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不同藜麦品种(系)农艺性状与产量关系的研究

张燕红 郭占斌 刘瑞香

引用本文: 张燕红,郭占斌,刘瑞香. 不同藜麦品种(系)农艺性状与产量关系的研究. 草业科学, 2022, 39(0): 1-11 doi: shu
Citation:  ZHANG Y H, GUO Z B, LIU R X. Analysis of the relationship between agronomic traits and yield of . Pratacultural Science, 2022, 39(0): 1-11 doi: shu

不同藜麦品种(系)农艺性状与产量关系的研究

    作者简介: 张燕红(1995-),女,内蒙古呼和浩特人,在读硕士生,主要从事藜麦高产栽培方面的研究。。E-mail: YanHongZ2021@163.com
    通讯作者: 刘瑞香(1971-),女,内蒙古巴彦淖尔人,教授,博士,主要从事藜麦适应性、高产栽培生理基础等方面的研究。E-mail: liuruix@126.com
  • 基金项目:  内蒙古关键技术攻关项目(2019GG355);内蒙古自然科学基金(2020MS03091)

摘要: 本文选择14个藜麦(Chenopodium quinoa)品种(系)为材料,通过观测其生育期、株高、主茎直径、单株鲜重、单株粒重、千粒重、穗色、杆色、籽粒色及株型,采用相关性分析、主成分分析、多元线性回归分析、通径分析及聚类分析等方法,研究藜麦农艺性状与产量的关系。结果表明:藜麦农艺性状变异丰富,变异系数介于16.31%~46.18%;单株粒重与单株鲜重、千粒重呈极显著正相关(P < 0.01),与生育期、株高呈负相关,与主茎直径成正相关;主成分分析提取到3个主成分,分别为形态因子、产量因子和生育周期因子,累计贡献率达81.107%;通径分析结果表明千粒重、单株鲜重对单株粒重起限制作用;采用类平均法对14个不同藜麦品种(系)进行Q型聚类分析,在类间距离为3时,将供试藜麦分为6个类群。影响藜麦单株产量的主要因素是千粒重、单株鲜重,利用主成分分析和聚类分析建立的藜麦综合评价体系,可为藜麦品种(系)的筛选利用提供理论依据。

English

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  • 凯时66

    图 1  主成分分析载荷

    Figure 1.  Principal component analysis loading plot of quinoa

    图 2  藜麦单株粒重与农艺性状的通径分析通径图

    Figure 2.  Agronomic path analysis diagram for yield of quinoa

    图 3  藜麦品种(系)系统聚类图

    Figure 3.    Cluster analysis diagram of quinoa cultivars

    表 1  藜麦农艺性状记载标准

    Table 1.  Guidelines for measuring the agronomic traits of quinoa

    性状 Traits记载标准 Definition
    生育期 Whole growth period 播种至成熟期的天数 Days from the first day after sowing to maturity
    株高 Plant height 从植株基部至植株穗顶部的高度 Height from bottom to spike top
    主茎直径 Stem diameter 地面往上15 cm处植株主茎茎杆宽度 Width of main stem 15 cm above the ground
    株型 Plant type 自然生长株型 Natural growth plant type
    穗色 Spike color 穗部颜色 The color of spike
    杆色 Stem color 茎杆颜色 The color of stem
    籽粒色 Seed color 籽粒颜色 The color of seed
    单株鲜重 Fresh weight per plant 单株成熟期全株重量 Whole plant weight in maturation period
    单株粒重 Grain weight per plant 单株籽粒自然风干后的重量 Weight of seeds per plant after natural air drying
    千粒重1000−grain weight 随机取1000粒藜麦籽粒,自然风干后的重量 The weight of 1000 seeds after natural air drying
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    表 2  藜麦描述项目及鉴定标准

    Table 2.   The main morphological characteristics and their categories for quinoa

