牛大力主要生長性狀的相關、通徑及線性回歸分析

唐國強　羅筱娥　蒙蘭楊　鄧莉明　覃開展

摘 要 以3.5年生林下套種的牛大力為試驗材料，通過對其蔓長、枝數、地徑、蔓重、根數、根長、根徑及根重等8個性狀連續(xù)4年的取樣測定，對其生長性狀等進行了相關、通徑和回歸分析。簡單相關分析結果表明：除枝數與蔓長、地徑、根徑無顯著相關外，其他各性狀間均存在顯著或極顯著的相關性。各性狀與根重間均存在極顯著的正相關性，其相關性從大到小依次為根長、蔓重、地徑、根數、根徑、蔓長、枝數；偏相關性結果分析表明：根重與年齡、蔓重、根數、根長、根徑存在極顯著的正相關，與蔓長存在極顯著的負相關，與枝條數存在顯著相關，與地徑無顯著的相關性；通徑分析結果表明：各性狀對根重的直接作用大小為根徑>蔓重>根長>年齡>根數>地徑>枝數>蔓長；各性狀通過其他性狀的間接作用大小依次為蔓長>地徑>年齡>根長>蔓重>根數>根徑>枝數。通過線性回歸分析結果建立了根重與5個性狀和生長年齡的回歸方程，認為牛大力地上部分和地下部分的生長性狀存在辯證的矛盾統一的關系，牛大力的蔓長伸長生長一定程度上對根物質積累不利，而蔓重對根重較為有利，枝條數與根重相關不大，這說明牛大力種植生產中適當的修枝截頂來促進根的物質積累是符合理論基礎的。

關鍵詞 牛大力 ；相關分析 ；通徑分析 ；線性回歸分析

中圖分類號 S567.19 文獻標識碼 A Doi：10.12008/j.issn.1009-2196.2018.06.006

The Correlation， Path and Linear Regression Analysis of

Major Growth Traits of Millettia speciosa Champ

TANG Guoqiang LUO Xiao'e MENG Lanyang DENG Liming QIN Kaizhan

（Nanning Institute of Forestry Sciences， Nanning， Guangxi 530107）

Abstract The vine length， branch number， rhizome diameter， vine weight， root number， root length， root diameter and root weight of Millettia speciosa Champ at 3.5 years old intercropped in the forest plantations were determined for 4 years in rows to conduct a correlation， path and linear regression analysis of the major growth traits of Millettia speciosa Champ. The simple correlation analysis showed that there were significant or very significant relationships among the all the growth traits， except that the branch numbers were not significantly correlated with root diameter， rhizome diameter or vine length. The root weight was significantly positively correlated with other growth traits in the order of root length>vine weight>rhizome diameter>root number>root diameter>vine length>branch number. The partial correlation analysis showed that the root weight was highly significantly positively correlated with the growth years， vine weight， root number， root length and root diameter， highly significantly negatively with vine length， significantly with the branch number but not significantly with the rhizome diameter. The path analysis showed that the direct effect of each trait on the root weight was in the order of the root diameter>vine weight>root length>growth years>root number>rhizome diameter>branch number>vine length. The indirect effect of each trait on root weight was in the order of the vine length>rhizome diameter>growth years>root length>vine weight>root number>root diameter>branch number. Linear regression analysis was made to establish a regression equation of root weight with 5 growth traits and growth age. It was believed that the growth of M. speciosa Champ had a contradictory relationship between the aboveground and the underground. The vigorous elongation growth of M. speciosa Champ was unfavorable for the accumulation of root dry matter， but vine weight was favorable for root weight， and the number of branches had little correlation with root weight. This showed that an appropriate pruning and tipping could promote the accumulation of root dry matter.

