秋播蠶豆品種主要農(nóng)藝性狀相關(guān)性和通徑分析

余 莉，張時龍，王昭禮，楊 珊，吳憲志，盧 運，趙 龍

（畢節(jié)市農(nóng)業(yè)科學研究所，貴州 畢節(jié)551700）

蠶豆系高蛋白低脂肪作物，其籽粒營養(yǎng)豐富，是一種重要的植物蛋白資源[1]，可直接作為蔬菜食用，也可用于飼料、食品加工等多個領(lǐng)域[2]。蠶豆在我國各地均有栽培，按不同播期主要分為北方的春播蠶豆和南方的秋播蠶豆[3]。近年來，蠶豆育種在產(chǎn)量、品質(zhì)和抗性等方面都取得了較大的進展[4]。產(chǎn)量是育種的重要目標之一。試驗通過對秋播蠶豆品種主要性狀進行統(tǒng)計分析，以探尋蠶豆主要性狀與單株產(chǎn)量的相關(guān)關(guān)系[5-6]，旨在為蠶豆育種提供理論參考。

1 材料與方法

1.1 試驗地基本情況及參試品種

試驗在畢節(jié)市農(nóng)科所科研基地進行，海拔1 465 m，土壤類型為沖積壤土，肥力中上等，通風向陽，前作為玉米。播種前用拖拉機一犁一耙，揀除殘樁雜草，拍碎土塊，以保證土地基本平整、細碎、疏松。參試品種有鳳豆14 號、蘇03021、啟豆2 號、95（34）、安徽渦陽大青片、蘇03010、成胡18 號、織金小青皮、03-1290、會澤紅皮、成胡14 號、監(jiān)利小蠶豆等12個品種。

1.2 試驗方法

采用隨機區(qū)組設(shè)計，每個品種為一個處理，每個處理3 次重復(fù)；小區(qū)面積6.66m2，種植5 行，每行長3.33m，行距0.4 m，穴距0.33 m，10 穴/行。每個小區(qū)之間及四周走道寬1 m，設(shè)保護行。田間管理同當?shù)爻Ｒ?guī)田間管理。調(diào)查生育期（X1）、株高（X2）、莢長（X3）、單株夾數(shù)（X4）、單株粒數(shù)（X5）、百粒重（X6）、單株產(chǎn)量（X7）7個主要性狀。采用Excel 2007 軟件統(tǒng)計原始數(shù)據(jù)、計算平均數(shù)等，參照杜家菊[7]、張琪[8]等的方法利用SPSS 軟件對12個品種的主要性狀進行相關(guān)性和通徑分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同蠶豆品種的7個主要性狀

從表1 中可以看出，所考察的幾個主要性狀在不同品種間差異較大。生育期最短的是成胡14 號（177 d），最長的是安徽窩陽大青片（190 d），相差13 d。株高以鳳豆14 號和蘇03021 的最矮（平均54.0 cm），而以會澤紅皮的最高（平均72.0 cm），相差18 cm。莢長最短的是織金小青皮（平均6.7 cm），最長的是啟豆2 號（平均11.0 cm），相差4.3 cm，但大多數(shù)品種的莢長在8.0～9.0 cm 之間。單株莢數(shù)是比較重要的經(jīng)濟性狀，在不同的品種間差異很大，單株莢數(shù)最少的是蘇03021，每株平均僅4.6個；而最多的是織金小青皮，每株平均有16.1個，是蘇03021 的3.5 倍。單株粒數(shù)最少和最多的也分別是蘇03021 和織金小青皮，這表明單株莢數(shù)和單株粒數(shù)兩個性狀在品種間的變化趨勢是一致的。百粒重是體現(xiàn)種子大小與充實度的重要指標，在12個品種中以蘇03021的百粒重最重，達182.8 g，比監(jiān)利小蠶豆（71.0 g）和織金小青皮（71.7 g）兩個品種的百粒重增重了1.5 倍以上，是特大粒型品種；監(jiān)利小蠶豆、成胡14 號、織金小青皮、成胡18 號、蘇03010、啟豆2 號等品種的百粒重在70～120g之間，屬于中粒型品種；鳳豆14 號、95（34）、安徽渦陽大青片、03-1290、會澤紅皮等品種的百粒重均在120 g 以上，屬于大粒型品種。各品種的單株產(chǎn)量均值在12.7～24.1 g 之間，除蘇03021、95（34）、安徽渦陽大青片、蘇03010 等品種的平均單株產(chǎn)量低于20 g 以外，其余8個品種的平均單株產(chǎn)量均在20 g 以上。

