搭架種植下粉葛單株產(chǎn)量與主要農(nóng)藝性狀的相關(guān)與通徑分析

何紹浪，王斌強(qiáng)，林小兵，王馨悅，成艷紅，張 昆，黃尚書，鐘義軍，孫永明，黃欠如

(江西省紅壤研究所，南昌 330046)

葛有解肌退熱，生津止渴，透疹，升陽止瀉，通經(jīng)活絡(luò)，解酒毒等功效。我國對葛的利用有著悠久的歷史，早在秦、漢時(shí)期，人們已經(jīng)懂得用葛藤纖維紡線織布，用葛根充饑[1]。隨著生活水平的提高，人們越來越重視保健養(yǎng)生，葛相關(guān)產(chǎn)品逐漸受到關(guān)注，已成為當(dāng)前重要的朝陽產(chǎn)業(yè)，也帶動(dòng)了葛屬植物研究的熱潮，特別是在功能化品種選育方面做了許多工作。通過野葛或野生粉葛栽培馴化或栽培種與野生葛雜交優(yōu)化等措施，選育出不少優(yōu)良品種。當(dāng)前我國葛的地方品種超過17個(gè)，其中，江西已成功培育了贛葛1號(hào)、贛葛2號(hào)、贛葛6號(hào)等優(yōu)良品種[2，3]。近年來，隨著粉葛種植面積的不斷擴(kuò)大，廣西、廣東、江西已經(jīng)成為我國粉葛主產(chǎn)區(qū)[4]。根據(jù)實(shí)地調(diào)查，江西粉葛主要分布在上饒市、贛州市、撫州市、宜春市等地。

作物產(chǎn)量是眾多性狀綜合的表達(dá)，這些性狀在育種目標(biāo)性狀的選擇和栽培措施的調(diào)控中都難以準(zhǔn)確把握[5]。目前，國內(nèi)對葛相關(guān)農(nóng)藝性狀和營養(yǎng)成分的研究已取得了豐碩的成果。羅亞紅等[6]將8份葛根資源分為小葉紡錘形、中葉長柱形、大葉長柱形3大類。鄭霞等[7]研究了9個(gè)地區(qū)葛藤品種間生長特性和營養(yǎng)成分的差異，發(fā)現(xiàn)分枝數(shù)與生長速率在葛藤品種間的變化較小，粗蛋白、粗纖維、粗脂肪與灰分含量在葛藤品種間的變化較大。毛冬梅[8]對6個(gè)粉葛品種進(jìn)行研究，發(fā)現(xiàn)粉葛的株高與莖粗存在正相關(guān)關(guān)系，與節(jié)間長度存在負(fù)相關(guān)關(guān)系，與塊根淀粉含量存在負(fù)相關(guān)關(guān)系，但不顯著。楊義成等[9]篩選出分枝數(shù)、莖長、莖粗、鮮草產(chǎn)量、干草產(chǎn)量、莖葉比、粗蛋白、粗脂肪、粗纖維、無氮浸出物、灰分、鈣、磷等13個(gè)具有代表性的農(nóng)藝性狀和營養(yǎng)成分指標(biāo)，對10份貴州野生飼用葛藤資源進(jìn)行綜合評價(jià)，最終篩選出適合作為優(yōu)良飼草植物的飼用葛藤資源6份。但是這些研究更多是進(jìn)行葛品種間的農(nóng)藝性狀對比，且部分研究并未涉及塊根的產(chǎn)量。本研究對從江西15個(gè)縣(市、區(qū))17個(gè)粉葛搭架種植基地采集的85株植株樣品的產(chǎn)量及主要農(nóng)藝性狀進(jìn)行相關(guān)與通徑分析，以期明確搭架種植下粉葛農(nóng)藝性狀與產(chǎn)量的關(guān)系，為今后江西粉葛高產(chǎn)栽培提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

于2019年12月份，從江西15個(gè)縣(市、區(qū))選取17個(gè)粉葛搭架種植基地，每個(gè)基地采集長勢相對一致的5株粉葛(屬于小葉型粉葛)，共采集85株植株，取樣地具體信息見表1。取樣時(shí)，除興國縣鼎龍鄉(xiāng)外其他16個(gè)種植基地受霜凍天氣影響，粉葛葉片剛進(jìn)入枯萎期。

