摘要：通过对10份新疆糜子（Panicummiliaceum L.）种质的农艺及产量性状进行分析综合筛选，参试各材料性状间普遍存在显著性差异和相关性。在同样的种植栽培条件下，根据生育期变幅55～83 d，将XY、HBH分为超早熟材料，HP、H33、HK、HC分为早熟材料，TL、BRG分为中熟材料，TLD、WS为晚熟材料。在籽粒产量方面变幅为1 905.95～4 237.12 kg/hm2，H33产量最高。各种质间的农艺及产量性状的变异程度通过变异系数及多样性指数来表达，各种质之间的变异幅度在7.92%～43.71%，遗传多样性指数变化范围为2.22～2.57，均值为2.33。系统聚类分析，将10份材料分为籽粒高产材料、饲料高产材料、早熟材料3类。隶属函数分析对各材料综合得分D值进行排序，对选用材料进行筛选。

　　关键词：种质资源；遗传多样性；变异系数；筛选

　　0引言

　　糜子作为传统的粮饲两用作物，起源于我国，种植历史悠久，在我国古代农业中占有重要地位，被誉为“五谷之一”，具有丰富的资源价值。其自身具有早熟、喜温、耐干旱、耐瘠薄的特点。同较其他禾谷类作物适应性较强，能在春夏季干旱、土壤瘠薄的旱作农业区种植。作为节水型谷物，相较于其他作物有更好的物质调用能力和水分调节能力，能够在没有灌溉的旱地生长。但由于新疆地方糜子种质退化较为严重，且传统种植方式的局限性和气候变化的影响，糜子的产量和品质一直面临着较大的挑战。种质资源是农业生产的基础，优质的种质资源是提高作物产量和品质的关键。开展新疆糜子种质筛选工作，对于提高糜子的产量和品质，推动新疆农业的发展具有重要意义。在新疆糜子种质筛选工作中，通过对不同材料糜子的农艺及产量性状进行系统的比较和评估，可以筛选出适合新疆地区种植的优质、高产、抗逆性强的糜子品种，对当地农业增产及农民增收具有极其显著且深远的现实意义。还可以为其他地区的糜子种质筛选工作提供借鉴和参考，促进农业可持续发展和生态环境的改善。

　　1材料与方法

　　1.1试验材料

　　根据表1所示，材料中4个哈萨克斯坦种质材料以及6个新疆地方糜子种质。并根据不同糜子种质材料生育期进行划分：60 d以下为超早熟，60～70 d为早熟，70～80 d为中熟，80 d以上为晚熟材料。

　　1.2试验设计

　　于2023年5月17日在三坪农场播种，播前4 d灌水，确保墒情，采取随机区组设计，人工开沟条播，每小区3 m×3 m，每个品种重复3次，共60个小区，各小区间保护行设1 m。播种量22.5 kg/hm2，行距30 cm，播深3～5 cm；底肥：腐熟有机粪肥30 000 kg/hm2，人工撒施后随机械翻耕拌入；种肥：二铵225 kg/hm2，随播种条施。期间灌水3次，5月25日—6月10日累计人工除草2次，拔节期搭建防鸟网，各品种成熟期进行刈割采收。待各品种进入成熟期后，刈割除去边行和两端50 cm部分，留茬4～5 cm。然后使用1 m2的套样方，在各小区随机选取1组进行刈割，剪取去穗子后，实测3 m2鲜草重，再折算成单位面积鲜草产量。称重后将其装进网袋置于防鸟网上自然风干后测定干重，计算鲜干比，并换算出干草产量。剪下的穗子称重后风干，计算单位面积穗干鲜重。后将干穗脱粒称重，再折算成单位面积粮食产量。刈割前在各小区中随机测定20株糜子（生育期、株高、穗长、茎节数、茎粗、节间长度、叶长、叶宽）。

　　1.3测定指标

　　参照《植物新品种特异性、一致性和稳定性测试指南糜子》，对所有糜子种质材料的8项农艺性状指标进行测定：①生育期：从幼苗萌发展开第1片叶后至颖果变硬的天数。②株高：植株自然高度下，从地表基部到顶端的距离（单位为cm）。③穗长：将卷尺或直尺沿着穗的最长轴线放置，测量从穗的顶端到底部的距离。④茎节数：提高目测观察从最底端第1个茎节从下至上开始统计。⑤茎粗：将游标卡尺的尺口围在茎干上，调整螺旋至两爪紧贴茎干，读取数据。⑥节间长度：测量植株倒数第一至倒数第二茎节的长度。⑦叶长：用卷尺沿着叶片的中央线，从叶片基部开始，沿着叶片的轮廓线量出叶片的长度。⑧叶宽：将直尺沿着叶片宽度方向放置，确保直尺与叶片保持垂直角度，以获得精确测量。

