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        塔額墾區(qū)食用向日葵產(chǎn)量與主要經(jīng)濟(jì)性狀關(guān)系的分析

        2022-12-20 07:10:36羅靜靜王賀亞艾海峰李懷勝
        安徽農(nóng)業(yè)科學(xué) 2022年22期
        關(guān)鍵詞:產(chǎn)量

        羅靜靜,王賀亞,艾海峰,李懷勝

        (新疆生產(chǎn)建設(shè)兵團(tuán)第九師農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所(畜牧科學(xué)研究所),新疆塔城 834601)

        塔額墾區(qū)屬于中溫帶干旱和半干旱地區(qū),種植食葵具有明顯優(yōu)勢,氣候與土壤適宜食葵種植。食葵喜涼、耐瘠薄,非常適合在海拔高、緯度高、氣候冷涼的地區(qū)種植。食葵是一種適應(yīng)性很強(qiáng)的經(jīng)濟(jì)作物,是塔額墾區(qū)的主要經(jīng)濟(jì)作物之一,經(jīng)濟(jì)效益高,價(jià)格多在11~13元/kg,種植面積超過0.67萬hm2。

        產(chǎn)量是食葵育種和栽培的主要目標(biāo),只有在一定產(chǎn)量的基礎(chǔ)上,食葵優(yōu)質(zhì)、高效、生態(tài)、安全才具有實(shí)際意義[1-3]。產(chǎn)量性狀一般為數(shù)量性狀,受多基因支配和多種環(huán)境因素的影響且性狀間彼此關(guān)聯(lián),某一性狀的改變必然導(dǎo)致其他性狀的變化,因此在實(shí)踐中較難掌握[4-6]。目前,已有諸多學(xué)者從不同作物的產(chǎn)量與經(jīng)濟(jì)性狀進(jìn)行了分析,如水稻、胡麻[7-8]、花生[9-10]等作物。但塔額墾區(qū)食葵產(chǎn)量與主要經(jīng)濟(jì)性狀關(guān)系的研究還鮮見報(bào)道。鑒于此,筆者對16個(gè)塔額墾區(qū)食用向日葵品種進(jìn)行比較試驗(yàn),對產(chǎn)量及主要經(jīng)濟(jì)性狀進(jìn)行相關(guān)性分析、正態(tài)性檢驗(yàn),采用回歸系數(shù)分析、通徑分析和主成分分析[1-10],研究產(chǎn)量對經(jīng)濟(jì)性狀的關(guān)聯(lián)性,旨在揭示各主要經(jīng)濟(jì)性狀影響產(chǎn)量的原因及其相對重要性,篩選出適合塔額墾區(qū)推廣種植的高產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)的食葵品種,并為食葵育種提供理論基礎(chǔ)。

        1 材料與方法

        1.1 試驗(yàn)地概況試驗(yàn)于2021年3—10月在新疆生產(chǎn)建設(shè)兵團(tuán)第九師農(nóng)(畜)科所團(tuán)結(jié)農(nóng)場4連試驗(yàn)地(46″31′N,83″29′E)進(jìn)行,前茬為冬小麥,屬典型的大陸性溫帶氣候,四季鮮明,晝夜溫差大,夏季日照時(shí)間長,光熱資源充足。供試土壤為砂質(zhì)壤土,耕層土壤(0~20 cm)的基本理化性狀為有機(jī)質(zhì)29.34 g/kg,堿解氮101.5 mg/kg,有效磷46.66 mg/kg,速效鉀371.97 mg/kg,pH 8.06。

        1.2 供試材料供試品種共16個(gè),分別是飛天1號、雙星44、樂豐30、jk518、同慶5號、金禾8號、雙星5號、恒福睿9號、sh363、zf-5、ZT-11、雙星1911、雙星6號、kt36、恒福睿6號、同欣1號。

        1.3 試驗(yàn)設(shè)計(jì)與方法試驗(yàn)采用隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì),設(shè)3次重復(fù)。采用50 cm+90 cm寬窄行種植,行長5.0 m,寬2.8 m,小區(qū)面積14 m2,種植密度為25 500株/hm2,滴管帶鋪設(shè)在50 cm 窄行中。

        1.4 播種及田間管理2021年5月28日播種,人工點(diǎn)播,干播濕出。人工除草2次,分別是6月15和28日。全生育期共澆水4次,分別在7月22日、8月8日、8月20日、8月31日采用滴灌方式灌溉。隨水施肥總量尿素30 kg/hm2、磷酸二銨15 kg/hm2、硫酸鉀15 kg/hm2。9月15日人工收獲。

        1.5 調(diào)查方法觀察記載各品種的物候期,成熟后每個(gè)小區(qū)隨機(jī)取10株測量株高、莖粗及花盤直徑。隨機(jī)取10個(gè)花盤樣品,對結(jié)實(shí)率、百粒重、粒長、粒寬進(jìn)行室內(nèi)考種,按小區(qū)實(shí)際收獲計(jì)算產(chǎn)量。