表1 粉葛種植基地信息

1.2 測定項(xiàng)目與方法

植株分為塊根、葛頭、主藤、側(cè)枝、葉片5個(gè)部位分別進(jìn)行測定。挖出完整的粉葛塊根，洗凈，稱其鮮質(zhì)量(即單株產(chǎn)量)。將塊根(切成片)、葛頭(切成片)、主藤、側(cè)枝、葉片分開包扎，在干燥箱內(nèi)105 ℃殺青20 min后，80 ℃烘至恒重，冷卻至室溫后分別稱重，獲得各自干質(zhì)量。

經(jīng)濟(jì)系數(shù)的計(jì)算方法：

式中：地下部分干質(zhì)量為塊根干質(zhì)量；地上部分干質(zhì)量為葛頭干質(zhì)量、主藤干質(zhì)量、側(cè)枝干質(zhì)量、葉片干質(zhì)量之和。

1.3 數(shù)據(jù)處理與統(tǒng)計(jì)分析

采用Microsoft Office Excel 2003 和DPS 7.05軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理與分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 單株產(chǎn)量與主要農(nóng)藝性狀特征

全省采樣區(qū)85株粉葛的產(chǎn)量和主要農(nóng)藝性狀如表2。從產(chǎn)量來看，85株粉葛單株產(chǎn)量為0.13～3.86 kg，單株平均產(chǎn)量為0.99 kg，總體水平偏低。從主要農(nóng)藝性狀來看，葛頭粗度為10.33～64.33 mm，均值為32.08 mm；葛頭長度為6.20～19.80 cm，均值為11.46 cm；葛頭干質(zhì)量為4.95～111.99 g，均值為47.47 g；主藤干質(zhì)量為9.94～235.26 g，均值為68.24 g；側(cè)枝干質(zhì)量為16.42～336.37 g，均值為108.05 g；葉片干質(zhì)量為5.81～283.95 g，均值為75.18 g；地上部分干物質(zhì)量為106.64～728.14 g，均值為298.93 g；塊根干質(zhì)量為0.05～1.40 kg，均值為0.38 kg。單株產(chǎn)量及主要農(nóng)藝性狀的變異系數(shù)為0.23～0.66，均屬于中等變異。經(jīng)濟(jì)系數(shù)是作物生產(chǎn)效率的重要體現(xiàn)，85株粉葛的經(jīng)濟(jì)系數(shù)為0.11～0.77，均值為0.54。

表2 粉葛單株產(chǎn)量及主要農(nóng)藝性狀統(tǒng)計(jì)

2.2 相關(guān)性分析

單株產(chǎn)量(x8)與各性狀相關(guān)系數(shù)的絕對值由大到小依次為塊根干質(zhì)量(x9)、地上部分干質(zhì)量(x7)、經(jīng)濟(jì)系數(shù)(x10)、葉片干質(zhì)量(x6)、主藤干質(zhì)量(x4)、葛頭干質(zhì)量(x3)、側(cè)枝干質(zhì)量(x5)、葛頭粗度(x1)、葛頭長度(x2)(表3)。其中，塊根干質(zhì)量、地上部分干質(zhì)量、經(jīng)濟(jì)系數(shù)、葉片干質(zhì)量、主藤干質(zhì)量、葛頭干質(zhì)量、側(cè)枝干質(zhì)量、葛頭粗度與單株產(chǎn)量呈極顯著正相關(guān)(p<0.01)。葛頭粗度與葛頭干質(zhì)量、側(cè)枝干質(zhì)量、葉片干質(zhì)量、地上部分干質(zhì)量、塊根干質(zhì)量呈極顯著正相關(guān)(p<0.01)；葛頭長度與葛頭干質(zhì)量、地上部分干質(zhì)量呈顯著正相關(guān)(p<0.05)；葛頭干質(zhì)量與主藤干質(zhì)量、側(cè)枝干質(zhì)量、地上部分干質(zhì)量、塊根干質(zhì)量呈極顯著正相關(guān)(p<0.01)；主藤干質(zhì)量與側(cè)枝干質(zhì)量、葉片干質(zhì)量、地上部分干質(zhì)量、塊根干質(zhì)量呈極顯著正相關(guān)(p<0.01)；側(cè)枝干質(zhì)量與葉片干質(zhì)量、地上部分干質(zhì)量、塊根干質(zhì)量呈極顯著正相關(guān)(p<0.01)，與經(jīng)濟(jì)系數(shù)呈顯著正相關(guān)(p<0.05)；葉片干質(zhì)量與地上部分干質(zhì)量、塊根干質(zhì)量呈極顯著正相關(guān)(p<0.01)；地上部分干質(zhì)量與塊根干質(zhì)量呈極顯著正相關(guān)(p<0.01)，與經(jīng)濟(jì)系數(shù)呈顯著正相關(guān)(p<0.05)；塊根干質(zhì)量與經(jīng)濟(jì)系數(shù)呈極顯著正相關(guān)(p<0.01)。由此可以看出，產(chǎn)量與農(nóng)藝性狀之間以及各農(nóng)藝性狀之間有著不同程度的相關(guān)性。

