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。