝夜溫差大的甘肅中部地區(qū)得到大面積推廣種植，常年種植面積接近4 萬hm2[5-6]。甘肅作為燕麥主產(chǎn)區(qū)之一，燕麥種質(zhì)資源雖多，但該地區(qū)燕麥品種普遍存在品種退化、種子產(chǎn)量低、抗逆性差、品種混雜等問題，嚴(yán)重制約著燕麥產(chǎn)業(yè)的健康發(fā)展[7]。通過品種選育，可以獲得適宜本地氣候、群體表現(xiàn)一致、產(chǎn)量大、營養(yǎng)價(jià)值高、抗逆性強(qiáng)的燕麥新品系[8]。

近年來，國內(nèi)學(xué)者在燕麥新品種(系)的選育工作中做了大量研究，育成品種包括河北張家口的“壩燕”和“壩莜”系列，吉林白城的“白燕”系列，山西的“晉燕”系列，內(nèi)蒙古的“蒙燕”系列，甘肅的“隴燕”和“定莜系列”等[9]。盡管選育品種較多，但遠(yuǎn)不能滿足市場(chǎng)對(duì)高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)燕麥品種的需求[10]，因此亟需選育新品種，以豐富當(dāng)?shù)匮帑湻N質(zhì)資源庫。定西市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究院自20 世紀(jì)70 年代初成立燕麥育種課題組，開展種質(zhì)資源搜集、引進(jìn)、篩選和自育，引進(jìn)國內(nèi)外種質(zhì)資源1 800 多份，引種篩選燕麥品種4 個(gè)，育成裸燕麥系列‘定莜1 號(hào)’～‘定莜9 號(hào)’9 個(gè)，皮燕麥系列‘定燕2 號(hào)’1 個(gè)[11-14]。系譜選擇法是旱地燕麥新品種選育常規(guī)技術(shù)，按照育種目標(biāo)，從種質(zhì)資源收集、引進(jìn)、整理、評(píng)價(jià)、鑒定→抗逆優(yōu)質(zhì)性狀篩選→親本選擇、雜交組合配置→逐代選種→系選出圃→品系鑒定試驗(yàn)→品系比較試驗(yàn)→全省區(qū)域試驗(yàn)→生產(chǎn)示范→新品系認(rèn)定→科技成果登記→新品種生產(chǎn)推廣應(yīng)用的技術(shù)路線，選育燕麥新品種[15]。本研究處于燕麥新品系選育的品系比較試驗(yàn)階段，在前期工作的基礎(chǔ)上，采用相關(guān)性分析、通徑分析、灰色關(guān)聯(lián)度分析、聚類分析等多元統(tǒng)計(jì)方法，綜合評(píng)價(jià)燕麥品種(系)生產(chǎn)特性，以期篩選出適宜甘肅中部半干旱地區(qū)種植的優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)、適應(yīng)性強(qiáng)的燕麥新品系進(jìn)入全省區(qū)域試驗(yàn)，為燕麥新品種(系)的選育提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)區(qū)設(shè)在甘肅省定西市燕麥?zhǔn)w麥試驗(yàn)站綜合試驗(yàn)基地(定西市國家現(xiàn)代農(nóng)業(yè)示范園區(qū))，地處104°12′ E，35°17′ N，海拔高度1 920 m，位于黃土高原丘陵溝壑帶。屬溫帶半濕潤和中溫帶半干旱區(qū)，海拔高，氣溫低，大陸性氣候明顯，常年干燥少雨，冬季冷涼，夏天炎熱，晝夜溫差大。年均溫度5.7～7.7 ℃，最高溫度33 ℃，最低溫度-19 ℃，年總降水量400～600 mm。光照充足，全年日照時(shí)間在2 000 h 以上，無霜期100～160 d，年均蒸發(fā)量1 400 mm。試驗(yàn)地為黃綿土，全氮0.84 g·kg-1，速效鉀195.48 mg·kg-1，速效磷35.43 mg·kg-1，速效氮56.43 mg·kg-1，有機(jī)質(zhì)10.11 g·kg-1，pH 8.03。2019 年11 月耕地育肥，采用機(jī)器翻耕，翻耕深度25 cm，平整土地后，人工撒施有機(jī)肥4 500 kg·hm-2、磷肥(P2O5)525 kg·hm-2、硫酸鉀(K2SO4) 300 kg·hm-2。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

供試的19 份燕麥品種(系)除了已正式登記的品種‘定莜8 號(hào)’和‘定引1 號(hào)’，其他品系均為品系鑒定試驗(yàn)提升至品系比較試驗(yàn)的材料，種子經(jīng)去雜、挑選，純凈度符合播種要求，發(fā)芽率80%以上。

