葛平珍 余 娟 何友勛 趙 龍 張時(shí)龍

（畢節(jié)市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所 貴州畢節(jié) 551700）

小豆是豆科（Leguminosae）蝶形花亞科（Papilionoideae）菜豆族（Phaseoleae）豇豆屬（Vigna）中的一個(gè)豆種，屬藥食兩用的一年生草本自花授粉植物[1]。小豆原產(chǎn)于中國，栽培歷史已有2 000多年，在國家種質(zhì)資源庫中保存的小豆種質(zhì)資源約5 000份[2]。由于產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整，當(dāng)前小豆在全國種植面積有一定調(diào)整，但單產(chǎn)水平較低，主要原因有傳統(tǒng)品種退化嚴(yán)重、品種更新?lián)Q代慢、品種選擇不適宜等[3]，因此篩選出適合烏蒙山生長的高產(chǎn)小豆品種是發(fā)展產(chǎn)業(yè)、助力鄉(xiāng)村振興的必由之路。

當(dāng)前對(duì)小豆種質(zhì)資源的評(píng)價(jià)鑒定主要集中在遺傳多樣性及農(nóng)藝性狀的相關(guān)分析、主成分分析、因子分析、聚類分析及對(duì)種子的綜合評(píng)價(jià)方面[4-8]。通徑分析可以將自變量和因變量的相互影響（相關(guān)性）分解成直接影響（通徑系數(shù)）和間接影響（間接通徑系數(shù)），從而分析構(gòu)成因子間的相互作用，進(jìn)一步明確每個(gè)因子的相對(duì)重要性，進(jìn)而確定構(gòu)成因子如何影響小豆單株產(chǎn)量[9]。已有學(xué)者將通徑分析應(yīng)用于產(chǎn)量與農(nóng)藝性狀間的分析，如大豆、高丹草、燕麥、寬柄芥、小豆等作物，明確影響高產(chǎn)的因素，以及在高產(chǎn)作物中如何選擇農(nóng)藝性狀[10-14]。

本研究通過田間試驗(yàn)調(diào)查參試小豆品種的農(nóng)藝性狀，對(duì)其單株產(chǎn)量與主要農(nóng)藝性狀進(jìn)行相關(guān)性分析和通徑分析，分析小豆單株產(chǎn)量性狀特征及構(gòu)成因素，旨在選育及篩選適合烏蒙山區(qū)種植的高產(chǎn)小豆品種。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

試驗(yàn)材料為國家食用豆產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系小豆新品種聯(lián)合鑒定試驗(yàn)的22個(gè)參試品種。

1.2 試驗(yàn)方法

試驗(yàn)于2020年在畢節(jié)市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所試驗(yàn)基地內(nèi)進(jìn)行。田間試驗(yàn)采用隨機(jī)區(qū)組排列，3次重復(fù)，5行區(qū)，行長5 m，行距50 cm，小區(qū)面積12.5 m2，四周設(shè)置保護(hù)行。前茬空閑，地勢平坦，肥力中等。田間管理略優(yōu)于大田管理，田間管理的單項(xiàng)作業(yè)均于當(dāng)天完成，所有試驗(yàn)不對(duì)病害進(jìn)行防治。成熟后進(jìn)行田間調(diào)查，每個(gè)小區(qū)單獨(dú)收獲，并測定產(chǎn)量。

1.3 調(diào)查項(xiàng)目

田間及室內(nèi)考種數(shù)據(jù)根據(jù)《小豆種質(zhì)資源描述規(guī)范和數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)》[15]中的規(guī)定進(jìn)行，成熟時(shí)每小區(qū)內(nèi)中間兩行、中間區(qū)域隨機(jī)抽取10株，調(diào)查如下性狀。株高（X1）：從地面到主莖頂端的長度（cm）；主莖節(jié)數(shù)（X2）：從子葉節(jié)到最頂端展開葉片所在節(jié)的節(jié)數(shù)；主莖分枝（X3）：主莖上生長的結(jié)莢分枝數(shù)；單株莢數(shù)（X4）：10株樣本結(jié)莢的平均值；莢長（X5）：隨機(jī)取10個(gè)成熟莢，測定平均長度（cm）；單株粒數(shù)（X6）：隨機(jī)取10株，計(jì)算平均粒數(shù)；百粒重（X7）：取100粒稱量，2次重復(fù)，計(jì)算平均值（g）；單株產(chǎn)量（Y）：10株樣本籽粒的平均質(zhì)量（g）。

2 結(jié)果與分析

2.1 參試小豆品種農(nóng)藝性狀的描述性統(tǒng)計(jì)分析

不同小豆品種（系）農(nóng)藝性狀的描述性統(tǒng)計(jì)分析見表1。作物農(nóng)藝性狀的調(diào)查值變幅和變異系數(shù)越大，表示品種（系）相應(yīng)指標(biāo)的選擇范圍越廣，選擇潛力則越大。由表1可知，22個(gè)小豆新品種農(nóng)藝性狀的變異系數(shù)范圍為9.93%~23.33%，其中，莢長的變異系數(shù)最小，株高的變異系數(shù)最大，其他農(nóng)藝性狀的變異系數(shù)介于以上兩者之間，育種過程中株高的可選擇范圍較廣。