    序号 Code性状 Traits标准 Category
    1 株型 Plant type 1=相对紧凑;2=较紧凑;3=紧凑;4=分散;5=较分散;6=相对分散
    1=Tightest;2=Tighter;3=Tight;4=Dispersive;5=More dispersive;6=Most dispersive
    2 杆色 Stem color 1=黄;2=橘红;3=红;4=绿;5=紫红
    1=Yellow;2=Reddish orange;3=Red;4=Green;5=Purplish red
    3 穗色 Spike color 1=白;2=黄;3=橘红;4=红;5=青;6=绿;7=紫红;8=紫
    1=White;2=Yellow;3=Reddish orange;4=Red;5=Cyan;6=Green;7=Purplish red;8=Purple
    4 籽粒色 Seed color 1=白;2=橘红;3=紫红;4=黑
    1=White;2=Reddish orange;3=Purplish red;4=Black
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    表 3  不同藜麦品种(系)农艺性状表现

    Table 3.  Representative agronomic traits of quinoa cultivars

    品种
    Cultivar
    生育期
    WGP/d
    株高
    PH/cm
    主茎直径
    SD/mm
    单株鲜重
    FWPP/g
    单株粒重
    GWPP/g
    千粒重
    1000−GW/g
    黑藜 Heili 173 212.750 ± 4.200cdB 22.768 ± 1.420cAB 1 895.000 ± 313.670aA 123.572 ± 22.330abAB 2.139 ± 0.120bAB
    A4 173 179.600 ± 7.850eC 20.084 ± 1.550cdB 883.000 ± 149.680deBCD 121.615 ± 22.930abAB 2.208 ± 0.040bAB
    SC-1 170 210.900 ± 6.170cdB 20.481 ± 1.270cdB 1 163.000 ± 244.580bcdABCD 140.320 ± 53.550abAB 2.068 ± 0.150bcBC
    F2-3 168 193.600 ± 7.610deBC 17.968 ± 1.560dBC 490.000 ± 60.060eD 162.542 ± 17.400aA 2.208 ± 0.110bAB
    F1 173 197.900 ± 6.310cdeBC 19.396 ± 1.040cdB 414.500 ± 85.110eD 66.190 ± 12.770bcAB 1.704 ± 0.130cdBCDE
    F2 169 200.700 ± 7.410cdeBC 20.548 ± 0.970cdB 811.000 ± 71.430deCD 128.864 ± 22.170abAB 2.055 ± 0.160bcBC
    F3 167 210.100 ± 4.330cdB 23.276 ± 1.310abcAB 980.800 ± 105.410cdeBCD 97.028 ± 9.340abcAB 1.733 ± 0.050cdBCDE
    ZK1 166 217.400 ± 7.290cB 22.974 ± 1.510bcAB 1 645.000 ± 223.420abAB 77.520 ± 23.340bcAB 1.697 ± 0.080cdBCDE
    ZK2 167 207.300 ± 4.060cdBC 23.433 ± 1.110abcAB 1 532.100 ± 293.240abcABC 42.849 ± 15.770cB 1.475 ± 0.130dDE
    雪藜 Xueli 174 203.800 ± 6.130cdBC 22.625 ± 0.940cAB 1 195.000 ± 148.350bcdABCD 162.131 ± 38.740aA 2.630 ± 0.100aA
    格藜 Geli 175 135.900 ± 3.430fD 14.176 ± 1.460eC 461.800 ± 68.210eD 100.283 ± 18.990abcAB 2.577 ± 0.210aA
    台紫红 Tai zi hong 173 293.500 ± 10.440aA 27.126 ± 1.190aA 1 477.000 ± 293.530abcABC 40.726 ± 3.880cB 1.374 ± 0.180dE
    台黄红 Tai huang hong 173 271.600 ± 10.560bA 26.862 ± 1.520abA 1 087.000 ± 124.820bcdBCD 42.264 ± 11.970cB 1.559 ± 0.080dCDE
    C3-1 175 191.700 ± 4.260deBC 18.066 ± 0.810dBC 488.700 ± 46.940eD 71.335 ± 7.000bcAB 1.985 ± 0.080bcBCD
     同列数据后大、小写字母分别表示品种(系)间差异达极显著水平(P < 0.01)和显著水平(P < 0.05)。下同。
     Note: Capital and lowercase letters within the same row indicate a very significant difference (P < 0.01) or a significant difference (P < 0.05), respectively, between the cultivars (strains). WGP: whole growth period; PH: plant height; SD: stem diameter; FWPP: fresh weight per plant; GWPP: grain weight per plant; 1000-GW: 1000-grain weight. This is applicable for the following tables and figures as well.
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    表 4  藜麦各农艺性状的描述性分析