試驗(yàn)于2020 年3 月底播種，播前施尿素(N) 150 kg·hm-2，人工開溝條播，播種深度4～6 cm，小區(qū)面積10 m2(2 m × 5 m)，每小區(qū)8 行，行距25 cm，每公頃留苗420 萬粒，根據(jù)千粒重計(jì)算每個(gè)品種的播種量(表1)，3 次重復(fù)，隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)。生育期內(nèi)不追肥灌溉，苗期中耕除草兩次，期間定時(shí)除草。

表1 供試燕麥來源及類型Table 1 Source and type of oat varieties in the experiment

1.3 測(cè)定指標(biāo)

采用整體觀察法[16]，觀察并記錄每個(gè)小區(qū)燕麥的出苗期、分蘗期、拔節(jié)期、抽穗期、開花期、乳熟期和完熟期(以試驗(yàn)小區(qū)內(nèi)50%的植株進(jìn)入某物候期為基準(zhǔn))。苗期觀察幼苗的顏色和習(xí)性；完熟期觀察植株的株型并統(tǒng)計(jì)每個(gè)小區(qū)的成穗數(shù)即每平米成穗的株數(shù)；收獲前期每個(gè)小區(qū)隨機(jī)選取10 株長勢(shì)一致的植株用于考種，測(cè)量株高、穗長，統(tǒng)計(jì)穗輪層數(shù)、主穗小穗數(shù)、分蘗數(shù)、單株穗粒數(shù)、單株穗粒重。燕麥?zhǔn)斋@后稱取種子產(chǎn)量，統(tǒng)計(jì)千粒重并觀察籽粒顏色和形狀。

1.4 數(shù)據(jù)處理

采用Excel 2010 軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算、整理；采用Duncan 法進(jìn)行顯著性檢驗(yàn)；用SPSS 19.0 軟件進(jìn)行方差分析、Pearson 相關(guān)性分析、通徑分析以及聚類分析。

利用下列公式計(jì)算間接系數(shù)和決策系數(shù)：

式中：rijPjy反映了自變量xi通過自變量xj對(duì)因變量y的間接影響效應(yīng)；rij為xi與xj的簡單相關(guān)系數(shù)；Pjy表示自變量xj對(duì)因變量y的直接影響效應(yīng)(即直接通徑系數(shù))；riy表示自變量xi與因變量y的簡單相關(guān)系數(shù)；Piy反映了自變量xi對(duì)因變量y的直接影響效應(yīng)。決策系數(shù)是正數(shù)，說明xi對(duì)y起增強(qiáng)作用，最大值為主要決定因子；若是負(fù)數(shù)，說明xi對(duì)y起限定性作用且最小值為主要限定因子。

采用灰色關(guān)聯(lián)度分析方法對(duì)各品種(系)的綜合指標(biāo)進(jìn)行分析評(píng)價(jià)。

式中：maxmax|X0(k) -Xi(k)| 為最大絕對(duì)值差，minmin|X0(k) -Xi(k)|為最小絕對(duì)值差，&為分辨系數(shù)，此處取值為0.5，N為供試燕麥品種(系)各性狀指標(biāo)的個(gè)數(shù)，k為性狀，i為品種(系)編號(hào)。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同燕麥品種(系)的物候期

19 個(gè)燕麥品種(系)均能完成生長發(fā)育過程(表2)，播種期間土壤墑情較差，降雨較少，氣溫較低，導(dǎo)致供試燕麥材料出苗較遲，播種后24～28 d 出苗，其中‘FB3150-11-29’和‘FD400-10-14’的出苗時(shí)間最遲，播種后28 d 出苗。19 個(gè)燕麥品種(系)的分蘗期和拔節(jié)期相差較小，隨著生長進(jìn)程的推進(jìn)，生育期出現(xiàn)一定差異，生育天數(shù)介于90～104 d，表現(xiàn)為中熟品種。其中‘LA06063SB-13’的生育期最短，僅有90 d，‘ND091293’‘201101-3’‘201202-3’的生育期最長，為104 d，最后進(jìn)入完熟期；11 個(gè)裸燕麥較8 個(gè)皮燕麥材料的生育期長出1～14 d。

表2 不同燕麥品種(系)的物候期Table 2 Phenological stage of different oat varieties (line)

2.2 不同燕麥品種(系)的表觀性狀

19 個(gè)燕麥品種(系)的幼苗顏色分為綠色、深綠色兩種顏色，其中深綠色的材料有10 個(gè)，占52.63%(表3)；11 個(gè)裸燕麥品種(系)中，深綠色有5 個(gè)，占45.46%，8 個(gè)皮燕麥中，深綠色有5 個(gè)，占62.5%。幼苗習(xí)性均為直立型。穗形有兩種形態(tài)，分別為周緊型和周散型，周緊型有4 個(gè)，包括‘201025-01-148’‘FB3150-11-29’‘FD400-10-14’‘定引1 號(hào)’，占21.05%。籽粒形狀有橢圓、卵圓、長筒和長橢圓4 種，其中長筒型有兩個(gè)，分別為‘定莜8 號(hào)’‘ND091289’；卵圓型有兩個(gè)，分別為‘201202-3’‘201215-12’；8 個(gè)皮燕麥品種(系) 除‘ND030349’為長橢圓，其余均為橢圓形。籽粒顏色有黃色和紅褐色兩種，其中裸燕麥均為黃色，8 個(gè)皮燕麥中有3 個(gè)紅褐色材料，分別是‘定引1 號(hào)’‘201111-5’‘201113-03-05’。

