不同小麥品種系在蘇北鹽漬化中低產田的適應性

周克友 朱孔志 盧俊

摘要：通過觀測21個小麥（Triticum aestivum L.）品種（系）在蘇北鹽漬化中低產田的農藝性狀及產量等相關指標，研究分析不同小麥品種（系）在蘇北鹽漬化中低產田的適應性。結果表明，不同小麥品種（系）在蘇北鹽漬化中低產田的產量及適應性差異明顯。相關性分析表明，鹽漬化中低產田小麥有效穗數和產量呈顯著正相關（P<0.05）;小麥小穗數、穗粒數以及千粒質量也和產量呈顯著正相關（P<0.05）。聚類分析將供試小麥品種（系）分為4個類群，分別為高產品種（系）、較高產品種（系）、中產品種（系）、低產品種（系），其中揚麥25、寧麥23、寧麥21屬于高產品種。主成分分析也表明，揚麥25、寧麥23、寧麥21的綜合得分高，適應性較好，產量較高，是適合在蘇北鹽漬化中低產田推廣種植的小麥品種。

關鍵詞：小麥;鹽漬化中低產田;適應性;產量

中圖分類號： S512.101? 文獻標志碼： A? 文章編號：1002-1302（2020）20-0083-05

土壤鹽漬化是影響作物產量的主要非生物脅迫因素之一[1]，土壤鹽漬化會導致土壤肥力下降，作物根系吸水困難，甚至不能生長，嚴重影響農牧業(yè)發(fā)展[2]。蘇北沿海鹽漬化土地面積廣闊，鹽漬化土壤的合理改良和利用對于當地可利用土壤面積的擴大具有積極影響。目前，鹽漬化土壤改良利用措施以傳統(tǒng)農業(yè)工程技術和化學改良為主，包括水利灌溉、覆蓋地膜、土壤改良劑、增施有機肥等[3-6]。相比之下，培育優(yōu)質耐鹽作物對鹽漬化土壤進行生物改良，是極具潛力、可持續(xù)發(fā)展的鹽漬化土壤改良利用途徑之一[7-8]。

小麥作為我國重要的糧食作物，其種植區(qū)域極為廣泛，在不同地區(qū)選育的小麥品種（系）都具有獨特的適應性，小麥品種（系）的推廣利用也具有明顯的區(qū)域特征。小麥是蘇北地區(qū)稻田秋播首選輪作物之一，蘇北沿海鹽堿地復墾耕地面積逐年擴大，但適宜蘇北鹽漬化中低產田栽培種植的優(yōu)質高產小麥品種（系）相關的研究較少，因此研究不同小麥品種（系）在蘇北鹽漬化中低產田的適應性并篩選優(yōu)良小麥品種（系），對于當地鹽漬化土壤的改良利用以及保障糧食安全具有重要意義。本研究對21個小麥品種（系）進行了鹽漬化中低產田栽培試驗，并利用主成分及聚類方法比較分析了不同小麥品種（系）在蘇北鹽漬化中低產田的適應性，旨在為蘇北鹽漬化中低產田適宜小麥品種（系）的選育及鹽漬化土壤生物改良利用提供理論依據。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況

試驗地位于江蘇省鹽城市大豐區(qū)三龍鎮(zhèn)中路港墾區(qū)試驗基地（120°32′07.22″E、33°32′17.84″N），當地年平均氣溫14.1 ℃，無霜期213 d，年降水量 1 042.2 mm。供試地為沙壤性土壤，土地平整、肥力均勻、排灌方便。試驗地有機質含量為 1.94 g/kg，全氮含量為11.3 g/kg，有效磷含量為10.8 mg/kg，速效鉀含量為175.0 mg/kg，全鹽含量3～5 g/kg，pH值8.9。

1.2 試驗材料與試驗設計

參試小麥品種（系）資源由江蘇省農業(yè)科學院糧食作物研究所提供。2017—2019年2次栽培試驗均采用隨機區(qū)組設計，3次重復，小區(qū)面積為 10 m2。供試小麥在2017、2018年11月上旬播種，人工開行條播，播種行距20 cm，播深2 cm，播種量為100粒/m。試驗地播前施基肥尿素225 kg/hm2、磷酸一銨（含N 11%、P2O5 44%）300 kg/hm2。第2年1月中旬及3月下旬分別追施分蘗肥、拔節(jié)孕穗肥，3月中旬噴施炔草酯防除麥田雜草，4月中旬噴施戊唑醇、氰烯菌酯防治小麥赤霉病、白粉病、紋枯病等病害;5月中旬用氰烯菌酯、戊唑醇防治赤霉病。

