高寒陰濕區(qū)蠶豆品種的適應(yīng)性研究

摘要：為篩選適宜在高寒陰濕區(qū)種植的優(yōu)良蠶豆品種，以青蠶13、青蠶14和青蠶25為供試材料，分析不同蠶豆品種形態(tài)特征及產(chǎn)量差異，采用相關(guān)性分析和主成分分析進(jìn)一步明確品種的適宜性。結(jié)果表明，青蠶13和青蠶25的單株重、單株粒數(shù)、單株粒重、單株莢重、莢數(shù)均顯著高于青蠶14；青蠶13和青蠶25的生態(tài)適宜性較強(qiáng)，其鮮產(chǎn)量分別比青蠶14高1 974.30、1 453.95 kg/hm2。青蠶13和青蠶25在甘肅省高寒陰濕區(qū)產(chǎn)量高、收益好，宜在該地區(qū)推廣種植。

關(guān)鍵詞：蠶豆；高寒陰濕區(qū)；品種比較；適宜性分析

中圖分類號(hào)：S643.6 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：2097-2172（2024）07-0615-05

doi：10.3969/j.issn.2097-2172.2024.07.006

Adaptability Study of Vicia faba Varieties in Alpine Humid Areas

WEI Guojun， JIAO Xusheng， WEI Chunlei， SHI Liwei

（Dingxi Economic Crop Technology Extension Station， Dingxi Gansu 743000， China）

Abstract： To select excellent Vicia faba varieties suitable for planting in alpine humid areas， high-yielding varieties Qingcan 13， Qingcan 14， and Qingcan 25 were used as test materials. Morphological characteristics and yield differences of different Vicia faba varieties were analyzed， and correlation analysis and principal component analysis were used to further determine the suitability of the varieties. The results showed that Qingcan 13 and Qingcan 25 had significantly higher weight per plant， kernel number per plant， kernel weight per plant， pod weight per plant， and pod number per plant compared to Qingcan 14. Qingcan 13 and Qingcan 25 exhibited strong ecological suitability， with fresh yields 1，974.30 kg/ha and 1，453.95 kg/ha higher than Qingcan 14， respectively. Qingcan 13 and Qingcan 25 are high-yielding and profitable in the high cold and humid areas of Gansu Province， and are suitable for promotion in these areas.

Key words： Vicia faba L.; Alpine humid area; Variety comparison; Suitability analysis

蠶豆（Vicia faba L.），別名南豆、胡豆等，屬豆科野豌豆屬一年生或越冬生草本植物，具有豐富的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值和高產(chǎn)潛力，我國(guó)蠶豆種植面積和總產(chǎn)量均居世界首位［1 - 2 ］。蠶豆具有播種適期長(zhǎng)、固氮作用顯著、抗旱性和耐貧瘠性強(qiáng)及應(yīng)用廣泛等特點(diǎn)，在國(guó)內(nèi)被大規(guī)模種植，種植歷史有4 000～ 5 000年［3 - 6 ］。蠶豆屬于冷涼型農(nóng)作物，適宜在溫帶和涼爽的環(huán)境種植和生長(zhǎng)，我國(guó)種植區(qū)域主要分布在青海、甘肅、新疆及河北等地［7 ］。不同品種、栽培方式、種植環(huán)境對(duì)蠶豆的形態(tài)特征、生長(zhǎng)質(zhì)量及產(chǎn)量等方面具有重要影響［8 - 10 ］。

甘肅省定西市地處黃土高原、青藏高原和西秦嶺交匯地帶，屬典型的高寒陰濕區(qū)，是蠶豆種植的適宜區(qū)。近年來(lái)，由于品種種性退化和病蟲害等問(wèn)題，嚴(yán)重制約了蠶豆產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。我們選用3個(gè)蠶豆品種，對(duì)其形態(tài)特征和產(chǎn)量指標(biāo)進(jìn)行了比較分析，以期為篩選適宜高寒陰濕區(qū)種植的高產(chǎn)蠶豆品種提供生產(chǎn)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)在定西市臨洮縣康家集鎮(zhèn)黃家頂村（35°12′ 49.92″ N，104° 0′ 21.83″ E）進(jìn)行。當(dāng)?shù)睾０渭s2 255 m，年平均氣溫5.8 ℃，無(wú)霜期90 d，年平均日照時(shí)數(shù)2 437 h，年均降水量530 mm。

