李爱国 李积铭 李和平 刘桂华 宋聪敏 武军艳

（1. 河北省农林科学院旱作农业研究所 河北省农作物抗旱研究重点实验室，衡水 053000；2. 甘肃农业大学农学院，兰州 730070）

河北省低平原区灌溉水70%来源于地下水，每年灌溉用水量远大于地下水补给量，导致地下水位持续下降［1］，造成大面积区域地下水漏斗和严重的地面沉降等生态环境问题，并威胁区域灌溉农业的可持续发展［2］。冬小麦-夏玉米的种植模式是造成地下水位下降的主要原因之一，这种模式耗水量较多，高产麦田平均耗水量在400-525 mm，而黄淮海地区冬小麦生育期内降水量平均在100-180 mm，需要补充灌溉300 mm 左右［3］。因此，现时的国情要求人们不能只追求产出效益而不顾生态环境，必须确立经济效益和生态效益相协调的新型种植模式及配套栽培措施才能实现河北省农田与农业可持续发展。冬油菜替代小麦种植，不仅可以实现节水，还可以同时兼顾生态效益和经济效益。油菜是我国最重要的油料作物之一，油菜籽是重要的食用油和蛋白饲料来源［4-5］。油菜又可用作饲料作物、蔬菜作物、绿肥作物、观赏作物和蜜源作物，是多功能、能重复利用有效的节水作物。但由于河北省低平原区油菜产业的兴起时间较短，缺少相关研究，因此，研究不同冬油菜品种在河北省低平原区种植气候适宜性，对缓解河北省地下水超采，合理调整农作物种植结构具有重要意义。

胡海珍等［6］通过对7 个油菜品种农艺性状进行综合比较，筛选出适宜在大别山推广的品种。李福荣［7］为筛选出适宜江津地区种植的油菜品种，对10 个油菜品种进行了比较试验，得出了抗逆性好、主要生长性状和产量均优异的品种。

虽然前人对不同油菜品种的区域适应性作了较多的研究［8-9］，但主要集中在黄土高原、黄淮平原、云贵高原、四川盆地、长江中下游和华南沿海等地，针对河北省低平原区相关研究较少。

本研究通过对16 个油菜品种的农艺性状进行综合分析，通过方差分析、相关性分析以及聚类分析，试图筛选出适宜河北省低平原区种植的冬油菜品种，并阐明各个品种的综合表现，以及为品种间的改良提出合理化建议。

1 材料与方法

1.1 材料

试验材料共16 个油菜品种，由甘肃农业大学、天水农业科学院、庆阳农业科学院、陕西省杂交油菜研究中心以及河北省农业科学院旱作所提供（表1）。

表116 个油菜品种来源情况

1.2 方法

试验于2018 年9 月至2019 年5 月进行，采用随机区组设计，3 次重复，小区长5.6 m，宽3 m，行距20 cm。各指标测定方法参照《北方白菜型冬油菜品种试验记载规范》标准［10］执行。

数据采用Excel 2013 进行整理，采用SPSS 21.0统计分析软件进行方差分析、相关性分析和聚类分析。

2 结果

2.1 不同油菜品种的农艺性状、产量比较

由表2 和表3 可知，16 个油菜品种分枝部位存在差异最为明显，变异系数为61.82%，JR5 显著低于天油4 号、冬油8 号和14T×38，与其他品种无显著差异。其次差异较为明显的指标是产量和二次分枝数，变异系数分别为26.69%和24.89%，14T×38 产 量 最 高，为2966.55 kg/hm2，且 显 著高于天油4 号、16RTS309、冬油8 号、天油178、16Q×367、15Q×60、JR5、 天 油142、 陇 油12、16QD-15 和20SY-13；20SY-13 二次分枝数显著高于天油142 和冬油8 号，7Q×17 显著大于天油142。

株高、一次分枝数、主花序长度、主花序角果数和角果长度在不同油菜品种间也存在明显差异，变异系数分别为15.80%、13.52%、17.88%、16.71%和14.25%。天油8 号株高最大，为152.7 cm；20SY-13 一次分枝数最小，为8 个。主花序长度最大和最小的品种分别为冬油8 号和20SY-13，其值分别为58.8 和24.8 cm。主花序角果数和角果长度最大的品种分别为天油142 和14T×38，最小的品种分别为20SY-13 和衡油8 号。

表216 个油菜品种农艺性状比较

表316 个油菜品种经济性状比较

2.2 农艺性状、产量的相关性分析

由表4 可知，油菜产量与一次分枝数和主花序角果数呈极显著正相关（P＜0.01），说明一次分枝数和主花序角果数是影响油菜产量形成的主要因素，一次分枝数较多的油菜品种产量较高，主花序角果数较多的油菜品种产量也会相对较高。株高与分枝部位、主花序长度和主花序角果数呈显著正相关关系，株高越高，分枝部位越高，主花序长度越大，主花序角果数越多，继而产量越高，因此，适当选择株高较高的油菜品种会达到高产。一次分枝数与主花序角果数呈显著正相关（P＜0.05），二次分枝数与主花序角果数呈极显著负相关，即主花序角果数多的品种一次分枝数较多，二次分枝数较少。

