適宜河北省旱寒區(qū)的冬油菜品種的篩選

李愛國(guó) 李積銘 李和平 劉桂華 宋聰敏 武軍艷

（1. 河北省農(nóng)林科學(xué)院旱作農(nóng)業(yè)研究所 河北省農(nóng)作物抗旱研究重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，衡水 053000；2. 甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)學(xué)院，蘭州 730070）

河北省低平原區(qū)灌溉水70%來源于地下水，每年灌溉用水量遠(yuǎn)大于地下水補(bǔ)給量，導(dǎo)致地下水位持續(xù)下降［1］，造成大面積區(qū)域地下水漏斗和嚴(yán)重的地面沉降等生態(tài)環(huán)境問題，并威脅區(qū)域灌溉農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展［2］。冬小麥-夏玉米的種植模式是造成地下水位下降的主要原因之一，這種模式耗水量較多，高產(chǎn)麥田平均耗水量在400-525 mm，而黃淮海地區(qū)冬小麥生育期內(nèi)降水量平均在100-180 mm，需要補(bǔ)充灌溉300 mm 左右［3］。因此，現(xiàn)時(shí)的國(guó)情要求人們不能只追求產(chǎn)出效益而不顧生態(tài)環(huán)境，必須確立經(jīng)濟(jì)效益和生態(tài)效益相協(xié)調(diào)的新型種植模式及配套栽培措施才能實(shí)現(xiàn)河北省農(nóng)田與農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展。冬油菜替代小麥種植，不僅可以實(shí)現(xiàn)節(jié)水，還可以同時(shí)兼顧生態(tài)效益和經(jīng)濟(jì)效益。油菜是我國(guó)最重要的油料作物之一，油菜籽是重要的食用油和蛋白飼料來源［4-5］。油菜又可用作飼料作物、蔬菜作物、綠肥作物、觀賞作物和蜜源作物，是多功能、能重復(fù)利用有效的節(jié)水作物。但由于河北省低平原區(qū)油菜產(chǎn)業(yè)的興起時(shí)間較短，缺少相關(guān)研究，因此，研究不同冬油菜品種在河北省低平原區(qū)種植氣候適宜性，對(duì)緩解河北省地下水超采，合理調(diào)整農(nóng)作物種植結(jié)構(gòu)具有重要意義。

胡海珍等［6］通過對(duì)7 個(gè)油菜品種農(nóng)藝性狀進(jìn)行綜合比較，篩選出適宜在大別山推廣的品種。李福榮［7］為篩選出適宜江津地區(qū)種植的油菜品種，對(duì)10 個(gè)油菜品種進(jìn)行了比較試驗(yàn)，得出了抗逆性好、主要生長(zhǎng)性狀和產(chǎn)量均優(yōu)異的品種。

雖然前人對(duì)不同油菜品種的區(qū)域適應(yīng)性作了較多的研究［8-9］，但主要集中在黃土高原、黃淮平原、云貴高原、四川盆地、長(zhǎng)江中下游和華南沿海等地，針對(duì)河北省低平原區(qū)相關(guān)研究較少。

本研究通過對(duì)16 個(gè)油菜品種的農(nóng)藝性狀進(jìn)行綜合分析，通過方差分析、相關(guān)性分析以及聚類分析，試圖篩選出適宜河北省低平原區(qū)種植的冬油菜品種，并闡明各個(gè)品種的綜合表現(xiàn)，以及為品種間的改良提出合理化建議。

1 材料與方法

1.1 材料

試驗(yàn)材料共16 個(gè)油菜品種，由甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)、天水農(nóng)業(yè)科學(xué)院、慶陽(yáng)農(nóng)業(yè)科學(xué)院、陜西省雜交油菜研究中心以及河北省農(nóng)業(yè)科學(xué)院旱作所提供（表1）。

表116 個(gè)油菜品種來源情況

1.2 方法

試驗(yàn)于2018 年9 月至2019 年5 月進(jìn)行，采用隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，3 次重復(fù)，小區(qū)長(zhǎng)5.6 m，寬3 m，行距20 cm。各指標(biāo)測(cè)定方法參照《北方白菜型冬油菜品種試驗(yàn)記載規(guī)范》標(biāo)準(zhǔn)［10］執(zhí)行。

數(shù)據(jù)采用Excel 2013 進(jìn)行整理，采用SPSS 21.0統(tǒng)計(jì)分析軟件進(jìn)行方差分析、相關(guān)性分析和聚類分析。