表3 不同燕麥品種(系)的表觀性狀Table 3 Apparent characters of different oat varieties (line)

2.3 不同燕麥品種(系)的種子產(chǎn)量

19 個(gè)燕麥品種(系)的種子產(chǎn)量存在差異 (表4)，產(chǎn)量介于3 283.33～5 833.33 kg·hm-2，平均種子產(chǎn)量4 181.40 kg·hm-2，其中‘Cinskinaly’和‘BS-5’顯著高于其他品種(系) (P< 0.05)，‘定莜8 號(hào)’產(chǎn)量最低，僅為‘Cinskinaly’ 的56.29% ；‘201111-5’‘201113-03-05’‘ND030349’‘Cinskinaly’和‘201303-1’ 5 個(gè)品系高于平均種子產(chǎn)量，分別較平均值高出 17.98%、9.61%、21.17%、39.51% 和14.40%。11 個(gè)裸燕麥品種(系) 的平均種子產(chǎn)量為3 724.55 kg·hm-2，品種(系)間產(chǎn)量差異不顯著；8 個(gè)皮燕麥品種(系)的平均種子產(chǎn)量為4 809.58 kg·hm-2，除‘LA06063SB-13’外，其余皮燕麥品種(系)的種子產(chǎn)量均高于裸燕麥。

表4 不同燕麥品種(系)的種子產(chǎn)量Table 4 Seed yield of different oat varieties (line)

2.4 不同燕麥品種(系)的田間農(nóng)藝性狀

9 個(gè)田間農(nóng)藝性狀項(xiàng)指標(biāo)中，分蘗數(shù)的變異系數(shù)最大，為63.91%，說明不同品種(系)間分蘗數(shù)差異較大(表5)；株高的變異系數(shù)最小，為10.96%，說明不同燕麥品種(系)間株高的差異較小；其他農(nóng)藝性狀變異系數(shù)的范圍為11.85%～31.31%。19 個(gè)燕麥品種(系) 的田間農(nóng)藝性狀存在顯著差異(P<0.05)，說明影響種子產(chǎn)量的其他9 個(gè)性狀之間相互影響，且性狀指標(biāo)的貢獻(xiàn)值各不相同。株高的范圍在86.33～145.67 cm，平均株高125.97 cm，其中‘FD400-10-14’的株高最高，較平均值高出15.64%；裸燕麥株高的范圍在117.00～145.66 cm，平均株高131.15 cm，皮燕麥株高的范圍在86.33～139.50 cm，平均株高118.83 cm，可見裸燕麥與皮燕麥的株高有較大差異。分蘗數(shù)的范圍介于0.27～1.57，平均分蘗數(shù)0.77 個(gè)，其中‘201003-06-5’的分蘗數(shù)最高，高出平均值102.50%，201202-3 最低?！瓹inskinaly’的成穗數(shù)最多，為671.40，平均成穗數(shù)503.99，‘Cinskinaly’較平均值高出33.22%，‘定莜8 號(hào)’的成穗數(shù)最低；11 個(gè)裸燕麥品種(系)的平均成穗數(shù)467.85，8 個(gè)皮燕麥品種(系)的平均成穗數(shù)553.69，可見皮燕麥的平均成穗數(shù)較裸燕麥高?！甃A06063SB-13’的穗長、穗輪層數(shù)、主穗小穗數(shù)、單株穗粒數(shù)均為最低；‘201202-3’的穗長最高(30.33 cm)，較平均穗長高出27.13%；‘201003-06-5’的穗輪層數(shù)、主穗小穗數(shù)、單株穗粒數(shù)和單株穗粒重4 項(xiàng)指標(biāo)均為最高，分別為6.70 層、55.83 個(gè)、121.93 粒、3.18 g，較平均值分別高出22.86%、64.37%、50.84%、38.52%，而‘201006-01-01-9’的單株穗粒重最低(1.11 g)。19 個(gè)品種(系)中皮燕麥‘201303-1’的千粒重最高，為36.77 g，裸燕麥‘FD400-10-14’的千粒重最低，為20.63，皮燕麥的平均千粒重較裸燕麥高出39.40%。

表5 不同燕麥品種(系)田間農(nóng)藝性狀調(diào)查表Table 5 Investigation of the field agronomic characteristics of different oat varieties (line)

