李曉慧，趙衛(wèi)星，常高正，梁 慎，康利允，高寧寧，徐小利

(河南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院 園藝研究所，河南 鄭州 450002)

?

厚皮甜瓜主要農(nóng)藝性狀的變異性及其與產(chǎn)量和品質(zhì)構(gòu)成關(guān)系分析

李曉慧，趙衛(wèi)星，常高正，梁 慎，康利允，高寧寧，徐小利*

(河南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院 園藝研究所，河南 鄭州 450002)

以29個(gè)厚皮甜瓜品種為試驗(yàn)材料，進(jìn)行了甜瓜主要農(nóng)藝性狀指標(biāo)變異性分析及甜瓜產(chǎn)量和品質(zhì)構(gòu)成分析。結(jié)果表明：平均單瓜質(zhì)量、葉面積指數(shù)、縱徑、中心可溶性固形物含量等4個(gè)農(nóng)藝性狀變異系數(shù)較大，分別為22.75%、19.74%、15.99%、13.21%；主成分分析提取了5個(gè)主成分，累計(jì)貢獻(xiàn)率88.09%，可以利用其對(duì)厚皮甜瓜品種進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)；利用逐步回歸方法分別建立了厚皮甜瓜產(chǎn)量構(gòu)成、品質(zhì)構(gòu)成回歸模擬方程，其中產(chǎn)量模擬方程為：Y1=-2.655 4+0.063 6X3+0.008 56X4+0.069 6X5+0.178 5X6(R=0.953 4，X3為葉面積指數(shù)，X4為果實(shí)發(fā)育天數(shù)，X5為果實(shí)縱徑，X6為果實(shí)橫徑)，回歸方程擬合度高，可以較好地預(yù)測(cè)厚皮甜瓜品種的產(chǎn)量。

甜瓜； 農(nóng)藝性狀； 變異性； 產(chǎn)量構(gòu)成因子； 品質(zhì)構(gòu)成因子

甜瓜(CucumismelonL.)又名香瓜，屬于葫蘆科黃瓜屬1年生蔓生草本植物，主要分為薄皮甜瓜和厚皮甜瓜兩大類[1]。厚皮甜瓜原產(chǎn)內(nèi)陸干旱荒漠地帶，在我國(guó)主要集中在西北地區(qū)，自20世紀(jì)80年代 “東移栽”成功后，在上海、山東、河南、河北等省(市)栽培面積逐年增加，生產(chǎn)以早春大棚栽培為主[2-3]，近幾年厚皮甜瓜的種植逐步向多樣化、規(guī)模化、標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)發(fā)展，在各地形成多個(gè)具有地方特色的厚皮甜瓜種植基地，厚皮甜瓜已成為農(nóng)民增收、種植結(jié)構(gòu)調(diào)整的主要經(jīng)濟(jì)作物之一。因此，開展厚皮甜瓜農(nóng)藝性狀的變異特征及其與產(chǎn)量和品質(zhì)構(gòu)成關(guān)系的研究，對(duì)合理評(píng)價(jià)、挖掘利用現(xiàn)有品種及種質(zhì)資源的優(yōu)異農(nóng)藝性狀，以及提高厚皮甜瓜產(chǎn)量、品質(zhì)有重要意義。

作物產(chǎn)量及品質(zhì)形成與農(nóng)藝性狀有密切關(guān)系，主成分分析及回歸分析方法是農(nóng)作物種質(zhì)資源綜合評(píng)價(jià)的重要方法，在花生、玉米、棉花等主要農(nóng)作物育種研究中應(yīng)用廣泛[4-6]，目前，關(guān)于甜瓜主要農(nóng)藝性狀與其產(chǎn)量、品質(zhì)構(gòu)成關(guān)系的研究鮮有報(bào)道。鑒于此，對(duì) 29個(gè)厚皮甜瓜品種主要農(nóng)藝性狀進(jìn)行了變異性分析和主成分分析，并對(duì)其與產(chǎn)量和品質(zhì)構(gòu)成的關(guān)系進(jìn)行研究，旨在明確影響甜瓜產(chǎn)量和品質(zhì)的主要農(nóng)藝性狀，為甜瓜品種改良及高效栽培措施的創(chuàng)建提供理論依據(jù)。

