晉北區(qū)胡麻品種（系）產(chǎn)量構成因素相關性分析

焦振飛，吳瑞香，邢寶龍，楊建春

（1.大同市農(nóng)業(yè)農(nóng)村局，山西大同037001；2.山西農(nóng)業(yè)大學高寒區(qū)作物研究所，山西大同037008）

胡麻（Linum usitatissimumL.）是油用亞麻和兼用亞麻的統(tǒng)稱，是我國特色油料作物之一，也是我國西北和華北地區(qū)主要食用植物油及特色休閑加工制品的原料來源。胡麻籽含有多種營養(yǎng)成分和活性物質[1-3]，如α-亞麻酸、亞麻膠、木酚素、膳食纖維、香豆酸和阿魏酸等，其含量之多是其他植物無法相比的，含油率約為40%，是我國重要的經(jīng)濟作物[4]。受益于品種改良和技術進步，我國特色油料作物的單產(chǎn)水平整體穩(wěn)定提升，2000—2017 年，胡麻單產(chǎn)從690 kg/hm2增至 1 284 kg/hm2，增幅達 85.9%。播種面積總體呈縮減趨勢，產(chǎn)量從34.4 萬t 降至30.1 萬t，降幅12.4%[5]。盡管胡麻生產(chǎn)穩(wěn)中有增，但國內(nèi)產(chǎn)需缺口不斷擴大，對國際市場依賴程度逐年攀升，于2006 年成為胡麻凈進口國。籽粒產(chǎn)量是胡麻產(chǎn)值最高的部分，而籽粒產(chǎn)量又與某些相關性狀緊密相關。郭興燕等[6]通過燕麥品種種子產(chǎn)量與主要農(nóng)藝性狀的通徑分析發(fā)現(xiàn)，有效分蘗數(shù)對產(chǎn)量的直接效應最大，其次是每小穗粒數(shù)和單穗質量。張曉艷等[7]研究工業(yè)大麻品種（系）纖維產(chǎn)量及產(chǎn)量構成因素的相關性表明，對單株纖維產(chǎn)量直接貢獻最大的是單株原莖質量，其次是全麻率。王艷青等[8]研究認為，株高和莖粗對藜麥單株產(chǎn)量的直接影響最大。

本研究以16 份胡麻品種為試材，在苗期干旱的情況下，通過調查、測定與產(chǎn)量相關的9 個農(nóng)藝性狀并對其進行相關分析、回歸分析和通徑分析，探究各性狀與產(chǎn)量的密切相關程度，以及對產(chǎn)量構成影響的大小，確定晉北區(qū)影響胡麻產(chǎn)量構成的主要性狀因子，旨在為培育胡麻抗旱新品種及合理評價利用現(xiàn)有品種或引進資源提供科學依據(jù)。

1 材料和方法

1.1 試驗材料

供試材料有423、內(nèi)亞9 號、定亞21 號、伊亞6 號、隴亞 14 號、內(nèi) 44、2004M1-15、張亞 2 號、寧亞 17 號、晉亞 10 號、隴亞 10 號、晉亞 14 號、晉亞15 號、冀張亞 1 號、壩選 3 號、9718。這 16 份胡麻材料（系）均由國家特色油料產(chǎn)業(yè)技術體系胡麻大同綜合試驗站提供。

1.2 試驗地概況

試驗分別于2018、2019 年在山西農(nóng)業(yè)大學（山西省農(nóng)業(yè)科學院）高寒區(qū)作物研究所毛家皂試驗基地（113°10′E，39°53′N）進行。試驗地海拔 1 044.6 m，屬溫帶大陸性季風氣候，農(nóng)業(yè)區(qū)劃為中溫帶干旱區(qū)。春季干旱少雨，乍暖還寒，多大風，空氣干燥[9]。試驗地土壤為砂壤栗鈣土，肥力中等偏下，有機質含量 16.2 g/kg、全氮 0.89 g/kg、全磷 0.76 g/kg、全鉀20.06 g/kg、堿解氮65.33 mg/kg、速效磷4.38 mg/kg、速效鉀 57.00 mg/kg、全鹽 0.55 g/kg，pH 值 8.19。前茬為蕎麥，播前深施有機肥7 500 kg/hm2、復合肥（18∶18∶18）330 kg/hm2。秋耕春澆，旋耕機翻地，人工整地作畦，開溝播種。2 a 試驗期間氣溫及降水資料如表 1 所示[10]。

