朱 旭 胡衛(wèi)麗 楊厚勇 許 陽 韋保旭 鄭青煥 楊鵬程 劉廷甫

（1 河南省南陽市農(nóng)業(yè)科學(xué)院，南陽 473000；2 河南省南陽市宛城區(qū)種子技術(shù)服務(wù)站，南陽 473000）

豌豆具有籽粒蛋白質(zhì)含量高、易消化吸收、遺傳多樣性豐富等突出特點，是一種較好的糧、菜、飼兼用的作物[1-4]。隨著豌豆蛋白的興起和我國豌豆消費量的逐年增加，豌豆成為進口量最大的食用豆品種[5-6]。豌豆具有根瘤菌，可以培肥地力，適應(yīng)能力強，生育期短，是重要的間、套、輪作和養(yǎng)地作物，在我國農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展和鄉(xiāng)村振興中有著重要影響[7]。

南陽盆地地處32°17′～33°48′N、110°58′～113°49′E，處于亞熱帶向暖溫帶過渡地帶，屬半濕潤大陸性季風(fēng)氣候，四季分明，三面環(huán)山，小氣候特點明顯。種植品種以矮生型豌豆為主，目前生產(chǎn)中中豌6號、中秦1號等應(yīng)用面積較大，產(chǎn)量多年來一直沒有大的突破。作物產(chǎn)量影響因素較多，既有內(nèi)在基因的作用，也有外部環(huán)境的脅迫，最終體現(xiàn)在農(nóng)藝性狀上。本研究立足于南陽盆地特殊的氣候特點，對22 份豌豆材料的8 個農(nóng)藝性狀和產(chǎn)量進行試驗，通過多種分析方法分析農(nóng)藝性狀與產(chǎn)量的關(guān)系，探究其中的相互作用機理，以期為南陽盆地豌豆新品種的選育及單產(chǎn)提高提供科學(xué)支撐。

1 材料與方法

1.1 供試材料參試的22 份材料均為直立型品種（系），其中11 份為已穩(wěn)定的雜交后代，1 份為南陽市生產(chǎn)上應(yīng)用的中豌6號提純復(fù)壯株系，其余10 份由國家食用豆產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系相關(guān)單位提供（表1）。

表1 供試豌豆品種（系）

1.2 試驗設(shè)計試驗于2019年在南陽市農(nóng)業(yè)科學(xué)院潦河試驗基地進行，供試土壤為黃褐土，肥力中等。試驗采用隨機區(qū)組排列，3 次重復(fù)，小區(qū)面積12m2，6 行區(qū)，行長5m，行距0.4m，株距6.7cm，每行留苗75 株，每小區(qū)留苗450 株，折合37.5 萬株/hm2。

1.3 測定項目豌豆成熟時于每小區(qū)內(nèi)中間1 行、中間區(qū)域隨機取樣10 株，調(diào)查以下經(jīng)濟性狀：株高、主莖節(jié)數(shù)、主莖分枝數(shù)、單株莢數(shù)、莢長、莢寬、單莢粒數(shù)、百粒重及小區(qū)產(chǎn)量，調(diào)查方法嚴(yán)格按照《豌豆種質(zhì)資源描述規(guī)范和數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)》[8]執(zhí)行。

1.4 數(shù)據(jù)處理采用Microsoft Excel 2010 整理數(shù)據(jù)，利用SPSS 19.0 進行方差、相關(guān)性、關(guān)聯(lián)度和通徑分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 主要農(nóng)藝性狀分析對22 份豌豆品種（系）的8 個主要農(nóng)藝性狀及產(chǎn)量進行方差分析（表2），結(jié)果表明，22 份試驗材料的8 個農(nóng)藝性狀及小區(qū)產(chǎn)量差異均達(dá)到極顯著水平，且差異來源主要表現(xiàn)在品種間。說明在南陽生態(tài)環(huán)境下，22 個豌豆品種（系）農(nóng)藝性狀表現(xiàn)出豐富的多樣性，適合分析農(nóng)藝性狀對產(chǎn)量的影響。