表1 參試小豆品種農(nóng)藝性狀

2.2 參試小豆品種主要農(nóng)藝性狀與產(chǎn)量的相關(guān)性分析

參試小豆品種主要農(nóng)藝性狀與產(chǎn)量的相關(guān)性分析結(jié)果見表2。株高、主莖節(jié)數(shù)、主莖分枝、單株莢數(shù)、單株粒數(shù)與單株產(chǎn)量呈極顯著正相關(guān)，相關(guān)系數(shù)分別 為0.814、0.723、0.667、0.629、0.589；莢 長、百 粒 重與單株產(chǎn)量呈顯著正相關(guān)，相關(guān)系數(shù)分別為0.487、0.456。說明在選育高產(chǎn)小豆過程中，主要選擇株高、主莖節(jié)數(shù)、主莖分枝、單株莢數(shù)、單株粒數(shù)等性狀，但也需要考慮各性狀的整體效應(yīng)。

表2 參試小豆品種主要農(nóng)藝性狀與產(chǎn)量的相關(guān)性分析

2.3 參試小豆品種單株產(chǎn)量與各性狀間的回歸分析

2.3.1 各參試小豆品種單株產(chǎn)量的正態(tài)性檢驗(yàn)影響小豆單株產(chǎn)量的生物學(xué)構(gòu)成因素較多，通徑分析能對(duì)影響小豆單株產(chǎn)量構(gòu)成因素的直接作用和間接作用進(jìn)行詳細(xì)描述，從而揭示各因素對(duì)小豆單株產(chǎn)量的重要程度。本試驗(yàn)樣本數(shù)為22個(gè)，由于樣本量少于50，使用S-W（Shapiro-Wilk）檢驗(yàn)對(duì)小豆單株產(chǎn)量進(jìn)行正態(tài)性檢驗(yàn)，結(jié)果見表3。小豆單株產(chǎn)量的統(tǒng)計(jì)量W=0.976，顯著水平P=0.849>0.05，說明小豆單株產(chǎn)量分布接近正態(tài)分布，可以對(duì)小豆單株產(chǎn)量與其有關(guān)的農(nóng)藝性狀進(jìn)行通徑分析。

表3 小豆單株產(chǎn)量的正態(tài)性檢驗(yàn)

2.3.2 小豆單株產(chǎn)量與農(nóng)藝性狀的通徑分析在線性回歸關(guān)系的假設(shè)檢驗(yàn)中，因F=40.728>F0.01（7,14）=4.28,故P<0.01，表明小豆單株產(chǎn)量（Y）與株高（X1）、主莖節(jié)數(shù)（X2）、主莖分枝（X3）、單株莢數(shù)（X4）、莢長（X5）、單株粒數(shù)（X6）、百粒重（X7）存在極顯著線性關(guān)系，因此，可對(duì)Y與X1、X2、X3、X4、X5、X6、X7進(jìn)行通徑分析。

采用逐步通徑分析方法剔除不顯著的自變量，保留的自變量有X1、X5、X6、X7，得到逐步回歸方程為Y=-18.723+0.059X1+0.472X5+0.106X6+1.132 6X7，相關(guān)系數(shù)R=0.972 9，決定系數(shù)R2=0.946 5，說明用株高（X1）、莢長（X5）、單株粒數(shù)（X6）、百粒重（X7）與單株產(chǎn)量（Y）建立回歸方程來估測小豆的單株產(chǎn)量，其結(jié)果的可靠程度為94.65%。

通過分析小豆各農(nóng)藝性狀對(duì)單株產(chǎn)量的影響，結(jié)果見表4。小豆各農(nóng)藝性狀對(duì)單株產(chǎn)量有直接效應(yīng)和間接效應(yīng)，小豆單株產(chǎn)量構(gòu)成因素對(duì)單株產(chǎn)量的直接作用依次為單株粒數(shù)>百粒重>株高>莢長。

表4 小豆單株產(chǎn)量與農(nóng)藝性狀的通徑分析

單株粒數(shù)對(duì)小豆單株產(chǎn)量的直接通徑系數(shù)為0.743，其對(duì)單株產(chǎn)量的直接作用最大。單株粒數(shù)通過株高、莢長產(chǎn)生微弱的正向間接作用，通過百粒重產(chǎn)生較大的負(fù)向間接作用影響單株產(chǎn)量，間接通徑系數(shù)分別為0.097、0.038、-0.290，最終表現(xiàn)為單株粒數(shù)與單株產(chǎn)量的相關(guān)系數(shù)為0.589，達(dá)到極顯著水平，說明選擇單株粒數(shù)多的品種是高產(chǎn)品種選育的有效途徑之一。

