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Grain Traits and Photosynthetic Characteristics of Forage Triticale Varieties in Alpine Pastoral Regions
XUEFengjuan, XUChengti, ZHAOYuanyuan, JIAYangji, ZHANGHaiying, SUNHao, PUXiaojian
Chin Agric Sci Bull ›› 2026, Vol. 42 ›› Issue (18) : 15-24.
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Abbreviation (ISO4): Chin Agric Sci Bull
Editor in chief: Yulong YIN
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Grain Traits and Photosynthetic Characteristics of Forage Triticale Varieties in Alpine Pastoral Regions
The study aims to screen high-quality forage triticale germplasm resources in alpine pastoral areas, and to provide a theoretical basis for the breeding and promotion of high-yield and high-efficiency forage triticale varieties in this area. In this study, five forage triticale varieties were used as test materials, and their grain traits including ear length and ear weight, as well as photosynthetic parameters such as chlorophyll content and net photosynthetic rate were systematically determined. Single factor analysis of variance was used to compare the differences of indexes among different cultivars, Pearson correlation analysis was adopted to explore the correlation between various indexes, and principal component analysis(PCA) was combined for dimensionality reduction and extraction of key comprehensive indexes. Finally, TOPSIS ideal solution ranking method was used to comprehensively evaluate the tested triticale varieties. The results showed that there were significant differences in grain traits and photosynthetic characteristic indexes among all tested triticale cultivars (P<0.05). There was a close synergistic relationship between grain traits and photosynthetic performance. Specifically, ear length was significantly positively correlated with ear weight, grain number per ear, ear weight per unit area, grain weight per unit area and chlorophyll content; grain weight per ear was significantly positively correlated with ear weight per unit area and grain weight per unit area (P<0.05); thousand-grain weight was significantly negatively correlated with panicle length and grain number per panicle (P<0.05), and extremely significantly positively correlated with stomatal conductance (P<0.01). Two core components were extracted by PCA, and ear length and thousand-grain weight were identified as the core indexes determining the comprehensive performance of the tested cultivars. The comprehensive ranking of the tested cultivars by TOPSIS was as follows: ‘Qingsimai 8’ > ‘Qingsimai 7’ > ‘Qingsimai 1’ > ‘Qingsimai 2’ > ‘Qingsimai 3’. In conclusion, ‘Qingsimai 8’ presented outstanding performance in both grain traits and photosynthetic efficiency, and is a preferred cultivar with great popularization and application potential in alpine pastoral areas. This study can provide a theoretical reference for the breeding and promotion of forage triticale cultivars.
triticale / grain traits / photosynthetic characteristics / correlation analysis / TOPSIS comprehensive evaluation
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游永亮, 李源, 赵海明, 等. 饲用小黑麦在海河平原区的生产性能及适应性评价[J]. 草原与草坪, 2015, 35(3):32-38.
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赵方媛, 曲广鹏, 田新会, 等. 饲料型小黑麦品系籽粒产量及其营养价值研究[J]. 草地学报, 2018, 26(6):1374-1381.
为了选择高产优质的饲料型小黑麦品系，本论文以18个饲料型小黑麦品系为试材，甘农1号小黑麦和新小黑麦5号为对照，研究了参试材料的株高、种子产量、产量构成因素和籽粒的营养价值，并采用隶属函数法对参试材料的种子产量及其营养价值进行了综合评价。结果表明，种质间株高、种子产量及其构成因素和营养价值均存在显著差异，株高在94.27~132.10 cm之间，Z8的种子产量最高，为9 114.08 kg·hm<sup>-2</sup>；种子产量构成因素中，种子产量与小穗数和穗粒重正相关，与穗长和穗粒数负相关，穗粒数与穗长正相关、与穗粒重正相关；籽粒营养价值中，Z48的粗蛋白含量最高，为13.92%，CK1的粗脂肪含量最高（2.63%），CK2的粗淀粉含量（69.64%）最高，Z50的赖氨酸含量最高，达到了0.55%。综合评价结果表明，Z8和Z50种子产量高，且营养价值高，综合表现最好，可为优良饲料型小黑麦新品种审定奠定基础。
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黄杰, 金茜, 杨发荣, 等. 甘肃高寒区11个小黑麦品种(系)产量与主要农艺性状的通径分析[J]. 饲料研究, 2024, 47(12):128-133.
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谢楠, 赵海明, 刘贵波, 等. 河北低平原区饲用黑麦、小黑麦的引种筛选试验[J]. 华北农学报, 2006(S2):77-80.
