莫慶忠， 呂樹(shù)鳴， 羅 凱， 岳永貴， 呂金麗， 吳 迪

(1.盤(pán)州市農(nóng)業(yè)農(nóng)村局， 貴州 盤(pán)州 553500； 2.六盤(pán)水市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究院， 貴州 六盤(pán)水 553000)

馬鈴薯原產(chǎn)于南美洲安第斯山區(qū)，是一種分布廣、適應(yīng)性強(qiáng)、產(chǎn)量高、營(yíng)養(yǎng)豐富，宜糧、宜菜、宜飼、宜作工業(yè)原料等具有多種用途的經(jīng)濟(jì)作物。由于馬鈴薯為無(wú)性塊莖繁殖作物，通常采用雜交、誘變方式進(jìn)行新品選育，研究馬鈴薯主要農(nóng)藝性狀與產(chǎn)量的相關(guān)性，對(duì)合理評(píng)價(jià)和挖掘種質(zhì)資源，以及育種后代早期選擇和提高選擇效率具有重要意義。作物產(chǎn)量與植株形態(tài)特征、生理代謝有密切關(guān)系。前人研究表明，辣椒品種的產(chǎn)量與單果重呈極顯著正相關(guān)，與商品果衡徑、果肩形狀呈顯著正相關(guān)；單果重與商品果衡徑、果肩形狀呈極顯著顯著正相關(guān)[1]。生姜產(chǎn)量與莖粗、莖鮮重、株高、葉鮮重和根鮮重呈極顯著正相關(guān)；株高、莖粗、根鮮重、根莖干物質(zhì)含量是高產(chǎn)型品種形態(tài)決定因子[2]。仲義等[3]研究認(rèn)為，馬鈴薯株高、單株結(jié)薯數(shù)與單株產(chǎn)量呈顯著正相關(guān)。龔軍等[4]研究得出，分枝數(shù)、分枝長(zhǎng)、地上部鮮重、單株塊莖數(shù)對(duì)馬鈴薯的單株塊莖產(chǎn)量有顯著的影響。莫慶忠等[5]研究表明，馬鈴薯產(chǎn)量與株高、單株塊莖質(zhì)量、平均單薯質(zhì)量和大中薯率之間均呈極顯著正相關(guān)；單株塊莖質(zhì)量、大中薯率、單薯質(zhì)量和株高與產(chǎn)量關(guān)聯(lián)系數(shù)均大于0.757 1，是影響產(chǎn)量的主要因素。可見(jiàn)不同作物的產(chǎn)量形成由不同的農(nóng)藝性狀決定。馬鈴薯產(chǎn)量是受多基因控制的，研究馬鈴薯農(nóng)藝性狀與產(chǎn)量的關(guān)系，有利于提高早代選擇效率和準(zhǔn)確性，加快高產(chǎn)新品的選育。對(duì)25個(gè)馬鈴薯品種(系)主要農(nóng)藝性狀進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，以期明確其對(duì)馬鈴薯產(chǎn)量形成的影響，為馬鈴薯新品種選育、資源鑒定評(píng)價(jià)及利用提供依據(jù)。

X 10為單株產(chǎn)量；Y為塊莖產(chǎn)量。下同。

1 材料與方法

1.1 材 料

供試馬鈴薯資源材料由六盤(pán)水市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究院糧油所收集、保存。25份馬鈴薯品種資源多數(shù)為當(dāng)?shù)胤N植時(shí)間較長(zhǎng)的地方品種，少數(shù)是外引品種。

