王 迪,刘瑞香,郭占斌,王树彦,冯久疆,张大鹏

(1.内蒙古农业大学 沙漠治理学院，内蒙古 呼和浩特 010010；2.内蒙古蒙农藜麦产业研究院，内蒙古 呼和浩特 010010；3.内蒙古农业大学 农学院，内蒙古 呼和浩特 010019；4.内蒙古赤峰市巴林右旗巴彦尔灯治沙林场，内蒙古 赤峰 025150)

1 引言

藜麦(ChenopodiumquinoaWilld)，属一年生双子叶草本植物，南美洲安第斯山地区是藜麦的主要来源地，不仅具有超过7000年的种植历史，同样是印加土著居民较常食用的食物[1，2]。它有独特的味道和淡淡的坚果香味,具有均衡补充营养、增强身体功能和辅助治疗的作用,适用于所有人群，尤其是高血糖、高血压、高脂血症和心脏病的人群以及婴儿、孕妇和老年人。因此，长期食用对慢性病和特殊体质人群有显著影响[3～5]。藜麦在国际上也被誉为：“未来的食物”；“超级谷物”及“黄金营养”，素食者对藜麦极为认可。所以藜麦不仅是人们所喜爱的一种食物，同样也是极具发展前景的农作物[6～8]。我国自1988年引进栽培国外藜麦以来，在甘肃、河北、青海、河南等省开展了藜麦新品种的适应性评价以及选育工作，进行了优良藜麦种质资源及适合当地栽培的新品种选育[9～11]。

由于藜麦自身的特性，所以其具有较为广泛的适应能力，不仅可以在较为贫瘠、寒冷亦或是干旱的地区生长，同样还可以在土壤含有大量盐碱成分的地区生长，属于极具潜力的一种植物，不仅可以使生物多样性得以显著提升，同时保证食品安全[12，13]。我国现阶段主要基于两个方面对藜麦进行相关研究，第一个方面为营养成分；第二个方面为生物学特性，但并未有过多研究是基于农艺性状来对藜麦进行分析。农艺性状和作物品种特点具有紧密的联系，通过农艺性状不仅可以对藜麦的种类进行划分，还可以对其进行鉴定，以便于选择优良的种子进行培育，对藜麦材料进行分析时，最为关键的评价指标便是农艺性状，基于此可以对藜麦种内进行有效的划分[14]。通过对高质量以及高产量的品种进行培育，不仅可以使藜麦产量获得显著的提升，同样可以得到较为可观的经济效益，只有在对藜麦种质资源农艺性状的联系作出准确的评价，才可以保证选择种质的藜麦不仅具有较高的品质，同样具有较高的产能[15]。袁加红等[16]对111份藜麦种质资源的10个农艺性状进行了变异、相关性、主成分和聚类分析，以及特异种质筛选，为了有效利用藜麦资源；黄杰等[17]通过3种分析法来对产量和农艺性状的关系进行研究，并且研究是基于38份藜麦种质资源进行，第一种为聚类分析；第二种为相关性分析；第三种为主成分分析，为甘肃省陇中旱作区更高效选育里藜麦新品种；王艳青等[18]以10份藜麦品系作为供试材料，进行农艺性状综合分析，结合相关性分析和聚类分析来评价10份种质资源，筛选适宜昆明地区种植的藜麦新品系。

目前，内蒙古地区成功登记了‘中黎1号’和‘蒙黎1号’，品种数量少、类型单一，对内蒙古地区藜麦种植工作造成阻碍。所以，为了得到更为优良品种的藜麦，一般会对品种进行鉴别，通常通过对不同藜麦材料进行比较，以便于得出最为优质的藜麦品种，并进行推广种植的相关工作，此种方式可以对内蒙古藜麦种植发展起到极为显著的推动作用。本研究主要是对41份藜麦材料进行分析，基于11个主要农艺性状开展，通过4个方面来对数据进行分析，第一个方面是基于方差分析进行变异分析，第二个方面是对相关性进行分析；第三个方面是对主成分分析，最后对不同藜麦材料进行聚类分析，进一步筛选出适宜内蒙古地区种植的藜麦种质材料，为内蒙古及周边地区藜麦的生产和发展提供优良品种。

