内蒙古呼包地区甜荞种质资源农艺性状鉴定与评价

尹 春，郭来春，武俊英，刘金泉，鲁富宽，刘景辉

（1.内蒙古农业大学职业技术学院，内蒙古 包头 014109；2.吉林省白城市农业科学研究院，吉林 白城 137000；3.内蒙古农业大学农学院，呼和浩特 010019）

甜 荞（Fagopyrum esculentumMoench.）起 源 中国，是一种粮饲菜药蜜源观赏兼用的廖科作物，是荞麦的一个主要栽培种。其富含生物类黄酮、多肽、糖醇等高抗活性药用成分，具有降糖、降脂、降胆固醇、抗氧化、清除自由基的功能，已成为中国绿色保健功能食品的重要作物资源［1-5］。其在世界各地被广泛栽培利用，是惟一作粮用的蓼科植物。中国是甜荞生产大国，面积和产量均居世界第二［6］。

近年来，荞麦的营养保健价值［7，8］和选育备受关注和研究［9-11］。如，张广峰等［7］通过对全国已审（认）定的9 个甜荞品种的经济性状及营养品质进行分析，从中筛选出优质、专用荞麦品种。任迎萍等［10］2017 年筛选出具有丰产潜力大、适应性好、抗逆性强、子大粒饱的荞麦品种。

内蒙古自治区地域辽阔，高寒冷凉气候适合荞麦的生长发育。荞麦耐旱、耐寒、适应性广及较强的抗逆、特殊的营养价值特性使其成为一种很好的多用型作物［12］。内蒙古自治区生产出的甜荞麦以粒大、皮薄、无污染、无农药残留在全国首屈一指［13］，尤其是通辽市库伦旗、包头市固阳县、乌兰察布盟、呼和浩特市清水河县，种植气候适宜，面积较大。本研究以来源于国内各地区的77 份甜荞种质资源为材料，考察了其农艺性状的表现，并通过聚类分析，结合品质性状筛选出了适于内蒙古自治区种植的优良种质资源，以期为农业生产提供优良品种。

1 材料与方法

1.1 供试材料

供试甜荞种质资源共77 份，编号及采集地见表1。内蒙古自治区呼和浩特市收集资源数最多，占总资源数的33.8%；内蒙古自治区赤峰市收集资源数次之，占总资源数的20.8%；内蒙古自治区乌兰察布市和包头市2 个地区收集资源数居中，各占总资源数的10.4%；内蒙古自治区通辽市、内蒙古自治区鄂尔多斯市、陕西省榆林市3 个地区收集资源较少，各占总资源数不到10.0%；宁夏回族自治区固原市、辽宁省北票市、河北省张家口市、山西省晋中市4 个地区资源数最少，各占总资源数的1.3%。

1.2 试验设计与数据处理

本试验在内蒙古农业大学职业技术学院中国敕勒川现代农业博览园进行（北纬40°35′21″、东经110°33′50″）。该地海拔平均高度为2 000 m，年平均气温为6.4 ℃，年降水量为310 mm，无霜期为135 d，属于温带大陆性气候。土壤质地为沙性土壤，土壤肥力偏低，前茬为向日葵。2021 年6 月20 日播种，进行繁种鉴定，随机排列，每份资源播种3 行，行长5 m，小区面积5 m2，采用完全随机区组设计，重复3次，行距33 cm，留苗密度80 万株/hm2。施肥量按每公顷元泰丰有机肥750 kg 折算成小区用量，一次性基施。在植株生长期间及子粒80%成熟后随机取样10 株，按荞麦种质资源描述规范和数据标准［14］记载生育期、株高、主茎粗（直径）、主茎节数、一级分枝数、茎壁厚、第一侧枝长、叶长、叶宽、千粒重、单株粒数、单株粒重等性状，成熟后选取1 m2测产并折算为单产。各性状测定数据取平均值。采用Excel 2007软件进行数据处理，计算最大值、最小值、均值、极差、标准差、变异系数等。再通过聚类分析选出甜荞优异种质，测定其子粒主要营养成分，其中粗蛋白质含量测定采用凯氏定氮法，粗脂肪含量测定采用索氏提取器法，铁、硒含量测定采用火焰原子吸收法，芦丁、维生素E 含量测定采用高压液相法。试验数据采用Excel 2010 软件进行整理及使用DPS 9.0 软件进行聚类分析和相关性分析［15，16］。