1.3 農藝性狀考察

在小麥生育期內，測定各供試小麥品種（系）的株高、有效穗數、穗長、小穗數、穗粒數、千粒質量及產量等性狀。

1.4 數據處理及分析

利用Excel對各小麥品種（系）農藝性狀指標數據進行統(tǒng)計，利用SPSS 25.0對各小麥品種（系）農藝性狀指標作相關性分析、主成分分析及聚類分析。

2 結果與分析

2.1 不同小麥品種（系）農藝性狀及產量分析

對不同小麥品種（系）有效穗數、株高、穗長、小穗數、穗粒數、千粒質量和產量等農藝性狀進行測定（表1）。有效穗數是小麥有效分蘗數量的直接表現(xiàn)，不同小麥品種（系）中寧7的有效穗數最多。不同小麥品種（系）的株高變幅為65.9～92.4 cm，其中德抗961的株高最高。小麥穗長、小穗數、穗粒數及千粒質量是體現(xiàn)小麥品種（系）間差異的重要穗部性狀，同時也是其產量構成的重要因素。不同小麥品種（系）中，鄂麥23的穗長最長，華麥8號的小穗數最多;不同小麥品種（系）的穗粒數有明顯差異，寧7的穗粒數最少，寧6和揚麥6號的穗粒數最多;小麥千粒質量對其產量有重要影響，不同小麥品種（系）中，寧麥21的千粒質量最大;同時，不同小麥品種（系）中，寧麥23的產量最高，為 5 470.5 kg/hm2，鎮(zhèn)麥168的產量最低，僅 3 870.3 kg/hm2。

2.2 不同小麥品種（系）農藝性狀的相關性分析

對不同小麥品種（系）的有效穗數、株高、穗長、小穗數、穗粒數、千粒質量和產量等性狀進行相關性分析，結果（表2）表明，小麥有效穗數和產量顯著正相關（P<0.05）;小麥株高和穗長呈極顯著正相關（P<0.01），穗長與穗粒數也呈極顯著正相關（P<0.01）;小麥小穗數和穗粒數極顯著正相關（P<001），小穗數和產量呈顯著正相關（P<005）;小麥穗粒數和產量顯著正相關（P<005）;同時小麥千粒質量也和產量呈顯著正相關（P<0.05）。

2.3 不同小麥品種（系）農藝性狀的主成分分析

將不同小麥品種（系）的有效穗數、株高、穗長、小穗數、穗粒數、千粒質量及產量性狀依次定義為自變量X1～X7，利用SPSS軟件對其進行主成分分析（表3）。主成分1（F1）的方差貢獻率為40145%，其表現(xiàn)主要受小麥穗長、小穗數以及穗粒數等穗部性狀的影響;主成分2（F2）方差貢獻率為20.238%，并主要受小麥千粒質量性狀的影響;主成分3（F3）的方差貢獻率為16.109%，其中小麥株高性狀載荷最大，對主成分3的影響明顯，而主成分4（F4）主要受小麥有效穗數影響，同時小麥產量在主成分5（F5）中載荷最大，主成分5主要受產量性狀影響。

通過對不同小麥品種（系）進行主成分分析，并根據獲得的數據計算出5個主成分的表達式，即各主成分與7個不同性狀指標標準化數據的線性組合，其中主成分1的表達式為：F1=-0.062zX1+0104zX2+0.665zX3+0.903zX4+0.931zX5+0118zX6+0.266zX7（此處zXi為各性狀Xi標準化后的數據），其余4個主成分的線性組合以此類推。以每個主成分對應的特征值占所提取主成分總的特征值之后的比例作為個主成分的權重，計算得到主成分的綜合得分線性模型：F′=0.338F1+0197F2+0.162F3+0.159F4+0.144F5。根據5個主成分的綜合得分線性模型，計算得出參試21個小麥品種（系）各主成分得分和綜合得分，并以綜合得分對參試小麥品種（系）進行排名（表4）。在參試的21小麥品種（系）中，揚麥25、寧麥23以及寧麥21的綜合得分較高，表明揚麥25、寧麥23和寧麥21對鹽漬化中低產田有較好的適應性。