2.5 不同燕麥品種(系)農(nóng)藝性狀相關(guān)性分析

對(duì)燕麥的農(nóng)藝性狀，包括株高、穗長、穗輪層數(shù)、主穗小穗數(shù)、分蘗數(shù)、單株穗粒數(shù)、單株穗粒重、千粒重、成穗數(shù)與種子產(chǎn)量進(jìn)行相關(guān)性分析(表6)，結(jié)果表明：燕麥農(nóng)藝性狀與種子產(chǎn)量的相關(guān)性依次是千粒重 > 成穗數(shù) > 單株穗粒重 > 穗長 > 穗輪層數(shù) > 株高 > 分蘗數(shù) > 主穗小穗數(shù) > 單株穗粒數(shù)，其中，千粒重、成穗數(shù)、單株穗粒重與種子產(chǎn)量相關(guān)性最強(qiáng)，是影響燕麥種子產(chǎn)量的主要因素。相關(guān)性結(jié)果表明：種子產(chǎn)量與千粒重、成穗數(shù)極顯著正相關(guān)(P< 0.01)，相關(guān)系數(shù)分別為0.663、0.608；與單株穗粒重顯著正相關(guān)(P< 0.05)，相關(guān)系數(shù)為0.515；與穗長顯著負(fù)相關(guān)(P< 0.05)。與種子產(chǎn)量相關(guān)性最強(qiáng)的千粒重與單株穗粒重顯著正相關(guān)(P< 0.05)，相關(guān)系數(shù)為0.436；與穗長、穗輪層數(shù)極顯著負(fù)相關(guān)(P<0.01)。與種子產(chǎn)量相關(guān)性次之的成穗數(shù)與千粒重極顯著正相關(guān)(P< 0.01)，相關(guān)系數(shù)為0.536；與穗長極顯著負(fù)相關(guān)(P< 0.01)；與株高、穗輪層數(shù)顯著負(fù)相關(guān)(P< 0.05)。與種子產(chǎn)量顯著相關(guān)的單株穗粒重與單株穗粒數(shù)極顯著正相關(guān)(P< 0.01)，相關(guān)系數(shù)為0.578；與分蘗數(shù)顯著相關(guān)(P< 0.05)，相關(guān)系數(shù)為0.416。

表6 燕麥農(nóng)藝性狀與種子產(chǎn)量相關(guān)性分析Table 6 Correlation analysis of oat agronomic characteristics and seed yield

2.6 不同燕麥品種(系)農(nóng)藝性狀通徑分析

對(duì)19 個(gè)燕麥品種(系)的種子產(chǎn)量和農(nóng)藝性狀指標(biāo)進(jìn)行通徑分析，結(jié)果表明：9 個(gè)田間指標(biāo)對(duì)種子產(chǎn)量的直接影響程度(直接通徑系數(shù)的絕對(duì)值)大小依次為：單株穗粒數(shù) > 單株穗粒重 > 主穗小穗數(shù) >穗長 > 成穗數(shù) > 株高 > 分蘗數(shù) > 穗輪層數(shù) > 千粒重(表7)，說明單株穗粒數(shù)、單株穗粒重、主穗小穗數(shù)3 個(gè)指標(biāo)對(duì)燕麥種子產(chǎn)量的貢獻(xiàn)率較大。單株穗粒重對(duì)燕麥種子產(chǎn)量產(chǎn)生較大的正向作用，直接通徑系數(shù)為0.652；單株穗粒數(shù)對(duì)種子產(chǎn)量產(chǎn)生較大的負(fù)向作用，直接通徑系數(shù)為-0.654。9 個(gè)生長特性指標(biāo)的決策系數(shù)從大到小依次為：成穗數(shù) > 單株穗粒重 > 穗長 > 穗輪層數(shù) > 分蘗數(shù) > 千粒重 > 株高 >單株穗粒數(shù) > 主穗小穗數(shù)。成穗數(shù)、單株穗粒重、穗長、穗輪層數(shù)、分蘗數(shù)的決策系數(shù)大于0，其中成穗數(shù)的決策系數(shù)最大，為 0.320，是種子產(chǎn)量的主要決定因子。

表7 燕麥農(nóng)藝性狀與種子產(chǎn)量的通徑分析Table 7 Path analysis of oat agronomic characteristics and seed yield

9 個(gè)農(nóng)藝性狀指標(biāo)通過其他指標(biāo)對(duì)燕麥種子產(chǎn)量的間接效應(yīng)(間接通徑系數(shù)的絕對(duì)值)大小依次為：千粒重 > 單株穗粒數(shù) > 分蘗數(shù) > 株高 > 穗輪層數(shù) > 成穗數(shù) > 主穗小穗數(shù) > 穗長 > 單株穗粒重。穗輪層數(shù)和單株穗粒數(shù)均通過主穗小穗數(shù)對(duì)種子產(chǎn)量產(chǎn)生較大的間接正效應(yīng)，間接通徑系數(shù)分別為0.480 和0.440，穗輪層數(shù)通過主穗小穗數(shù)對(duì)種子產(chǎn)量產(chǎn)生的間接效應(yīng)大于直接對(duì)種子產(chǎn)量的影響。單株穗粒重通過單株穗粒數(shù)對(duì)種子產(chǎn)量產(chǎn)生較大的間接負(fù)效應(yīng)，間接通徑系數(shù)為－0.378，單株穗粒重通過單株穗粒數(shù)對(duì)種子產(chǎn)量產(chǎn)生的間接負(fù)效應(yīng)小于直接對(duì)種子產(chǎn)量的影響。綜上所述，單株穗粒數(shù)、單株穗粒重、千粒重是決定種子產(chǎn)量的重要因素。