2 结果与分析

2.1 77 份甜荞种质资源的农艺性状表现

从表2 可以看出，77 份甜荞种质资源在各性状中具有遗传多样性，其中产量、单株粒重变异系数最大，分别为37.1%、38.5%，单株粒数、一级分枝数、第一侧枝长、茎壁厚、株高的变异系数较大，分别为33.9%、36.6%、32.4%、29.4%、21.9%，这7 个性状的遗传性变异程度均较高，都高于20%，稳定性差，说明这7 个性状有丰富的遗传变异性，具有较大的遗传信息和选择潜力，具有更丰富的多样性，选择标准应宽松。生育期、主茎粗、主茎节数、叶长、叶宽、千粒重的变异系数均较小，都小于20%，相对遗传变异较小，稳定性好，育种上应适当严格选择标准。

表2 77 份甜荞种质资源的主要农艺性状表现

2.2 77 份甜荞种质资源农艺性状的相关性分析

由表3 知，甜荞株高与茎粗、一级分枝数、第一侧枝长、叶长、叶宽和茎壁厚呈极显著正相关；茎粗与主茎节数呈极显著负相关，与第一侧枝长和茎壁厚呈极显著正相关，与叶长呈显著正相关；主茎节数与第一侧枝长呈显著负相关；一级分枝数与第一侧枝长、茎壁厚呈极显著正相关，与叶长和叶宽呈显著正相关；第一侧枝长与茎壁厚呈极显著正相关，与叶长呈显著正相关；叶长与叶宽呈极显著正相关；单株粒数与单株粒重、产量呈极显著正相关；单株粒重与千粒重、产量呈极显著正相关；千粒重与产量呈极显著正相关；其中，单株粒重与产量的相关性最大（r=0.99，P<0.01）。

表3 77 份甜荞种质资源各农艺性状的相关系数

2.3 77 份甜荞种质资源农艺性状的聚类分析

在欧式距离540 处可将77 份甜荞种质资源从农艺性状上分为3 类（图1），包括矮秆型21 份、大粒高产型34 份、高秆抗倒型22 份。整体看来，第二类表现最好（表4）。该类种质的株高、茎粗、主茎节数、一级分枝数、第一侧枝长、叶长、叶宽、茎壁厚等性状表现均居中，单株粒数、单株粒重、千粒重及产量均最高。

图1 77 份甜荞种质资源农艺性状的聚类结果

表4 77 份甜荞种质资源农艺性状各类别表现

2.4 甜荞优异种质资源的筛选

综合考虑各性状表现，并考虑矮秆、高产和抗倒等3 个方面，在77 份资源中共选出9 份各性状表现优异的甜荞种质资源。其中，矮秆种质3 份，分别为甜荞6 号、甜荞77 号、甜荞84 号；高产种质3 份，分别为甜荞24 号、甜荞61 号、甜荞76 号；抗倒种质3 份，分别为甜荞34 号、甜荞41 号、甜荞59 号。

