基于灰色关联分析不同气候生态类型区甜荞麦品种（系）的评价

摘要 以自主选育和引进的5个甜荞麦品种（系）为材料，在宁南山区6县（区）不同气候类型区进行多年多点试验，对8个主要农艺性状进行了灰色关联度分析，综合评价了品种的优劣性。结果表明：参试品种主要农艺性状对产量的关联度表现为单株粒重＞单株粒数＞一级分枝数＞密度＞株高＞主茎节数＞千粒重；通过对等权关联度和加权关联度分析，结合生长期的抗病性、抗倒伏等抗逆性指标，筛选出适宜在当地种植的品种（系）为固荞麦1号和固荞3号，并建立了大面积生产示范区进行验证，其增产效果明显。

关键词 甜荞麦；AMMI模型；GGE-biplot；稳定性；适应性

中图分类号 S517  文献标识码 A

文章编号 0517-6611（2024）10-0024-06

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2024.10.006

Evaluation of Sweet Buckwheat Varieties （Lines） in Different Climate Ecological Types Based on Grey Relational Analysis

MU Lan-hai1，2， CHANG Ke-qin1，2， DU Yan-ping1，2 et al

（1.Guyuan Branch of Ningxia Academy of Agriculture and Forestry Sciences， Guyuan，Ningxia 756000；2.Dry Farming Agricultural Engineering Technology Research Center of Ningxia，Guyuan，Ningxia 756000）

Abstract Using 5 sweet buckwheat varieties （lines） independently selected and introduced as materials. Years of multi-point experiments were conducted in 6 counties （districts） of different climate types in the southern mountainous areas of Ningxia， and grey correlation analysis was conducted on 8 main agronomic traits to comprehensively evaluate the advantages and disadvantages of the varieties. The results showed that the correlation degree between the main agronomic traits of the tested varieties and yield was as follows： grain weight per plant>number of grains per plant>number of primary branches>density>plant height>number of main stem nodes>thousand grain weight;Through the analysis of equal weight grey correlation degree and weighted grey correlation degree， combined with resistance indicators such as disease resistance and lodging resistance during the growth period， suitable varieties （lines） for local cultivation were selected as Guyuan Buckwheat 1 and Guyuan Buckwheat 3. Large scale production demonstration zones were established for verification， and their yield increase effect was significant.

Key words Sweet buckwheat crop varieties;AMMI model;GGE-biplot;Stability;Adaptability

基金项目 农业农村部-国家燕麦荞麦产业技术体系固原综合试验站（CARS-07-G-15）；宁夏农林科学院院地合作-荞麦新品种及轻简栽培技术示范（NNKZZCGZH-2021-04）。

作者简介 穆兰海（1966—），男，宁夏固原人，高级农艺师，从事荞麦作物新品种选育及高效节水种植技术与示范研究。*通信作者，研究员，从事荞麦和燕麦作物新品种选育研究。

收稿日期 2023-07-13

荞麦（Fagopyrum），属于廖科（Polygonaceae）荞麦属（Fagopyrum Mill）的小宗作物，荞麦种植历史悠久，种植区域辽阔，由于生育期短，抗逆性强，营养丰富，适应性强等特性，在我国栽培历史悠久。荞麦属栽培品种主要包括甜荞麦（F.esculentum Moench）和苦荞麦［F.tataricum （ Linnaeus） Gaertn］两大类［1］。我国荞麦主要分布在南北2个栽培产业带［2］，即西南地区为荞麦集中产区，包括云南、贵州、山西、四川、重庆、湖南和湖北等省；华北和西北地区主要为甜荞集中产区，包括河北、山西、陕西、甘肃、宁夏、青海、内蒙古等地区。2019年国家统计局数据显示，我国荞麦种植面积为388.1×103 hm3，同比增长7.4%，总产量为54.3万t，同比增长12.2%。其中，陕西、内蒙古、宁夏、甘肃、四川种植面积分别为85.1×103 hm3（21.9%）、75.0×103 hm3（19.3%）、58.5×103 hm3（15.1%）、35.0×103 hm3（9.0%）和30.3×103 hm3（7.8%）。荞麦产量提升速度较快的是内蒙古地区，年均生产能力为11.2万t；其次是陕西省，年均产量为8.7万t；再次是四川为6.1万t和宁夏为3.6万t。

荞麦具有特殊的食疗保健功能。近年来，国内外市场的需求量逐年增加，销量供不应求。但产量低，导致收益低，单株粒重的提高是提高产量的主要途径，影响荞麦的产量性状有单株粒重、单株粒数和千粒重等，受环境因子与遗传等方面的调控，荞麦的遗传育种研究工作中集中在株高、千粒重、分枝数、单株粒重及主茎节数等农艺性状方面。通过因子与聚类分析农艺性状的关系研究［3］，发现不同品种在生育期、主茎节数、株高、千粒重和单株粒重等农艺性状中存在着显著性差别，从农艺性状遗传多样性研究获得高产、稳定性、抗旱性品种，实现增产增收［4-9］。笔者通过在不同气候类型区、生态区域和生产条件下对荞麦品种进行多年多点试验，对影响荞麦品种产量的主要性状因子进行关联分析和评价，依照主要性状关联因子筛选出适合在半干旱区和中部干旱带种植的品种（系），并对筛选的品种进行生产示范验证，旨在为新品种（系）引进和选育提供参考。