1 材料和方法

1.1 材料

供試材料為29個(gè)厚皮甜瓜品種，均為全國(guó)各地的主栽品種(表1)。

表1 供試甜瓜品種

注：ZY20為甜瓜組合WY75-116× LH17-1,RX08為甜瓜組合TC620-8-56×TA11-1。

1.2 方法

試驗(yàn)在河南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院試驗(yàn)基地塑料大棚內(nèi)進(jìn)行。土壤質(zhì)地為黏土，肥力中等偏下，每公頃施干雞糞22 500 kg，撒可富硫酸鉀型復(fù)合肥750 kg、磷酸二銨600 kg。于2015年3月12日育苗，4月13日定植，行距1.1 m，株距0.35 m，每個(gè)品種15株，設(shè)3次重復(fù)，隨機(jī)區(qū)組排列，吊蔓栽培，單蔓整枝，以13～15節(jié)位坐果，人工輔助授粉，每株留單瓜，植株25～30片葉打頂，施肥、灌溉、病蟲害防治等栽培措施均按常規(guī)管理方式進(jìn)行。

1.3 數(shù)據(jù)分析

采用Excel 2007進(jìn)行數(shù)據(jù)匯總、計(jì)算，利用DPS 7.05軟件進(jìn)行相關(guān)性分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同品種厚皮甜瓜主要農(nóng)藝性狀分析

29個(gè)厚皮甜瓜品種主要分為光皮、網(wǎng)紋兩大類，分別占48.28%、51.72%(表2)，涵蓋了目前市場(chǎng)上主要栽培類型。從果肉顏色來看，以紅肉類型為主，占58.62%，白肉次之，占34.48%，綠肉最少，僅有2個(gè)品種為綠肉，占6.90%；果型指數(shù)以小于1.2為主，占41.38%，其次是大于1.4，占31.03%；從果實(shí)發(fā)育天數(shù)來看，以坐果后發(fā)育40～50 d為主，占58.62%。

2.2 不同品種厚皮甜瓜農(nóng)藝性狀的變異性分析

對(duì)29個(gè)品種厚皮甜瓜的主要農(nóng)藝性狀指標(biāo)X1～X8、Y1、Y2進(jìn)行了變異性分析(表3)。結(jié)果表明，各農(nóng)藝性狀存在不同程度的變異，不同農(nóng)藝性狀變異系數(shù)為7.33%～22.75%，平均變異系數(shù)為13.41%，各農(nóng)藝性狀的變異系數(shù)從大到小依次為：平均單瓜質(zhì)量>葉面積指數(shù)>縱徑>中心可溶性固形物含量>果實(shí)發(fā)育天數(shù)>肉厚>株高>葉綠素含量>果實(shí)密度>橫徑。變異系數(shù)最大的性狀指標(biāo)是平均單瓜質(zhì)量，變異系數(shù)為22.75%，表明各品種在平均單瓜質(zhì)量這一農(nóng)藝性狀上的變異最為豐富，可以通過雜交育種、改善栽培技術(shù)和栽培條件等措施來提高；變異系數(shù)較小的為果實(shí)的橫徑和果實(shí)密度，分別為7.33%、7.48%，說明不同甜瓜品種之間果實(shí)橫徑、果實(shí)密度相對(duì)一致，改良或提高的空間較小。

表2 不同品種厚皮甜瓜的果實(shí)性狀統(tǒng)計(jì)

表3 供試厚皮甜瓜品種農(nóng)藝性狀的變異性分析

2.3 厚皮甜瓜主要農(nóng)藝性狀主成分分析

對(duì)29個(gè)品種厚皮甜瓜的9個(gè)農(nóng)藝性狀進(jìn)行了主成分分析，計(jì)算得到了不同主成分的特征值、貢獻(xiàn)率、累計(jì)貢獻(xiàn)率和不同農(nóng)藝性狀的特征向量(表4、表5)。從表4可以看出，以第1主成分的特征值最大，為3.468 8，貢獻(xiàn)率為38.52%，累計(jì)貢獻(xiàn)率38.52%，由此可知第1主成分包含了供試甜瓜品種的主要信息，其他主成分特征值與貢獻(xiàn)率依次減小，其特征值依次為1.510 5、1.283 8、0.897 4、0.769 4、0.502 3、0.364 4、0.158 9、0.046 4，貢獻(xiàn)率分別為16.78%、14.26%、9.97%、8.55%、5.58%、4.05%、1.77%、0.52%。按照85%的貢獻(xiàn)率來看，可以提取前5個(gè)主成分進(jìn)行品種農(nóng)藝性狀分析，前5個(gè)主成分累計(jì)貢獻(xiàn)率88.09%，代表了供試厚皮甜瓜品種的大部分性狀信息。