　　1.4数据处理与统计分析

　　Shannon﹣Weave多样性指数的计算公式：

　　H＇=-ΣPi×lnPi

　　先用Excel计算10份糜子材料12个性状的总体平均数（X）与标准差(σ),然后按照第1级[Xi<（X-2σ)]到第10级[Xi>（X+2σ)]，每0.5σ为一级，将各性状划分为10个级。式中Pi表示某性状第i级别内出现的频率ln为自然对数。

　　加权隶属函数法相关公式如下：

　　公式中，xj为各品种综合指标j的值，μ（XJ）值为各品种XJ的隶属函数值，XJmax与XJmin分别为各品种Xj的最大值和最小值，Pj为综合指标j的贡献率，Wj为综合指标j的权重，D表示糜子种质资源的品质综合评价值[7-10]。

　　采用Excel 2016对数据进行整理与统计与隶属函数分析，采用SPSS 27.0进行相关性分析、线性回归分析和聚类分析。

　　2结果与分析

　　2.1主要农艺性状分析

　　由表2可知，通过SPSS软件对数据进行显著析分析比较。其中HP、HK、XY、HBH、H33和HC为早熟材料，TLD、TL、BRG和WS为较晚熟材料。HP、HC和HK株高差异不大，其他大部分糜子材料间的株高存在显著性，各材料株高范围在67.15～103.98 cm，平均为84.27 cm。株高较低的材料包括HP、XY、HBH、HC、HK，株高较高的材料包括TLD、H33、BRG、TL和WS。穗长变幅区间为16.84～29.18 cm，WS的穗长较长，各糜子材料的穗长之间显著性明显。各种质茎节数为4.60～6.20，HBH和HC茎节数较少，WS和TL茎节数较多。各糜子材料茎粗的变幅为3.49～4.37 mm，其中TLD、HBH较细，HP、H33较粗，大多数材料的茎粗间存在显著性。节间长度的变幅度为9.95～15.27 cm，平均为12.70。叶长变幅为20.22～27.14 cm，平均为23.55 cm，其中HK和TLD较短，HBH和WS较长。叶宽的变幅度为1.37～1.88 cm，平均值为1.63 cm。其中TLD、TL较窄，BRG、HP较宽。

　　2.2主要产量性状分析

　　由表3可知，穗鲜重的最大值为669 g，最小值为310 g，平均为493.9 g，XY和HBH较轻，TL和BRG较重。各糜子材料间穗干重的变幅度为210～515 g，平均为374.2 g。HBH和XY较轻，BRG和H33较重。WS和HC的鲜草产量间存在显著性，鲜草产量变幅为5 962.9818 999.50 kg/hm2，平均为10 841.42 kg/hm2，HC和HBH产量较少，WS和TL产量较多，TLD和HP、XY、HBH、HC、HK间都存在显著性，XY与HBH、HC、HK无显著性。干草产量变幅为2 421.21～6 503.25 kg/hm2，平均为4 285.14 kg/hm2，HBH和XY较少，WS和TLD较多。籽粒产量变幅为1 905.95～4 237.12 kg/hm2，平均为3 208.6 kg/hm2，其中H33和BRG籽粒产量较高，XY和HBH产量较低。

　　2.3产量及农艺性状的多样性分析

　　通过对12项性状指标进行多样性分析，表4结果表明，各供试糜子种质的产量及农艺性状变异程度较大。变异程度中，茎粗最小（7.92%），鲜草产量最大（43.71%），参试材料的变异幅度在7.92%～43.71%。遗传多样性指数变化范围为2.22～2.57，均值为2.33。其中鲜草产量最低（2.22），而叶宽的最高（2.57）。总的来说，通过对7项农艺性状及5项产量性状进行多样性分析发现，10份供试糜子材料间变异程度较大且多样性指数皆大于2，遗传多样性较为丰富，可作为糜子优异种质筛选的基础材料。

　　2.4产量及农艺性状的相关性分析

　　对10份糜子材料的8个主要农艺性状及5个产量性状进行详尽的相关性分析。图1研究结果显示，株高与茎节数、节间长度、鲜草及干草产量均呈极显著正相关，与穗长和穗鲜重呈显著正相关；穗长与叶长呈极显著正相关，与干草和鲜草产量显著正相关；茎节数与节间长度、干草产量之间存在极显著的相关性，与鲜草产量显著正相关，但与叶宽呈相关。茎粗方面，其与叶宽、穗干重和粮产量均呈显著正相关，而与节间长度和叶长则呈显著负相关。节间长度与鲜草、干草产量均呈极显著正相关；分蘖数则与穗干重、穗鲜重、鲜草产量、干草产量及粮产量均为负相关。穗鲜重与穗干重呈极显著正相关；穗干重与粮产量呈极显著正相关；鲜草与干草产量间呈极显著正相关。通过这13类指标的综合分析，可以清晰地看到各农艺性状与产量性状之间存在着复杂的相互关联和制约关系。通过对农艺性状指标的观测，可以对产量性状指标进行一定程度的预估。这些相关性结果在优异种质筛选过程中，具有一定的参考价值。