        在成熟期考察盤徑(x1)、單盤粒數(shù)(x2)、千粒重(x3)、結(jié)實(shí)率(x4)和實(shí)收產(chǎn)量(y)等經(jīng)濟(jì)性狀。

        1.6 數(shù)據(jù)分析采用Microsoft Excel 2003軟件對試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理;采用SPSS 統(tǒng)計(jì)分析軟件對不同性狀進(jìn)行相關(guān)分析、正態(tài)性檢驗(yàn);采用回歸系數(shù)分析、通徑分析和主成分分析。

        2 結(jié)果與分析

        2.1 不同向日葵品種生育期比較由表1可知,不同向日葵品種播種期均為5月28日,播種期到出苗期均為9 d,生育期在110~118 d。不同向日葵品種中,同慶5號生育期最長,為118 d;樂豐30、恒福睿6號生育期較短,均為110 d。

        表1 不同向日葵品種物候期比較

        2.2 不同向日葵品種主要農(nóng)藝性狀比較由表2可知,16個(gè)向日葵品種的平均產(chǎn)量為3 607.76 kg/hm2。其中,同慶5號產(chǎn)量最高,為4 071.63 kg/hm2;其次是恒福睿6號,產(chǎn)量為4 037.70 kg/hm2;產(chǎn)量位列第3的是雙星1911,為3 995.85 kg/hm2;產(chǎn)量最低的為恒福睿9號,為2 915.23 kg/hm2。

        表2 不同向日葵品種主要農(nóng)藝性狀比較

        向日葵產(chǎn)量性狀變異分析顯示,不同向日葵品種在產(chǎn)量性狀上有較大差異[10-12]。由表3可知,5個(gè)經(jīng)濟(jì)性狀變異系數(shù)幅度在3.36%~12.83%,其中單盤籽粒數(shù)變異系數(shù)最大,為12.83%,其次是產(chǎn)量變異系數(shù),為10.24%;其余經(jīng)濟(jì)性狀的變異系數(shù)較小。由此可見,參試品種的單盤籽粒數(shù)、產(chǎn)量有較大的變異性,選擇空間較大。從產(chǎn)量構(gòu)成因素變異的情況分析可以得出,食用向日葵產(chǎn)量構(gòu)成因素95%的置信區(qū)間為:盤徑19.76~21.11 cm,單盤籽粒704.74~808.14粒,千粒重214.81~233.09 g,結(jié)實(shí)率82.40%~85.40%。

        表3 向日葵產(chǎn)量性狀變異分析

        2.3 相關(guān)分析計(jì)算4個(gè)經(jīng)濟(jì)性狀因子和產(chǎn)量的相關(guān)系數(shù),得相關(guān)系數(shù)矩陣[12-14],如表4所示。由表4可知,產(chǎn)量與4個(gè)性狀因子均呈正相關(guān)。其中,產(chǎn)量與單盤籽數(shù)達(dá)到極顯著正相關(guān)(r=0.732 5**),說明在一定范圍內(nèi),提高單盤籽粒數(shù)可以顯著提高產(chǎn)量。

        表4 經(jīng)濟(jì)性狀和產(chǎn)量間的相關(guān)分析

        從性狀間相關(guān)分析可以看出,盤徑與單盤籽粒數(shù)、單盤籽粒數(shù)與結(jié)實(shí)率呈現(xiàn)弱負(fù)相關(guān),單盤籽粒數(shù)和千粒重呈顯著負(fù)相關(guān)(r=-0.598 3*),說明單盤籽粒數(shù)過多,千粒重顯著降低,其余經(jīng)濟(jì)性狀間均呈正相關(guān)。

        2.4 線性方程回歸的建立正態(tài)性檢驗(yàn)輸出結(jié)果顯示,Shapiro-Wilk統(tǒng)計(jì)量0.925,顯著水平Sig.=0.20>0.05,因此y服從正態(tài)分布,即y是正態(tài)變量,可以進(jìn)行回歸分析。通過逐步回歸分析,選出單盤籽粒數(shù)(x1)、千粒重(x2)、結(jié)實(shí)率(x3)對產(chǎn)量(y)極顯著的變量。

        由表5可知,為了明確各產(chǎn)量經(jīng)濟(jì)性狀對產(chǎn)量線性效應(yīng)的顯著性,準(zhǔn)確描述產(chǎn)量對經(jīng)濟(jì)性狀的依賴關(guān)系,建立產(chǎn)量的最優(yōu)線性回歸方程為y=-7 468.284 557+4.875 448x1+15.615 314x2+46.378 728x3。x1、x2、x3與y的偏回歸系數(shù)達(dá)到極顯著。因此,可以用該方程來預(yù)測產(chǎn)量。

        表5 回歸系數(shù)輸出結(jié)果

        2.5 通徑分析相關(guān)系數(shù)僅是簡單測定了2個(gè)經(jīng)濟(jì)性狀間的相互關(guān)系,但不能了解其中相關(guān)原因和效應(yīng)大小。通徑分析[13-15]可將相關(guān)系數(shù)剖解為直接作用和間接作用各組成部分,并可估量各分量對總決定度的相對貢獻(xiàn)。