在河北低平原区，对引进的11个饲用黑麦、小黑麦品种进行比较试验。结果表明，NTH1048和NTH1888两个小黑麦品种产草量和粗蛋白产量均高，抗倒性好；抗病性各品种之间无明显差异均表现良好。NTH1888茎叶比较高，而NTH1048则明显低于其他品种。综合性状以NTH1048和NTH1888两个品种表现最优，宜作为河北低平原区引种饲用小黑麦的首选品种。
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魏向宇, 王斌, 王腾飞, 等. 宁夏引黄灌区10个品种小黑麦籽粒产量及营养价值评价[J]. 草业科学, 2024, 41(7):1668-1678.
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谢楠, 李源, 赵海明, 等. 饲用小黑麦品种在黑龙港地区的引进筛选[J]. 草业科学, 2010, 27(7):58-62.
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李冬梅, 田新会, 杜文华. 5个小黑麦新品系的种子产量及产量构成因素分析[J]. 草地学报, 2016, 24(1):241-244.
本文研究了5个小黑麦新品系(Triticale Wittmack)的物候期、田间抗病性、株高、种子产量,以及产量构成因素(穗长,小穗数,穗粒数,穗粒重)对种子产量的贡献。结果表明,P2的实际和预测的种子产量均最高,抗锈病能力最强,为最好品系;在种子产量构成因素中,穗粒重对种子产量的正向直接效应最大,在小黑麦育种中应首先考察穗粒重这一性状,同时考虑穗长与穗粒数、穗粒重与穗粒数之间关系的协调均衡。
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刘杰, 张凤云. 灰色关联分析法在粮饲兼用小黑麦育种上的应用[J]. 山东农业科学, 2013, 45(12):10-13.
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王龙然, 王伟, 蒲小剑, 等. 柴达木盆地19个紫花苜蓿品种生产性能和饲用品质综合评价[J]. 草地学报, 2023(10):3136-3144.
为提高柴达木盆地饲草质量，充分发挥紫花苜蓿（Medicago sativa L.）饲用价值，本研究选取19个紫花苜蓿品种为供试材料，探究品种和茬次对紫花苜蓿生产性能和饲用品质的影响，并通过灰色关联度法综合评价，筛选适宜柴达木盆地种植的紫花苜蓿品种。结果表明，第1茬粗蛋白、粗灰分含量低于第2茬，第1茬粗纤维、酸性洗涤木质素、中性洗涤纤维、酸性洗涤纤维高于第2茬。‘大业3号’年干草产量最高，为11.91 t·hm<sup>-2</sup>；‘6010’‘极光’平均粗蛋白含量较高，分别为21.01%，20.90%；‘4030’的相对饲喂价值、粗饲料分级指数均最高，分别为151.20，5.54。因此，‘勇士’‘4030’‘佰苜201’等几个品种综合表现较好，适宜柴达木盆地种植。
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吴文琪, 徐成体, 蒲小剑, 等. 柴达木轻度盐碱地不同燕麦品种生产性能比较研究[J]. 草地学报, 2025, 33(5):1497-1509.
通过比较15个饲用燕麦（Avena sativa）品种在柴达木轻度盐碱地的生产性能，为该地区饲用燕麦适应性研究提供参考。本试验通过对供试燕麦的主要农艺性状、营养品质等指标进行分析比较，并采用主成分分析法和隶属函数法对供试品种的主要指标进行综合评价。结果表明：15份供试燕麦在试验区均能完成生育期，生育期在115~146 d，生长速率符合“S”型生长曲线的趋势。随着生育期的推进，供试燕麦干草产量逐步增加并于乳熟期达到最大，其中，‘大富翁’干草产量（11 666.67 kg·hm<sup>-2</sup>）最高（P<0.05）。‘青海甜燕麦’（124.87 cm）株高最高（P<0.05）。‘牧乐思’鲜干比（3.98）最高（P<0.05）。‘青引1号’粗脂肪（2.22%）、粗蛋白（9.12%）及植物体内总盐含量（60.67 g·kg<sup>-1</sup>）均最高（P<0.05）。‘牧王’酸性洗涤纤维（32.07%）最低，‘青引2号’中性洗涤纤维（57.03%）最低（P<0.05）。综合评价得出，‘青引1号’‘牧乐思’和‘青甜1号’综合表现位居前列，是柴达木轻度盐碱地理想种植的燕麦品种。
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陈伯扬. TOPSIS法在土壤环境质量评价中的应用[J]. 现代地质, 2008, 22(6):1003-1009.