2 材料与方法

2.1 材料

试验材料41份，编号为Y-2、Y-13、Y-16、Y-22、Y-54、Y-63、Y-72、Y-75、Y-93、Y-96、Y-98、Y-108、Y-111、Y-112、Y-114、Y-115、Y-117、Y-133、Y-137、Y-143、Y-145、Y-152、Y-154、Y-156、Y-157、Y-162、Y-167、Y-168、Y-172、Y-191、Y-192、Y-194、Y-195、Y-202、Y-210、Y-211、Y-213、Y-229、Y-237、Y-243和Y-244，全部是中国科学院分子植物科学卓越创新中心提供。

2.2 试验地概况

试验地位于东经110°40′，北纬40°36′，海拔1040 m，该地为弃耕多年的土地，土质为沙壤土，土壤全氮含量为0.4164 g/kg，全磷0.53 g/kg，全钾19.70 g/kg，碱解氮34.30 g/kg，速效钾71.963 mg/kg，pH值为8.08，电导率为14.43 mS/m。

2.3 试验设计

试验地是呼和浩特市内蒙古农业大学东园区，于2020年5月17日开始播种，每份种质材料为1小区，小区面积为2 m2(2 m×1 m)。5月17日播种，穴播，每穴点3～5粒，行距25 cm，播种深度2～3 cm。整个生育期间浇水施肥除草，于7月下旬开始根据不同藜麦材料的成熟程度收获。

2.4 农艺性状观测

在藜麦生长发育期间调查其物候期，成熟期时，在每个小区选取长势差不多的5个植株测量其农艺性状并记录(表1)。

2.5 数据处理处理

记录的数据用Excel进行整理、汇总，再通过SPSS 23.0软件对不同农艺性状对相关性、主成分以及聚类进行分析。

表1 藜麦农艺性状的记载标准

3 结果与分析

3.1 不同藜麦材料的多样性分析

通过分析可知，11个农艺性状指标在不同种质间存在一定差异。表2结果表明：生育期、株高、茎粗、冠幅、有效分枝数、单株小穗数、主穗长、主穗直径、粒径、单株粒重和千粒重的11个农艺性状在不同藜麦材料间变异系数范围在6.8%～59.3%之间。平均变异系数为21.79%。其中单株粒重变异系数最大为59.3%，其次是冠幅变异系数为33.97%，最小的是粒径，变异系数是6.80%。本研究中11个表型性状的变异系数均大于10%，表示此批次的藜麦种质材料不仅具有较为丰富的资源类型，同样具有较大的不同，可以更好地对特异种质材料进行对比。

3.2 不同藜麦材料农艺性状间的相关性分析

表3表明:生育期与株高、茎粗、冠幅、有效分枝数、单株小穗数、主穗长、主穗直径呈极显著正相关，与单株粒重呈极显著负相关；株高与茎粗、冠幅、有效分枝数、单株小穗数、主穗长、单株粒重之间呈极显著正相关，与主穗直径之间呈显著正相关；茎粗与冠幅、有效分枝数、单株小穗数、主穗长、主穗直径、单株粒重呈极显著正相关；冠幅与有效分枝数、单株小穗数、主穗长、主穗直径、单株粒重之间存在极显著正相关关系，与粒径、千粒重之间呈显著正相关；有效分枝数与单株小穗数、主穗长、主穗直径、单株粒重呈极显著正相关；单株小穗数与主穗长、主穗直径单株粒重呈显著正相关，与粒径、千粒重呈显著正相关；主穗长与主穗直径、单株粒重呈极显著正相关；主穗直径与单株粒重之间存在极显著正相关关系；粒径与千粒重、单株粒重呈极显著正相关；千粒重与单株粒重之间也呈极显著正相关。以上分析结果说明，藜麦材料不同农艺性状之间存在相互影响的关系。若想要对较为优良的品质进行确定，则可以基于农艺性状的相关性分析，来对个体性状的关联性进行了解。

表2 藜麦材料间农艺性状的变异系数

表3 不同藜麦材料农艺性状间的相关性分析

3.3 不同藜麦材料农艺性状的主成分分析

运用SPSS 23.0分析41份藜麦种质材料的11个农艺性状的主成分，结果表明，藜麦种质材料的11个农艺性状前 6个主成分累计贡献达到了86.771%。第 1类主成分因子贡献率为40.690%，其中是该因子的主要特征向量为茎粗、冠幅、单株小穗数、主穗长和千粒重；第2类主成分因子贡献率为18.792%，主要特征向量为粒径和单株粒重；第3类主成分因子贡献率为8.951%，其中是该因子的主要特征向量为生育期和株高；第4类主成分因子贡献率为8.380%，其中株高和有效分枝数是该因子的主要特征向量；第5类主成分因子贡献率为5.266%，该因子的主要特征向量为主穗长；第6类主成分因子贡献率为4.692%，其生育期是该因子的主要特征向量(表4)。