2.5 优异种质的营养成分评价

由表5 可知，各优异种质中，优异矮秆种质甜荞6 号的营养成分优势是高脂肪，且与除甜荞61 号外的其他优异种质存在显著差异（P<0.05）；优异矮秆种质甜荞84 号的营养成分优势是高粗蛋白质、高维生素E、高硒，其中粗蛋白质含量与甜荞6 号、甜荞77 号、甜荞61 号、甜荞34 号、甜荞41 号、甜荞59 号存在显著差异（P<0.05），维生素E 和硒含量与其他8份优异种质均存在显著差异（P<0.05）；优异高产种质甜荞24 号的营养成分优势是高粗蛋白质，与甜荞6 号、甜荞77 号、甜荞61 号、甜荞34 号、甜荞41 号、甜荞59 号均存在显著差异（P<0.05）；优异高产种质甜荞61 号的营养成分优势是高脂肪、高芦丁，其中脂肪含量与甜荞77 号、甜荞84 号、甜荞24 号、甜荞76 号、甜荞34 号、甜荞41 号、甜荞59 号均存在显著差异（P<0.05），芦丁含量与其他8 份优异种质均存在显著差异（P<0.05）；优异高产种质甜荞76 号的营养成分优势是高铁和较高粗蛋白质，其中铁含量与其他8 份优异种质均存在显著差异（P<0.05）；优异矮秆种质甜荞77 号及优异抗倒种质甜荞34 号、甜荞41 号、甜荞59 号的营养成分优势不突出。从育种、高产、稳产、优质目标顺序考虑，9 份优异甜荞种质利用价值由高到低排序为61 号、76 号、24 号、59 号、34 号、41 号、84 号、6 号、77 号；高产种质甜荞61 号暂时可以作为高产、高脂肪、高芦丁综合性状优良品种在呼包地区推广，并且可以作为亲本与甜荞84 号、甜荞76 号进行集高产、高脂肪、高蛋白质、高维生素E、高硒、高Fe、高芦丁于一身的优势育种和常规育种，真正实现甜荞麦专用优良品种的高产、优质、高抗倒伏的育种目标，为改善甜荞麦品种混杂退化奠定研究基础和种质基础。

表5 优异种质的营养成分

2.6 优异种质的质量性状评价

由表6 可知，9 份优异种质花絮3 种类型都有，但以伞状半紧凑型为主；花型3 种都有，但以雄蕊等于雌蕊型最多；株型仅有2 种，以紧凑型为主；叶色3种，以深绿色为主；花色均为白色；花梗均为绿色。

3 讨论

77 份甜荞种质资源在同一播期播种均表现中晚熟，与甜荞自身基因型和播期、土壤环境等外部因素有关，需要对筛选的优良种质做播期试验，便于育种应用和农艺性状尤其产量、抗性的进一步鉴定。

杨明君等［17］对苦荞品种主要农艺性状进行了分析，结果表明，苦荞株高、千粒重遗传力较高，早代选择效果明显，单株粒重遗传力低，应放宽选择标准，增加选择世代。单株粒重虽然与产量密切相关，但变异系数小，直接选择效果差，可通过选择株高、单株粒数、千粒重实现提高单株粒重的目的，与本试验有一定差异，即单株粒重变异系数大，选择效果好。杨玉霞等［18］对来源于5 个国家的55 份苦荞资源进行农艺性状分析，结果表明，主茎节数、一级分枝数、总分枝数、有效花序数、千粒重是影响单株粒重的主要因素，与本试验也有一定差异。吴渝生［19］对昆明市的9 个荞麦栽培品种的农艺性状进行分析，结果表明，选择生育期长，尤其营养生长期长、千粒重较高，而分枝数、单株粒数、单株叶面积适当的材料，容易获得高产品种。这与本试验结果61 号优良种质特性相符。游萍等［20］对10 个苦荞品种农艺性状的研究表明，大部分苦荞单株粒数与株高、总分枝数、主茎节数呈正相关。这与本试验结果单株粒数与株高、一级分支数呈正相关，与主茎节数呈负相关有一定不同。李秀莲等［21］对45 个苦荞品种的6个主要经济性状进行了遗传力相关系数的研究，结果表明，千粒重广义遗传力最大（83.3%），其次是主茎节数（68.9%）、株高（61.7%）、一级分枝数（58.2%）、二级分枝数（35.9%），单株粒重遗传力最小（29.0%），且单株粒重与株高、一级分枝数、二级分枝数呈正相关，与主茎节数、千粒重呈负相关。这与本试验结果也有一定差异，即单株粒重与主茎节数无显著相关，与千粒重呈极显著正相关。

本研究所用甜荞种质资源来自不同地区，后续还需继续在不同地理环境、不同播期、不同密度、不同土肥管理下研究各资源的农艺性状和产量性状。