周克友 朱孔志 卢俊

摘要：通过观测21个小麦（Triticum aestivum L.）品种（系）在苏北盐渍化中低产田的农艺性状及产量等相关指标，研究分析不同小麦品种（系）在苏北盐渍化中低产田的适应性。结果表明，不同小麦品种（系）在苏北盐渍化中低产田的产量及适应性差异明显。相关性分析表明，盐渍化中低产田小麦有效穗数和产量呈显著正相关（P<0.05）;小麦小穗数、穗粒数以及千粒质量也和产量呈显著正相关（P<0.05）。聚类分析将供试小麦品种（系）分为4个类群，分别为高产品种（系）、较高产品种（系）、中产品种（系）、低产品种（系），其中扬麦25、宁麦23、宁麦21属于高产品种。主成分分析也表明，扬麦25、宁麦23、宁麦21的综合得分高，适应性较好，产量较高，是适合在苏北盐渍化中低产田推广种植的小麦品种。

关键词：小麦;盐渍化中低产田;适应性;产量

中图分类号： S512.101  文献标志码： A  文章编号：1002-1302（2020）20-0083-05

土壤盐渍化是影响作物产量的主要非生物胁迫因素之一[1]，土壤盐渍化会导致土壤肥力下降，作物根系吸水困难，甚至不能生长，嚴重影响农牧业发展[2]。苏北沿海盐渍化土地面积广阔，盐渍化土壤的合理改良和利用对于当地可利用土壤面积的扩大具有积极影响。目前，盐渍化土壤改良利用措施以传统农业工程技术和化学改良为主，包括水利灌溉、覆盖地膜、土壤改良剂、增施有机肥等[3-6]。相比之下，培育优质耐盐作物对盐渍化土壤进行生物改良，是极具潜力、可持续发展的盐渍化土壤改良利用途径之一[7-8]。

小麦作为我国重要的粮食作物，其种植区域极为广泛，在不同地区选育的小麦品种（系）都具有独特的适应性，小麦品种（系）的推广利用也具有明显的区域特征。小麦是苏北地区稻田秋播首选轮作物之一，苏北沿海盐碱地复垦耕地面积逐年扩大，但适宜苏北盐渍化中低产田栽培种植的优质高产小麦品种（系）相关的研究较少，因此研究不同小麦品种（系）在苏北盐渍化中低产田的适应性并筛选优良小麦品种（系），对于当地盐渍化土壤的改良利用以及保障粮食安全具有重要意义。本研究对21个小麦品种（系）进行了盐渍化中低产田栽培试验，并利用主成分及聚类方法比较分析了不同小麦品种（系）在苏北盐渍化中低产田的适应性，旨在为苏北盐渍化中低产田适宜小麦品种（系）的选育及盐渍化土壤生物改良利用提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 试验地概况

试验地位于江苏省盐城市大丰区三龙镇中路港垦区试验基地（120°32′07.22″E、33°32′17.84″N），当地年平均气温14.1 ℃，无霜期213 d，年降水量 1 042.2 mm。供试地为沙壤性土壤，土地平整、肥力均匀、排灌方便。试验地有机质含量为 1.94 g/kg，全氮含量为11.3 g/kg，有效磷含量为10.8 mg/kg，速效钾含量为175.0 mg/kg，全盐含量3～5 g/kg，pH值8.9。

1.2 试验材料与试验设计

参试小麦品种（系）资源由江苏省农业科学院粮食作物研究所提供。2017—2019年2次栽培试验均采用随机区组设计，3次重复，小区面积为 10 m2。供试小麦在2017、2018年11月上旬播种，人工开行条播，播种行距20 cm，播深2 cm，播种量为100粒/m。试验地播前施基肥尿素225 kg/hm2、磷酸一铵（含N 11%、P2O5 44%）300 kg/hm2。第2年1月中旬及3月下旬分别追施分蘖肥、拔节孕穗肥，3月中旬喷施炔草酯防除麦田杂草，4月中旬喷施戊唑醇、氰烯菌酯防治小麦赤霉病、白粉病、纹枯病等病害;5月中旬用氰烯菌酯、戊唑醇防治赤霉病。