表1 2018—2019 年試驗地氣象信息

1.3 試驗設計

試驗于 2018、2019 連續(xù)進行 2 a，2018 年 5 月1 日播種，2019 年 5 月 5 日播種，播前進行灌溉，以保證出苗率。開溝撒播，行距20 cm，種植密度900萬/hm2。小區(qū)面積13.34 m2，采用隨機區(qū)組排列，3 次重復，各品種間小區(qū)均用培土分離，間隔0.5 m，重復間間隔1 m。其他管理措施均與當?shù)卮筇锕芾硐嗤?，整個生育期不進行人工灌溉，水分來源為自然降水。

1.4 性狀考察

成熟后每小區(qū)選取長勢一致的胡麻20 株，參照《胡麻種質資源描述規(guī)范和數(shù)據(jù)標準》[11]，分別對株高（X1）、工藝長度（X2）、分莖數(shù)（X3）、主莖分枝數(shù)（X4）、單株結果數(shù)（X5）、單果粒數(shù)（X6）、單株生產(chǎn)力（X7）、單株稈質量（X8）、千粒質量（X9）、籽粒產(chǎn)量（X10）性狀進行考察，對每個小區(qū)進行單獨脫粒收獲，折算成公頃產(chǎn)量。

1.5 數(shù)據(jù)分析

采用Excel 10 進行表型數(shù)據(jù)計算與整理，利用SPSS 18.0 統(tǒng)計分析軟件進行主要農(nóng)藝性狀變異分析、主要農(nóng)藝性狀與產(chǎn)量的相關分析、小區(qū)產(chǎn)量的正態(tài)性檢驗、主要農(nóng)藝性狀與籽粒產(chǎn)量的多元線性逐步回歸分析以及籽粒產(chǎn)量的通徑分析。

2 結果與分析

2.1 胡麻品種（系）主要農(nóng)藝性狀的變異性比較

對16 個胡麻品種（系）主要農(nóng)藝性狀進行變異性分析，結果表明（表2），10 個性狀的變異系數(shù)最大的是籽粒產(chǎn)量，最小的是千粒質量，整體表現(xiàn)為籽粒產(chǎn)量＞單株生產(chǎn)力＞單株稈質量＞分莖數(shù)＞單株結果數(shù)＞工藝長度＞單果粒數(shù)＞主莖分枝數(shù)＞株高＞千粒質量，變化范圍6.31%～30.38%，變異幅度較大。

2.2 胡麻品種（系）主要農(nóng)藝性狀與產(chǎn)量的相關分析

2.2.1 主要農(nóng)藝性狀與產(chǎn)量的簡單相關分析 將不同胡麻品種的主要農(nóng)藝性狀值導入統(tǒng)計軟件進行相關性分析，結果表明，胡麻籽粒產(chǎn)量與株高、單株結果數(shù)、單株生產(chǎn)力呈極顯著正相關；與分莖數(shù)呈顯著正相關；株高與工藝長度、單株結果數(shù)、單株生產(chǎn)力呈極顯著正相關；單株生產(chǎn)力與單株結果數(shù)呈極顯著正相關、與分莖數(shù)成顯著正相關；籽粒產(chǎn)量與9 個農(nóng)藝性狀的簡單相關系數(shù)依次為單株生產(chǎn)力＞單株結果數(shù)＞株高＞分莖數(shù)＞單果粒數(shù)＞千粒質量＞工藝長度＞主莖分枝數(shù)＞單株稈質量（表 2）。

表2 不同胡麻品種主要農(nóng)藝性狀表現(xiàn)及變異分析

2.2.2 主要農(nóng)藝性狀與產(chǎn)量的偏相關分析 簡單相關系數(shù)描述的是2 個隨機變量之間的相關關系及密切程度，但是在現(xiàn)實分析中，2 個變量間的相關程度往往受到其他變量的影響和作用，使相關系數(shù)不能真實體現(xiàn)其相關程度，這就需要將其他變量產(chǎn)生的影響剔除，進行偏相關分析[12-14]。

本試驗中偏相關分析結果表明，籽粒產(chǎn)量與單株生產(chǎn)力呈極顯著正偏相關，與單株結果數(shù)呈顯著正偏相關；株高與工藝長度呈顯著正偏相關。綜合簡單相關和偏相關結果，單株結果數(shù)和單株生產(chǎn)力與產(chǎn)量均達到了顯著正相關，其中，單株生產(chǎn)力的相關性最大（表3）。

表3 不同胡麻品種主要農(nóng)藝性狀間的相關系數(shù)

2.3 主要農(nóng)藝性狀與籽粒產(chǎn)量的多元線性逐步回歸分析

為檢驗所測數(shù)據(jù)的可靠性，對不同胡麻品種的籽粒產(chǎn)量數(shù)據(jù)進行正態(tài)性檢驗[15]（表4），檢驗結果顯著水平P＝0.424，大于0.05，說明產(chǎn)量性狀的分布接近正態(tài)分布，可以進行回歸和通徑分析。