TOPSIS法作为一种多目标决策方法，可应用于土壤环境质量综合评价中。介绍了TOPSIS法的原理和算法步骤，并以福州市表层土壤为例，探讨了TOPSIS法在土壤环境质量评价中的应用。研究结果表明，TOPSIS法结合土壤环境质量标准不仅能确定各评价对象环境质量等级，同时也能进行多个对象评价和不同评价对象间质量的优劣比较。TOPSIS法在土壤环境质量综合评价中具有较高的合理性和适用性。
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崔振岭, 陈新平, 张福锁, 等. 华北平原小麦施肥现状及影响小麦产量的因素分析[J]. 华北农学报, 2008(S1):224-229.
针对近年来华北平原水肥投入不断增加而小麦单产徘徊不前的局面,本研究对山东省惠民县小麦的施肥现状和影响小麦产量的主要因素进行了调查。结果表明,研究地区小麦季农民习惯的氮磷钾肥投入量在不同农户间差异较大,平均为424 kg/hm<sup>2</sup>N,226 kg/hm<sup>2</sup>P<sub>2</sub>O<sub>5</sub>,88 kg/hm<sup>2</sup>K<sub>2</sub>O,其中氮磷肥用量已远超过同期作物养分消耗量。在现有的小麦产量水平和施肥水平条件下,土壤有机质含量和亩穗数对小麦产量的贡献最大,其次为土壤速效磷含量和穗粒数,土壤速效钾和千粒重与小麦籽粒产量没有明显相关性。由于过量氮磷肥施用和高的土壤速效钾含量,不同农户间施肥量的差异对小麦产量影响较小。
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金艳, 白冬, 陈杰, 等. 2005—2014年河南省推广的国审半冬性小麦品种产量构成分析[J]. 中国农学通报, 2016, 32(27):29-33.
为了解近10年来河南省推广的黄淮南片麦区新育成小麦品种的情况，揭示小麦产量构成因素对产量影响的相对重要性，对2005—2014年适宜河南省推广的63个国审小麦品种的产量及主要性状指标进行相关和通径分析。结果表明：近年来河南省推广的国审小麦新品种产量整体呈上升趋势，平均每年增长7.6533 kg/hm2。主要性状的变异系数大小顺序为公顷穗数>穗粒数>株高>千粒重。主要性状与产量的相关程度为：千粒重>穗粒数>株高>穗数。产量三因素对产量的直接通径系数都为正值：千粒重>穗粒数>穗数。根据分析结果结合河南省生态条件及当前的栽培习性，小麦育种和高产栽培应注重公顷穗数与穗粒数的协调，将大穗和大群体有效结合，稳定千粒重，同时注意三因素的协调发展，从而达到高产目标。
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李静雯, 白斌, 厚毅清, 等. 西北半干旱雨养区旱地冬小麦品种气孔与光合生理特点分析[J]. 麦类作物学报, 2025, 45(5):593-607.
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王海琪, 王荣荣, 蒋桂英, 等. 施氮量对滴灌春小麦叶片光合生理性状的影响[J]. 作物学报, 2023, 49(1):211-224.