    Table 4.  Descriptive statistical analysis of agronomic traits of quinoa

    性状
    Traits
    平均值
    Mean
    标准差
    Standarddeviation
    最大值
    Maximum
    最小值
    Minimum
    极差
    Range
    变异系数
    Coefficient of variation/%
    偏度
    Skewness
    峰度
    Kurtosis
    生育期 WGP 171.14 3.18 175 166 9 1.86 −0.377 −1.411
    株高 PH 209.05 37.33 331 120 157.6 17.86 0.693 1.087
    主茎直径 SD 21.42 3.49 27.13 14.18 12.95 16.31 0.000 0.170
    单株鲜重 FWPP 1 037.42 479.11 1895 414.5 1 480.5 46.18 1.382 1.675
    单株粒重 GWPP 98.37 42.79 162.54 40.73 121.81 43.50 1.805 4.970
    千粒重 1000-GW 1.89 0.34 2.58 1.37 1.21 18.16 0.487 1.215
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    表 5  藜麦表观性状表现

    Table 5.  Representative epigenetic traits of quinoa cultivars

    品种
    Cultivar
    株型
    Plant type
    杆色
    Stem color
    穗色
    Spike color
    籽粒颜色
    Seed color
    F2-3紧凑 Tight红 Red紫红 Purplish red白 White
    雪藜 Xueli较分散 More dispersive绿 Green白 White白 White
    SC-1紧凑 Tight绿 Green绿 Green白 White
    F2紧凑 Tight紫红 Purplish red紫红 Purplish red白 White
    黑藜 Heili紧凑 Tight绿 Green绿 Green黑 Black
    A4紧凑 Tight黄 Yellow黄 Yellow白 White
    格藜 Geli紧凑 Tight绿 Green黄 Yellow白 White
    F3紧凑 Tight绿 Green黄 Yellow白 White
    ZK1分散 Dispersive绿 Green青 Cyan白 White
    C3-1分散 Dispersive绿 Green黄 Yellow白 White
    F1较紧凑 Tighter红 Red红 Red白 White
    ZK2分散 Dispersive绿 Green青 Cyan白 White
    台黄红 Tai huang hong紧凑 Tight橘红 Reddish orange橘红 Reddish orange橘红 Reddish orange
    台紫红 Tai zi hong紧凑 Tight紫红 Purplish red紫 Purple紫红 Purplish red
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    表 6  藜麦各性状的相关性分析

    Table 6.  Correlation coefficients between quinoa agronomic traits

    性状
    Traits
    生育期
    GP
    株高
    PH
    主茎直径
    SD
    单株鲜重
    FWPP
    千粒重
    1000-GW
    单株粒重
    GWPP
    生育期 WGP 1.000
    株高 PH −0.076 1.000
    主茎直径 SD −0.140 0.670** 1.000
    单株鲜重 FWPP −0.185* 0.411** 0.596** 1.000
    千粒重1000-GW 0.268** −0.356** −0.221** −0.088 1.000
    单株粒重 GWPP −0.019 −0.105 0.054 0.259** 0.489** 1.000
     “*”表示在P < 0.05水平(双侧)上相关性显著;“**”表示在P < 0.01水平(双侧)上相关性显著。
     “*” represents significant correlation P < 0.05 (2-tailed), “**” represents extremely significant correlation P < 0.01 (2-tailed).
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    表 7  藜麦农艺性状的主成分分析

    Table 7.  Principal component analysis of quinoa agronomic traits

    性状
    Traits
    因子1
    Principal
    component 1
    因子2
    Principal
    component 2
    因子3
    Principal
    component 3
    生育期 WGP −0.342 0.116 0.903
    株高 PH 0.825 −0.046 0.305
    主茎直径 SD 0.862 0.212 0.176
    单株鲜重 FWPP 0.714 0.457 −0.069
    千粒重 1000-GW −0.513 0.712 0.118
    单株粒重 GWPP −0.076 0.878 −0.205
    特征值 Eigenvalue 2.318 1.548 1.001
    贡献率
    Contribution rate/%
    38.638 25.793 16.676
    累计贡献率
    Cumulative
    contribution rate/%
    38.638 64.431 81.107
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    表 8  藜麦各农艺性状得分矩阵

