海南地區(qū)豇豆品種比較分析與綜合評價

摘 要：為促進海南省豇豆產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，篩選出適宜在本地區(qū)夏季露地栽培的豇豆品種，以13個豇豆品種為試驗材料，對其主要農(nóng)藝性狀、產(chǎn)量、品質(zhì)性狀及抗病性進行比較分析，并通過主成分分析和聚類分析進行綜合評價。結果表明，綠豐3000、熱豇1號和鴻運708產(chǎn)量較高，其中綠豐3000產(chǎn)量最高，為 1 380.48 kg·667 m-2；綠豐3000維生素C含量（w，后同）最高，為23.61 mg·100 g-1；華寶2號可溶性糖含量最高，為25.37 mg·g-1；特級海亞王可溶性蛋白和干物質(zhì)含量最高，分別為2.43%和10.02%；熱豇1號粗纖維含量最高，為6.96%。華寶2號、華贛·滿棚金田間銹病抗性最強，病情指數(shù)分別為33.41和33.33。主成分分析將18個豇豆性狀轉(zhuǎn)化為6個主成分，綜合得分最高的為熱豇1號；聚類分析將13份豇豆分為3大類，類群Ⅰ銹病抗性強，類群Ⅱ產(chǎn)量高，類群Ⅲ莢果小、產(chǎn)量低。綜上，通過篩選評價，綜合表現(xiàn)較好的品種有熱豇1號、綠豐3000和湘研海龍王F1，適宜在海南地區(qū)夏季露地大面積推廣種植。

關鍵詞：豇豆；品種比較；主成分分析；聚類分析

中圖分類號：S643.4 文獻標志碼：A 文章編號：1673-2871（2024）09-151-08

Comparative analysis and comprehensive evaluation of cowpea varieties in Hainan

WANG Xianli， NIU Yu， DU Gongfu， QI Zhiqiang， YANG Yan， LIU Zhaohua

（Key Laboratory of Crop Gene Resources and Germplasm Enhancement in Southern China， Ministry of Agriculture and Rural Affairs/Tropical Crops Genetic Resources Institute， Chinese Academy of Tropical Agricultural Sciences， Haikou 571101， Hainan， China）

Abstract： In order to promote the development of cowpea industry in Hainan province and select suitable varieties for open field cultivation in summer， main agronomic traits， yield and quality traits and disease resistance of 13 cowpea varieties were analyzed. A comprehensive evaluation was conducted through principal component and clustering analysis. The results showed that Lüfeng 3000， Rejiang 1 and Hongyun 708 had the higher yield， Lvfeng 3000 was the highest with a yield of 1 380.48 kg·667 m-2; Lüfeng 3000 had the highest vitamin C content， with a concentration of 23.61 mg·100 g-1; Huabao 2 had the highest soluble sugar content， with a concentration of 25.37 mg·g-1; Super Haiyawang had the highest soluble protein and dry matter content， with a concentration of 2.43% and 10.02%， respectively; Rejiang 1 had the highest crude fiber content， with a concentration of 6.96%. Huabao 2 and Huagan·Manpengjin had the best resistance to rust， the disease index is 33.41 and 33.33， respectively. 18 cowpea traits were converted into 6 principal components， and the highest score was Rejiang 1. The 13 cowpea varieties were divided into 3 groups by cluster analysis. Group Ⅰ had good rust resistance， group Ⅱ had highest yield， group Ⅲ had small pod and lowest yield. In summary， the varieties with good comprehensive performance， such as Rejiang 1， Lüfeng 3000 and Xiangyan Hailongwang F1 were selected through screening and evaluation， were suitable for large-scale promotion and cultivation in summer open fields in Hainan region.