1.2 供試品種

供試蠶豆品種為青蠶13、青蠶14和青蠶25，均由定西市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究院提供。

1.3 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)隨機(jī)排列，選擇遠(yuǎn)離主干道且土壤肥力較好的地塊［11 ］，3次重復(fù)，小區(qū)面積75 m2（15 m×5 m），株行距20 cm×25 cm。試驗(yàn)于2023年4月11日種植，7月24日測(cè)定其形態(tài)特征指標(biāo)，9月4日收獲測(cè)產(chǎn)。栽培管理同當(dāng)?shù)卮筇铩?/p>

1.4 指標(biāo)測(cè)定

株高，植株地上部分的垂直高度；株幅，植株垂直投影的寬度；節(jié)長(zhǎng)，基部往上第5節(jié)節(jié)間距離；莖粗，莖基部往上第5節(jié)直徑；主莖節(jié)數(shù)，最長(zhǎng)分枝的節(jié)數(shù)；單株莢數(shù)，單株蠶豆豆莢總數(shù)；莢長(zhǎng)、莢寬為生長(zhǎng)健康豆莢的長(zhǎng)、寬；始結(jié)莢位，基部往上開(kāi)始有果莢的節(jié)位數(shù)；單株重，單株蠶豆的總重；單株粒數(shù)、單株莢重、單株莢數(shù)分別為單株蠶豆的種粒數(shù)、果莢總重、果莢總數(shù)。

1.5 數(shù)據(jù)分析及處理

使用KMO檢驗(yàn)和Bartlett球形檢驗(yàn)進(jìn)行綜合分析適用性檢驗(yàn)，一般情況下，KMO值 > 0.5則可進(jìn)行因子分析；Bartlett球形檢驗(yàn)統(tǒng)計(jì)值顯著性水平應(yīng)小于0.01［12 - 13 ］。

使用Excel 2010進(jìn)行數(shù)據(jù)整理和作圖，使用SPSS 26.0軟件進(jìn)行方差分析，采用Duncan法進(jìn)行多重比較，所有數(shù)據(jù)均采用平均值±標(biāo)準(zhǔn)差（Mean±SE）。

2 結(jié)果與分析

2.1 形態(tài)特征指標(biāo)

從表1可以看出，青蠶14的株高最低，極顯著低于青蠶13和青蠶25（P ＜ 0.01），青蠶13和青蠶25之間差異不顯著。青蠶14的莖粗顯著低于青蠶13和青蠶25（P ＜ 0.05），青蠶13和青蠶25之間差異不顯著。青蠶25的主莖節(jié)數(shù)最多，為22.67個(gè)，極顯著高于青蠶14（P ＜ 0.01）。青蠶13的單株莢數(shù)最多，為12.40個(gè)，極顯著高于青蠶14（P ＜0.01），顯著高于青蠶25（P ＜0.05）。青蠶13的莢長(zhǎng)和莢寬均最小，其中莢長(zhǎng)顯著低于青蠶25（P ＜0.05），莢寬極顯著低于青蠶14和青蠶25（P ＜0.01）。青蠶13的始結(jié)莢位為6.13節(jié)，顯著高于青蠶14和青蠶25（P ＜0.05）。株幅、葉長(zhǎng)、葉寬、節(jié)長(zhǎng)和果節(jié)數(shù)在不同品種間無(wú)顯著性差異。

2.2 產(chǎn)量相關(guān)指標(biāo)

2.2.1 產(chǎn)量相關(guān)性狀 從表2可以看出，青蠶13和青蠶25的單株重、單株粒數(shù)、單株粒重、單株莢重和莢數(shù)等產(chǎn)量相關(guān)指標(biāo)均顯著高于青蠶14（P ＜0.05），青蠶13與青蠶25之間差異不顯著。

2.2.2 產(chǎn)量差異 由圖1可知，3個(gè)品種蠶豆的產(chǎn)量由高到低依次為青蠶13、青蠶25、青蠶14。青蠶13和青蠶25的干產(chǎn)量和鮮產(chǎn)量均顯著高于青蠶14（P ＜0.05）。其中青蠶13的干產(chǎn)量比青蠶25、青蠶14分別高388.95、985.80 kg/hm2。鮮產(chǎn)量也以青蠶13最高，為5 568.75 kg/hm2，青蠶25次之，為 5 048.40 kg/hm2，比青蠶14分別高 1 974.30、1 453.95 kg/hm2。