2.7 不同燕麥品種(系)農(nóng)藝性狀灰色關(guān)聯(lián)度分析

本試驗(yàn)中19 個(gè)燕麥品種(系)的農(nóng)藝性狀與種子產(chǎn)量的相關(guān)性表現(xiàn)不一致，無法對(duì)燕麥各品種(系)的綜合性狀進(jìn)行精準(zhǔn)評(píng)價(jià)，采用灰色關(guān)聯(lián)度評(píng)價(jià)法可以消除個(gè)別指標(biāo)帶來的片面性，使燕麥綜合指標(biāo)具有真實(shí)可比性，灰色關(guān)聯(lián)度越大，說明綜合性能評(píng)價(jià)越高。

2.7.1 構(gòu)建理想?yún)⒖计贩N

采用最大值構(gòu)建理想?yún)⒖计贩N，構(gòu)建的參考品種生長特性為株高145.67 cm，穗長30.33 cm，穗輪層數(shù)6.70 層，主穗小穗數(shù)55.83 個(gè)，分蘗數(shù)1.57 個(gè)，單株穗粒數(shù)121.93 粒，單株穗粒重3.18 g，千粒重36.77 g，成穗數(shù)671.40，種子產(chǎn)量4 182.00 kg·hm-2。

構(gòu)成{X0} = {145.67, 30.33, 6.70, 55.83, 1.57, 121.93,3.18, 36.77, 671.40, 4 182.00}。

2.7.2 數(shù)據(jù)無量綱化處理

由于19 個(gè)燕麥品種(系)的計(jì)量單位各不相同，不能直接比較，采用無量綱化處理，將參試19 個(gè)燕麥品種(系)生產(chǎn)性狀各指標(biāo)除以理想?yún)⒃嚻贩N的指標(biāo)，得到標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)值。應(yīng)用公式Δi(k) = |X0(k) -Xi(k)|，計(jì)算絕對(duì)差值，之后根據(jù)公式minmin|X0(k)-Xi(k)|，maxmax|X0(k)-Xi(k)|，得到二級(jí)最小差值0和最大差值0.733。

2.7.3 各性狀指標(biāo)的關(guān)聯(lián)度分析

在求得絕對(duì)差值、最大絕對(duì)差值、最小絕對(duì)差值的基礎(chǔ)上，根據(jù)公式(1)，求得各生產(chǎn)特性指標(biāo)對(duì)應(yīng)的關(guān)聯(lián)度系數(shù)，其中&取0.5。由于供試品種(系) 各指標(biāo)的關(guān)聯(lián)度系數(shù)較多，不能直接進(jìn)行比較，需要將各性狀的關(guān)聯(lián)度系數(shù)集中，因此根據(jù)公式(2)計(jì)算了關(guān)聯(lián)度，關(guān)聯(lián)度反映了各因子的重要性，關(guān)聯(lián)度大的因子，對(duì)燕麥種子產(chǎn)量的影響越大。同時(shí)可根據(jù)重要度給予農(nóng)藝性狀不同的權(quán)重系數(shù)，賦予各性狀不同權(quán)重[公式(3)]。各農(nóng)藝性狀在評(píng)價(jià)系統(tǒng)中的權(quán)重順序?yàn)樗胼唽訑?shù) > 株高 > 成穗數(shù) > 種子產(chǎn)量 > 穗長 > 千粒重 > 主穗小穗數(shù) > 單株穗粒數(shù) > 單株穗粒重 > 分蘗數(shù)(表8)，可見，穗輪層數(shù)、株高、成穗數(shù)3 個(gè)性狀指標(biāo)在該評(píng)價(jià)系統(tǒng)中所占權(quán)重最高。通過公式(4)，求得加權(quán)關(guān)聯(lián)度，加權(quán)關(guān)聯(lián)度可反映供試品種(系)與參考的理想品種之間的差異，關(guān)聯(lián)度越大，說明該品種越接近理想品種。11 個(gè)裸燕麥品種(系)的加權(quán)關(guān)聯(lián)度從高到低依次為‘201006-01-01-9’ > ‘定莜8 號(hào)’ > ‘201202-3’ >‘201025-01-148’ > ‘ND091289’ > ‘201003-06-5’ >‘201101-3’ > ‘FB3150-11-29’ > ‘2012-15-12’ > ‘FD400-10-14’ > ‘ND091293’(表9)；8 個(gè)皮燕麥品種(系)的加權(quán)關(guān)聯(lián)度從高到低依次為‘201113-03-05’ >‘LA06063SB-13’ > ‘Cinskinaly’ > ‘201111-5’ >‘ND030349’ > ‘定引1 號(hào)’ > ‘BS-5’ > ‘201303-1’。通過加權(quán)關(guān)聯(lián)度評(píng)價(jià)對(duì)11 個(gè)裸燕麥和8 個(gè)皮燕麥品種(系) 的農(nóng)藝性狀綜合分析得到性狀優(yōu)良的3個(gè)裸燕麥和3 個(gè)皮燕麥，裸燕麥為‘201006-01-01-9’‘定莜8 號(hào)’‘201202-3’ ； 皮燕麥為‘201113-03-05’‘LA06063SB-13’‘Cinskinaly’。

