華方靜　曹鵬鵬　張?chǎng)H　王樂(lè)政　高鳳菊　王士嶺

摘要：以不同來(lái)源的夏播紅小豆品種（系）為材料，測(cè)定其成熟期植株地上部和地下部相關(guān)性狀值，以其建立不同的抗倒指數(shù)進(jìn)行比較分析，探索紅小豆抗倒伏性綜合評(píng)價(jià)方法。結(jié)果表明，多因子抗倒指數(shù)3，即（莖粗×根鮮重×莖稈強(qiáng)度）/[株高×地上鮮重×（1+分枝數(shù)）]是莖粗、根鮮重、莖稈強(qiáng)度、株高、地上鮮重和分枝數(shù)的綜合體現(xiàn)，與夏播紅小豆成熟期的抗倒伏性聯(lián)系最為密切，以其作為指標(biāo)綜合評(píng)價(jià)紅小豆種質(zhì)抗倒伏性具有較高的準(zhǔn)確性。相關(guān)和通徑分析表明，紅小豆成熟期的莖粗、根鮮重和莖稈強(qiáng)度的值越大，分枝數(shù)、株高和地上鮮重的值越小，則抗倒指數(shù)越大，即抗倒性越強(qiáng)，因此這些性狀可作為評(píng)價(jià)夏播紅小豆成熟期抗倒伏性的重要指標(biāo)。本研究可為夏播紅小豆抗倒伏種質(zhì)資源及新品種選育提供參考。

關(guān)鍵詞：紅小豆;抗倒伏性;抗倒指數(shù);綜合評(píng)價(jià)

中圖分類(lèi)號(hào)：S521.037文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)號(hào)：A文章編號(hào)：1001-4942（2020）04-0048-05

Abstract In order to explore a comprehensive evaluation method of lodging resistance in summer adzuki bean， different cultivars or lines of adzuki bean from different sources were used as materials in this study. By measuring the traits of fresh shoot and root weights of adzuki bean at mature stage， three indexes of lodging resistance （ILR） made up of different components were designed and analyzed. The results showed that the ILR 3 as （stem diameter×fresh root weight×stem mechanical strength）/[plant height×fresh shoot weight×（1+branch number）]?comprehensively reflected the stem diameter， fresh root weight， stem mechanical strength， plant height， fresh shoot weight and branch number， and had the closest relationship with lodging resistance， so it was considered as the best fit for evaluating the lodging resistance of summer adzuki bean. Correlation and path analysis indicated that the higher the stem diameter， fresh root weight and stem mechanical strength were， the lower the plant height， fresh shoot weight and branch number were， and the higher the ILR was， namely stronger lodging resistance， so these traits could be used as important indicators for evaluating the lodging resistance of summer adzuki bean at mature stage. This study could provide references for breeding lodging-resistant germplasms and new varieties of adzuki bean.

Keywords Adzuki bean; Lodging resistance; Lodging resistant index; Comprehensive evaluation

紅小豆是我國(guó)主要的食用豆類(lèi)作物之一，具有悠久的栽培歷史[1]。其生育期短，耐濕、耐瘠，同時(shí)也是倒茬和災(zāi)后補(bǔ)種的優(yōu)良作物，在農(nóng)業(yè)種植業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整和發(fā)展優(yōu)質(zhì)高效農(nóng)業(yè)中有著其它作物不可替代的作用[2，3]。