表4 正態(tài)性檢驗輸出結果

胡麻籽粒產(chǎn)量與9 個農(nóng)藝性狀的多元線性回歸分析結果表明（表 5、6），其復相關系數(shù)為0.995，決定系數(shù)為0.989，調整系數(shù)為0.973。根據(jù)表6 的回歸系數(shù)，建立的多元線性回歸方程為Y＝-359.722＋4.681X1－3.571X2+63.438X3＋15.342X4＋24.231X5＋15.098X6＋715.579X7－11.329X8－19.549X9。

表5 回歸方程模型概述輸出結果

表6 胡麻籽粒產(chǎn)量與9 個農(nóng)藝性狀的多元線性回歸分析系數(shù)

各回歸系數(shù)顯著性檢驗結果表明，單株結果數(shù)和單株生產(chǎn)力的回歸系數(shù)達顯著水平（P＜0.05），需進一步進行多元線性逐步回歸分析，建立最優(yōu)回歸方程。逐步去除不顯著性狀后的多元線性回歸結果（表7）表明，模型2 是最優(yōu)模型。單株生產(chǎn)力對籽粒產(chǎn)量影響最大，其標準回歸系數(shù)為0.666，其次為單株結果數(shù)，其回歸系數(shù)為0.341。根據(jù)表8，建立 最 優(yōu) 回 歸 方 程Y＝-192.645 ＋21.774X5＋868.645X7。該方程表明，9 個農(nóng)藝性狀中，僅有單株結果數(shù)和單株生產(chǎn)力對籽粒產(chǎn)量有直接顯著影響，其他7 個性狀對產(chǎn)量的影響不顯著。

表7 多元線性逐步回歸方程模型概述輸出結果

表8 胡麻籽粒產(chǎn)量與9 個農(nóng)藝性狀的多元線性逐步回歸分析系數(shù)

在供試材料的單株結果數(shù)和單株生產(chǎn)力測定值范圍內(nèi)，若要保持單株生產(chǎn)力不變的情況下，單株結果數(shù)每增加一個單位，籽粒產(chǎn)量將會增加了21.774 kg；若要保持單株結果數(shù)不變的情況下，單株生產(chǎn)力每增加一個單位，籽粒產(chǎn)量將會增加868.645 kg。

2.4 籽粒產(chǎn)量的通徑分析

為明確苗早期干旱胡麻各個性狀對產(chǎn)量構成影響的大小，對其進行通徑分析[16-17]，計算得出各性狀的間接通徑系數(shù)（表9）。結果表明，由簡單相關系數(shù)可知對胡麻產(chǎn)量起正向作用的依次是單株生產(chǎn)力＞單株結果數(shù)＞株高＞分莖數(shù)；單株生產(chǎn)力的直接通徑系數(shù)最大（0.549），其次是單株結果數(shù)（0.380），直接通徑系數(shù)越大，性狀對產(chǎn)量的影響也越大，說明單株生產(chǎn)力和單株結果數(shù)是直接影響籽粒產(chǎn)量的重要性狀。株高、分莖數(shù)、主莖分枝數(shù)和單果粒數(shù)增加，胡麻籽粒產(chǎn)量也增加。從間接通徑系數(shù)可知，單株結果數(shù)通過單株生產(chǎn)力的間接通徑系數(shù)（0.509）最大，單株生產(chǎn)力通過單株結果數(shù)的間接通徑系數(shù)（0.353）也較大，說明單株結果數(shù)通過單株生產(chǎn)力對胡麻籽粒產(chǎn)量產(chǎn)生較大的影響，株高、分莖數(shù)通過單株生產(chǎn)力的間接通徑系數(shù)分別為0.430、0.307，說明這2 個性狀通過單株生產(chǎn)力對籽粒產(chǎn)量產(chǎn)生較大影響；株高通過單株結果數(shù)的間接通徑系數(shù)為0.271，說明株高通過單株結果數(shù)對籽粒產(chǎn)量也產(chǎn)生較大影響。

表9 胡麻籽粒產(chǎn)量的通徑分析

通徑分析的結果進一步證實了單株結果數(shù)與單株生產(chǎn)力是直接影響胡麻籽粒產(chǎn)量的重要性狀，株高、分莖數(shù)也對籽粒產(chǎn)量產(chǎn)生較大的影響。