1.3 农艺性状考察

在小麦生育期内，测定各供试小麦品种（系）的株高、有效穗数、穗长、小穗数、穗粒数、千粒质量及产量等性状。

1.4 数据处理及分析

利用Excel对各小麦品种（系）农艺性状指标数据进行统计，利用SPSS 25.0对各小麦品种（系）农艺性状指标作相关性分析、主成分分析及聚类分析。

2 结果与分析

2.1 不同小麦品种（系）农艺性状及产量分析

对不同小麦品种（系）有效穗数、株高、穗长、小穗数、穗粒数、千粒质量和产量等农艺性状进行测定（表1）。有效穗数是小麦有效分蘖数量的直接表现，不同小麦品种（系）中宁7的有效穗数最多。不同小麦品种（系）的株高变幅为65.9～92.4 cm，其中德抗961的株高最高。小麦穗长、小穗数、穗粒数及千粒质量是体现小麦品种（系）间差异的重要穗部性状，同时也是其产量构成的重要因素。不同小麦品种（系）中，鄂麦23的穗长最长，华麦8号的小穗数最多;不同小麦品种（系）的穗粒数有明显差异，宁7的穗粒数最少，宁6和扬麦6号的穗粒数最多;小麦千粒质量对其产量有重要影响，不同小麦品种（系）中，宁麦21的千粒质量最大;同时，不同小麦品种（系）中，宁麦23的产量最高，为 5 470.5 kg/hm2，镇麦168的产量最低，仅 3 870.3 kg/hm2。

2.2 不同小麦品种（系）农艺性状的相关性分析

对不同小麦品种（系）的有效穗数、株高、穗长、小穗数、穗粒数、千粒质量和产量等性状进行相关性分析，结果（表2）表明，小麦有效穗数和产量显著正相关（P<0.05）;小麦株高和穗长呈极显著正相关（P<0.01），穗长与穗粒数也呈极显著正相关（P<0.01）;小麦小穗数和穗粒数极显著正相关（P<001），小穗数和产量呈显著正相关（P<005）;小麦穗粒数和产量显著正相关（P<005）;同时小麦千粒质量也和产量呈显著正相关（P<0.05）。

2.3 不同小麦品种（系）农艺性状的主成分分析

将不同小麦品种（系）的有效穗数、株高、穗长、小穗数、穗粒数、千粒质量及产量性状依次定义为自变量X1～X7，利用SPSS软件对其进行主成分分析（表3）。主成分1（F1）的方差贡献率为40145%，其表现主要受小麦穗长、小穗数以及穗粒数等穗部性状的影响;主成分2（F2）方差贡献率为20.238%，并主要受小麦千粒质量性状的影响;主成分3（F3）的方差贡献率为16.109%，其中小麦株高性状载荷最大，对主成分3的影响明显，而主成分4（F4）主要受小麦有效穗数影响，同时小麦产量在主成分5（F5）中载荷最大，主成分5主要受产量性状影响。

通过对不同小麦品种（系）进行主成分分析，并根据获得的数据计算出5个主成分的表达式，即各主成分与7个不同性状指标标准化数据的线性组合，其中主成分1的表达式为：F1=-0.062zX1+0104zX2+0.665zX3+0.903zX4+0.931zX5+0118zX6+0.266zX7（此处zXi为各性状Xi标准化后的数据），其余4个主成分的线性组合以此类推。以每个主成分对应的特征值占所提取主成分总的特征值之后的比例作为个主成分的权重，計算得到主成分的综合得分线性模型：F′=0.338F1+0197F2+0.162F3+0.159F4+0.144F5。根据5个主成分的综合得分线性模型，计算得出参试21个小麦品种（系）各主成分得分和综合得分，并以综合得分对参试小麦品种（系）进行排名（表4）。在参试的21小麦品种（系）中，扬麦25、宁麦23以及宁麦21的综合得分较高，表明扬麦25、宁麦23和宁麦21对盐渍化中低产田有较好的适应性。