表4 藜麦农艺性状的主成分分析

3.4 农艺性状与产量的聚类分析

对41份藜麦种质材料的11个农艺性状进行聚类 (图1)，得到各类群的主要农艺性状的平均值 (表5)。从图1可以看出，在类间距离15处，将41份藜麦种质材料分为三大类。

第一类包含8份藜麦种质材料，主要特征为早熟，株高最矮，茎粗、冠幅、有效分枝数、单株小穗数、主穗长、主穗直径与单株粒重最小，生产标准不达标，所以该类材料可保留作为育种资源；第二类包含28份藜麦种质材料，粒径与千粒重最大，其他指标处于中间水平，可作为依靠群体增产的藜麦品种培育；第三类属于晚熟，株高最高，茎粗、冠幅、有效分枝数、单株小穗数、主穗长、主穗直径最大，虽然粒径与千粒重相对较小，但是单株粒重最大，可作为高产种质进一步筛选利用。

图1 藜麦材料聚类

4 讨论与结论

农艺性状是鉴定作物品种生产性能的重要标志，也是评价作物后期发展潜力和研究深度的首要指标，因此，研究作物农艺性状可以为后期开展更深入的研究奠定有力的基础[19]。宋娇等[20]以6个藜麦品种(系)的7个农艺性状进行相关性分析与主成分分析，为高产藜麦的选育提供理论依据。吴应奇等[21]在浙西南地区对8个藜麦品种(系)的农艺性状通过对相关性、主成分和聚类进行分析，研究不同藜麦种质资源综合评价其适应性。杨正菊等[15]通过分析22份南美藜麦种质主要农艺性状，筛选适应滇中红土地的优良种质。

本研究对41份藜麦材料的株高、茎粗、单株小穗数、主枝穗长、叶长和叶宽 育期、株高、茎粗等11个农艺性状进行测定，对不同藜麦材料的植株形态、生长、发育进行分析，以及对不同材料间的差异和相关性进行了科学的研究和分类，为内蒙古开展藜麦品种选育提供了良好的方向和思路。研究结果表明：各品种间性状差异显著，其中11个农艺性状的变异系数均大于10%，说明供试藜麦种质之间存在的差异大。 相关性分析结果表明:单株粒重与千粒重呈极显著正相关，生育期与株高、茎粗之间存在极显著正相关关系，株高与千粒重呈极显著负相关，上述研究结果与王艳青等[22]研究结果一直，但与黄杰[17]研究结果不一致；此现象原因可能是试验材料不同，同一品种比较无法进行，或者是试验地生态环境的影响。

王艳青等[22]通过对135份国外藜麦种质资源研究，发现5个主成分 ，分别影响株其型、花序型和生育期等；黄杰等[17]对38份藜麦种质资源研究发现3个主成分，生育期与冠幅、单株产量、株高等是主要特征量。对41份藜麦材料的主成分进行分析，得到6个主成分，第 1类主成分因子的主要特征向量为茎粗、冠幅、单株小穗数、主穗长和千粒重；第2类主成分因子特征向量为粒径和单株粒重；第3类主成分因子的主要特征向量为生育期和株高；第4类主成分因子的主要特征向量为株高和有效分枝数；第5类主成分因子的主要特征向量为主穗长；第6类主成分因子中生育期是主要特征向量。

表5 聚类后不同藜麦材料表型性状统计

聚类分析则是对41分藜麦种质分成3个类群，虽然每个类群的性状都存在较大的区别，但是群类中不仅具有较为优质的种质，同样拥有较差的种质，所以为了获得较为准确的评价，则应该基于多种方法来对此进行相关的分析。

综上所述，41份藜麦种质材料的相关性、主成分、聚类分析结果表明藜麦的株型、产量、生育期等特征，是藜麦种质资源多样性的决定性因素。藜麦作为一种新引进植物，在考虑其优良农艺性状和生产性能的同时，还应考虑其品质特性。本研究仅对藜麦的农艺性状和产量表现进行了考察，其籽粒品质特征有待以后分析，综合评价后再对藜麦种质材料利用前景进一步规划分类。