　　2.5籽粒产量与农艺性状的线性回归分析

　　本研究采用SPSS统计软件对糜子籽粒产量进行了正态性检验，以确保其符合回归分析的前提条件。检验结果显示P=0.028＜0.05，结果表明因变量糜子籽粒产量，符合正态分布，见图2。

　　在进行线性回归分析时，将糜子籽粒产量设为因变量，并选取了株高、穗长、茎节数、茎粗、节间长度、叶长和叶宽作为自变量。通过图2中的数据展示，该线性模型的方差解释率R2=0.84，表明糜子籽粒产量的84%的变异可以由这7项农艺性状来共同解释和预测。还有16%的籽粒产量变异不能由这7个性状解释，说明还有其他性状未被列入回归分析中。各回归系数显著性检验结果表明，当（P＜0.05）时各指标的回归系数均达显著水平，可建立籽粒产量与农艺性状的最优回归模型：Y=－393.069－6.563X1+18.509X2-83.141X3+243.643X4+54.578X5－26.336X6+197.07X7（R2=0.84，F=1.496，P=0.000 0）。

　　2.6产量性状与农艺性状的聚类分析

　　如图3可知，通过对10份糜子种质材料的产量及农艺指标进行系统聚类分析，在欧式距离为5时将种质材料划分为3个类群。第Ⅰ类群包含5份材料，分别是3（HP）、10（HK）、7（XY）、8（HBH）、9（HC），以哈萨克斯坦及早熟糜子为主。第Ⅱ类群包括3份材料，分别是1（TLD）、4（BRG）和6（TL），其最显著共同特点是茎粗、叶宽、穗干鲜重及籽粒产量表现较好，而其他指标较为平均，且生育期较长为晚熟材料。第Ⅲ类群中包含2（H33）和5（WS）2份材料。WS主要特点是株高、穗长、节间长度、叶长和干鲜草产量均为最高。

　　2.7隶属函数分析

　　根据表5中隶属函数值数据，在相同的种植环境下，各糜子材料的农艺和产量指标隶属函数值呈现多样化。通过运用隶属函数公式，对各种质材料综合评分D值进行排序，得出糜子种质资源品质优劣排序：BRG、WS、TL、H33、TLD、HP、HC、HK、HBH、XY。这一排序结果显著地反映出，排名靠前的品种多为来自新疆地区、生育期较长的地方种质品种，且其穗型主要呈现为散穗和侧穗型。而排名靠后的几个品种基本都为哈萨克斯坦生育期较短的早熟密穗型品种。结果生育期长短、地缘因素及穗型对糜子品质综合评分都有着明显且有效的影响，不同糜子的品质由生育期、穗型和地缘因素所共同决定，单独某一项处理都无法准确评价出其对高产栽培种植的影响。

　　3讨论

　　新疆北部地区无霜期短，且干旱少雨的情况尤为突出。农业畜牧业作为传统的支柱产业，其发展因此受到了极大的制约。糜子在常规经济作物中，产量、秸秆品质及需水量等方面有着极高的应用价值，其自身特性适宜在北疆地区开展研究。种质资源作为遗传基因的载体，通过对基本农艺、品质性状研究，从中筛选出籽粒高产、秸秆营养含量高的优异种质，对推动农业发展提供帮助。

　　通过对10份糜子种质材料12个性状进行显著性分析发现，部分性状间有较为明显差异。各供试材料的生育期、株高、叶长与叶宽的试验结果与梅日·阿黑哈提等的研究结果基本一致。由于新疆强风天气较多，且糜子自然高度大于118 cm时，则不利于植株抗倒伏，同时会对机械化采收造成困难。研究结果中，所有供试种质中最大株高为WS材料（103.98 cm），对各材料的倒伏性和采收均未造成影响。产量性状中籽粒产量为1 905.95～4 237.12 kg/hm2，与托列霍加·加吾提的研究结果一致，说明所选用材料在籽粒产量上较为稳定。可进一步增加多点区域试验，对产量的稳定性进一步验证。各指标多样性指数均＞1，说明10份糜子材料在各性状间有较大差异，具有丰富的多样性。与闫锋等[15]研究结果多样性指数范围在2.22～2.57基本一致，有利于优异种质资源的筛选。相关性结果表明，农艺性状指标的优劣与产量是显著关联的。由此可知，农艺性状指标亦可作为评价籽粒秸秆产量的参考标准，为糜子饲草品种提供新的方向。聚类分析在农业上应用时，可以将不同品种材料按照性状程度相近的进行划分归类，从而来评价种质的优异，也能反映出同材料间的亲缘关系[16-17]。本研究通过聚类分析将供试材料划分为3大类，第Ⅰ类为早熟材料，第Ⅱ类为籽粒高产材料，第Ⅲ类为饲料高产材料，在实际生产应用上，可根据初步分类选用材料。通过对10份糜子材料隶属函数分析，D值＞0.5的有TLD、HP、WS、H33、BRG、TL共6个材料，结合各材料性状发现，BRG在穗干鲜产量方面比较突出，WS在干鲜草产量方面更为优异，而H33在籽粒产量方面表现较好。

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