紅小豆產(chǎn)量是一個(gè)多因素控制的數(shù)量性狀，由各因素互相協(xié)調(diào)、共同控制[4]，而倒伏是影響紅小豆高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)和優(yōu)質(zhì)的重要限制因素之一。農(nóng)作物倒伏造成通風(fēng)透光差、光合作用減弱，進(jìn)而降低單產(chǎn)，影響品質(zhì);同時(shí)倒伏可造成植株損傷，為病害傳播提供條件，加重病害[5];此外，倒伏還增加收獲的難度和成本，制約機(jī)械化生產(chǎn)進(jìn)程，影響收獲效率[6]。由此可見(jiàn)，較強(qiáng)的抗倒伏性是作物高產(chǎn)和穩(wěn)產(chǎn)的重要保證。也正是基于這一點(diǎn)，前人在作物抗倒伏性方面開(kāi)展了大量研究，并取得較大進(jìn)展。鄒俊林[7]認(rèn)為莖稈性狀是影響作物倒伏的主要因素，莖稈的機(jī)械強(qiáng)度是抗倒伏最重要的育種選擇指標(biāo);向達(dá)兵[8]研究認(rèn)為大豆倒伏率與植株株高、重心高度和節(jié)間長(zhǎng)度呈極顯著正相關(guān)關(guān)系，與莖粗、機(jī)械強(qiáng)度和抗倒指數(shù)則呈極顯著負(fù)相關(guān)關(guān)系;周蓉等[9]認(rèn)為倒伏是一個(gè)綜合而復(fù)雜的現(xiàn)象，作物受外界風(fēng)雨等氣候因素影響而產(chǎn)生倒伏，生長(zhǎng)條件和栽培措施等也會(huì)引發(fā)或加重倒伏程度，不同基因型存在抗倒伏能力差異。但截至目前關(guān)于夏播紅小豆成熟期抗倒伏性的研究鮮有報(bào)道。所以，本試驗(yàn)以不同來(lái)源的夏播紅小豆品種（系）為材料，在相同密度條件下種植，于成熟期測(cè)定與倒伏相關(guān)的株高、莖粗、主莖節(jié)數(shù)、分枝數(shù)、地上鮮重、根鮮重、莖稈強(qiáng)度共7個(gè)性狀，采用相關(guān)和通徑分析探討夏播紅小豆植株相關(guān)性狀對(duì)倒伏性的影響，為紅小豆成熟期抗倒伏研究提供理論依據(jù)和技術(shù)支持。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

2018年參試紅小豆種質(zhì)18個(gè)，其中育成品種6個(gè)，穩(wěn)定品系12個(gè);2019年參試紅小豆種質(zhì)18個(gè)，其中育成品種3個(gè)，穩(wěn)定品系15個(gè)。種質(zhì)名稱(chēng)及來(lái)源見(jiàn)表1。

1.2 試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)分別于2018年6月、2019年6月在德州市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究院現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科技園試驗(yàn)基地進(jìn)行。土壤為褐土，0～20 cm耕層土壤容重1.26 g/cm3、pH值7.62、有機(jī)質(zhì)含量12.2 g/kg、全氮1.29 g/kg、速效氮50.91 mg/kg、速效磷38.13 mg/kg和速效鉀86.59 mg/kg。前茬作物為冬小麥，麥?zhǔn)蘸蠼斩掃€田。依據(jù)當(dāng)?shù)厣a(chǎn)管理水平進(jìn)行生育期內(nèi)的田間管理，各小區(qū)田間操作保持一致。

1.3 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)采用隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，重復(fù)3次。小區(qū)面積12 m2。4行區(qū)種植，行長(zhǎng)6 m，行距0.5 m，株距0.20 m，每公頃密度10萬(wàn)株。重復(fù)間設(shè)1 m走道，四周設(shè)保護(hù)行。

1.4 測(cè)定項(xiàng)目與方法

于紅小豆成熟收獲前，各小區(qū)取中間兩行任一行的連續(xù)10株進(jìn)行性狀測(cè)定，其平均值即為該份種質(zhì)的性狀值。

株高（cm）：從子葉節(jié)到植株頂端最上一片復(fù)葉著生處的主莖高度。

莖粗（mm）：子葉節(jié)以上主莖最粗節(jié)間的橫徑。

主莖節(jié)數(shù)（節(jié)）：主莖上從子葉節(jié)到植株頂端最上一片復(fù)葉著生節(jié)的節(jié)數(shù)。

分枝數(shù)（個(gè)）：主莖上長(zhǎng)度大于或等于5 cm且有兩片完全展開(kāi)葉的分枝個(gè)數(shù)。

地上鮮重（g）：子葉節(jié)以上的鮮生物量。

根鮮重（g）：子葉節(jié)以下的鮮生物量。

莖稈強(qiáng)度（N）：以植株莖稈的最大抗折力衡量莖稈機(jī)械強(qiáng)度。用數(shù)字莖稈強(qiáng)度儀（YYD-1型，浙江托普儀器有限公司）進(jìn)行測(cè)定。取主莖子葉節(jié)上10 cm莖稈放于支撐架凹槽內(nèi)，兩支撐點(diǎn)距離為5 cm，然后緩慢下壓直到莖稈折斷，此時(shí)讀出的數(shù)值即為莖稈強(qiáng)度。

抗倒伏性（級(jí)）：根據(jù)紅小豆成熟期植株的田間傾斜程度和傾斜植株的比例判定抗倒伏性級(jí)別，分為1級(jí)（傾斜植株<30%，傾斜角<30°）、2級(jí)（30%≤傾斜植株<70%，傾斜角<70°）、3級(jí)（傾斜植株≥70%，傾斜角≥70°）。