Key words： Cowpea; Variety comparison; Principal component; Clustering analysis

收稿日期：2023-12-27；修回日期：2024-04-16

基金項目：海南省重大科技計劃項目（ZDKJ2021010）；五指山市生態(tài)科技特派員項目（WZSKTPXM202209）；中央級公益性科研院所基本科研業(yè)務費專項（1630032024010）

作者簡介：王現(xiàn)麗，女，研究實習員，研究方向為瓜菜遺傳育種。E-mail：xiyue1987@163.com

通信作者：劉昭華，男，農(nóng)業(yè)推廣研究員，研究方向為瓜菜遺傳育種與技術推廣。E-mail：15203089335@163.com

豇豆（Vigna unguiculata），又稱角豆、帶豆、裙豆等，在我國栽培歷史悠久，種植范圍廣[1]。因豆莢肥厚、質(zhì)地鮮嫩、營養(yǎng)豐富而深受人們喜愛[2]，是海南省第二大蔬菜作物[3]。目前，市場上的豇豆品種多且雜，質(zhì)量參差不齊，生產(chǎn)中常因品種選擇失誤而導致?lián)p失慘重。優(yōu)良品種缺乏已成為制約海南省豇豆產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要因素。因此，篩選適宜當?shù)卦耘嗟膬?yōu)質(zhì)、高產(chǎn)、抗性強的豇豆品種，對促進當?shù)佤巩a(chǎn)業(yè)的發(fā)展具有重要意義。

近年來，我國科技工作者根據(jù)當?shù)貧夂蛱攸c，篩選了許多適宜當?shù)胤N植的豇豆品種并加以推廣。顧振華等[4]對23個豇豆新品種進行了田間比較試驗，篩選出適于洞庭湖區(qū)推廣應用的豇豆新品種。于海培等[5]對13個豇豆品種進行連續(xù)2年的比較篩選試驗，篩選出3個可在河南大面積推廣種植的品種。陳海玲等[6]通過2種綜合評價方法對12個豇豆品種的生育進程、主要農(nóng)藝及經(jīng)濟性狀進行了鑒定分析，篩選出適宜福建推廣種植的豇豆品種。葉其宏等[7]以15個短莢型豇豆品種為試材，通過夏季田間試驗，篩選出2個適宜在三亞種植的深紫色豆莢品種。詹園鳳等[8]對國內(nèi)外引進的15份長豇豆種質(zhì)資源的主要農(nóng)藝性狀和營養(yǎng)品質(zhì)進行分析，篩選出了適合海南設施栽培的早熟、高產(chǎn)及品質(zhì)優(yōu)的種質(zhì)。

海南具有得天獨厚的地理和氣候條件，常年日照充足、溫濕度適宜，是我國重要的瓜菜生產(chǎn)基地。豇豆種植更是海南農(nóng)民收入的主要來源之一[9-10]。海南大部分豇豆種植戶不具備設施栽培的條件，以露地栽培為主，且夏季高溫多雨，農(nóng)戶種植夏季蔬菜積極性不高，是蔬菜供應的淡季，因此夏季島內(nèi)蔬菜往往供不應求，價格居高不下。為促進海南省豇豆產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，滿足海南豇豆生產(chǎn)和供應的需要，篩選出適合海南地區(qū)夏季露地種植、田間綜合表現(xiàn)好的豇豆品種，筆者前期從100多個豇豆品種中初步篩選出了13個綜合表現(xiàn)優(yōu)良的品種，對這13個品種進一步開展比較篩選試驗，調(diào)查主要農(nóng)藝性狀、產(chǎn)量、品質(zhì)特性和抗病性，進行綜合分析與評價，以期為海南地區(qū)豇豆品種的選擇與生產(chǎn)推廣提供科學依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料

供試材料共13個豇豆品種，分別來自山東、江西、海南等地，均為綠色長莢型豇豆，以綜合表現(xiàn)較好的當?shù)刂髟云贩N華寶2號作為對照，具體品種及來源見表1。