表8 不同燕麥品種(系)農(nóng)藝性狀的關(guān)聯(lián)度系數(shù)Table 8 Correlation coefficient of the agronomic characteristics of different oat varieties (line)

表9 不同燕麥品種(系)加權(quán)關(guān)聯(lián)分析Table 9 Weighted correlation analysis of different oat varieties (line)

2.8 不同燕麥品種(系)的聚類分析

采用組間聯(lián)接的方法，對(duì)19 個(gè)燕麥品種(系)進(jìn)行聚類分析(圖1)，當(dāng)歐氏距離為12.5 時(shí)，可將19 個(gè)燕麥材料分成4 類，第Ⅰ類為裸燕麥品種(系)，包括‘ND091293’‘201101-3’‘FB3150-11-29’‘定莜8 號(hào)’‘FD400-10-14’‘201006-01-01-9’‘201202-3’‘201025-01-148’‘ND091289’‘201215-12’，其主要特性為株高相對(duì)較高，單株穗粒數(shù)較多，千粒重較小，成穗數(shù)較少，種子產(chǎn)量較低。第Ⅱ類為皮燕麥品種(系)，包括‘201111-5’‘Cinskinaly’‘BS-5’‘定引1 號(hào)’‘201113-03-05’‘ND030349’‘201303-1’，其主要特性為株高相對(duì)較低，單株穗粒重較大，千粒重高，成穗數(shù)多，燕麥種子產(chǎn)量高。第Ⅲ類為裸燕麥品系‘201003-06-5’，在19 個(gè)燕麥材料中其分蘗數(shù)、穗輪層數(shù)、主穗小穗數(shù)、單株穗粒數(shù)、單株穗粒重 5 個(gè)生產(chǎn)性狀指標(biāo)均為最大值，而千粒重較小。第Ⅳ類為皮燕麥品系‘LA06063SB-13’，其株高、穗長、穗輪層數(shù)、主穗小穗數(shù)、單株穗粒數(shù)均為最小，種子產(chǎn)量也為8 個(gè)皮燕麥品種(系)中最小，生產(chǎn)適應(yīng)性和田間表現(xiàn)差。

圖1 不同燕麥品種(系)系統(tǒng)聚類圖Figure 1 Cluster analysis diagram of different oat varieties (line)

為確保評(píng)價(jià)的全面性，采用灰色關(guān)聯(lián)分析聯(lián)合聚類分析篩選出性狀優(yōu)良的兩個(gè)裸燕麥品系‘201006-01-01-9’‘201003-06-5’和1 個(gè)皮燕麥品系‘201113-03-05’，提升到甘肅省區(qū)域試驗(yàn)進(jìn)行區(qū)域比較試驗(yàn)。

3 討論

3.1 不同燕麥品種(系)農(nóng)藝性狀比較

在品種(系)評(píng)價(jià)中，種子產(chǎn)量作為育種目標(biāo)占有重要地位，在本研究中19 個(gè)燕麥品種(系) 在甘肅半干旱地區(qū)種子產(chǎn)量的范圍為3 283.33～5 833.33 kg·hm-2，平均種子產(chǎn)量4 181.40 kg·hm-2，顯著高于于彭先琴等[17]在川西北高寒地區(qū)2 250.00～3 750.00 kg·hm-2的燕麥種子產(chǎn)量，略低于郭興燕等[18]在寧夏引黃灌區(qū)3 441.70～6 328.60 kg·hm-2，說明19 個(gè)燕麥品種(系)在西北半干旱區(qū)有較高的產(chǎn)量價(jià)值。