2.3 生長(zhǎng)發(fā)育指標(biāo)相關(guān)性

由表3可以看出，株高與莖粗、單株重、單株粒重、單株莢重呈極顯著正相關(guān)（P ＜0.01），與主莖節(jié)數(shù)和莢數(shù)顯著正相關(guān)（P ＜0.05）。莖粗與單株重呈極顯著正相關(guān)（P ＜0.01）。主莖節(jié)數(shù)與產(chǎn)量呈顯著正相關(guān)（P ＜0.05），與單株重、單株粒數(shù)、單株粒重、單株莢重及莢數(shù)均呈極顯著正相關(guān)（P ＜0.01）。莢長(zhǎng)和莢寬與始結(jié)莢位呈顯著負(fù)相關(guān)（P ＜0.05）。單株重與單株粒數(shù)呈顯著正相關(guān)（P ＜0.05），與單株粒重、單株莢重及莢數(shù)呈極顯著正相關(guān)（P ＜0.01）。單株粒數(shù)與單株粒重、單株莢重、莢數(shù)及產(chǎn)量呈極顯著正相關(guān)（P ＜0.01）。單株粒重與單株莢重、莢數(shù)及產(chǎn)量呈極顯著正相關(guān)（P ＜0.01）。單株莢重與莢數(shù)呈極顯著正相關(guān)（P ＜0.01），與產(chǎn)量呈顯著正相關(guān)（P ＜0.05）。單株莢數(shù)與產(chǎn)量呈極顯著正相關(guān)（P ＜0.01）。

2.4 不同品種蠶豆在定西市的適合度分析

根據(jù)相關(guān)性分析結(jié)果，篩選了株高、主莖節(jié)數(shù)、單株重、單株粒數(shù)、單株粒重、單株莢重和產(chǎn)量等7個(gè)指標(biāo)，應(yīng)用KMO檢驗(yàn)和Bartlett球形檢驗(yàn)進(jìn)行綜合分析適用性檢驗(yàn)。結(jié)果顯示，KMO值為0.683，Bartlett球形檢驗(yàn)的值為87.443，sig= 0.000，說(shuō)明KMO檢驗(yàn)和Bartlett球形檢驗(yàn)都滿足要求，適合進(jìn)行因子分析。

碎石圖可以直觀地看出主成分因子特征值下降的坡度，確立最優(yōu)的主成分因子及數(shù)量［14 ］。由圖2可見(jiàn)，第1個(gè)因子主成分的特征值較大，位于陡坡，累積方差貢獻(xiàn)率為84.515%，說(shuō)明其對(duì)解釋變量的貢獻(xiàn)最大。后6個(gè)因子形成平臺(tái)，特征值均小于1，作用較弱，表明第1個(gè)因子可以用來(lái)評(píng)價(jià)不同品種蠶豆在該地區(qū)的適合度。

由表5可知，主成分1中株高、主莖節(jié)數(shù)、單株重、單株粒數(shù)和單株粒重的負(fù)荷量的絕對(duì)值較高，說(shuō)明主成分1主要是這些指標(biāo)的反映。