1.2 方法

試驗于2023年7月采用直播方式播種于中國熱帶農(nóng)業(yè)科學院熱帶作物品種資源研究所儋州試驗基地，隨機區(qū)組設計，3次重復，小區(qū)面積32 m2。起壟種植，畦面寬100 cm，溝寬50 cm，每壟2行，每穴播3粒，株距30 cm，地膜覆蓋栽培。各小區(qū)栽培管理一致，按常規(guī)栽培技術進行田間管理。

參照《豇豆種質(zhì)資源描述規(guī)范和數(shù)據(jù)標準》[11]進行田間觀察和測定主要生物學性狀。每個品種每個重復隨機選取5株，調(diào)查其單株分枝數(shù)、葉長、葉寬等。在豇豆盛莢期每品種每重復分別取5條商品莢，調(diào)查平均莢長、莢寬、單莢質(zhì)量和單莢粒數(shù)，并用于品質(zhì)性狀測定。參考詹園鳳等[8]的方法測定品質(zhì)性狀，采用蒽酮比色法測定可溶性糖含量；采用考馬斯亮藍G-250染色法測定可溶性蛋白含量；采用2，6-二氯酚靛酚滴定法測定維生素C含量；采用烘箱干燥法測定干物質(zhì)含量。3次重復。

在豇豆采摘后期，銹病大面積暴發(fā)，調(diào)查各品種田間銹病發(fā)病情況并計算病情指數(shù)。病害分級標準為0級（無病葉）、1級（病葉數(shù)占總葉數(shù)20%以下）、3級（病葉數(shù)占總葉數(shù)20%～40%）、5級（病葉數(shù)占總葉數(shù)＞40%～60%）、7級（病葉數(shù)占總葉數(shù)＞60%～80%）、9級（病葉數(shù)占總葉數(shù)80%以上），每小區(qū)調(diào)查50株，取3次重復平均值。

1.3 數(shù)據(jù)分析

采用Microsoft Excel 2019對豇豆數(shù)據(jù)進行整理統(tǒng)計；采用SPSS 26軟件進行差異顯著性分析、主成分分析和聚類分析。

2 結果與分析

2.1 豇豆品種主要農(nóng)藝性狀比較分析

由表2可知，特級海亞王的單株分枝數(shù)最多，為3.40；熱豇1號次之，為3.20；除國豇三號、正源鳳凰傳奇低于華寶2號（CK）外，其他品種單株分枝數(shù)都高于CK。各品種的初花節(jié)位均低于CK，最低的是綠豐3000、華贛·滿棚金和翠綠708。華寶2號和韓國特長王始花期最晚，為36 d，其他品種的始花期均比CK早。熱豇1號的莢長、莢寬及單莢質(zhì)量均為最大，分別為64.01 cm、0.87 cm和28.54 g。翠綠708莢長和單莢質(zhì)量次之。在12個品種中，有7個品種的產(chǎn)量高于CK，綠豐3000、熱豇1號和鴻運708位于前3位，綠豐3000產(chǎn)量最高，為1 380.48 kg·667 m-2；韓國特長王產(chǎn)量最低，僅為825.00 kg·667 m-2。在13個品種的主要農(nóng)藝性狀中，單莢質(zhì)量變異系數(shù)最大（25.85%），分布范圍為9.18～28.54 g；其次為節(jié)間長和產(chǎn)量，變異系數(shù)分別為16.47%和14.69%。單莢粒數(shù)變異系數(shù)最小，僅為5.85%；始花期變異系數(shù)也較小，說明試驗材料均為早熟品種。因此，根據(jù)長豇豆露地栽培對品種的要求，篩選出早熟和產(chǎn)量高的品種有綠豐3000、熱豇1號和鴻運708。