表1 12個蠶豆品種的7個主要性狀

2.2 蠶豆主要性狀間的相關(guān)性分析

由表2 可知，蠶豆7個主要性狀間存在著較復(fù)雜的相關(guān)性，各性狀與單株產(chǎn)量的相關(guān)性從高到低依次為單株莢數(shù)＞生育期＞單株粒數(shù)＞株高＞莢長＞百粒重。其中，株高、單株莢數(shù)、單株粒數(shù)等性狀與單株產(chǎn)量呈正相關(guān)，生育期、莢長、百粒重等性狀與單株產(chǎn)量呈負相關(guān)；且單株莢數(shù)與單株產(chǎn)量之間表現(xiàn)出極顯著的正相關(guān)性，而生育期與單株產(chǎn)量之間表現(xiàn)出顯著的負相關(guān)性。此外，單株莢數(shù)與單株粒數(shù)呈顯著正相關(guān)關(guān)系，而與莢長則表現(xiàn)出極顯著的負相關(guān)性；單株粒數(shù)與百粒重之間表現(xiàn)出極顯著負相關(guān)性。由此可知，單株莢數(shù)是構(gòu)成秋蠶豆單株產(chǎn)量的重要因子。

表2 蠶豆7個主要性狀之間的相關(guān)性分析

2.3 通徑分析

2.3.1 各性狀對單株產(chǎn)量的效應(yīng) 通徑分析可以識別各自變量與因變量的直接和間接關(guān)系，從而更清楚的顯示自變量對因變量的相對重要性[9]。該研究以單株產(chǎn)量為因變量，其余性狀為自變量進行通徑分析，結(jié)果如表3所示。從相關(guān)系數(shù)可知，株高、單株莢數(shù)、單株粒數(shù)等性狀與單株產(chǎn)量呈正相關(guān)，生育期、莢長、百粒重等性狀與單株產(chǎn)量呈負相關(guān)；從直接通經(jīng)系數(shù)可以看出，各性狀對單株產(chǎn)量的直接貢獻率由高到低依次為單株莢數(shù)＞莢長＞株高＞生育期＞百粒重＞單株粒數(shù)。單株莢數(shù)和莢長對單株產(chǎn)量的直接通徑系數(shù)為正值，表明其對產(chǎn)量的直接作用是正向的。其中，單株莢數(shù)對產(chǎn)量的直接通徑系數(shù)較大，且兩者間表現(xiàn)出極顯著正相關(guān)關(guān)系，說明單株莢數(shù)對產(chǎn)量的直接通徑作用最大，因此在育種過程中考慮增加單株莢數(shù)對提高蠶豆產(chǎn)量是切實可行的；莢長對產(chǎn)量的直接通徑系數(shù)為0.671，但與單株產(chǎn)量呈負相關(guān)關(guān)系，主要是間接通過生育期、單株莢數(shù)、百粒重對產(chǎn)量產(chǎn)生較大的負效應(yīng)，因此性狀選擇時應(yīng)當適當放寬對莢長的要求。生育期對單株產(chǎn)量表現(xiàn)出直接和間接的負效應(yīng)，因此在育種過程中應(yīng)傾向于選擇生育期較短的品種。株高對單株產(chǎn)量的直接效應(yīng)很小，通過單株莢數(shù)對產(chǎn)量產(chǎn)生的正效應(yīng)較大，但是由于其他性狀的削弱，最終的間接效應(yīng)為0.469，與單株產(chǎn)量的相關(guān)關(guān)系不明顯，因此株高可以不作為增產(chǎn)的選擇性狀。單株粒數(shù)對單株產(chǎn)量的直接影響表現(xiàn)為較大的負效應(yīng)，但由于通過單株莢數(shù)以及百粒重對單株產(chǎn)量的間接正效應(yīng)削弱了本身較大的負效應(yīng)，因此在優(yōu)先考慮單株莢數(shù)的情況下，可以適當考慮增加粒數(shù)，這對單株產(chǎn)量的提高可能有作用，但效果不一定顯著。百粒重對單株產(chǎn)量的直接作用表現(xiàn)為負效應(yīng)，通過其他性狀一定程度上間接削弱了其直接對單株產(chǎn)量的負效應(yīng)，但是它仍與單株產(chǎn)量為負相關(guān)關(guān)系，因此追求大粒必定會影響整體產(chǎn)量。上述結(jié)果與楊梅[10]等的研究結(jié)果一致，但與劉玉皎[11]等的研究結(jié)果有一定的差異。劉玉皎等的研究表明，百粒重與單株產(chǎn)量的相關(guān)性不大，并沒有負相關(guān)。這種差異可能源于參試品種不同有關(guān)系。