由表5可知，第1主成分中特征向量較大的為中心可溶性固形物含量、果實(shí)縱徑、果實(shí)橫徑、葉面積指數(shù)，可以解釋為不同品種厚皮甜瓜果實(shí)品質(zhì)性狀的直接影響因素，其特征向量大小分別為：0.492 4>0.398 3>0.392 3>0.312 8，由各農(nóng)藝性狀特征向量可知，厚皮甜瓜中心可溶性固形物含量與果實(shí)縱徑、橫徑、葉面積指數(shù)、肉厚、株高、果實(shí)發(fā)育天數(shù)呈正相關(guān)，與果實(shí)平均單瓜質(zhì)量、葉片葉綠素含量呈負(fù)相關(guān)；第2主成分特征向量較大的為果實(shí)平均單瓜質(zhì)量、果實(shí)發(fā)育天數(shù)、肉厚，主要解釋厚皮甜瓜產(chǎn)量構(gòu)成的影響因素，說明厚皮甜瓜平均單瓜質(zhì)量受果實(shí)發(fā)育天數(shù)影響較大；第3、4、5主成分特征向量較大的分別為葉面積指數(shù)、株高、果實(shí)縱徑，可以解釋為植株生長(zhǎng)指標(biāo)的影響因素。

表4 厚皮甜瓜農(nóng)藝性狀主成分的特征值與貢獻(xiàn)率

表5 不同主成分各農(nóng)藝性狀的特征向量

2.4 厚皮甜瓜產(chǎn)量、品質(zhì)構(gòu)成多元逐步回歸分析

分別以平均單瓜質(zhì)量(Y1)、中心可溶性固形物含量(Y2)為因變量，利用逐步回歸分析方法分別建立產(chǎn)量、品質(zhì)構(gòu)成最優(yōu)回歸模型。

以X1～X7為自變量，平均單瓜質(zhì)量(Y1)為因變量，以復(fù)相關(guān)系數(shù)最大的原則，進(jìn)行多元逐步回歸分析，所得回歸方程為：Y1=-2.655 4+0.063 6X3+0.008 6X4+0.069 6X5+0.178 5X6(R=0.953 4，F(xiàn)=59.977 5)， 說明回歸方程擬合度高，對(duì)不同品種平均單瓜質(zhì)量有較好的預(yù)測(cè)性，可以利用葉面積指數(shù)、縱徑、橫徑、果實(shí)發(fā)育天數(shù)等4個(gè)農(nóng)藝性狀指標(biāo)進(jìn)行厚皮甜瓜產(chǎn)量預(yù)測(cè)。

以X1～X8為自變量，中心可溶性固形物含量(Y2)為因變量，進(jìn)行多元逐步回歸分析，所得回歸方程為：Y2=19.730 3-0.570 4X3+0.203 9X4+6.974 8X8(R=0.620 6，F(xiàn)=5.577 5)，說明甜瓜中心可溶性固形物含量主要受葉面積指數(shù)、果實(shí)發(fā)育天數(shù)、果實(shí)密度等3個(gè)性狀指標(biāo)影響。

3 結(jié)論與討論

變異系數(shù)可以衡量數(shù)據(jù)中各性狀指標(biāo)變異程度，不少學(xué)者利用其考察品種、資源的遺傳變異性，通常變異系數(shù)大，遺傳力低，容易受到各種條件的影響；反之，變異系數(shù)小，遺傳力高，被明顯改良或改善的空間較小[7-9]。本試驗(yàn)變異性分析結(jié)果表明，平均單瓜質(zhì)量、葉面積指數(shù)、縱徑、中心可溶性固形物含量等4個(gè)農(nóng)藝性狀變異系數(shù)較大，其中平均單瓜質(zhì)量變異系數(shù)最大，為22.75%，說明平均單瓜質(zhì)量除了受品種、種質(zhì)自身遺傳因素影響外，還可以通過改善種植條件、管理措施進(jìn)行提高進(jìn)而增產(chǎn)、增收，另外，育種者在品種選育、品種改良方面也應(yīng)充分考慮此類性狀的變異特性；試驗(yàn)中不同品種果實(shí)橫徑、果實(shí)密度變異較小，變異系數(shù)分別為7.33%、7.48%，說明甜瓜果實(shí)的橫徑、果實(shí)密度2個(gè)性狀指標(biāo)遺傳力高，可以直接通過表現(xiàn)型進(jìn)行選擇。