    Table 8.  Score matrix of quinoa agronomic traits

    性状
    Traits
    主成分 Principal component
    T1T2T3
    生育期(X1) WGP −0.148 0.075 0.903
    株高(X2) PH 0.356 −0.029 0.305
    主茎直径(X3) SD 0.372 0.137 0.176
    单株鲜重(X4) FWPP 0.308 0.295 −0.069
    千粒重(X5) 1000-GW −0.221 0.460 0.118
    单株粒重(X6) GWPP −0.033 0.567 −0.205
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    表 9  藜麦单株粒重与5个农艺性状的多元线性回归分析系数

    Table 9.  Coefficients of multivariate linear regression analysis for yield per plant and five agronomic traits of quinoa

    模型
    Model
    未标准化系数 Non-standardized coefficient标准化系数
    Standardized coefficient
    tSig.
    B标准误差 Standard error
    1 常量 Constant 413.149 334.178 1.236 0.219
    生育期(X1) WGP −2.871 1.979 −0.107 −1.451 0.149
    株高(X2) PH −0.116 0.196 −0.059 −0.594 0.554
    主茎直径(X3) SD 0.243 1.717 0.015 0.141 0.888
    单株鲜重(X4) FWPP 0.034 0.010 0.300 3.400 0.001
    千粒重(X5) 1000−GW 81.868 12.116 0.527 6.757 0.000
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    表 10  藜麦单株粒重与5个农艺性状的多元线性逐步回归模型概述输出结果

    Table 10.  Summary of output results of multivariate linear stepwise regression models for yield per plant and five agronomic traits of quinoa

    模型
    Model
    RR2调整R2
    Adjust R2
    标准估计的误差
    Standard estimate error
    10.489a0.2400.23471.968 15
    20.576b0.3310.32267.733 68
     a预测变量包括常量、千粒重;b预测变量包括常量、千粒重、单株鲜重。
     a Predictors including constant, 1000-grain weight; b Predictors including constant, 1000-grain weight, and fresh weight per plant.
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    表 11  藜麦单株粒重与5个农艺性状的多元线性逐步回归分析系数

    Table 11.  Multiple linear stepwise regression analysis coefficient for yield per plant and five agronomic traits of quinoa

    模型
    Model
    未标准化系数 Non-standardized coefficient标准化系数
    Standardized coefficient
    t显著性Sig.
    B标准误差 Standard error
    1 常量 Constant −50.469 23.378 −2.159 0.033
    千粒重(X5) 1000-GW 76.018 11.528 0.489 6.594 0.000
    2 常量 Constant −94.531 24.236 −3.900 0.000
    千粒重(X5) 1000-GW 80.180 10.893 0.516 7.361 0.000
    单株鲜重(X4) FWPP 0.035 0.008 0.304 4.335 0.000
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    表 12  藜麦单株粒重与农艺性状的通径分析

    Table 12.  Agronomic path analysis for yield of quinoa

    性状
    Traits
    相关系数
    Correlation
    coefficient
    直接通径系数
    Direct path
    coefficient
    间接通径系数 Indirect path coefficient决策系数
    Decision
    coefficient
    X1X2X3X4X5合计 Total
    生育期(X1) WGP −0.019 −0.107 0.005 −0.002 −0.056 0.141 0.088 −0.030
    株高(X2) PH −0.105 −0.059 0.008 0.010 0.123 −0.187 −0.046 0.002
    主茎直径(X3) SD 0.054 0.015 0.015 −0.040 0.180 −0.116 0.039 0.001
    单株鲜重(X4) FWPP 0.259 0.300 0.020 −0.024 0.009 −0.046 −0.041 −0.115
    千粒重(X5) 1000-GW 0.489 0.527 −0.029 0.020 −0.003 −0.026 −0.038 −0.318
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  • 通讯作者:  刘瑞香, liuruix@126.com
  • 收稿日期:  2021-11-29
  • 接受日期:  2022-04-03
  • 网络出版日期:  2022-05-09
通讯作者: 陈斌, bchen63@163.com
  • 1. 

    沈阳化工大学材料科学与工程学院 沈阳 110142

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