摘要：利用遺傳變異、相關(guān)性、關(guān)聯(lián)度分析、通徑分析、主成分分析、TOPSIS等方法，對(duì)2017年國家北方片區(qū)花生新品種多點(diǎn)試驗(yàn)參試花生品種（系）的14個(gè)農(nóng)藝性狀進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)，以期為花生精準(zhǔn)高產(chǎn)育種和良種推廣提供理論依據(jù)。結(jié)果表明，14個(gè)農(nóng)藝性狀具有豐富的變異性，油酸、亞油酸含量在不同品種間差異較大，變異系數(shù)分別為20.40%、33.09%；出仁率、結(jié)果枝數(shù)、百仁重、側(cè)枝長、生育期、百果重、主莖高、莢果產(chǎn)量、脂肪含量、蛋白質(zhì)含量具有較小的變異性，均低于10%；相關(guān)性分析表明，莢果產(chǎn)量與脂肪含量、亞油酸含量、出仁率、百果重、結(jié)果枝數(shù)、百仁重、總分枝數(shù)、主莖高呈正相關(guān)；關(guān)聯(lián)度分析表明，出仁率、生育期、脂肪含量、百果重等是影響產(chǎn)量的關(guān)鍵因素；通徑分析表明，主莖高對(duì)產(chǎn)量的直接影響最大；決策系數(shù)顯示，百果重、亞油酸含量是影響產(chǎn)量的主要性狀；主成分分析表明，14個(gè)農(nóng)藝性狀可歸納為株型、品質(zhì)等4個(gè)主成分因子，能代表83.692%的花生性狀原始信息量，主成分綜合得分和TOPSIS排名一致，顯示商花33號(hào)、鄭農(nóng)花22號(hào)這2個(gè)品種的綜合性狀較好。綜合結(jié)果表明，在以高產(chǎn)為花生選育目標(biāo)時(shí)，應(yīng)重點(diǎn)提高百果重、出仁率，適當(dāng)控制總分枝數(shù)、結(jié)果枝數(shù)、單株結(jié)果數(shù)、側(cè)枝長、株高。

關(guān)鍵詞：花生；農(nóng)藝性狀；灰色關(guān)聯(lián)度；主成分分析；TOPSIS分析

中圖分類號(hào)：S565.203" 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

文章編號(hào)：1002-1302（2025）03-0054-07

收稿日期：2024-01-16

基金項(xiàng)目：河南優(yōu)勢特色農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)科技支撐行動(dòng)計(jì)劃（編號(hào)：20230202002）；鄭州市科技惠民計(jì)劃（編號(hào)：2023KJHM0036）。

作者簡介：于" 沐（1987—），女，河南正陽人，碩士，助理研究員，主要從事花生遺傳育種研究。E-mail：ym8926123@163.com。

于" 沐，楊海棠，胡延嶺. 基于R語言及6種分析方法的花生農(nóng)藝性狀綜合評(píng)價(jià)［J］. 江蘇農(nóng)業(yè)科學(xué)，2025，53（3）：54-60.

doi：10.15889/j.issn.1002-1302.2025.03.008

花生（Arachis hypogaea L.）作為油、食兼用的高脂肪高蛋白特色油料作物，在我國具有悠久的種植歷史［1］。近年來，在中央1號(hào)文件支持下，油料作物種植面積逐年增加。2022年全國花生種植面積為480萬hm2，產(chǎn)量超過1 800萬t，分別占全球的14.30%和36.30%；我國花生消費(fèi)量占世界的38.00%，為最大消費(fèi)國，進(jìn)口量為110萬t，占比32.90%，也是世界花生第一大進(jìn)口國［2］，我國花生市場的供應(yīng)依然存在很大缺口。選育優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)花生品種，對(duì)于發(fā)展特色油料作物、促進(jìn)花生產(chǎn)業(yè)發(fā)展、實(shí)現(xiàn)鄉(xiāng)村振興和農(nóng)業(yè)供給側(cè)結(jié)構(gòu)改革具有重要意義。

農(nóng)藝性狀及其之間的相互作用對(duì)作物產(chǎn)量構(gòu)成因素的影響已被廣泛關(guān)注［3-6］。殷君華等利用變異性、主成分、通徑分析方法分析種植于同一地區(qū)的26個(gè)大果花生的9個(gè)主要農(nóng)藝性狀［7］。徐志軍等利用主成分分析法分析33份引進(jìn)花生資源在粵西地區(qū)的13個(gè)農(nóng)藝性狀［8］。范小玉等用遺傳變異、相關(guān)性、主成分分析法分析24個(gè)黃淮海中南片小?；ㄉ钠焚|(zhì)和農(nóng)藝共15個(gè)性狀［9］。但是，將R語言同遺傳變異、灰色關(guān)聯(lián)度、相關(guān)性、TOPSIS、主成分分析、通徑分析等統(tǒng)計(jì)方法相結(jié)合，分析產(chǎn)量和農(nóng)藝性狀之間關(guān)系的研究目前尚未見報(bào)道。為準(zhǔn)確、全面地剖析產(chǎn)量與各農(nóng)藝性狀間的主次關(guān)系與內(nèi)在聯(lián)系，利用6種分析方法以及R語言對(duì)12個(gè)參試花生品種（系）的14個(gè)農(nóng)藝性狀進(jìn)行分析，旨在明確花生高產(chǎn)育種的主攻方向，并為良種推廣提供理論依據(jù)。