表3 粉葛單株產(chǎn)量與主要農(nóng)藝性狀的相關(guān)系數(shù)(n=85)

2.3 通徑分析

對葛頭粗度(x1)、葛頭長度(x2)、葛頭干質(zhì)量(x3)、主藤干質(zhì)量(x4)、側(cè)枝干質(zhì)量(x5)、葉片干質(zhì)量(x6)與單株產(chǎn)量(x8)的關(guān)系進(jìn)行通徑分析，結(jié)果顯示：直接通徑系數(shù)由大到小依次為葉片干質(zhì)量、葛頭干質(zhì)量、主藤干質(zhì)量、葛頭粗度、葛頭長度、側(cè)枝干質(zhì)量；凈貢獻(xiàn)率從大到小依次為葉片干質(zhì)量、葛頭干質(zhì)量、主藤干質(zhì)量、葛頭粗度、側(cè)枝干質(zhì)量、葛頭長度(表4)。由此可推測，各農(nóng)藝性狀中葉片干質(zhì)量對產(chǎn)量的決定程度最高，其次是葛頭干質(zhì)量。而根據(jù)間接通徑系數(shù)分析，側(cè)枝干質(zhì)量通過葉片干質(zhì)量對產(chǎn)量的間接影響較大，表現(xiàn)為促進(jìn)作用。

表4 單株產(chǎn)量與主要農(nóng)藝性狀間的通徑分析

3 討論

相關(guān)研究表明[10]，葉片長、葉片寬、藤莖長、根直徑和根長是反映葛根生長狀況的主要指標(biāo)，在實(shí)際生產(chǎn)中應(yīng)優(yōu)先考慮。本研究由于采樣時(shí)大部分地區(qū)受到霜凍天氣影響，粉葛葉片剛進(jìn)入枯萎期，難以準(zhǔn)確測定葉片相關(guān)參數(shù)；另一方面，由于大部分地區(qū)沒有開展露根修根導(dǎo)致塊根數(shù)量不一且葛形較差，塊根直徑、長度等難以真實(shí)反映塊根產(chǎn)量構(gòu)成。因此，本研究中選取了葛頭粗度、葛頭長度、葛頭干質(zhì)量、主藤干質(zhì)量、側(cè)枝干質(zhì)量、葉片干質(zhì)量、地上部分干質(zhì)量、塊根干質(zhì)量和單株產(chǎn)量等指標(biāo)進(jìn)行分析。17個(gè)種植基地的粉葛單株產(chǎn)量總體偏低，葛頭粗度、葛頭干質(zhì)量、主藤干質(zhì)量、側(cè)枝干質(zhì)量、葉片干質(zhì)量和地上部分干質(zhì)量的變幅較大。其原因主要是受2019年下半年連續(xù)干旱天氣的影響。由于該時(shí)期是粉葛快速膨大期，沒有水分的補(bǔ)充，塊根膨大受到嚴(yán)重影響，這與甘薯在干旱脅迫下塊根的形成和膨大被抑制相似[11]。此外，葛在塊根膨大期對鉀的需求量大，實(shí)際種植過程中，常采用追肥的方式補(bǔ)充鉀元素。但在持續(xù)干旱而又無灌溉的情況下，追施的肥料難以溶解，無法補(bǔ)充粉葛正常生長情況下所需要的鉀。本研究中進(jìn)賢縣架橋鎮(zhèn)和樟樹市臨江鎮(zhèn)兩個(gè)基地均為坡耕地且沒有灌溉條件，粉葛地上部分長勢差，塊根小，單株平均產(chǎn)量僅為0.35 kg和0.38 kg；而在鄱陽縣團(tuán)林鄉(xiāng)和永豐縣鹿岡鄉(xiāng)，基地具備一定的灌溉條件，粉葛長勢相對較好，單株平均產(chǎn)量均在1.50 kg以上。本研究中葛頭長度變異系數(shù)較小，主要是葛頭長度受葛苗長度影響大，而各地的葛苗來源相對一致。