1.2 試驗(yàn)方法

試驗(yàn)于2018年、2019年在國(guó)家馬鈴薯種質(zhì)資源鑒定六盤(pán)水試點(diǎn)農(nóng)科院高山作物試驗(yàn)基地進(jìn)行，小區(qū)面積4.5 m×2.4 m，株行距30 cm×60 cm，每小區(qū)4行。以劉喜才等編寫(xiě)的《馬鈴薯種質(zhì)資源描述規(guī)范和數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)》為依據(jù)，對(duì)25個(gè)馬鈴薯農(nóng)藝性狀進(jìn)行調(diào)查，本試驗(yàn)采用其中的11個(gè)性狀，并對(duì)質(zhì)量性狀進(jìn)行賦值。11個(gè)農(nóng)藝性狀為株形(直立=1，半直立=2,展開(kāi)=3)、株高(cm)、主莖數(shù)(個(gè))、莖粗(mm)、開(kāi)花繁茂性(無(wú)=1，少=2，中=3，多=4)、薯形(圓形=1，卵形=2，橢圓=3)、肉色(白=1，淺黃=2，黃=3，紅紋或紫紋=4)、單株產(chǎn)量(g)、塊莖產(chǎn)量(kg·hm-2)、生育期(d)和淀粉含量(%)。

1.3 分析方法

采用Excel 2003軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，計(jì)算平均值、標(biāo)準(zhǔn)差及變異系數(shù)，采用DPS 7.05軟件分析各農(nóng)藝性狀之間的相關(guān)性、主成分和回歸分析分析。

2 結(jié)果分析

2.1 農(nóng)藝性狀變異特征

農(nóng)藝性狀是作物遺傳基因型的外在表現(xiàn)，變異系數(shù)反映了表型性狀差異程度。從表1可以看出，11個(gè)表型性狀的變異系數(shù)平均值為28.58%，其中肉色變異系數(shù)最大，達(dá)到50.38%；生育期的變異系數(shù)最小，為6.62%；株形35.42%； 開(kāi)花繁茂性33.67%；主莖數(shù)31.14%；薯形46.98%；單株產(chǎn)量(33.88%)的變異系數(shù)均超過(guò)30%，表明以上6個(gè)性狀變異豐富，而生育期(6.62%)變異系數(shù)小于10%，表明該性狀較穩(wěn)定。

表1 馬鈴薯供試品種的農(nóng)藝性狀表現(xiàn)

2.2 馬鈴薯主要農(nóng)藝性狀與產(chǎn)量相關(guān)性分析

表2顯示，主莖數(shù)(0.506 8)、單株產(chǎn)量(0.738 2)與塊莖產(chǎn)量呈極顯著正相關(guān)，主莖數(shù)(0.454 5)、生育期(0.474 3)、淀粉含量(0.429 6)與單株產(chǎn)量呈顯著正相關(guān)，株形(-0.433 9)與單株產(chǎn)量呈顯著負(fù)相關(guān)。表明平均單株產(chǎn)量高、主莖數(shù)多、生育期長(zhǎng)、株形緊湊是高產(chǎn)型品種特征。相關(guān)分析只是簡(jiǎn)單地估測(cè)兩個(gè)變量間的關(guān)系，僅從各性狀與產(chǎn)量的相關(guān)系數(shù)判定各性狀對(duì)產(chǎn)量的作用大小，極易掩蓋各性狀之間的間接作用。

表2 馬鈴薯主要農(nóng)藝性狀的相關(guān)性

2.3 主成分分析

從表3可知，主成分1至主成分4對(duì)馬鈴薯產(chǎn)量的貢獻(xiàn)率分別為30.01%、20.85%、13.41%和10.07%，其積累貢獻(xiàn)率達(dá)74.34%，表明4個(gè)主成分已基本覆蓋所有性狀的主要信息。主成分1中權(quán)重較高且特征向量值為正的因子是單株產(chǎn)量、單產(chǎn)、開(kāi)花繁茂性、生育期，權(quán)重較高且特征向量值為負(fù)的因子是株形，說(shuō)明單株產(chǎn)量高、植株高大、生育期長(zhǎng)、花繁茂和緊湊的株形是有利于提高產(chǎn)量的表現(xiàn)，該主成分為高產(chǎn)型品種的特征，因此可將其命名為“高產(chǎn)型品種形態(tài)決定因子”。