Key words Millettia speciosa Champ ； correlation analysis ； path analysis ； linear regression analysis

牛大力（Millettia speciosa Champ.）又叫美麗崖豆藤，別名牛大力藤、大力牛、山蓮藕等，屬于豆科（Leguminosae）崖豆藤屬（MillettiaWight et Arn.）植物[1]，以根入藥，素有南方高麗參之稱，作為一種藥食同源植物在兩廣及海南地區(qū)被廣泛種植[2]。其主要營養(yǎng)成分有糖類、蛋白質等；其主要化學成分有生物堿、香豆素和牛大力多糖[3]。牛大力具有清熱止咳、補肺滋腎、舒筋活絡、提高免疫力、抗炎、抗氧化和清除自由基及抗疲勞的作用[4]。目前，野生牛大力資源已瀕臨枯竭，醫(yī)藥原料和食用需求較大，存在供不應求的現象，市場價格不斷攀升，導致牛大力的人工種植面積逐漸擴大。

目前，國內外對牛大力的研究主要集中在種苗繁育[5-9]、種植技術[10-11]、化學成分及藥理活性[4，9，11-16]等方面，有關牛大力生長性狀間的關系研究鮮見報道，牛大力藥食用部分以根為主，而牛大力根生長受到各種因素的影響。筆者以廣西國內常種植的7個種源的牛大力進行栽培試驗，通過連續(xù)4年觀察測定牛大力的各性狀，并分析各性狀及生長年齡間的相互關系，掌握主要指標的影響因子，了解牛大力不同性狀之間的關系，旨在探討影響牛大力根生長的重要外在性狀和因素，促進牛大力良種選育手段和栽培技術的改進，為加快牛大力的品質改良提供理論依據。

1 材料與方法

1.1 材料

以在南寧市林科所馬尾松種子園內林下套種的3.5年生的7個牛大力種源為試材，這7個牛大力種源收集地分別是廣西上林、隆安縣、大新縣、浦北縣、欽南區(qū)、欽廉林場、玉林市。馬尾松種子園為27年生，株行距8 m×8 m，面積1.33 hm2。

1.2 方法

1.2.1 試驗設計

該種源試驗采用隨機區(qū)組設計，4次重復，株行距為0.8 m×1.0 m。每株施放基肥0.75 kg，其中熟雞糞0.5 kg、過磷酸鈣0.1 kg、復合肥（N-P2O5-K2O 15-15-15，總養(yǎng)分≥45%）0.15 kg；2014年6～7月份完成種植；2014年7月、11月份各鏟草撫育1次，11月份每株開小溝施放復合肥0.1 kg；12月份調查保存率為95%。2015年春季完成竹子搭架，并開溝完成施肥1次，施放熟雞糞1.5 kg、復合肥0.15 kg，全年完成鏟草撫育2次。2016年4月份開溝施肥完成每株施放復合肥0.15 kg 1次；全年鏟草撫育2次，噴藥防治病蟲害2次。2017年5 月份開施肥溝完成每株施放鉀肥（氯化鉀≥60%）0.15 kg 1次；全年鏟草撫育3次，噴藥防治病蟲害2次。

1.2.2 項目測定

試驗于2014～2017年每年12月，連續(xù)4 a在南寧市林科所林下套種的牛大力種源試驗區(qū)每個重復各個小區(qū)中隨機選取6株，測定其枝數、蔓長、蔓重、地徑、根數、根長、根徑及根重等8個生長指標。枝數：離地面5 cm以內的分枝數；蔓長：牛大力地上部分基部從離地面開始拉直到最長的枝條頂端的長度；蔓重：牛大力地上部分的總重量；地徑：單株牛大力最大分枝條靠近地表面處的直徑；根數：地下部分離地面5 cm以內的根條數量；根長：以地下部分最長根的長度測量為準；根徑：以地下部分最粗根的最粗部分的直徑為準；根重：牛大力地下部分的總重量。

1.2.3 數據分析

采用SPSS 23和Microsoft office Excel 2007等分析軟件，對每年測定的牛大力的各性狀指標及其生長年齡進行相關[17]、偏相關[17]、通徑[18-19]和回歸分析[19]。探討各性狀間相關性和對根重的影響程度并建立線性回歸分析模型。

2 結果與分析

2.1 牛大力各性狀之間及其與生長年齡的相關性分析

表1結果表明：蔓重、根數、最大根長、根重與各性狀間均存在極顯著的正相關；除枝條數外的其他7個性狀兩兩間均存在極顯著的正相關；枝數與蔓長、地徑、根徑相關性均不顯著；根重與其他各性狀均存在極顯著的正相關關系，其相關性從大到小為根長、蔓重、地徑、根數、根徑、蔓長、枝數；根重與地上部分的蔓重、地徑的相關性較突出，這表明通過蔓重和地徑進行牛大力主要藥用部位根重的判斷和初選是可行的。枝條數與年份、地徑、根徑存在微弱的負相關關系，表明枝條數過多會影響地徑和根徑的生長，這可能是因為枝條數過多消耗過多的養(yǎng)分的緣故。