3 結論與討論

胡麻產(chǎn)量構成因素比較復雜，受多個因素的影響和制約，是基因型與環(huán)境互作的結果。本研究通過對各個農(nóng)藝性狀的變異分析可以看出，變異系數(shù)的變化范圍較大，其中，產(chǎn)量的變異系數(shù)最大，其次是單株生產(chǎn)力，說明產(chǎn)量和單株生產(chǎn)力受品種自身基因及外界環(huán)境因素影響較大，品種選擇可調控空間較大；千粒質量的變異系數(shù)最小，則說明不同胡麻品種間千粒質量差異不大，受外界環(huán)境影響也較小；株高的變異系數(shù)僅次于千粒質量的變異系數(shù)，說明適度的株高有助于產(chǎn)量的穩(wěn)定。作物在生產(chǎn)中的豐產(chǎn)性和穩(wěn)產(chǎn)性通常可以通過產(chǎn)量性狀及其相關構成因素變異系數(shù)的大小來反映[18-20]。

產(chǎn)量與各個農(nóng)藝性狀的簡單相關性分析反映了產(chǎn)量與各性狀以及各性狀間的相互關系。本研究表明，除與單株稈質量是負相關外，產(chǎn)量與其他性狀均為正相關。產(chǎn)量和各個農(nóng)藝性狀的偏相關分析結果為：單株生產(chǎn)力＞單株結果數(shù)＞分莖數(shù)＞單果粒數(shù)＞株高＞主莖分枝數(shù)＞工藝長度＞單株稈質量＞千粒質量，其中，產(chǎn)量與工藝長度、單株稈質量、千粒質量為負相關，說明工藝長度和千粒質量受其他性狀的影響較大，主要通過其他性狀的交互作用而對產(chǎn)量產(chǎn)生正向效應。

通過正態(tài)性檢驗和顯著性檢驗的回歸分析更具有科學性和說服力，通徑分析的結果對產(chǎn)量構成進行了進一步的說明。本研究表明，株高、分莖數(shù)、主莖分枝數(shù)和單果粒數(shù)主要通過單株結果數(shù)和單株生產(chǎn)力的作用而對產(chǎn)量產(chǎn)生較大的間接正效應；工藝長度和千粒質量則主要通過單株結果數(shù)和單株生產(chǎn)力產(chǎn)生的間接正效應抵消一部分由直接通徑系數(shù)產(chǎn)生的正向直接效應，從而最終對產(chǎn)量產(chǎn)生正向間接效應；單株結果數(shù)通過單株生產(chǎn)力、單株生產(chǎn)力通過單株結果數(shù)均對產(chǎn)量產(chǎn)生較大的正向間接效應，結合其產(chǎn)生的正向直接效應，從而對產(chǎn)量的增加起到了決定性作用。圍繞產(chǎn)量構成問題前人也做了許多研究，舒志明等[21]研究表明，果著粒數(shù)、分枝數(shù)、單株蒴果數(shù)對提高胡麻單株產(chǎn)量起主要正向效應。李登明等[22]研究認為，提高胡麻單株產(chǎn)量必須有一定的單株果球數(shù)、株高和每果粒數(shù)。伊六喜等[23]研究則認為，株果數(shù)是決定胡麻種子產(chǎn)量的主要農(nóng)藝性狀，均與本研究結果基本相同。胡麻在干旱的情況下，主莖上會出現(xiàn)分枝少并縮短的現(xiàn)象，而如果花期下雨，授粉受到影響易造成單果粒數(shù)差異較大，在生育前期特別干旱的環(huán)境下，必須保證了單株生產(chǎn)力才能保證群體的產(chǎn)量。本研究相關分析表明，提高單株結果數(shù)、增加單株生產(chǎn)力是提高胡麻產(chǎn)量的有效途徑。由于農(nóng)藝性狀屬于數(shù)量性狀，易受環(huán)境和人為影響，試驗地點不同、材料不同，所得研究結果也有所差異。而本試驗所選材料為已選育的品種及優(yōu)良的品系，是在生育前期即苗期相當干旱而花期又雨量偏多的條件下進行的，前期營養(yǎng)生長受限，花期授粉受雨水影響結實不好，可能導致單株結果數(shù)和單株生產(chǎn)力成為影響產(chǎn)量的決定性因素。在胡麻整個生育期有2 個時期對水肥相當敏感，即快速生長期和蕾期。樅形末期和快速生長初期對水分和養(yǎng)分要求最高，這一階段營養(yǎng)生長旺盛，又是花芽分化的關鍵時期；蕾期是胡麻一生中生長最旺盛的階段，對水肥要求極高，如果在這2 個重要時期及時澆水并追肥，結果還有待進一步研究。