百粒重對(duì)小豆單株產(chǎn)量的直接通徑系數(shù)為0.712，百粒重通過株高、莢長產(chǎn)生微弱的正向間接作用，正向間接通徑系數(shù)總和為0.047，通過單株粒數(shù)產(chǎn)生較大的負(fù)向間接作用影響單株產(chǎn)量，負(fù)向間接通徑系數(shù)為-0.303，最終表現(xiàn)為百粒重與單株產(chǎn)量的相關(guān)系數(shù)為0.456，達(dá)到顯著水平。說明在選育高產(chǎn)品種時(shí)，若單株粒數(shù)相同的情況下，應(yīng)盡可能選擇百粒重較高的品種。

株高對(duì)小豆單株產(chǎn)量的直接通徑系數(shù)為0.161，株高通過莢長、單株粒數(shù)、百粒重產(chǎn)生較大的正向間接作用，正向間接通徑系數(shù)總和為0.653，其通過其他農(nóng)藝性狀（莢長、單株粒數(shù)、百粒重）對(duì)單株產(chǎn)量的影響大于自身對(duì)單株產(chǎn)量的直接影響，其中通過單株粒數(shù)的間接通徑系數(shù)為0.450，其間接作用大于對(duì)單株產(chǎn)量的直接作用，最終表現(xiàn)為株高與單株產(chǎn)量的相關(guān)系數(shù)為0.814，達(dá)到極顯著水平。說明在選育高產(chǎn)品種時(shí)，若植株高度相同，則盡可能選擇單株粒數(shù)多的品種。

莢長對(duì)小豆單株產(chǎn)量的直接通徑系數(shù)為0.111，莢長通過株高、單株粒數(shù)、百粒重產(chǎn)生較大的正向間接作用，正向間接通徑系數(shù)總和為0.376，其通過其他農(nóng)藝性狀（株高、單株粒數(shù)、百粒重）對(duì)單株產(chǎn)量的影響大于自身對(duì)單株產(chǎn)量的直接影響，其中通過單株粒數(shù)的間接通徑系數(shù)為0.258，其間接作用大于對(duì)單株產(chǎn)量的直接作用，最終表現(xiàn)為莢長與單株產(chǎn)量的相關(guān)系數(shù)為0.487，達(dá)到顯著水平。說明在選育高產(chǎn)品種時(shí)，若植株莢長相同，則盡可能選擇單株粒數(shù)多的品種。

3 討論與結(jié)論

在描述性統(tǒng)計(jì)分析中，小豆各性狀從變異系數(shù)看，除了莢長，其余性狀的變異系數(shù)均大于15%，其中變異系數(shù)最大的是株高，說明株高在高產(chǎn)品種選育中變異程度大，可選擇范圍較廣；莢長的變異系數(shù)最小，表明該性狀相對(duì)穩(wěn)定。

在相同栽培條件下，不同小豆品種單株產(chǎn)量差異較大，遺傳差異較大，單株產(chǎn)量構(gòu)成因素對(duì)單株產(chǎn)量的影響也有一定差異。從相關(guān)性分析、回歸分析及通徑分析來看，株高（X1）、主莖節(jié)數(shù)（X2）、主莖分枝（X3）、單株莢數(shù)（X4）、莢長（X5）、單株粒數(shù)（X6）、百粒重（X7）與單株產(chǎn)量（Y）之間均存在顯著或極顯著的相關(guān)關(guān)系；構(gòu)成小豆單株產(chǎn)量的主要因素包括單株粒數(shù)、百粒重、株高、莢長等，其產(chǎn)生的直接作用依次為單株粒數(shù)>百粒重>株高>莢長。單株粒數(shù)、百粒重對(duì)小豆單株產(chǎn)量的直接作用較大；株高、莢長通過對(duì)單株粒數(shù)、百粒重的間接作用影響小豆單株產(chǎn)量大于自身的直接作用。

綜合分析結(jié)果表明，采用逐步回歸分析篩選出影響單株產(chǎn)量的因素有單株粒數(shù)、百粒重、株高、莢長，并得到回歸方程Y=-18.723+0.059X1+0.472X5+0.106X6+1.132 6X7，決定系數(shù)R2=0.946 5。還存在一些影響因素未列入分析范圍。在高產(chǎn)小豆的選育上，先選擇單株粒數(shù)多、百粒重適中的品種，再考慮小豆莢長、株高等因素的影響。當(dāng)前小豆育種除了追求產(chǎn)量外，還應(yīng)該考慮營養(yǎng)價(jià)值和當(dāng)?shù)叵M(fèi)習(xí)慣，有目標(biāo)地選育富含某些特定營養(yǎng)成分和迎合當(dāng)?shù)叵M(fèi)習(xí)慣的品種。