2 結(jié)果

2.1 不同油菜品種的農(nóng)藝性狀、產(chǎn)量比較

由表2 和表3 可知，16 個(gè)油菜品種分枝部位存在差異最為明顯，變異系數(shù)為61.82%，JR5 顯著低于天油4 號(hào)、冬油8 號(hào)和14T×38，與其他品種無顯著差異。其次差異較為明顯的指標(biāo)是產(chǎn)量和二次分枝數(shù)，變異系數(shù)分別為26.69%和24.89%，14T×38 產(chǎn) 量 最 高，為2966.55 kg/hm2，且 顯 著高于天油4 號(hào)、16RTS309、冬油8 號(hào)、天油178、16Q×367、15Q×60、JR5、 天 油142、 隴 油12、16QD-15 和20SY-13；20SY-13 二次分枝數(shù)顯著高于天油142 和冬油8 號(hào)，7Q×17 顯著大于天油142。

株高、一次分枝數(shù)、主花序長(zhǎng)度、主花序角果數(shù)和角果長(zhǎng)度在不同油菜品種間也存在明顯差異，變異系數(shù)分別為15.80%、13.52%、17.88%、16.71%和14.25%。天油8 號(hào)株高最大，為152.7 cm；20SY-13 一次分枝數(shù)最小，為8 個(gè)。主花序長(zhǎng)度最大和最小的品種分別為冬油8 號(hào)和20SY-13，其值分別為58.8 和24.8 cm。主花序角果數(shù)和角果長(zhǎng)度最大的品種分別為天油142 和14T×38，最小的品種分別為20SY-13 和衡油8 號(hào)。

表216 個(gè)油菜品種農(nóng)藝性狀比較

表316 個(gè)油菜品種經(jīng)濟(jì)性狀比較

2.2 農(nóng)藝性狀、產(chǎn)量的相關(guān)性分析

由表4 可知，油菜產(chǎn)量與一次分枝數(shù)和主花序角果數(shù)呈極顯著正相關(guān)（P＜0.01），說明一次分枝數(shù)和主花序角果數(shù)是影響油菜產(chǎn)量形成的主要因素，一次分枝數(shù)較多的油菜品種產(chǎn)量較高，主花序角果數(shù)較多的油菜品種產(chǎn)量也會(huì)相對(duì)較高。株高與分枝部位、主花序長(zhǎng)度和主花序角果數(shù)呈顯著正相關(guān)關(guān)系，株高越高，分枝部位越高，主花序長(zhǎng)度越大，主花序角果數(shù)越多，繼而產(chǎn)量越高，因此，適當(dāng)選擇株高較高的油菜品種會(huì)達(dá)到高產(chǎn)。一次分枝數(shù)與主花序角果數(shù)呈顯著正相關(guān)（P＜0.05），二次分枝數(shù)與主花序角果數(shù)呈極顯著負(fù)相關(guān)，即主花序角果數(shù)多的品種一次分枝數(shù)較多，二次分枝數(shù)較少。

表4 油菜品種各指標(biāo)間相關(guān)性分析結(jié)果

2.3 聚類分析

由圖1 可知，當(dāng)歐式距離為5 時(shí)，16 個(gè)油菜品種可聚為5 大類。

第Ⅰ類為20SY-13，其株高、分枝部位、一次分枝數(shù)、主花序長(zhǎng)度、主花序角果數(shù)、產(chǎn)量處于較低水平，原因可能是20SY-13 耐寒性較差，越冬能力不足導(dǎo)致。因此，這類材料不適合作為越冬型油菜在當(dāng)?shù)胤N植。

第Ⅱ類包括衡油8 號(hào)和JR5，其株高、分枝部位、主花序長(zhǎng)度、主花序角果數(shù)、單株有效角果數(shù)和角果長(zhǎng)度均處于較低水平，這6 個(gè)農(nóng)藝性狀指標(biāo)均有待改善。因此，此類品種的產(chǎn)量還有較大潛力可以提高。

第Ⅲ類聚集了天油178、15Q×60、冬油8 號(hào)、16RTS309 和天油142，它們的分枝部位和主花序長(zhǎng)度處于較高水平，一次分枝數(shù)、角粒數(shù)、產(chǎn)量處于中等水平，而主花序角果數(shù)處于中等偏上水平。增加這類材料的一次分枝數(shù)和角粒數(shù)可成為未來育種目標(biāo)。

第Ⅳ類有14T×38 和16T×50，其特點(diǎn)是主花序角果數(shù)、單株有效角果數(shù)和產(chǎn)量處于較高水平，一次分枝數(shù)和角果長(zhǎng)度處于中等偏上水平，株高、二次分枝數(shù)、主花序長(zhǎng)度和角粒數(shù)處于中等水平。對(duì)于這類材料，以減少二次分枝數(shù)，增加主花序長(zhǎng)度和角粒數(shù)作為未來育種目標(biāo)。

第Ⅴ類 包 含 天 油4 號(hào)、16Q×367、JR6、16QD15、隴油12 和7Q×17，其農(nóng)藝性狀中二次分枝數(shù)、角粒數(shù)處于較高水平，一次分枝數(shù)、主花序角果數(shù)處于中等偏上水平，而產(chǎn)量處于中等水平。對(duì)于這類材料，以減少二次分枝數(shù)，增加一次分枝數(shù)和主花序角果數(shù)作為未來育種目標(biāo)。