        各品種產(chǎn)量對產(chǎn)量構(gòu)成因素的通徑分析的結(jié)果見表6。從表6可以看出,3個(gè)產(chǎn)量構(gòu)成因素的直接通徑系數(shù)的由大到小依次為單盤籽粒數(shù)>千粒重>結(jié)實(shí)率,表明食葵高產(chǎn)育種或栽培必須著重于單盤籽粒數(shù)的提高,同時(shí)兼顧千粒重和結(jié)實(shí)率易獲得高產(chǎn)。

        表6 產(chǎn)量構(gòu)成因素對產(chǎn)量的通徑分析

        在各間接通徑系數(shù)中,單盤籽粒數(shù)通過結(jié)實(shí)率對產(chǎn)量有正向效應(yīng)(x1→x3→y=0.145 813),結(jié)實(shí)率通過單盤籽粒數(shù)對產(chǎn)量也有正向效應(yīng)(x3→x1→y=0.527 862),其余的間接通徑系數(shù)均為負(fù)值,表明結(jié)實(shí)率對產(chǎn)量影響雖然沒有單盤籽粒數(shù)明顯,但各因素間仍存在相互協(xié)調(diào)的問題。

        2.6 主成分分析對8個(gè)與產(chǎn)量相關(guān)的經(jīng)濟(jì)性狀進(jìn)行主成分分析,結(jié)果顯示前3個(gè)主成分中的累積貢獻(xiàn)率已包含了8個(gè)變量的71.74%的信息[16-17]。

        由表7可知,第一主成分因子特征值為2.96,其貢獻(xiàn)率為37.04%,對應(yīng)特征向量中,千粒重分值較大(0.436 0),其次為盤徑、粒長,而單盤籽粒數(shù)則表現(xiàn)為較高的負(fù)向量(-0.414 8)。這說明盤徑增大、籽粒增長,可提高千粒重,降低單盤籽粒數(shù),故稱第一主成分為“千粒重因子”。

        表7 主成分特征根和特征向量

        第二主成分因子特征值為1.76,其貢獻(xiàn)率為22.05%,對應(yīng)特征向量中,粒寬分值較大(0.627 2),其次是株高、粒長、單盤籽粒數(shù),而結(jié)實(shí)率表現(xiàn)為較高的負(fù)向量(-0.439 0),說明單盤籽粒增多,籽粒增寬、株高增高、籽粒增長,而結(jié)實(shí)率降低。故第二主成分為“粒數(shù)因子”。

        第三主成分因子特征值為1.01,其貢獻(xiàn)率為12.65%,對應(yīng)特征向量中,莖粗分值較大(0.585 8),其次為粒長、單盤籽粒數(shù)、盤徑,而結(jié)實(shí)率為較低的負(fù)向量(-0.138 5),說明盤徑增加,莖粗增粗、籽粒也增長,而結(jié)實(shí)率下降。故第三主成分因子為“盤徑因子”。

        綜上所述,構(gòu)成食用向日葵產(chǎn)量變化的主成分因子分別是千粒因子、粒數(shù)因子、盤徑因子,其中千粒重因子貢獻(xiàn)最大,其次是粒數(shù)因子,而盤徑因子貢獻(xiàn)率較小。因此高產(chǎn)育種或栽培中,在適宜千粒重的基礎(chǔ)上,應(yīng)注重選擇籽粒數(shù)多、花盤直徑大的植株容易獲得高產(chǎn),這與姜敏等[10]試驗(yàn)結(jié)果相似。

        3 結(jié)果

        該研究結(jié)果表明,食用向日葵的主要經(jīng)濟(jì)性狀間相互影響、相互制約,他們對產(chǎn)量的直接作用不同程度被間接作用所影響[18-19]。從產(chǎn)量構(gòu)成因素來看,單盤籽粒數(shù)與產(chǎn)量關(guān)系的相關(guān)系數(shù)和直接通徑系數(shù)均較大,其次是千粒重的直接通徑系數(shù)。

        多元逐步回歸和通徑分析結(jié)果表明,食葵產(chǎn)量構(gòu)成因素區(qū)間為盤徑19.76~21.11 cm,單盤籽粒704.74~808.14粒,千粒重214.81~233.09 g,結(jié)實(shí)率82.40%~85.40%。從主成分分析結(jié)果可以看出,在適宜千粒重的基礎(chǔ)上,應(yīng)注重選擇籽粒數(shù)多、花盤直徑大的品種,容易獲得高產(chǎn)。

        4 結(jié)論

        綜上可知,塔額墾區(qū)食葵育種或栽培在保證千粒重的基礎(chǔ)上[20-21],主攻單盤籽粒數(shù)和花盤直徑,協(xié)調(diào)優(yōu)化兩者之間的關(guān)系,才能提高該地區(qū)食用向日葵產(chǎn)量的潛力。

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