經(jīng)濟(jì)系數(shù)是作物生產(chǎn)效率的重要體現(xiàn)，在一定程度上，經(jīng)濟(jì)系數(shù)是決定經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量高低的重要因素。在不同生態(tài)條件下，經(jīng)濟(jì)系數(shù)保持在一定數(shù)值范圍內(nèi)，但與不同年份氣象條件、栽培措施的變化相關(guān)。本研究中85株粉葛的經(jīng)濟(jì)系數(shù)為0.11～0.77，均值為0.54，84.18%樣品(69株)的經(jīng)濟(jì)系數(shù)為0.40～0.70，與同為塊根作物的木薯的經(jīng)濟(jì)系數(shù)相近[12]。部分植株的經(jīng)濟(jì)系數(shù)較低，可能是受干旱的影響。

本研究中相關(guān)分析表明，塊根干質(zhì)量、地上部分干質(zhì)量、經(jīng)濟(jì)系數(shù)、葉片干質(zhì)量、主藤干質(zhì)量、葛頭干質(zhì)量、側(cè)枝干質(zhì)量、葛頭粗度均與單株產(chǎn)量呈顯著正相關(guān)。塊根干質(zhì)量與產(chǎn)量相關(guān)性最大，這是因?yàn)楫a(chǎn)量為塊根鮮質(zhì)量，塊根鮮質(zhì)量減去含水量等于塊根干質(zhì)量，而同一時(shí)期采集的塊根含水量均在60%左右。地上部分與產(chǎn)量相關(guān)性較大，主要是因?yàn)橐荒晟鄹鸬牡厣喜糠珠L勢在一定程度上影響塊根的形成。這與野生葛不同。野生葛作為一種纏繞性的藤本植物，藤長節(jié)多，藤蔓容易徒長，其節(jié)接觸土壤時(shí)，又易長出不定根，消耗植物體養(yǎng)分，在短期內(nèi)難以形成產(chǎn)量。

通徑分析表明，各農(nóng)藝性狀中葉片干質(zhì)量對產(chǎn)量的直接通徑系數(shù)及凈貢獻(xiàn)率決定程度最高，其次是葛頭干質(zhì)量。在塊根膨大期，葉片通過光合作用合成營養(yǎng)物質(zhì)輸送到根部，促進(jìn)塊根的生長。本研究中17個(gè)基地的品種均為小葉型粉葛，葉片大小相對一致。因此，在一定范圍內(nèi)，葉片干質(zhì)量越大，植物光合作用越強(qiáng)，產(chǎn)量則越大。葛頭是葛苗生長到一定時(shí)期后的產(chǎn)物，即當(dāng)葛苗的主蔓長至1.5～2.0 m時(shí)，種莖由養(yǎng)分供應(yīng)器官轉(zhuǎn)為養(yǎng)分運(yùn)輸器官和貯藏器官。在一定程度上，地上部分在塊根膨大期向塊根運(yùn)輸?shù)酿B(yǎng)分越多，塊根產(chǎn)量越大，而作為運(yùn)輸器官的葛頭，貯藏養(yǎng)分的潛能也越大，從而促進(jìn)了自身的生長。