燕麥種子產(chǎn)量及其相關(guān)農(nóng)藝性狀是燕麥新品種選育及生產(chǎn)應(yīng)用的重要內(nèi)容，影響種子產(chǎn)量的因素包括株高、分蘗數(shù)、穗粒數(shù)、穗粒重、千粒重等[19]，不同燕麥品種(系)的產(chǎn)量因素不盡相同，適應(yīng)性也有明顯差異，通過對(duì)燕麥種子產(chǎn)量及其產(chǎn)量構(gòu)成因素進(jìn)行相關(guān)性分析，可以找出影響燕麥種子產(chǎn)量的主要因素[20-22]。張琦等[23]研究表明單株分蘗數(shù)對(duì)于江淮地區(qū)燕麥籽粒豐產(chǎn)至關(guān)重要；郭興燕等[18]研究發(fā)現(xiàn)在寧夏引黃灌區(qū)有效分蘗數(shù)、單穗重、每小穗粒數(shù)對(duì)燕麥單株種子產(chǎn)量的貢獻(xiàn)率最大。本研究通過對(duì)影響燕麥種子產(chǎn)量的9 個(gè)農(nóng)藝性狀指標(biāo)與種子產(chǎn)量進(jìn)行相關(guān)性分析，發(fā)現(xiàn)千粒重、成穗數(shù)、單株穗粒重是3 個(gè)影響燕麥種子產(chǎn)量的主要因素，其中種子產(chǎn)量與千粒重呈極顯著正相關(guān)關(guān)系。千粒重作為影響產(chǎn)量的重要農(nóng)藝性狀，是種子質(zhì)量的標(biāo)志，種子發(fā)育飽滿、發(fā)育越完全，相應(yīng)的千粒重越大。柴繼寬等[24]在分析燕麥種子產(chǎn)量構(gòu)成因子與產(chǎn)量的關(guān)聯(lián)性時(shí)發(fā)現(xiàn)，千粒重與種子產(chǎn)量顯著相關(guān)，劉彥明等[25]在研究中也得出，千粒重對(duì)燕麥種子產(chǎn)量起到一定作用。

采用通徑分析研究多個(gè)相關(guān)變量間的線性關(guān)系，分析生產(chǎn)性能對(duì)種子產(chǎn)量的直接和間接效應(yīng)，能夠明確各性狀的相對(duì)重要性，張志芬等[26]研究表明燕麥種子產(chǎn)量與穗粒重呈正相關(guān)關(guān)系，德科加等[27]研究發(fā)現(xiàn)穗粒數(shù)、小穗數(shù)直接影響禾本科作物種子產(chǎn)量。本研究9 個(gè)田間農(nóng)藝性狀中，單株穗粒重直接對(duì)燕麥種子產(chǎn)量產(chǎn)生較大的正向作用；千粒重通過其他指標(biāo)對(duì)燕麥種子產(chǎn)量的間接效應(yīng)最大；成穗數(shù)的決策系數(shù)最大，其次為單株穗粒重。因此，要提高種子產(chǎn)量，應(yīng)首先考慮提高成穗數(shù)、單株穗粒重和千粒重。

株高作為衡量燕麥生長發(fā)育狀況的重要指標(biāo)，在一定程度上反映了生產(chǎn)性能的高低。本研究通過權(quán)重比較可知穗輪層數(shù)、株高、成穗數(shù)所占權(quán)重較大，說明在甘肅半干旱地區(qū)，穗輪層數(shù)、株高、成穗數(shù)是影響燕麥生長發(fā)育的3 個(gè)重要因素。19 個(gè)燕麥品種(系)的平均株高為125.97 cm，略高于南銘等[28]在西北半干旱地區(qū)平均株高123.90 cm 的研究結(jié)果，低于楊海磊等[29]在肅南皇城鎮(zhèn)138.90 cm 的平均株高，其原因可能與試驗(yàn)區(qū)的海拔、有效積溫，以及燕麥生長期雨水狀況和所選燕麥材料性狀有關(guān)。本研究中裸燕麥株高的范圍為117.00～145.66 cm，平均株高131.15 cm，皮燕麥株高的范圍在86.33～139.50 cm，平均株高118.83 cm，可見裸燕麥的株高較皮燕麥高；這與南銘等[28]在研究西北半干旱地區(qū)引進(jìn)燕麥品種的結(jié)果相反，他們發(fā)現(xiàn)裸燕麥品種的平均株高為120.55 cm，皮燕麥品種的平均株高為123.90 cm，皮燕麥較裸燕麥高；這可能是因?yàn)槠?、裸燕麥株高差異與燕麥品種(系)自身的遺傳特性有關(guān)。而相關(guān)性分析結(jié)果表明，株高與種子產(chǎn)量呈負(fù)相關(guān)關(guān)系，說明株高越高，種子產(chǎn)量越低，這與郭興燕等[18]、柴繼寬等[24]研究種子產(chǎn)量與主要農(nóng)藝性狀相關(guān)性時(shí)得出的結(jié)論一致，因此，在實(shí)際生產(chǎn)中需適當(dāng)調(diào)控株高，防止燕麥莖稈徒長引起倒伏，進(jìn)而造成籽粒減產(chǎn)。

3.2 不同燕麥品種(系)農(nóng)藝性狀綜合評(píng)價(jià)