1 材料与方法

1.1 供试材料

共有5个参试品种：固荞1号（G1）、宁D07-6（G2）、定甜荞3号（G3）、固荞3号（G4）和信农1号（G5）。其中，G1、G2、G4和G5为宁夏农林科学院固原分院自主选育品种（系），G3为引进品种。2017—2019年在宁南山区5县（区）分别布设试验点。其中，原州区头营、西吉县马建和彭阳县城阳代表半干旱区试验点，同心县预旺和盐池县花马池代表中部干旱带试验点，每个试验点参试品种和田间设计相同。2021—2022年完成生产示范和品种审定。

1.2 试验设计

试验采用随机区组设计，小区面积10 m2（5 m×2 m），每个小区种植7行，行距33 cm，留苗密度为105万株/hm2，重复3次。试验收获时取4 m2进行脱粒计产，各试验点的每个品种考种取中间1 m长单行植株，选取代表性15株进行考种，其剩余植株一并脱粒，计算样段内平均单株株高、主茎分枝、主茎节数、单株粒重、单株粒数及千粒重等。

1.3

田间管理 播种前整地结合旋耕统一施基肥磷酸二铵150 kg/hm2。6月下旬播种， 7月中旬定苗，其他田间管理同大田。

1.4 试验点气候概况

参试品种在宁南山区5个县（区）半干旱区和中部干旱带进行。荞麦作物生长期降水量和平均气温见表1。由表1可知，宁南山区半干旱区（原州区、西吉县和彭阳县），半干旱区易旱区（海原县）和中部干旱带（同心县、盐池县）多年降水量分别为416.6～450.0和215.1～255.6 mm，荞麦生育期降水量分别为279.2～353.0和189.8～222.9 mm。年均气温分别为5.9～7.2和8.6 ℃，生育期气温分别为16.7～19.4和21.3～22.0 ℃。 从图2可以看出，宁南山区不同气候类型区全年各月降水量由半干旱区向干旱带呈递减规律，而各月平均气温则相反，表现为干旱带气温＞半干旱区。

1.5 分析方法

用DPS 9.50数据处理系统和Excel 2016软件进行数据处理， 采用灰色系统理论中的灰色关联度进行分析［10-12］ 。将产量及主要农艺性状因素视为一个灰色系统，灰色关联度能较为全面地反映参试品种的稳定性和优劣性，用关联度表示ξi。在标准化处理后，设定分辨系数为0.5计算关联度，根据关联度排序位次确定［10-16］。通过计算参考量与比较量的绝对值，找出每个灰色系统的最大和最小绝对值。由此判断各农艺性状对产量影响的主次关系，各农艺性状的关联度越大，则表示品种的综合性状越好。关联度分析选择目前生产中产量高和最理想的主要性状为参考指标，各性状指标构成参考数列，记作目标品种G0，参试品种（组合）各性状值比较数列，记作Gi（i=1，2…，m），其中m为参试品种数，各农艺经济性状指标以T表示（T=1，2…，n），其中n为性状数进行灰色关联分析［10-16］。

2 结果与分析

2.1 主要经济性状

目标品种X0主要性状指标取值是当地生产中已实现的理想品种状态值［13-14］，即参考品种的各主要性状的取值是目前旱地生产潜力较好的品种主要性状值，其取值应较其他参试品种主要性状值大一些。

试验选取主要性状指标密度（T1）、株高（T2）、主茎分枝数（T3）、主茎节数（T4）、单株粒重（T5）、单株粒数（T6）、千粒重（T7）和平均产量（T8）8个主要性状数据的平均值进行统计分析，各品种的性状值见表2。

2.2 数据无量纲化处理

因各性状量纲不一致，需将原始数据标准化，用各品种农艺性状数据分别除以参考品种相应农艺性状数据，将原始数据统一量化在［0，1］内［12-13］（表3）。

设参考序列（参考品种）为T0（t）=｛T0（1），T0（2），…，T0（n）｝;比较序列（参试品种）为Ti（t）=｛Ti（1），Ti（2），…，Ti（n）｝，i=1，2，…，m;t=1，2，…，n。

初值化后的参考序列为T0′（t）=T0（t）/［T0（t）×T0（1）］，比较序列为Ti′（t）=Ti（t）/Ti（1），i=1，2，…，m;t=1，2，…，n。

2.3 灰色关联系数及关联度

2.3.1 等权关联度。

求得参考数列G0与5个参试品种相应性状的绝对差值［13］，计算结果见表4。

△i（T）=∣G0（T）-Gi（T）∣i=（1，2，…，8）（1）

由公式（2）计算参试品种（组合）与参考品种之间的关联系数［12-13］：

式中，ξi（T）为Gi对G0在T点的关联系数［12］，P为分辨系数，取值范围在（0～1），一般取0.5。mint｜G0（T）-Gi（T）｜和mant｜G0（T）-Gi（T）｜分别为第1层次最小差和第1层次最大差，即在绝对差｜G0（T）-Gi（T）｜