表2 供試豌豆主要農(nóng)藝性狀及產(chǎn)量方差分析

不同性狀的變異系數(shù)表明（表3），性狀間均存在一定程度的差異，變異系數(shù)變化范圍為8.36%～31.19%，排序為單株莢數(shù)>百粒重>株高>主莖分枝數(shù)>主莖節(jié)數(shù)>產(chǎn)量>單莢粒數(shù)>莢寬>莢長。在特定密度條件下，單株莢數(shù)、單莢粒數(shù)和百粒重是產(chǎn)量構(gòu)成三要素，其他性狀均通過影響這3 個性狀影響產(chǎn)量。從結(jié)果可以看出單株莢數(shù)和百粒重的變異系數(shù)位居前兩位，分別為31.19%和24.42%，說明單株莢數(shù)和百粒重可能是影響不同品種（系）產(chǎn)量的主要因素。

表3 供試豌豆主要農(nóng)藝性狀表現(xiàn)

2.2 主要農(nóng)藝性狀與產(chǎn)量的相關(guān)性分析22 份豌豆品種（系）的農(nóng)藝性狀與產(chǎn)量的相關(guān)分析（表4）表明，產(chǎn)量與其主要性狀的相關(guān)系數(shù)按絕對值排列為主莖節(jié)數(shù)>百粒重>單株莢數(shù)>株高>莢寬>主莖分枝數(shù)>單莢粒數(shù)>莢長；產(chǎn)量與主莖節(jié)數(shù)、單株莢數(shù)和株高呈極顯著的負(fù)相關(guān)關(guān)系，與百粒重呈極顯著的正相關(guān)關(guān)系，與主莖分枝數(shù)、莢長、莢寬和單莢粒數(shù)的相關(guān)性不顯著。構(gòu)成產(chǎn)量的3 個性狀中百粒重、單株莢數(shù)與產(chǎn)量呈極顯著相關(guān)關(guān)系，單莢粒數(shù)與產(chǎn)量的相關(guān)關(guān)系不明顯。從百粒重和單株莢數(shù)與其他農(nóng)藝性狀的相關(guān)系數(shù)可以看出，百粒重與4 個性狀的相關(guān)性達(dá)到顯著或極顯著水平，其中與株高、主莖節(jié)數(shù)呈極顯著的負(fù)相關(guān)關(guān)系，與單株莢數(shù)呈顯著的負(fù)相關(guān)關(guān)系，與莢寬呈極顯著的正相關(guān)關(guān)系；單株莢數(shù)除與莢長相關(guān)性不顯著外，與其他6 個性狀均達(dá)到顯著或極顯著的相關(guān)關(guān)系。說明大部分農(nóng)藝性狀均能通過影響百粒重或單株莢數(shù)進而影響產(chǎn)量。

表4 供試豌豆主要農(nóng)藝性狀與產(chǎn)量的相關(guān)性分析

2.3 主要農(nóng)藝性狀與產(chǎn)量的關(guān)聯(lián)度分析灰色關(guān)聯(lián)度分析是一種多因素統(tǒng)計分析方法，所需樣本量小，可以反映出性狀之間變化趨勢的一致性，結(jié)合相關(guān)性分析能更全面地分析性狀之間的關(guān)系。通過對22 份豌豆品種（系）8 個農(nóng)藝性狀及產(chǎn)量進行灰色關(guān)聯(lián)度分析（表5），豌豆主要農(nóng)藝性狀與產(chǎn)量的關(guān)聯(lián)度表現(xiàn)為：莢寬>百粒重>莢長>單莢粒數(shù)>主莖分枝數(shù)>主莖節(jié)數(shù)>株高>單株莢數(shù)。該結(jié)果表明，8 個性狀中莢寬與產(chǎn)量的變化趨勢一致性最好，百粒重次之，單株莢數(shù)與產(chǎn)量的變化趨勢一致性最差。結(jié)合相關(guān)系數(shù)分析構(gòu)成產(chǎn)量的3 個性狀，凡與單株莢數(shù)呈顯著正相關(guān)關(guān)系的性狀，在關(guān)聯(lián)度分析中與產(chǎn)量的變化趨勢一致性均相對較差，與單株莢數(shù)呈顯著負(fù)相關(guān)關(guān)系的性狀，在關(guān)聯(lián)度分析中與產(chǎn)量的變化趨勢一致性均相對較好；而百粒重與相關(guān)性狀之間的表現(xiàn)正好相反，且百粒重不管是在相關(guān)性分析中還是在關(guān)聯(lián)度分析中均表現(xiàn)較好；單莢粒數(shù)無論是相關(guān)系數(shù)還是關(guān)聯(lián)度，均表現(xiàn)不顯著。這說明百粒重和單株莢數(shù)是導(dǎo)致產(chǎn)量出現(xiàn)變化的主要直接因素。