燕麥的遺傳特性和生長環(huán)境共同決定了燕麥的生長適應(yīng)性，評(píng)價(jià)燕麥的品種適應(yīng)性時(shí)不能通過某一品種的某一單一性狀來進(jìn)行片面評(píng)價(jià)，灰色關(guān)聯(lián)度分析法通過數(shù)學(xué)的方法，按灰色系統(tǒng)理論，將供試品種(系)或性狀歸納為一個(gè)灰色系統(tǒng)，根據(jù)系統(tǒng)內(nèi)各因素的相似程度，衡量各因素間關(guān)聯(lián)程度并進(jìn)行綜合衡量后做出合理、準(zhǔn)確的評(píng)價(jià)[30]，保證了評(píng)價(jià)的客觀性、綜合性以及完整性[31-32]?；诨疑到y(tǒng)的理論在燕麥種質(zhì)資源的評(píng)價(jià)中得到廣泛應(yīng)用[33]，周啟龍等[34]在拉薩地區(qū)采用灰色關(guān)聯(lián)度評(píng)價(jià)方法對(duì)16 個(gè)燕麥引進(jìn)品種進(jìn)行了綜合評(píng)價(jià)；魏娜和金濤[35]采用灰色關(guān)聯(lián)度分析方法對(duì)5 個(gè)引種西藏的燕麥新品種進(jìn)行了分析評(píng)價(jià)；王桃等[36]采用灰色關(guān)聯(lián)度分析方法對(duì)高寒草甸區(qū)飼用燕麥品種營養(yǎng)價(jià)值進(jìn)行了綜合評(píng)價(jià)研究。本研究通過灰色關(guān)聯(lián)度分析方法對(duì)11 個(gè)裸燕麥和8 個(gè)皮燕麥品種(系)的生產(chǎn)特性進(jìn)行綜合分析，得到性狀優(yōu)良的3 裸燕麥和3 個(gè)皮燕麥品種。

來源相同的品種(系)有聚群的趨勢(shì)，也有不同來源的品種(系)因性狀相似而聚為同一類群，采用聚類分析方法可使性狀相似的品種聚為同一類。周青平等[37]采用聚類分析方法將青海省普遍種植的8 種燕麥品種分為兩大類；姜慧新等[38]對(duì) 22 個(gè)參試品種的生長性狀與養(yǎng)分指標(biāo)進(jìn)行聚類分析，將品種劃分為 4 個(gè)類群。本研究將19 個(gè)燕麥材料的10 個(gè)種子產(chǎn)量相關(guān)性狀進(jìn)行聚類分析劃分為4 個(gè)類群，第Ⅰ類裸燕麥品種(系) 株高較高、種子產(chǎn)量較低，可作飼草資源加以篩選利用；第Ⅱ類皮燕麥品種(系)株高較低、種子產(chǎn)量高，可進(jìn)行高產(chǎn)抗倒伏品種的篩選；第Ⅲ類裸燕麥品系‘201 003-06-5’為優(yōu)選裸燕麥材料；而第Ⅳ類皮燕麥品系‘LA06063SB-13’的生產(chǎn)適應(yīng)性和田間表現(xiàn)差，可直接淘汰。

本研究僅對(duì)19 個(gè)燕麥品種(系)的10 個(gè)產(chǎn)量相關(guān)性狀指標(biāo)進(jìn)行了分析評(píng)價(jià)，具有一定的局限性，在后續(xù)研究中將對(duì)營養(yǎng)成分、倒伏情況、病害發(fā)生情況進(jìn)行綜合分析評(píng)價(jià)，為燕麥新品系的篩選提供更可靠、更全面的理論依據(jù)。

4 結(jié)論

19 個(gè)燕麥品種(系) 的種子產(chǎn)量為3 283.33～5 833.33 kg·hm-2，其中‘Cinskinaly’的產(chǎn)量最高。種子產(chǎn)量與千粒重、成穗數(shù)極顯著正相關(guān)(P< 0.01)，與單株穗粒重顯著正相關(guān)(P< 0.05)，而與穗長呈負(fù)相關(guān)關(guān)系(P< 0.05)；通徑分析結(jié)果表明：單株穗粒數(shù)、單株穗粒重、千粒重是決定種子產(chǎn)量的重要因素。聚類分析將19 份燕麥材料析劃分為4 個(gè)類群：第Ⅰ類可做飼草資源加以篩選利用；第Ⅱ類可進(jìn)行籽粒型品種的篩選；第Ⅲ類為優(yōu)選裸燕麥材料；而第Ⅳ類生產(chǎn)適應(yīng)性和田間表現(xiàn)差，可直接淘汰。篩選出綜合表現(xiàn)較佳的兩個(gè)裸燕麥品系‘201006-01-01-9’‘201003-06-5’和1 個(gè)皮燕麥品系‘201113-03-05’，提升到甘肅省區(qū)域試驗(yàn)。