1.5 數(shù)據(jù)處理

用Microsoft Excel進(jìn)行數(shù)據(jù)整理計(jì)算，DPS 7.05[JP]軟件數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 抗倒伏性與測(cè)定性狀的相關(guān)分析

夏播紅小豆成熟期抗倒伏性與各測(cè)定性狀存在不同程度的相關(guān)關(guān)系，即使與同一測(cè)定性狀的相關(guān)關(guān)系不同年份間也表現(xiàn)出一定差異（表2）。簡(jiǎn)單相關(guān)分析表明，紅小豆成熟期抗倒伏性與植株分枝數(shù)呈極顯著正相關(guān)，與地上鮮重呈顯著正相關(guān)，與株高、莖粗和莖稈強(qiáng)度均存在不顯著正相關(guān)，且年份間表現(xiàn)一致;與主莖節(jié)數(shù)、根鮮重的相關(guān)關(guān)系年份間表現(xiàn)不同，2018年表現(xiàn)為不顯著的負(fù)相關(guān)，2019年則表現(xiàn)為不顯著的正相關(guān)。

從偏相關(guān)分析結(jié)果來(lái)看，紅小豆成熟期抗倒伏性與株高、莖粗、主莖節(jié)數(shù)、分枝數(shù)、地上鮮重和根鮮重的關(guān)系年份間表現(xiàn)不同，2018年分別呈極顯著正相關(guān)、不顯著正相關(guān)、不顯著負(fù)相關(guān)、顯著正相關(guān)、顯著正相關(guān)和極顯著負(fù)相關(guān)，2019年則分別呈不顯著負(fù)相關(guān)、不顯著負(fù)相關(guān)、不顯著正相關(guān)、極顯著正相關(guān)、不顯著正相關(guān)和不顯著正相關(guān);與莖稈強(qiáng)度的關(guān)系年份間表現(xiàn)一致，均呈不顯著負(fù)相關(guān)。

由此可以得出，降低株高和地上鮮重、減少植株分枝數(shù)、增加根鮮重，能有效提高紅小豆的抗倒伏性，但這些指標(biāo)與抗倒伏性的相關(guān)性年份間表現(xiàn)不同，因此，單一形態(tài)指標(biāo)不能準(zhǔn)確評(píng)價(jià)紅小豆抗倒伏能力的強(qiáng)弱。

2.2 應(yīng)用抗倒指數(shù)評(píng)價(jià)紅小豆成熟期的抗倒伏性

根據(jù)紅小豆成熟期植株相關(guān)性狀測(cè)定值設(shè)計(jì)三類(lèi)抗倒指數(shù)，其中：抗倒指數(shù)1=（根鮮重×莖稈強(qiáng)度）/[株高×地上鮮重×（1+分枝數(shù)）];抗倒指數(shù)2=（莖粗×莖稈強(qiáng)度）/[株高×地上鮮重×（1+分枝數(shù)）];抗倒指數(shù)3=（莖粗×根鮮重×莖稈強(qiáng)度）/[株高×地上鮮重×[JP]（1+分枝數(shù)）]。抗倒指數(shù)1未包括莖粗性狀，抗倒指數(shù)2未包括根鮮重，抗倒指數(shù)3則包括了莖粗、根鮮重、莖稈強(qiáng)度、株高、地上鮮重和分枝數(shù)6個(gè)性狀。

計(jì)算兩年參試紅小豆品種（品系）的三類(lèi)抗倒指數(shù)，并與實(shí)際倒伏程度（倒伏級(jí)數(shù)）進(jìn)行相關(guān)分析和關(guān)聯(lián)度分析，結(jié)果（表3）表明，紅小豆成熟期抗倒伏性與三類(lèi)抗倒指數(shù)均呈極顯著負(fù)相關(guān)，即抗倒指數(shù)越大，實(shí)際倒伏程度就越小。相關(guān)系數(shù)絕對(duì)值的大小依次為：抗倒指數(shù)3>抗倒指數(shù)1>抗倒指數(shù)2，相關(guān)系數(shù)分別為-0.5230、-0.5070、-0.4870;關(guān)聯(lián)度分析表明，紅小豆成熟期抗倒伏性與三類(lèi)抗倒指數(shù)的關(guān)聯(lián)序由大到小依次為抗倒指數(shù)3、抗倒指數(shù)1、抗倒指數(shù)2，關(guān)聯(lián)系數(shù)分別為0.7399、0.7359、0.7295，即關(guān)聯(lián)系數(shù)越大，二者的相關(guān)聯(lián)系越密切。因此認(rèn)為該試驗(yàn)條件下以多因子抗倒指數(shù)3作為綜合指標(biāo)評(píng)價(jià)夏播紅小豆成熟期抗倒伏性具有較高的準(zhǔn)確性。