表4 油菜品种各指标间相关性分析结果

2.3 聚类分析

由图1 可知，当欧式距离为5 时，16 个油菜品种可聚为5 大类。

第Ⅰ类为20SY-13，其株高、分枝部位、一次分枝数、主花序长度、主花序角果数、产量处于较低水平，原因可能是20SY-13 耐寒性较差，越冬能力不足导致。因此，这类材料不适合作为越冬型油菜在当地种植。

第Ⅱ类包括衡油8 号和JR5，其株高、分枝部位、主花序长度、主花序角果数、单株有效角果数和角果长度均处于较低水平，这6 个农艺性状指标均有待改善。因此，此类品种的产量还有较大潜力可以提高。

第Ⅲ类聚集了天油178、15Q×60、冬油8 号、16RTS309 和天油142，它们的分枝部位和主花序长度处于较高水平，一次分枝数、角粒数、产量处于中等水平，而主花序角果数处于中等偏上水平。增加这类材料的一次分枝数和角粒数可成为未来育种目标。

第Ⅳ类有14T×38 和16T×50，其特点是主花序角果数、单株有效角果数和产量处于较高水平，一次分枝数和角果长度处于中等偏上水平，株高、二次分枝数、主花序长度和角粒数处于中等水平。对于这类材料，以减少二次分枝数，增加主花序长度和角粒数作为未来育种目标。

第Ⅴ类 包 含 天 油4 号、16Q×367、JR6、16QD15、陇油12 和7Q×17，其农艺性状中二次分枝数、角粒数处于较高水平，一次分枝数、主花序角果数处于中等偏上水平，而产量处于中等水平。对于这类材料，以减少二次分枝数，增加一次分枝数和主花序角果数作为未来育种目标。

3 讨论

通过农艺性状间的相关性分析，可以得出其关联程度的紧密情况［11］。本研究通过对16 个油菜品种的10 个性状指标进行相关性分析得出，油菜产量与一次分枝数和主花序角果数呈极显著正相关关系，因此，如想在本地实现高产油菜种植，应选择一次分枝数和主花序角果数较多的品种。主花序角果数与株高呈极显著正相关关系，二次分枝数与主花序角果数呈极显著负相关，说明油菜品种的株高和二次分枝数间接影响油菜产量，选择株高较高、二次分枝数较少的品种有助于实现油菜丰产。

农艺性状表现可以为评价油菜引种适应性提供依据，同一油菜品种在不同生态气候区的表现可能会有差异，为此，前人针对油菜引种适应性作了相关的研究。孙定红等［9］通过对引进的5 个油菜品种进行试验比较，筛选出了适宜庐江县种植的高产、优质及适应性强的早熟油菜新品种。李福荣［7］为筛选出适宜江津地区种植的油菜品种，比较了10 个不同油菜品种农艺性状，得到产量优异品种。本研究结果表明，参试品种中产量较高的品种有14T×38、16T×50 和7Q×17，说明这4 个品种在本地区或者与本地区农业气候条件一致的其他地区种植可获得高产。株高较高的品种包含了16Q×367、天油4号、15Q×60、冬油8 号和天油178，范围在146.1-152.7 cm；株高较低的品种为和JR5，分别为101.7和104.3 cm，因此，可根据不同株高选择适合当地生态观赏的油菜品种。天油4 号、陇油12 和JR5 一次分枝数较多，在14.5-14.9，天油142、14T×38和15Q×60 主花序角果数较多，且一次分枝数、主花序角果数均和产量呈极显著正相关，因此，一次分枝数、主花序角果数较多的品种可以成为当地育种者培育高产油菜品种的理想材料。

聚类分析可以对试验品种进行综合分析，对品种的评判也比较全面，前人利用聚类分析进行了较多研究［12-14］。本研究通过对16 个油菜品种的株高、分枝部位、一次分枝数、二次分枝数等指标进行聚类分析，将16 个品种分为5 类。并对这5 类品种的未来育种目标提出了合理化建议。衡油8 号和JR5可通过改善多种农艺性状较大潜力提高产量；天油178、15Q×60、冬油8 号、16RTS309 和天油142 应当将增加一次分枝数和角粒数作为未来育种目标；14T×38 和16T×50 油菜品种可通过减少二次分枝数，增加主花序长度和角粒数作为未来育种目标；天油4 号、16Q×367、JR6 和陇油12 应当把减少二次分枝数，增加一次分枝数和主花序角果数作为未来育种目标。

图1 不同油菜品种的聚类分析结果

4 结论

在河北省低平原区，选择种植株高较高、一次分枝数和主花序角果数较多、二次分枝数较少且可以正常越冬的油菜品种，可以获得较高的产量。参试品种中产量较高的品种有14T×38、16T×50 和7Q×17，这4 个品种适宜在本地区及气候条件相似地区种植。20SY-13 在本地区种植时需注意安全越冬。