主成分分析采用降維的處理方法，將數(shù)目較多且彼此相關(guān)的指標(biāo)簡(jiǎn)化為指標(biāo)較少的評(píng)價(jià)體系，在西瓜、黃瓜、甜高粱等多種作物上均有應(yīng)用研究[10-11]。本試驗(yàn)對(duì)供試品種的主要農(nóng)藝性狀進(jìn)行了主成分分析，以第1主成分貢獻(xiàn)率最大，為38.52%，在育種與栽培管理中應(yīng)重點(diǎn)關(guān)注第1主成分中各農(nóng)藝性狀對(duì)甜瓜品種綜合評(píng)價(jià)的影響；按照85%的貢獻(xiàn)率提取了5個(gè)主成分，累計(jì)貢獻(xiàn)率88.09%，代表了不同品種厚皮甜瓜的主要信息，能夠作為厚皮甜瓜品種的評(píng)價(jià)指標(biāo)。另外，變異性分析和主成分分析結(jié)果表明，平均單瓜質(zhì)量這一指標(biāo)變異性大同時(shí)又與株高、葉面積指數(shù)、果實(shí)發(fā)育天數(shù)、果實(shí)橫徑、果實(shí)肉厚等性狀指標(biāo)呈正相關(guān)，說明在育種、栽培過程中要獲得高產(chǎn)需關(guān)注品種自身遺傳特性同時(shí)又要重視栽培管理措施。

作物主要農(nóng)藝性狀是決定其產(chǎn)量和品質(zhì)的重要因子，但其構(gòu)成因作物種類的不同而有明顯差異[12-13]。本試驗(yàn)利用多元逐步回歸法建立了厚皮甜瓜平均單瓜質(zhì)量、中心可溶性固形物含量與主要農(nóng)藝性狀的回歸方程，結(jié)果顯示，葉面積指數(shù)、縱徑、橫徑、果實(shí)發(fā)育天數(shù)等4個(gè)農(nóng)藝性狀指標(biāo)是決定平均單瓜質(zhì)量的重要因子，甜瓜中心可溶性固形物構(gòu)成主要受葉面積指數(shù)、果實(shí)發(fā)育天數(shù)、果實(shí)密度等3個(gè)性狀指標(biāo)影響，因此，以上農(nóng)藝性狀指標(biāo)可作為甜瓜優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)育種、栽培的主要選擇性狀，其中縱徑、橫徑、果實(shí)密度受品種自身遺傳特性影響較大，葉面積指數(shù)和果實(shí)發(fā)育天數(shù)與栽培管理措施有很大關(guān)系，從甜瓜栽培的角度而言，可通過增加植株葉面積、保證果實(shí)正常發(fā)育時(shí)間等措施提高單瓜質(zhì)量及品質(zhì)，這與吳建義[14]、董偉等[15]研究結(jié)果基本一致；同時(shí)逐步回歸分析結(jié)果證明甜瓜中心可溶性固形物的構(gòu)成受果實(shí)密度影響，間接解釋了甜瓜成熟期不宜灌溉的原因，當(dāng)果實(shí)吸收過多水分可能改變果實(shí)內(nèi)部結(jié)構(gòu)組成從而導(dǎo)致品質(zhì)下降。

[1] 林德佩.中國(guó)栽培甜瓜植物的起源、分類及進(jìn)化[J].中國(guó)瓜菜,2010,23(4):34-36.

[2] 馬躍.我國(guó)甜瓜設(shè)施栽培生產(chǎn)的現(xiàn)狀與發(fā)展[J].中國(guó)西瓜甜瓜,2001(2):38-40.

[3] 中國(guó)蔬菜編輯部.2014年全國(guó)各地蔬菜、西瓜、甜瓜、草莓、馬鈴薯播種面積和產(chǎn)量[J].中國(guó)蔬菜,2016(1):17.

[4] 董文召,張新友,湯豐收,等.河南省育成花生品種的產(chǎn)量、品質(zhì)、抗性及農(nóng)藝性狀分析[J].中國(guó)農(nóng)學(xué)通報(bào),2012,51(23):158-165.

[5] 孫峰成,馮勇,于卓，等.12個(gè)玉米群體的主要農(nóng)藝性狀與產(chǎn)量、品質(zhì)的灰色關(guān)聯(lián)度分析[J].華北農(nóng)學(xué)報(bào),2012,27(1):102-105.