2.3 抗倒指數(shù)與其構(gòu)成因素及各因素間的相關(guān)分析

抗倒指數(shù)與其構(gòu)成因素以及各構(gòu)成因素之間均存在相關(guān)聯(lián)系（表4）。簡(jiǎn)單相關(guān)分析表明，抗倒指數(shù)與莖粗、根鮮重、莖稈強(qiáng)度、株高、地上鮮重和分枝數(shù)6個(gè)構(gòu)成因素均呈極顯著負(fù)相關(guān);6個(gè)構(gòu)成因素間的相關(guān)關(guān)系，除株高與地上鮮重相關(guān)不顯著外，其它構(gòu)成因素間均呈極顯著正相關(guān)。

簡(jiǎn)單相關(guān)分析由于其它變量的影響，所反映變量間的關(guān)系可能只是非本質(zhì)的表面聯(lián)系，有時(shí)甚至完全是假象，此時(shí)，只有偏相關(guān)分析才能正確地評(píng)定任意兩個(gè)相關(guān)變量間線性相關(guān)的性質(zhì)和程度，真正反映變量間的本質(zhì)聯(lián)系[10]。為此，對(duì)抗倒指數(shù)與構(gòu)成因素間進(jìn)行偏相關(guān)分析，結(jié)果表明，抗倒指數(shù)與根鮮重呈極顯著正相關(guān)，與莖粗、莖稈強(qiáng)度呈不顯著正相關(guān)，與分枝數(shù)、株高和地上鮮重均呈極顯著負(fù)相關(guān)。這說(shuō)明紅小豆品種（品系）的莖粗、根鮮重和莖稈強(qiáng)度的值越大，分枝數(shù)、株高和地上鮮重的值越小，則抗倒指數(shù)越大，抗倒伏性越強(qiáng)，進(jìn)一步驗(yàn)證了抗倒指數(shù)3與其構(gòu)成因素間的本質(zhì)聯(lián)系，以其作為綜合指標(biāo)評(píng)價(jià)夏播紅小豆成熟期抗倒伏性是可靠的。

2.4 抗倒指數(shù)與其構(gòu)成因素的通徑分析

為了從本質(zhì)上進(jìn)一步揭示抗倒伏相關(guān)性狀的內(nèi)在關(guān)系，對(duì)成熟期影響紅小豆抗倒指數(shù)的各性狀進(jìn)行通徑分析。由表5可知，抗倒指數(shù)的直接通徑系數(shù)按絕對(duì)值從大到小排序?yàn)椋悍种?shù)>地上鮮重>株高>根鮮重>莖粗>莖稈強(qiáng)度，絕對(duì)值越大，說(shuō)明對(duì)抗倒指數(shù)的直接影響越大?？沟怪笖?shù)間接作用系數(shù)總和絕對(duì)值從大到小排序?yàn)椋焊r重>莖粗>莖稈強(qiáng)度>株高>地上鮮重>分枝數(shù)。其中，株高、分枝數(shù)的負(fù)直接作用大于總的負(fù)間接作用，與相關(guān)系數(shù)表現(xiàn)一致;從地上鮮重的效應(yīng)可以看出，由于地上鮮重通過(guò)根鮮重的正間接作用較大，致使總的間接作用為正，但小于地上鮮重的負(fù)直接作用，結(jié)果表現(xiàn)為地上鮮重與抗倒指數(shù)負(fù)相關(guān)。因此降低株高和地上鮮重、減少植株分枝數(shù)，有利于提高抗倒指數(shù)，增強(qiáng)紅小豆成熟期抗倒伏性。