在北疆气候条件下, 为明确不同氮肥施用量对滴灌春小麦叶片光合特性与同化物累积的调控效应, 以强筋小麦新春37号(XC37)、中筋小麦新春6号(XC6)为试验材料, 采用裂区试验设计, 在CK1 (300 kg hm<sup>-2</sup>)、A1 (255 kg hm<sup>-2</sup>)、B1 (210 kg hm<sup>-2</sup>)、CK2 (0 kg hm<sup>-2</sup>)施氮水平下, 研究施氮量对小麦叶片光合关键酶活性、气体交换参数、叶绿素荧光参数、干物质累积分配、产量及氮肥利用率(NUE)的影响。结果表明, 随施氮量的增加, 光合关键酶活性、气体交换参数、叶绿素荧光参数、地上部干物质累积(SDM)、穗重(SPDM)及产量均呈先升后降的趋势。其中以A1处理表现出高的RuBPC酶活性、PEPC酶活性、净光合速率(P<sub>n</sub>)、气孔导度(G<sub>s</sub>)、蒸腾速率(T<sub>r</sub>)、最大光化学效率(F<sub>v</sub>/F<sub>m</sub>)、实际光化学效率(Φ<sub>PSII</sub>)、SDM、SPDM、产量和NUE, 比其余处理高出10.51%~30.45%, 7.05%~64.95%, 7.49%~26.66%, 11.61%~63.44%, 5.72%~49.85%, 1.68%~28.55%, 5.00%~46.01%, 18.95%~96.45%, 22.95%~177.44%, 4.15%~46.88%, 6.30%~25.42%, 胞间CO<sub>2</sub>浓度(C<sub>i</sub>)相比其余处理降低了11.73%~20.95%。相关分析表明, 产量、干物质累积、NUE和P<sub>n</sub>、G<sub>s</sub>、T<sub>r</sub>、Ф<sub>PSII</sub>呈极显著正相关关系, 与C<sub>i</sub>呈极显著负相关。施氮量和品种互作对RuBPC酶活性在扬花期、PEPC酶活性在扬花至乳熟期、F<sub>v</sub>/F<sub>m</sub>和Φ<sub>PSII</sub>在拔节期和扬花期的互作效应达到显著水平。因此, 新疆滴灌模式下, 适量减氮(255 kg hm<sup>-2</sup>)能改善小麦光合性能, 在增加干物质累积的基础上, 促进光合产物向穗部的分配运输, 有利于产量的形成。
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丁潮, 杜常亮, 谢军红, 等. 氮肥运筹提高旱作玉米籽粒产量和品质的光合生理机制[J]. 作物学报, 2025, 51(11):3080-3095.
针对陇中旱农区玉米生产中氮肥用量及施肥时期不合理等问题, 明确施氮水平和施肥时期对旱作玉米光合生理、产量和品质的影响, 探究氮肥运筹提高玉米籽粒产量及品质的光合生理机制。本研究依托始于2012年的长期定位试验, 于2022—2023年采集数据。试验采用裂区设计, 主区设4种施氮水平(N0: 0 kg hm<sup>-2</sup>、N1: 100 kg hm<sup>-2</sup>、N2: 200 kg hm<sup>-2</sup>、N3: 300 kg hm<sup>-2</sup>); 副区设2个施肥时期及分配比例(T1: 1/3基肥+2/3拔节肥、T2: 1/3基肥+1/3拔节肥+1/3大喇叭口肥)。结果表明: (1) 氮肥施用显著提高了玉米叶面积指数、光合势和叶绿素相对含量, 而N2T1、N2T2、N3T1和N3T2处理间平均叶面积指数和总光合势无显著差异。(2) N3T1和N3T2处理在玉米拔节期至大喇叭口期净光合速率、气孔导度和蒸腾速率较高, 但乳熟期至蜡熟期净光合速率和气孔导度均低于N2T1和N2T2处理, 乳熟期N2T1和N2T2较N3T2净光合速率分别提高12.78%和18.81% (P < 0.05)。(3) 氮肥施用显著提高了玉米叶片单位面积氮含量, N2T1和N2T2处理叶片单位面积氮含量与N3T1、N3T2处理无显著差异, 但光合氮利用效率较N3T1和N3T2分别提高16.85%和26.44% (P < 0.05)。(4) 玉米籽粒产量与施氮量线性拟合, T1与T2追肥时期下最佳施氮量与本研究中N2 (200 kg hm<sup>-2</sup>)水平较为接近, N2T1和N2T2处理籽粒产量较其他处理分别提高5.75%~142.53%和13.32%~159.91%; 增加氮肥用量提高了玉米籽粒蛋白质含量, 降低了籽粒淀粉含量。(5) 相关性分析表明, 籽粒产量及蛋白质含量与净光合速率、气孔导度和蒸腾速率呈显著正相关 (P < 0.05); 主成分分析表明, N1T1与N3T1处理间部分解释变量无显著差异, N2T1与N2T2处理玉米光合生理特性、籽粒产量及品质的综合表现均大于其他处理, 过量施氮降低了生育后期光合性能和光合氮利用效率, 进而降低玉米籽粒产量和品质。因此, 在陇中旱农区玉米生产中, 200 kg hm<sup>-2</sup>施氮量按1/3基肥+2/3拔节肥施肥能有效提高玉米生育期内光合源, 维持较高的绿叶面积及光合性能, 在增强光合速率的同时降低了光合氮利用效率的衰减。综合产量及品质, 200 kg hm<sup>-2</sup>施氮水平按1/3基肥+2/3拔节肥的方式施用是实现旱作玉米优质高产的氮肥管理措施。
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