[6] 顧相蕊,姚曲峋,趙世春,等.長(zhǎng)江流域雜交棉主要農(nóng)藝性狀與產(chǎn)量和品質(zhì)的關(guān)系[J].湖北農(nóng)業(yè)科學(xué),2012,27(1):5297-5300.

[7] 米國(guó)全，程志芳，趙肖斌,等.華北地區(qū)保護(hù)地番茄主栽品種果實(shí)性狀調(diào)查研究[J].河南農(nóng)業(yè)科學(xué), 2013, 42(9):91-94.

[8] 周亞峰,許彥賓,王盼喬.河南省主栽甜瓜品種苗期表型性狀變異分析[J].北方園藝,2016(5):17-21.

[9] 趙茜,吳建忠,徐麗珍.籽用南瓜種質(zhì)資源形態(tài)多樣性分析[J].黑龍江農(nóng)業(yè)科學(xué),2012(4)：13-17.

[10] 鐘金仙，羅英.黃瓜品種主要農(nóng)藝性狀相關(guān)與主成分分析[J].中國(guó)農(nóng)學(xué)通報(bào),2012，28(4):131-134.

[11] 馮國(guó)郡,葉凱,涂振東,等.甜高粱主要農(nóng)藝性狀相關(guān)性和主成分分析[J].新疆農(nóng)業(yè)科學(xué),2010,47(8):1552-1557.

[12] 謝恒星,蔡煥杰,張振華,等.基于主成分分析法的溫室甜瓜生長(zhǎng)方程研究[J].干旱地區(qū)農(nóng)業(yè)研究,2009,27(6):134-138.

[13] 賀江舟，龔明福，范君華,等.逐步回歸及通徑分析在主成分分析中的應(yīng)用[J].新疆農(nóng)業(yè)科學(xué),2010,47(3):431-437.

[14] 吳建義.厚皮甜瓜果實(shí)含糖量和單瓜質(zhì)量與其植物學(xué)性狀的直線相關(guān)分析[J].中國(guó)西瓜甜瓜,1994(4):28.

[15] 董偉,李永梅,邢詒彰,等.厚皮甜瓜果實(shí)內(nèi)糖度分布規(guī)律及其預(yù)測(cè)模型研究[J].熱帶作物學(xué)報(bào),2014,35(8):1506-1509.

Relationship Analysis of the Main Agronomic Traits Variability in Musk Melon and Its Production and Quality

LI Xiaohui,ZHAO Weixing,CHANG Gaozheng,LIANG Shen,KANG Liyun,GAO Ningning,XU Xiaoli*

(Institute of Horticulture,Henan Academy of Agricultural Sciences,Zhengzhou 450002,China)

Twenty nine musk melon cultivars were used as the experimental materials and we analyzed the variability of main agronomic characters and their yield and quality composition.The results indicated that agronomic traits variable coefficients of average fruit weight,leaf area index,vertical diameter and soluble solid content were bigger,which were 22.75%,19.74%,15.99%,13.21%.We extracted 5 principal components,the contribution rate of which was up to 88.09%,and they could be used for comprehensive evaluation of musk melon.Stepwise regression method was used to build the simulation equations of the yield and quality of musk melon,and the yield simulation equation wasY1=-2.655 4+0.063 6X3+0.008 56X4+0.069 6X5+0.178 5X6(R= 0.953 4,X3was leaf area index，X4was fruit growth period，X5was fruit vertical diameter，andX6was fruit equatorial diameter).The fit of regression equation was high,which could predict the yield of musk melon.

melon; agronomic character; variability; yield factors; quality factors

2016-06-20

國(guó)家西甜瓜產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系建設(shè)項(xiàng)目(CARS-26)；河南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院自主創(chuàng)新項(xiàng)目(2016ZC23)；河南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院科研發(fā)展專項(xiàng)(20157804)

李曉慧(1980-)，女，河南鄭州人，助理研究員，碩士，主要從事西瓜甜瓜育種及栽培生理研究。 E-mail：lixiaohui80@126.com

*通訊作者：徐小利(1963-)，男，河南汝南人，研究員，碩士，主要從事西瓜甜瓜育種工作。E-mail：xuxiaoli63@126.com

時(shí)間：2016-11-25 14:24:33

S652

A

1004-3268(2016)12-0116-05

網(wǎng)絡(luò)出版地址：http://www.cnki.net/kcms/detail/41.1092.S.20161125.1424.010.html