從莖粗、根鮮重和莖稈強(qiáng)度的效應(yīng)來(lái)看，三者的直接作用均為正效應(yīng)，分別通過(guò)其它性狀的間接作用總和均為負(fù)效應(yīng)，且負(fù)效應(yīng)的絕對(duì)值大于正效應(yīng)，結(jié)果表現(xiàn)為三者與抗倒指數(shù)均呈負(fù)相關(guān)。從其它性狀通過(guò)三者的間接作用可以看出，株高、分枝數(shù)、地上鮮重、根鮮重和莖稈強(qiáng)度通過(guò)莖粗的間接作用為正效應(yīng)，株高、莖粗、分枝數(shù)、地上鮮重和莖稈強(qiáng)度通過(guò)根鮮重的間接作用為正效應(yīng)，株高、莖粗、分枝數(shù)、地上鮮重和根鮮重通過(guò)莖稈強(qiáng)度的間接作用為正效應(yīng)，且莖粗、根鮮重和莖稈強(qiáng)度的直接作用均為正效應(yīng)，說(shuō)明三者對(duì)抗倒指數(shù)的作用本質(zhì)上存在正效應(yīng)。

綜上所述，莖粗、根鮮重、莖稈強(qiáng)度、株高、地上鮮重、分枝數(shù)與抗倒指數(shù)存在真實(shí)的相關(guān)性，是影響夏播紅小豆成熟期抗倒伏性的重要指標(biāo)。

3 討論與結(jié)論

抗倒伏性與株高、莖粗、分枝數(shù)、莖稈強(qiáng)度、地上部和地下部生物量等性狀密切相關(guān)[11-13]，任何一個(gè)性狀發(fā)生變化，都會(huì)影響植株的抗倒伏能力，如株高增高、莖粗減少和穿刺強(qiáng)度降低，都會(huì)減弱作物莖稈的抗倒伏能力[14，15];而隨著株高降低、單株生物量增多及莖稈增粗、機(jī)械強(qiáng)度提高，植株不易發(fā)生倒伏[16]。小豆光溫敏感性較強(qiáng)，生態(tài)環(huán)境差異較大，種質(zhì)資源中蘊(yùn)含著豐富的遺傳變異，各數(shù)量性狀也有較大的變化[17];與倒伏性相關(guān)的主莖節(jié)數(shù)、莖粗及莖稈重在年份間和地點(diǎn)間均存在顯著性差異[18]。本試驗(yàn)中，夏播紅小豆成熟期抗倒伏性與株高、莖粗、主莖節(jié)數(shù)、分枝數(shù)、地上鮮重和根鮮重間存在不同程度的相關(guān)關(guān)系，年份間也表現(xiàn)出一定差異，所以，僅憑單一形態(tài)指標(biāo)不能準(zhǔn)確判定紅小豆品種抗倒伏能力強(qiáng)弱。

許多研究表明，以多因子綜合評(píng)價(jià)指標(biāo)（倒伏指數(shù)、抗倒指數(shù)）能準(zhǔn)確評(píng)價(jià)作物的抗倒伏能力[5，9，11]。本研究以紅小豆成熟期植株地上部和地下部性狀值設(shè)計(jì)了三類(lèi)抗倒指數(shù)，發(fā)現(xiàn)以多因子抗倒指數(shù)3，即（莖粗×根鮮重×莖稈強(qiáng)度）/[株高×地上鮮重×（1+分枝數(shù)）]與實(shí)際倒伏程度呈極顯著負(fù)相關(guān)，相關(guān)系數(shù)絕對(duì)值最大，相關(guān)聯(lián)系最為密切，以此作為綜合指標(biāo)來(lái)評(píng)價(jià)紅小豆成熟期的抗倒性具有較高的準(zhǔn)確性。

相關(guān)和通徑分析表明，抗倒指數(shù)是莖粗、根鮮重、莖稈強(qiáng)度、株高、地上鮮重和分枝數(shù)的綜合體現(xiàn)，紅小豆成熟期莖粗、根鮮重和莖稈強(qiáng)度的值越大，而分枝數(shù)、株高和地上鮮重的值越小，則抗倒指數(shù)越大，紅小豆品種（品系）的抗倒伏性越強(qiáng)。這些性狀可作為評(píng)價(jià)夏播紅小豆成熟期抗倒伏性的重要指標(biāo)，對(duì)選育抗倒伏種質(zhì)資源及新品種具有重要指導(dǎo)意義。紅小豆成熟期的抗倒伏性除品種本身的差異外，同時(shí)還受生長(zhǎng)環(huán)境、土壤肥力及栽培條件等外部因素的影響，因此，在本研究基礎(chǔ)上探討外部因素對(duì)紅小豆抗倒伏性的影響，進(jìn)而建立評(píng)判紅小豆抗倒伏性的統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，可為選擇抗倒伏品種提供更加可靠的理論依據(jù)。

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