表5 農(nóng)藝性狀與產(chǎn)量的關(guān)聯(lián)度分析

2.4 主要農(nóng)藝性狀與產(chǎn)量的通徑分析通過對相關(guān)系數(shù)進行分解，計算豌豆主要農(nóng)藝性狀對產(chǎn)量的直接作用和間接作用，進而明確各因素對產(chǎn)量的相對重要性[9]。結(jié)果表明（表6），各性狀對產(chǎn)量的直接貢獻并不均等，按絕對值從大到小依次排序為百粒重>莢寬>主莖節(jié)數(shù)>單株莢數(shù)>單莢粒數(shù)>主莖分枝數(shù)>莢長>株高，百粒重和莢長對產(chǎn)量具有直接的正向效應(yīng)，其余性狀對產(chǎn)量均具有直接的負(fù)向效應(yīng)。對比相關(guān)系數(shù)可以看出株高、主莖分枝數(shù)、主莖節(jié)數(shù)的直接作用不大，均是通過影響其他性狀進而對產(chǎn)量產(chǎn)生影響；莢長、單莢粒數(shù)受試驗材料的差異性限制，未能充分表達(dá)其與產(chǎn)量之間的關(guān)系，和產(chǎn)量的相關(guān)關(guān)系不顯著。在關(guān)聯(lián)度分析中與產(chǎn)量關(guān)聯(lián)度最好的莢寬在通徑分析中對產(chǎn)量的直接通徑系數(shù)為-0.437，其中通過百粒重的間接效應(yīng)為0.423，說明莢寬通過百粒重對產(chǎn)量具有較強的增產(chǎn)作用，在一定范圍內(nèi)提高莢寬，影響百粒重的變化，可提高產(chǎn)量。單株莢數(shù)直接通徑系數(shù)在相關(guān)系數(shù)中占比較高，達(dá)45.3%，說明單株莢數(shù)對產(chǎn)量的直接作用較大，但容易受到外界因素或其他性狀影響。百粒重直接通徑系數(shù)最大，在相關(guān)系數(shù)中占比最高，說明百粒重對產(chǎn)量的直接作用大，受到外界因素或其他性狀影響小。

表6 主要農(nóng)藝性狀與產(chǎn)量的通徑分析

2.5 主要農(nóng)藝性狀與產(chǎn)量構(gòu)成因素通徑分析單株莢數(shù)、單莢粒數(shù)、百粒重是在密度一定的情況下構(gòu)成產(chǎn)量的3 個直接性狀，分析農(nóng)藝性狀與這3 個性狀之間的通徑系數(shù)，有利于進一步探究農(nóng)藝性狀與產(chǎn)量的關(guān)系。通過分析相關(guān)系數(shù)顯著性和直接通徑系數(shù)（表7）可以看出，株高主要直接影響單莢粒數(shù)；主莖分枝數(shù)主要直接影響單株莢數(shù)；主莖節(jié)數(shù)能夠直接影響單莢粒數(shù)和百粒重；莢長主要直接影響單莢粒數(shù)；莢寬主要直接影響單株莢數(shù)。產(chǎn)量的3 個直接性狀之間，單株莢數(shù)與單莢粒數(shù)互為直接的負(fù)向效應(yīng)，且影響較大，相關(guān)性顯著；百粒重與單株莢數(shù)之間直接效應(yīng)較小，表現(xiàn)為顯著的負(fù)相關(guān)性；百粒重與單莢粒數(shù)之間直接負(fù)效應(yīng)雖然較大，但相關(guān)性不顯著。這說明百粒重與單株莢數(shù)有明顯的競爭關(guān)系，但是通過其他性狀表達(dá)；百粒重與單莢粒數(shù)直接競爭關(guān)系激烈，但能通過其他性狀進行彌補；單株莢數(shù)和單莢粒數(shù)直接競爭關(guān)系激烈，且不能通過其他性狀進行改善，在品種篩選時應(yīng)注意協(xié)調(diào)兩者關(guān)系。