2.4 不同小麦品种（系）的聚类分析

通过比较21个小麦品种（系）的农艺性状及产量表现，并利用SPSS软件对其进行聚类分析（图1），将21个在苏北盐渍化中低产田试验的小麦品种（系）分为四大类，第Ⅰ类群为高产小麦品种（系），包括扬麦25、宁麦23以及宁麦21等;第Ⅱ类群为较高产小麦品种（系），包括德抗961、华麦8号和鄂麦580等;第Ⅲ类群为中产小麦品种（系），包括宁4、宁6和宁7等;第Ⅳ类群为低产小麦品种（系），包括鄂麦23、襄麦25及镇麦168等。

3 讨论与结论

作物的生态适应性是指作物随着生态环境的变化而改变其形态、结构和生理生化特性，从而与环境相适应的过程[9]。来源不同的小麦品种（系）在苏北盐渍化中低产田的生长表现差异是其对当地生态环境的适应性反应，受到种质遗传、土壤、光照、 温度以及降水量等多种因素的影响[10]。土壤盐渍化是苏北沿海农业发展的主要限制因素之一。土壤盐渍化会降低肥料的有效性，同时也会损害作物的光合作用、呼吸作用等生理代谢过程[11]。孟祥浩等的研究表明，在盐胁迫条件下，小麦会出现幼苗弱小、植株矮化、叶片卷曲变短且发黄等问题，从而影响小麦的分蘖发生、生物量积累以及最终产量构成[12-13]。不同小麦品种（系）的盐渍化适应性表现有明显差异，盐渍化适应性好的小麦品种（系）在盐渍化中低产田种植的增产效果明显，选育盐渍化适应性良好的小麦品种（系）是抵御土壤盐渍化、保证产量的有效途径之一。不同小麦品种（系）在盐渍化中低产田的农艺性状及产量表现是其生态适应性评价的重要指标。本试验选择21个小麦品种（系）栽培于盐渍化中低产田，并对其农艺性状及产量进行评价分析，结果表明，不同小麦品种（系）的盐渍化适应性表现不同，农艺性状及产量差异明显，其中扬麦25、宁麦23及宁麦21的适应性较强，产量较高。陈锦珠等的研究表明，扬麦25在苏北沿海地区适应性较好，其株高适宜、抗病性及抗逆性表现良好[14]。

不同小麦品种（系）在盐渍化中低产田的农艺性状及产量表现差异明显，但是各农艺性状与产量之间具有一定的相关性。本研究表明，小麦有效穗数和产量呈显著正相关（P<0.05），与黄新杰等的研究结论[15]一致;佟汉文等的研究表明，小麦小穗数、千粒质量与产量呈极显著正相关（P<001）[16]。而本研究发现，小麦小穗数、穗粒数以及千粒质量与产量呈显著正相关（P<0.05），表明在一定程度上增加小麦小穗数和千粒质量对于提高小麦产量具有重要作用;本研究表明，小麦株高和产量呈正相关但没有显著关系，盐渍化中低产田区小麦株高应控制在70～80 cm为宜。曹亚伟等研究认为，小麦植株过高虽可提高其生产潜力但易引起倒伏，实际产量的收获则与其他产量因素的协调程度相关[17]。

通过主成分分析方法可以计算出各小麦品种（系）不同性状的主成分值，对于权衡每个性状在某个品种中所处的位置和分量有重要作用。单一主成分因子差异代表某一品种在某一性状上，相比其他品种在该性状上表现的优异程度。利用主成分分析方法则可以充分了解各小麦品种（系）对于盐渍化中低产田的生态适应性，较为直观地判断各小麦品种（系）的适应性，对评价工作中掌握各小麦品种（系）的综合性状具有重要作用[18]。各小麦品种（系）的综合得分与其适应性呈正相关，得分越高，适应性越好。主成分分析表明，扬麦25、宁麦23以及宁麦21综合得分较高，适应性较好。同时，各小麦品种（系）的聚类分析也表明，扬麦25、宁麦23和宁麦21同属于高产品种，适合在苏北盐渍化中低产田区推广种植。

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