2.2 豇豆品種品質(zhì)性狀比較分析

由表3可知，各豇豆品種間的品質(zhì)性狀差異明顯。其中，可溶性蛋白含量變異系數(shù)最大（18.62%），表明各品種間可溶性蛋白含量差異較大；干物質(zhì)含量變異系數(shù)最小（3.92%），表明各品種干物質(zhì)含量差異不明顯。經(jīng)比較分析，綠豐3000的維生素C含量最高，為23.61 mg·100 g-1，韓國特長王、華寶2號次之；華寶2號的可溶性糖含量最高，為25.37 mg·g-1，翠綠708、湘研海龍王F1次之；特級海亞王的可溶性蛋白含量最高，為2.43%，國豇三號、綠豐3000次之；熱豇1號的粗纖維含量最高，為6.96%；特級海亞王的干物質(zhì)含量最高，為10.02%。

2.3 豇豆品種抗病性差異分析

13個豇豆品種田間自然銹病病情指數(shù)統(tǒng)計結果見圖1，各品種間發(fā)病程度有較大的差異。華寶2號、華贛·滿棚金病情指數(shù)最低，分別為33.41和33.33，抗病性最好；精美民哈哈、國豇三號、湘研海龍王F1病情指數(shù)也小于50，抗性相對較強。綠豐3000和特級海亞王2個品種的病情指數(shù)最高，顯著高于CK，對銹病抗性相對較差。

2.4 豇豆品種主成分分析

以13個豇豆品種的18個主要性狀為基礎，計算各主成分的特征向量、特征值和貢獻率（表 4），通過主成分析可以將18個性狀轉(zhuǎn)化為6個主成分。其中，第1主成分特征值為7.44，方差貢獻率為41.34%，以莢長、莢寬和單莢質(zhì)量為主要指標，主要反映的是豆莢相關因子；第2主成分特征值為2.73，累積貢獻率為56.50%，主要以維生素C含量和百粒質(zhì)量為主要指標，反映的是品質(zhì)相關因子；第3主成分特征值為2.11，累積貢獻率為68.20%，以產(chǎn)量、單株分枝數(shù)及病情指數(shù)為主要指標，反映的是產(chǎn)量和抗病性相關因子；第4主成分特征值為1.50，累積貢獻率為76.53%，主要以初花節(jié)位、可溶性蛋白含量為主要指標；第5主成分特征值為1.21，累積貢獻率為83.24%，主要以頂生小葉長、小葉寬為主要指標；第6主成分特征值為1.05，累積貢獻率為89.07%，主要以粗纖維含量為主要指標。

由13個豇豆品種主成分綜合得分結果（表5）可知，熱豇1號的綜合得分最高，為80.85，排名第1；綠豐3000綜合得分為60.65，排名第2；湘研海龍王F1綜合得分32.51，排名第3；對照品種華寶2號綜合得分為17.94，排名第5。

2.5 豇豆品種聚類分析

由圖2可知，在歐氏距離為18處，13個豇豆品種可聚為3大類，Ⅰ類包含5個品種，分別為精美民哈哈、湘研海龍王F1、華贛·滿棚金、國豇三號和華寶2號，主要表現(xiàn)為銹病病情指數(shù)低，抗病性較強，產(chǎn)量中等；Ⅱ類包含6個品種，分別為翠綠708、鴻運708、熱豇1號、正源鳳凰傳奇、傳播天下和綠豐3000，主要表現(xiàn)為初花節(jié)位低、始花期早，產(chǎn)量高；Ⅲ類包含特級海亞王、韓國特長王2個品種，主要表現(xiàn)為節(jié)間較短、莢長和莢寬及單莢質(zhì)量小、產(chǎn)量和可溶性糖含量低。