表7 主要農(nóng)藝性狀與產(chǎn)量構(gòu)成性狀的通徑分析

3 結(jié)論與討論

在密度、施肥水平、管理措施一致的情況下，對南陽盆地種植的22 份豌豆品種（系）主要農(nóng)藝性狀與產(chǎn)量進行調(diào)查，相關(guān)分析顯示各農(nóng)藝性狀與產(chǎn)量的相關(guān)程度為：主莖節(jié)數(shù)>百粒重>單株莢數(shù)>株高>莢寬>主莖分枝數(shù)>單莢粒數(shù)>莢長，其中主莖節(jié)數(shù)、單株莢數(shù)和株高與產(chǎn)量呈極顯著的負(fù)相關(guān)關(guān)系，百粒重與產(chǎn)量呈極顯著的正相關(guān)關(guān)系，主莖分枝數(shù)、莢長、莢寬和單莢粒數(shù)與產(chǎn)量相關(guān)性不明顯。通過灰色關(guān)聯(lián)度分析，豌豆主要農(nóng)藝性狀與產(chǎn)量的關(guān)聯(lián)順序為：莢寬>百粒重>莢長>單莢粒數(shù)>主莖分枝數(shù)>主莖節(jié)數(shù)>株高>單株莢數(shù)，由于灰色關(guān)聯(lián)分析用來描述性狀變化趨勢的一致性，負(fù)相關(guān)關(guān)系的關(guān)聯(lián)度低，因此兩種分析結(jié)果基本吻合，顯示影響豌豆產(chǎn)量的主要因子為百粒重和單株莢數(shù)，百粒重為正相關(guān)，單株莢數(shù)為負(fù)相關(guān)。這與高小麗等[2]、龔學(xué)臣等[10]、王鳳寶等[11]的研究結(jié)果不一致，可能與南陽氣候特點有關(guān)，南陽春季較短，溫度回升較快，灌漿時間短，灌漿期容易受到干熱風(fēng)危害，單株粒數(shù)多，營養(yǎng)分散，不利于灌漿的快速進行，因此單株莢數(shù)和單莢粒數(shù)對產(chǎn)量影響不大或有副作用。在單株粒數(shù)減少的情況下，百粒重對產(chǎn)量的作用就更加明顯。

通徑分析中各性狀對產(chǎn)量的直接作用大小依次為百粒重>莢寬>主莖節(jié)數(shù)>單株莢數(shù)>單莢粒數(shù)>主莖分枝數(shù)>莢長>株高，百粒重和莢長對產(chǎn)量的直接作用為正效應(yīng)，其余性狀對產(chǎn)量的直接作用為負(fù)效應(yīng)。單株莢數(shù)對產(chǎn)量的直接負(fù)效應(yīng)較大，但容易受到其他性狀影響。百粒重對產(chǎn)量的直接作用大，受到外界因素或其他性狀影響小。其他農(nóng)藝性狀與百粒重、單株莢數(shù)和單莢粒數(shù)3 個產(chǎn)量構(gòu)成性狀的通徑分析表明，影響百粒重的直接性狀為主莖節(jié)數(shù)，影響單株莢數(shù)的直接性狀為莢粒數(shù)和主莖分枝數(shù)，影響單莢粒數(shù)的直接性狀為百粒重和單株莢數(shù)。因此在篩選培育新品種時應(yīng)注意考察主莖節(jié)數(shù)與主莖分枝數(shù)，以減少這些性狀對產(chǎn)量的不利影響。

本研究表明百粒重是影響豌豆產(chǎn)量的最主要、最直接因子，因此，深入探討研究百粒重和產(chǎn)量之間的關(guān)系很有必要。由于供試材料中6 份材料的百粒重小于20g，本研究通過一系列的數(shù)據(jù)分析僅能說明其相對重要性，不能對其影響力的大小進行有效描述，因此在以后的研究中我們應(yīng)盡可能多地收集不同百粒重的直立型材料進行分析，構(gòu)建在南陽生態(tài)條件下豌豆產(chǎn)量與百粒重的關(guān)系模型，量化百粒重對產(chǎn)量的影響力，為品種培育和篩選適合南陽小氣候品種提供依據(jù)。