表3 主成分分析

主成分2中權(quán)重較高且特征向量值為正的因子是莖粗、株高、肉色，權(quán)重較高且特征向量值為負(fù)的因子是主莖數(shù)、淀粉含量、單株產(chǎn)量和單產(chǎn)。

主成分3中權(quán)重較高且特征向量值為正的因子是株形、株高和主莖數(shù)，權(quán)重較高且特征向量值為負(fù)的因子是肉色和淀粉含量，說(shuō)明該主成分是植株形態(tài)特征因子對(duì)產(chǎn)量的影響較小。

主成分4中權(quán)重較高且特征向量值為正的因子是薯形，權(quán)重較高且特征向量值為負(fù)的因子是肉色，說(shuō)明該主成分是塊莖性狀因子對(duì)產(chǎn)量的影響較小。

2.4 多元回歸分析

采用DPS數(shù)據(jù)處理軟件，以調(diào)整相關(guān)系數(shù)R2最大為原則，逐步引入自變量數(shù)，通過(guò)逐步回歸分析得到線性回歸方程：Y=11 351.82+75.12X2+765.50X3-160.91X8+23.37X10(R2=0.782 3，F(xiàn)=7.886 6，p=0.000 6)。表明馬鈴薯產(chǎn)量與X2、X3、X8和X10具有顯著的線性回歸關(guān)系，上述4個(gè)因子對(duì)單產(chǎn)(y)的決定系數(shù)為R2=0.658 5,除生育期的系數(shù)為負(fù)外，其他數(shù)量性狀的回歸系數(shù)都為正，基本代表構(gòu)成產(chǎn)量的主要因素。

通經(jīng)分析表明(表4)，X 10、X 3、X 2和X 8對(duì)產(chǎn)量的直接作用依次減小，但X 8的通經(jīng)系數(shù)為負(fù)。在作用方式上X 2和X 10以直接作用為主，X 3和X 8以間接作用為主。X 3的間接作用大多為正，但通過(guò)X 10的間接作用最大(0.309 3)，且為正；X 8通過(guò)其他因素對(duì)產(chǎn)量的間接作用多為正作用，且以通過(guò)X 10的間接作用最大(0.322 8)。

表4 馬鈴薯產(chǎn)量決定因子通經(jīng)分析

3 結(jié)論與討論

馬鈴薯的11個(gè)農(nóng)藝性狀變異系數(shù)達(dá)6.62%～50.38%，說(shuō)明不同馬鈴薯品種表現(xiàn)出豐富的遺傳多樣性；通過(guò)相關(guān)分析、通徑分析、主成分分析和多元分析，確定了株高、主莖數(shù)、生育期和單株產(chǎn)量等4個(gè)性狀是影響馬鈴薯產(chǎn)量的主要因子，并明確了其對(duì)產(chǎn)量的直接與間接作用的大??；通過(guò)統(tǒng)籌分析，結(jié)合馬鈴薯生長(zhǎng)發(fā)育特點(diǎn)，明確了高產(chǎn)型馬鈴薯的形態(tài)特征為單株產(chǎn)量高、植株較高、生育期適中、株形緊湊、主莖數(shù)適中。馬鈴薯產(chǎn)量是多個(gè)生長(zhǎng)因子共同作用的結(jié)果，不同的氣候、施肥水平、種植密度、栽培措施等都會(huì)對(duì)馬鈴薯產(chǎn)量、農(nóng)藝性狀產(chǎn)生不同的影響，只有協(xié)調(diào)個(gè)體與群體間的關(guān)系，保持合理的群體結(jié)構(gòu)才能達(dá)到高產(chǎn)效果。因此，在資源性狀鑒定、資源選擇與評(píng)價(jià)時(shí)要根據(jù)研究目標(biāo)，綜合全面分析相關(guān)性狀。本文運(yùn)用的資源數(shù)量少、試驗(yàn)時(shí)間短，可能對(duì)分析結(jié)果產(chǎn)生一定影響。