簡單相關分析計算兩變量間的相關系數， 可以分析兩變量線性相關的程度。但因其他變量的影響，使相關系數不能真正反映所討論的兩變量的相關程度。通過偏相關分析，可以同時消除其余要素影響后的相關性。表2的偏相關分析結果表明：枝條數與年齡、地徑，根重與蔓長，根徑與地經、蔓重、根數、根長均存在極顯著的負相關；根重與年份、蔓重、根數、根長、根徑，根徑與年份、蔓長，根長與蔓長、地徑，根數與枝數、蔓長，蔓重與枝數、地徑，地徑與蔓長，蔓長與年齡均存在極顯著的相關性；年齡與地徑，根重與枝數存在顯著相關性；根重與地徑，根徑與枝數，根長與年齡、枝數、蔓重、根數，根數與年份、地徑、蔓重，蔓重與年份、蔓長，蔓長與枝數相關性均不顯著。以上結果說明，在消除其他因素的影響下，枝條數過多不利于根的物質積累，蔓重、根數、根長、根徑及生長年齡對根重的影響較大，因此通過追肥、撫育等技術促進地上部分的生長在一定程度上也會促進根的生長。

2.2 牛大力各性狀之間及其生長年齡的通徑分析

由表3可知，8個自變量對單株根重的直接影響中，根徑的直接作用最大，各性狀對根重的直接通徑系數大小順序為，根徑>蔓重>根長>年齡>根數>地徑>枝數>蔓長；各性狀通過其他性狀的間接通徑系數總和大小依次為，蔓長>地徑>年齡>根長>蔓重>根數>根徑>枝條數。其中，蔓長對根重的直接通徑系數為負值，表明蔓長對根重的作用為負向效應，但蔓長通過其他7個性狀及生長年齡對牛大力根重的間接作用均為正值，最大是通過年齡對根重的影響（間接系數為0.194），其次為根長，這表明蔓長直接作用根重為負向效應，但是其通過其他變量間接對根重影響存在較大的正向效應。各性狀及年齡通過蔓長對根重的影響均為負向效應，這表明在牛大力種植的過程中，蔓長通過促進蔓重、根長、根徑的生長等間接促進根的生長，但蔓的過度生長會直接影響根的生長，因此在實際生產中適當的控制蔓的伸長生長對根的生長是有促進作用的。同時除根徑外，蔓重對根重的直接影響較大，通徑系數達0.286，這表明地上部分的物質積累直接影響到地下部分的生長。除枝條數外，其他各性狀通過年齡對根重的間接影響均為正向效應。年齡通過除枝數、蔓長外的其他性狀對根重的間接影響也均為正向效應。這表明枝數不隨年齡的增加而增加，反而會有枯死減小，而其余各性狀均隨年齡增加而增加。

2.3 變量篩選及回歸方程建立

通過共線性統計分析，無符合多重共線性的性狀排除，方差膨脹因子VIF<10，容差>0.1（表4），說明這8個自變量之間無嚴重的多重共線性，基本相互獨立。利用這8個性狀為自變量，根重為因變量，逐步回歸篩選變量，進行多元線性回歸分析，由表5模型方差分析結果表明，模型2和模型1均符合統計意義，表明模型1和模型2均有一定的預測價值。表6顯示所擬合的模型1和模型2的決定系數，可見總的決定系數下降幅度不大，說明被剔除的自變量可以不被選入模型中。經過逐步回歸法篩選，8個自變量中有6項指標對產量的貢獻達到極顯著水平，枝條數和根徑指標的作用均不顯著，由表4列出了逐步回歸法選出模型2的自變量與系數。通過線性回歸分析得出根重的線性回歸方程式如下：

根重=98.890×年齡-0.492×蔓長+0.135×蔓重+29.376×根數+3.380×根長+192.822×根徑-499.435（n=672，R=0.851，F=291.904，Pr<0.000 1）。