由綜合評(píng)價(jià)指數(shù)可以看出，在高寒陰濕地區(qū)的適合度依次為青蠶25、青蠶13、青蠶14（表6）。

3 結(jié)論與討論

蠶豆是一種冷季生長(zhǎng)作物，在我國(guó)各地均有種植，其營(yíng)養(yǎng)豐富，蛋白質(zhì)含量達(dá)25%～34%，是可食用豆類中僅次于大豆的高蛋白作物［15 ］。蠶豆的生長(zhǎng)性狀主要包括株高、莖粗、單株莢數(shù)、莢長(zhǎng)和莢寬等，而不同品種蠶豆在不同環(huán)境下生長(zhǎng)性狀差別較大。肖亞冬等［16 ］對(duì)9個(gè)品種鮮食蠶豆進(jìn)行對(duì)比發(fā)現(xiàn)，株高、底莢高度、莢數(shù)、節(jié)數(shù)及有效分枝數(shù)等生長(zhǎng)性狀在不同品種間表現(xiàn)出較大差異。本研究中，青蠶13始結(jié)莢位最高，單株莢數(shù)最多；青蠶25的始結(jié)莢位低，莢長(zhǎng)最長(zhǎng)，主莖節(jié)數(shù)最多；青蠶14的株高最低、莖粗最細(xì)、主莖節(jié)數(shù)最少、始結(jié)莢位較低。王莉霞等［17 ］研究發(fā)現(xiàn)，平川區(qū)種植的青蠶13和青蠶14的單株莢數(shù)均為10.0個(gè)，青蠶25為9.7個(gè)，而本研究中青蠶13的單株莢數(shù)為12.4個(gè)，可能是因?yàn)楫?dāng)?shù)丨h(huán)境更適宜青蠶13的生長(zhǎng)。

蠶豆的產(chǎn)量主要由單株實(shí)莢數(shù)、有效莢數(shù)、百粒重等指標(biāo)構(gòu)成。本研究中，青蠶13和青蠶25能更好地適應(yīng)高寒陰濕區(qū)的氣候特征，開(kāi)花后連續(xù)的高溫和干旱天氣雖然導(dǎo)致少量花莢脫落，但仍取得了較可觀的產(chǎn)量，其鮮產(chǎn)量分別比青蠶14高1 974.30、1 453.95 kg/hm2，這與王莉霞等［17 ］人所指出的青蠶13抗旱能力突出的研究結(jié)果一致。研究發(fā)現(xiàn)，青海蠶豆的品質(zhì)除了與品種有關(guān)系外還受種植環(huán)境的影響［18 ］。本研究中，青蠶14的產(chǎn)量與前人研究結(jié)果略有出入，可能是因?yàn)榍嘈Q14更適合青海循化縣、湟中縣、莊浪縣等地的氣候，以及盛花期高溫干旱天氣對(duì)坐果率造成的影響［19 - 21 ］。

有效分枝和實(shí)粒數(shù)與產(chǎn)量呈極顯著正相關(guān)，是影響產(chǎn)量最重要的因素［22 ］。李程勛等［23 ］對(duì)10個(gè)蠶豆品種在福建地區(qū)進(jìn)行了種質(zhì)資源評(píng)價(jià)試驗(yàn)，研究表明生育日數(shù)、單株實(shí)莢數(shù)、單莢鮮重、莢寬、鮮籽粒百粒重、分枝數(shù)與鮮莢產(chǎn)量存在正相關(guān)關(guān)系。楊生華等［24 ］對(duì)554份蠶豆品種種子表型性狀進(jìn)行了綜合分析，結(jié)果表明種子表型變異范圍廣，百粒重的變異最大，粒重、種子投影面積、周長(zhǎng)、粒長(zhǎng)、粒寬和直徑等表型性狀之間具有較高的相關(guān)性。本研究中，株高、主莖節(jié)數(shù)、單株重、單株粒數(shù)、單株粒重、單株莢重、莢數(shù)及產(chǎn)量間存在顯著正相關(guān)性，與前人研究結(jié)果相似。其中青蠶13和青蠶25的株高、單株重、單株粒數(shù)、單株粒重、單株莢重和莢數(shù)等指標(biāo)均顯著高于青蠶14，進(jìn)一步說(shuō)明青蠶13和青蠶25生長(zhǎng)表現(xiàn)及適宜性優(yōu)于青蠶14。綜上所述，青蠶25和青蠶13較青蠶14更適宜高寒陰濕區(qū)的氣候特征。

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收稿日期：2024 - 04 - 10

基金項(xiàng)目：定西市科技創(chuàng)新合作項(xiàng)目（DX2023AH01）。

作者簡(jiǎn)介：魏國(guó)軍（1978 —），男，甘肅定西人，農(nóng)藝師，主要從事經(jīng)濟(jì)作物技術(shù)推廣工作。Email： 1316679668@qq.com。

通信作者：師立偉（1976 —），男，甘肅臨洮人，正高級(jí)農(nóng)藝師，研究方向?yàn)橹兴幉?、蔬菜栽培。Email： zx8068@163.com。