表3 秋播蠶豆主要性狀對單株產(chǎn)量的通徑系數(shù)

2.3.2 線性回歸方程的建立 以生育期、株高、莢長、單株莢數(shù)、單株粒數(shù)、百粒重6個性狀為自變量，單株產(chǎn)量為因變量建立逐步回歸方程。關(guān)于單株產(chǎn)量（Y）的線性回歸方程為：Y=-8.423＋1.281X4＋1.757X3；單株莢數(shù)（X4）、莢長（X3）被保留在最優(yōu)方程中，其余變量均被剔除。經(jīng)方差分析F=11.33，P=0.003，回歸方程有效?；貧w方程的相關(guān)系數(shù)R=0.846，決定系數(shù)R2=0.716，說明該研究中所考察的性狀決定了單株產(chǎn)量變異的71.6%，其中單株莢數(shù)、莢長對產(chǎn)量起著直接促進作用，其他考察的性狀則通過這兩個性狀間接對單株產(chǎn)量產(chǎn)生影響。剩余因子e=0.533，值較大，說明單株產(chǎn)量不僅僅由所研究的性狀決定，而其他決定產(chǎn)量性狀的因子有待進一步挖掘分析[12]。從該方程中可以看出，單株莢數(shù)（X4）與莢長（X3）存在著顯著線性關(guān)系。當莢數(shù)（X3）固定時，每株增加一個莢，則單株產(chǎn)量增加1.281 g；當單株莢數(shù)（X4）固定時，則每個莢長增加1 cm，則單株產(chǎn)量增加1.757 g。

3 結(jié)論

經(jīng)綜合分析以及最優(yōu)先新回歸選擇后發(fā)現(xiàn)，所考察的6個農(nóng)藝性狀中，影響秋播蠶豆單株產(chǎn)量最重要的因子是單株莢數(shù)，其次是生育期和單株粒數(shù)，單株莢數(shù)和單株粒數(shù)與單株產(chǎn)量表現(xiàn)為正相關(guān)關(guān)系，生育期與單株產(chǎn)量表現(xiàn)為負相關(guān)關(guān)系。通徑分析及逐步回歸方程的建立進一步剖析了各性狀對產(chǎn)量的影響途徑，量化各性狀對單株產(chǎn)量的影響。結(jié)果表明：單株莢數(shù)對產(chǎn)量的直接貢獻作用最大，株高對單株產(chǎn)量的影響最弱。該結(jié)果對育種過程中目標性狀的選擇具有實際的參考價值，可明顯降低目標性狀選擇的盲目性。

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