3 討論

通過農(nóng)藝性狀間的相關(guān)性分析，可以得出其關(guān)聯(lián)程度的緊密情況［11］。本研究通過對(duì)16 個(gè)油菜品種的10 個(gè)性狀指標(biāo)進(jìn)行相關(guān)性分析得出，油菜產(chǎn)量與一次分枝數(shù)和主花序角果數(shù)呈極顯著正相關(guān)關(guān)系，因此，如想在本地實(shí)現(xiàn)高產(chǎn)油菜種植，應(yīng)選擇一次分枝數(shù)和主花序角果數(shù)較多的品種。主花序角果數(shù)與株高呈極顯著正相關(guān)關(guān)系，二次分枝數(shù)與主花序角果數(shù)呈極顯著負(fù)相關(guān)，說明油菜品種的株高和二次分枝數(shù)間接影響油菜產(chǎn)量，選擇株高較高、二次分枝數(shù)較少的品種有助于實(shí)現(xiàn)油菜豐產(chǎn)。

農(nóng)藝性狀表現(xiàn)可以為評(píng)價(jià)油菜引種適應(yīng)性提供依據(jù)，同一油菜品種在不同生態(tài)氣候區(qū)的表現(xiàn)可能會(huì)有差異，為此，前人針對(duì)油菜引種適應(yīng)性作了相關(guān)的研究。孫定紅等［9］通過對(duì)引進(jìn)的5 個(gè)油菜品種進(jìn)行試驗(yàn)比較，篩選出了適宜廬江縣種植的高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)及適應(yīng)性強(qiáng)的早熟油菜新品種。李福榮［7］為篩選出適宜江津地區(qū)種植的油菜品種，比較了10 個(gè)不同油菜品種農(nóng)藝性狀，得到產(chǎn)量?jī)?yōu)異品種。本研究結(jié)果表明，參試品種中產(chǎn)量較高的品種有14T×38、16T×50 和7Q×17，說明這4 個(gè)品種在本地區(qū)或者與本地區(qū)農(nóng)業(yè)氣候條件一致的其他地區(qū)種植可獲得高產(chǎn)。株高較高的品種包含了16Q×367、天油4號(hào)、15Q×60、冬油8 號(hào)和天油178，范圍在146.1-152.7 cm；株高較低的品種為和JR5，分別為101.7和104.3 cm，因此，可根據(jù)不同株高選擇適合當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)觀賞的油菜品種。天油4 號(hào)、隴油12 和JR5 一次分枝數(shù)較多，在14.5-14.9，天油142、14T×38和15Q×60 主花序角果數(shù)較多，且一次分枝數(shù)、主花序角果數(shù)均和產(chǎn)量呈極顯著正相關(guān)，因此，一次分枝數(shù)、主花序角果數(shù)較多的品種可以成為當(dāng)?shù)赜N者培育高產(chǎn)油菜品種的理想材料。

聚類分析可以對(duì)試驗(yàn)品種進(jìn)行綜合分析，對(duì)品種的評(píng)判也比較全面，前人利用聚類分析進(jìn)行了較多研究［12-14］。本研究通過對(duì)16 個(gè)油菜品種的株高、分枝部位、一次分枝數(shù)、二次分枝數(shù)等指標(biāo)進(jìn)行聚類分析，將16 個(gè)品種分為5 類。并對(duì)這5 類品種的未來育種目標(biāo)提出了合理化建議。衡油8 號(hào)和JR5可通過改善多種農(nóng)藝性狀較大潛力提高產(chǎn)量；天油178、15Q×60、冬油8 號(hào)、16RTS309 和天油142 應(yīng)當(dāng)將增加一次分枝數(shù)和角粒數(shù)作為未來育種目標(biāo)；14T×38 和16T×50 油菜品種可通過減少二次分枝數(shù)，增加主花序長(zhǎng)度和角粒數(shù)作為未來育種目標(biāo)；天油4 號(hào)、16Q×367、JR6 和隴油12 應(yīng)當(dāng)把減少二次分枝數(shù)，增加一次分枝數(shù)和主花序角果數(shù)作為未來育種目標(biāo)。

圖1 不同油菜品種的聚類分析結(jié)果

4 結(jié)論

在河北省低平原區(qū)，選擇種植株高較高、一次分枝數(shù)和主花序角果數(shù)較多、二次分枝數(shù)較少且可以正常越冬的油菜品種，可以獲得較高的產(chǎn)量。參試品種中產(chǎn)量較高的品種有14T×38、16T×50 和7Q×17，這4 個(gè)品種適宜在本地區(qū)及氣候條件相似地區(qū)種植。20SY-13 在本地區(qū)種植時(shí)需注意安全越冬。