3 討論與結論

開展豇豆不同品種農(nóng)藝性狀比較分析和綜合評價可以初步了解品種特性，為優(yōu)良品種的選擇、利用和新品種選育提供參考依據(jù)[12-14]。產(chǎn)量及抗病性一直是豇豆種植戶選擇品種的重要參考因素。而隨著消費水平的提高和需求的變化，人們越來越注重豇豆食用的營養(yǎng)價值。因此在評價豇豆品種時不能僅考慮單一性狀，要綜合考慮產(chǎn)量、抗性和品質(zhì)表現(xiàn)。與產(chǎn)量密切相關的農(nóng)藝性狀是莢長、莢寬和單莢質(zhì)量[15]，本研究中產(chǎn)量表現(xiàn)最優(yōu)的綠豐3000、熱豇1號和鴻運708，莢長、莢寬和單莢質(zhì)量同樣表現(xiàn)較好。豇豆銹病是豆類蔬菜上常見的重要病害，主要影響豇豆中后期生長，對豇豆產(chǎn)量和品質(zhì)均可造成重大損失[16]，因此開展銹病抗性評價具有重要意義。筆者通過銹病病情指數(shù)分析，比較篩選出銹病抗性較強的品種有華寶2號、華贛·滿棚金、國豇三號等。通過對豇豆品質(zhì)性狀的檢測比較，篩選出維生素C含量高的品種為綠豐3000、韓國特長王；可溶性糖含量高的品種為華寶2號、翠綠708、湘研海龍王F1；可溶性蛋白含量高的品種為特級海亞王、國豇三號、綠豐3000；粗纖維含量高的品種為熱豇1號、傳播天下等；干物質(zhì)含量高的品種為特級海亞王、綠豐3000。

主成分分析是通過降維將信息濃縮的一種方法，經(jīng)過降維處理將多個互相關聯(lián)的數(shù)值轉(zhuǎn)化成少數(shù)幾個互不相關的綜合指標，該綜合指標可以代表原始數(shù)據(jù)大部分信息的新變量[17]。筆者對13個長莢豇豆品種的18個性狀進行主成分分析和聚類分析，結果表明，特征值前6個主成分反映了總信息量的89.07%，能較好地代替18個性狀來評價豇豆品種。根據(jù)評價得分，篩選出熱豇1號、綠豐3000和湘研海龍王F1為綜合表現(xiàn)排名前3位的豇豆品種。產(chǎn)量表現(xiàn)較好的鴻運708綜合排名卻靠后，與其營養(yǎng)物質(zhì)含量低有關。產(chǎn)量高、品質(zhì)性狀差可能與豆莢膨大過程中營養(yǎng)成分積累不足有關，在種植過程中可適時追加肥水，滿足豆莢膨大需求。聚類分析結果可反映不同品種間的遺傳差異和親緣關系，且與品種選育所在地生態(tài)環(huán)境有關，同一聚類類群內(nèi)品種的性狀特征差異較小，類群間品種的性狀特征差異較明顯[18]。本研究聚類分析結果表明，13個豇豆品種可聚為3大類，類群Ⅰ銹病抗性強，類群Ⅱ產(chǎn)量高，類群Ⅲ莢果小、產(chǎn)量低。由此可見，在主成分分析和聚類分析的基礎上進行豇豆主要性狀的評價，可篩選出適宜推廣種植的優(yōu)良豇豆品種。

筆者僅分析和評價了海南省儋州市夏季露地試驗種植的豇豆品種農(nóng)藝性狀，對其他季節(jié)和其他區(qū)域栽培豇豆品種農(nóng)藝性狀有待進一步分析和評價。且由于豇豆種子本身具有復雜的遺傳因子，各地的生態(tài)環(huán)境不同，種植戶的栽培技術也不一樣，所以試驗中田間表現(xiàn)欠佳的品種，并不表明該品種屬于劣質(zhì)品種，因此生產(chǎn)上建議農(nóng)業(yè)技術推廣部門及豇豆種植戶根據(jù)當?shù)刈匀画h(huán)境、技術水平和市場需求特點，在引種試種的基礎上，選擇最適栽培品種。同時注意適時播種、科學管理，充分發(fā)揮品種特性。

綜上所述，筆者對13個豇豆品種的主要農(nóng)藝性狀、產(chǎn)量、品質(zhì)性狀及抗病性進行比較分析，并通過主成分分析和聚類分析進行綜合評價，篩選出熱豇1號、綠豐3000和湘研海龍王F1，綜合表現(xiàn)良好，適宜在海南地區(qū)夏季露地推廣種植。

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