2.4 不同小麥品種（系）的聚類分析

通過比較21個小麥品種（系）的農藝性狀及產量表現(xiàn)，并利用SPSS軟件對其進行聚類分析（圖1），將21個在蘇北鹽漬化中低產田試驗的小麥品種（系）分為四大類，第Ⅰ類群為高產小麥品種（系），包括揚麥25、寧麥23以及寧麥21等;第Ⅱ類群為較高產小麥品種（系），包括德抗961、華麥8號和鄂麥580等;第Ⅲ類群為中產小麥品種（系），包括寧4、寧6和寧7等;第Ⅳ類群為低產小麥品種（系），包括鄂麥23、襄麥25及鎮(zhèn)麥168等。

3 討論與結論

作物的生態(tài)適應性是指作物隨著生態(tài)環(huán)境的變化而改變其形態(tài)、結構和生理生化特性，從而與環(huán)境相適應的過程[9]。來源不同的小麥品種（系）在蘇北鹽漬化中低產田的生長表現(xiàn)差異是其對當地生態(tài)環(huán)境的適應性反應，受到種質遺傳、土壤、光照、 溫度以及降水量等多種因素的影響[10]。土壤鹽漬化是蘇北沿海農業(yè)發(fā)展的主要限制因素之一。土壤鹽漬化會降低肥料的有效性，同時也會損害作物的光合作用、呼吸作用等生理代謝過程[11]。孟祥浩等的研究表明，在鹽脅迫條件下，小麥會出現(xiàn)幼苗弱小、植株矮化、葉片卷曲變短且發(fā)黃等問題，從而影響小麥的分蘗發(fā)生、生物量積累以及最終產量構成[12-13]。不同小麥品種（系）的鹽漬化適應性表現(xiàn)有明顯差異，鹽漬化適應性好的小麥品種（系）在鹽漬化中低產田種植的增產效果明顯，選育鹽漬化適應性良好的小麥品種（系）是抵御土壤鹽漬化、保證產量的有效途徑之一。不同小麥品種（系）在鹽漬化中低產田的農藝性狀及產量表現(xiàn)是其生態(tài)適應性評價的重要指標。本試驗選擇21個小麥品種（系）栽培于鹽漬化中低產田，并對其農藝性狀及產量進行評價分析，結果表明，不同小麥品種（系）的鹽漬化適應性表現(xiàn)不同，農藝性狀及產量差異明顯，其中揚麥25、寧麥23及寧麥21的適應性較強，產量較高。陳錦珠等的研究表明，揚麥25在蘇北沿海地區(qū)適應性較好，其株高適宜、抗病性及抗逆性表現(xiàn)良好[14]。

不同小麥品種（系）在鹽漬化中低產田的農藝性狀及產量表現(xiàn)差異明顯，但是各農藝性狀與產量之間具有一定的相關性。本研究表明，小麥有效穗數和產量呈顯著正相關（P<0.05），與黃新杰等的研究結論[15]一致;佟漢文等的研究表明，小麥小穗數、千粒質量與產量呈極顯著正相關（P<001）[16]。而本研究發(fā)現(xiàn)，小麥小穗數、穗粒數以及千粒質量與產量呈顯著正相關（P<0.05），表明在一定程度上增加小麥小穗數和千粒質量對于提高小麥產量具有重要作用;本研究表明，小麥株高和產量呈正相關但沒有顯著關系，鹽漬化中低產田區(qū)小麥株高應控制在70～80 cm為宜。曹亞偉等研究認為，小麥植株過高雖可提高其生產潛力但易引起倒伏，實際產量的收獲則與其他產量因素的協(xié)調程度相關[17]。

通過主成分分析方法可以計算出各小麥品種（系）不同性狀的主成分值，對于權衡每個性狀在某個品種中所處的位置和分量有重要作用。單一主成分因子差異代表某一品種在某一性狀上，相比其他品種在該性狀上表現(xiàn)的優(yōu)異程度。利用主成分分析方法則可以充分了解各小麥品種（系）對于鹽漬化中低產田的生態(tài)適應性，較為直觀地判斷各小麥品種（系）的適應性，對評價工作中掌握各小麥品種（系）的綜合性狀具有重要作用[18]。各小麥品種（系）的綜合得分與其適應性呈正相關，得分越高，適應性越好。主成分分析表明，揚麥25、寧麥23以及寧麥21綜合得分較高，適應性較好。同時，各小麥品種（系）的聚類分析也表明，揚麥25、寧麥23和寧麥21同屬于高產品種，適合在蘇北鹽漬化中低產田區(qū)推廣種植。

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