方程模型的決定系數R2=0.725，檢驗統計量F=291.904，達到極顯著水平，說明模型的精確度較高，72.5%牛大力根重變異是被枝數、蔓長、地徑、蔓重、根數、根長、根徑、生長年齡影響的結果，由表4和回歸方程式可知：牛大力生長年齡、蔓長、蔓重、根數、根長、根徑對牛大力根重有極顯著的影響。由方程中的回歸系數表明，6個牛大力生長性狀和影響因子對根重增產效應大小順序為：根徑>年齡>根數>根長>蔓重>蔓長，其中根徑作用最大，蔓長作用最小。由于方程中的偏回歸系數受單位的干擾，要比較各自變量對因變量根作用的大小，需要用標準化回歸系數。由表4可以看出，標準化回歸系數大小順序為：蔓重>根重=根長>年齡>根數>蔓長。說明蔓重、根重根長、年齡、根數對于增加牛大力根重的效應依次減小。而蔓長對牛大力根重起到了負向作用，說明在生產過程中通過修剪、激素處理減緩牛大力的蔓伸長生長在一定程度上有利于地下部分根莖的生長，這與牛大力種植戶經常修剪控高和限制徒長的栽培管理模式是符合的。但是蔓長的生長在一定程度上會影響蔓重，牛大力地上部分的物質積累又直接影響到地下部分根重的累計，這說明牛大力生長的過程，地上部分和地下部分符合相對統一但又相互矛盾的辯證關系。

3 討論

試驗分析結果表明，牛大力各性狀間既存在相互影響，又存在相互制約的關系。關于牛大力各性狀間的相關性目前未見有相關報道，但關于其他一些經濟作物的性狀間的相互關系國內外已有不少報道，如，傅玉凡等[20]通過研究紫肉甘薯花色苷含量的變化規(guī)律及其與主要經濟性狀的相關性表明花色苷積累與干物質積累存在競爭關系，花色苷含量的這些變化與主要經濟性狀有不同的相關關系。張光海等[21]通過探索馬鈴薯塊莖相關性狀間的動態(tài)發(fā)育規(guī)律并分析其相關性，結果表明微型薯數與匍匐莖長呈顯著或極顯著正相關，與一級匍匐莖數呈極顯著正相關；單株產量與一級匍匐莖數呈極顯著正相關。王麗等[22]人對云南昭通彝良縣7個不同產區(qū)栽培的烏天麻箭麻的9個農藝性狀的相關性研究表明，昭通天麻單個塊莖鮮重與塊莖長、塊莖寬、塊莖厚呈極顯著正相關。本研究通過牛大力各性狀的簡單相關分析結果表明，各性狀與根重均存在極顯著的正相關性，其相關性從大到小為最大根長、蔓重、地徑、根數、根徑、蔓長、枝數；偏相關分析結果表明：根重與年齡、蔓重、根數、根長、根徑存在極顯著的正相關，與蔓長存在極顯著的負相關，與枝條數存在顯著相關，與地徑無顯著的相關性；說明各性狀通過相互影響從而相互作用和制約。通徑分析結果表明，蔓長對根重的直接作用為顯著的負向作用；通過線性回歸分析得出根重的線性回歸方程式為：根重=98.890×年齡-0.492×蔓長+0.135×蔓重+29.376×根數+3.380×根長+192.822×根徑-499.435，方程中蔓長系數為負值，與偏相關、統計分析結果一致，表明牛大力蔓生長過長對根生長不利，這可能與蔓的伸長生長消耗過量的營養(yǎng)物質有關。而蔓重是牛大力地上部分物質積累的全部，植物的物質積累主要通過光合作用來實現，蔓重一定程度上代表光合能力。因此，牛大力種植管理中，既要限制或減少牛大力枝條的徒長，又要讓其枝繁葉茂提高其光合作用，促進物質積累。

偏相關分析表明：根重與枝條數、地徑相關性較小，特別是與根徑無顯著的相關性；通徑分析顯示枝條數、地徑對根徑的直接作用系數均較小，枝條數通過其他性狀對根重間接作用的總和也較小，但地徑通過其他性狀對根重間接作用較大，僅次于蔓長。因此牛大力種植管理過程中應適當的梳枝整形限制其過度徒長。

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