1" 材料與方法

1.1" 試驗(yàn)材料與設(shè)計(jì)

參試品種（系）隨機(jī)區(qū)組排列，小區(qū)面積為 13.34 m2，重復(fù)3次，種植密度為15萬穴/hm2。試驗(yàn)材料和數(shù)據(jù)均來自2017年國家北方片區(qū)花生多點(diǎn)試驗(yàn)。參試品種（系）共12個(gè)，分別為花育33號(hào)（CK）、花育9122、花育9301、花育9510、冀農(nóng)10-26-12-3、農(nóng)大花201、商花33號(hào)、宇花18、云花1號(hào)、鄭農(nóng)花22號(hào)、中花224、周科花16。

1.2" 農(nóng)藝性狀測定

性狀指標(biāo)參照姜慧芳等的方法［10］測定，包含生育期（V1）、主莖高（V2）、側(cè)枝長（V3）、總分枝數(shù)（V4）、結(jié)果枝數(shù)（V5）、單株結(jié)果數(shù)（V6）、百果重（V7）、百仁重（V8）、出仁率（V9）、莢果產(chǎn)量（V10）、脂肪含量（V11）、蛋白質(zhì)含量（V12）、油酸含量（V13）、亞油酸含量（V14）。

1.3" 數(shù)據(jù)分析

使用Microsoft Excel整理數(shù)據(jù)，通過DPS 18.1軟件作灰色關(guān)聯(lián)度、TOPSIS綜合評(píng)價(jià)［11］，使用SPSS軟件作相關(guān)分析、通徑分析、主成分分析，使用 R4.2.1 繪制可視化圖。

2" 結(jié)果與分析

2.1" 主要農(nóng)藝性狀的遺傳變異性

變異系數(shù)多用來衡量性狀指標(biāo)的離散程度，變異系數(shù)值越小表示穩(wěn)定性越好［12］。參試品種農(nóng)藝性狀的變異系數(shù)范圍為0.40%～33.09%（表1）。變異系數(shù)依次為亞油酸含量gt;油酸含量gt;單株結(jié)果數(shù)gt;總分枝數(shù)gt;結(jié)果枝數(shù)gt;主莖高gt;百仁重gt;側(cè)枝長gt;莢果產(chǎn)量gt;百果重gt;出仁率gt;蛋白質(zhì)含量gt;脂肪含量gt;生育期；其中，變異系數(shù)最大的是亞油酸含量（33.09%），表明品種間亞油酸含量變異豐富；生育期的變異系數(shù)（0.40%）最小，表明在品種間差異較小。綜上表明，花生農(nóng)藝性狀遺傳變異豐富，亞油酸含量改良潛力最大；出仁率、蛋白質(zhì)含量、脂肪含量、生育期在品種間差異不大，改良較難。

2.2" 農(nóng)藝性狀與產(chǎn)量間相關(guān)性分析

由表2可知，莢果產(chǎn)量與主莖高、出仁率、脂肪含量、亞油酸含量、百仁重、總分枝數(shù)、百果重、結(jié)果枝數(shù)呈正相關(guān)，與蛋白質(zhì)含量、油酸含量、單株結(jié)果數(shù)、側(cè)枝長、生育期呈負(fù)相關(guān)。農(nóng)藝性狀間也存在相關(guān)性，側(cè)枝長與主莖高呈極顯著正相關(guān)（Plt;0.01）；總分枝數(shù)與單株結(jié)果數(shù)、結(jié)果枝數(shù)三者之間均呈極顯著正相關(guān)（Plt;0.01）；百果重與百仁重呈極顯著正相關(guān)（Plt;0.01）；百仁重與出仁率呈顯著正相關(guān)（Plt;0.05）；生育期與出仁率呈顯著負(fù)相關(guān)（Plt;0.05）；油酸含量與主莖高、百仁重、出仁率呈顯著負(fù)相關(guān)（Plt;0.05），與單株結(jié)果數(shù)顯著正相關(guān)（Plt;0.05）。

圖1中，橫縱坐標(biāo)上的數(shù)值均為各性狀的數(shù)值范圍，線條為表型性狀的趨勢線，圓圈代表性狀表型值，若線條與圓圈分布不一致則相關(guān)系數(shù)小，反之則相關(guān)性大；數(shù)字字號(hào)的大小代表相關(guān)系數(shù)，字號(hào)越小則相關(guān)性越?。?3］。主莖高與側(cè)枝長呈極顯著正相關(guān)，兩者之間相關(guān)系數(shù)最大（r=0.93）；油酸與亞油酸含量的相關(guān)系數(shù)最?。╮=-1.00），兩者間呈極顯著負(fù)相關(guān)（Plt;0.01）。

2.3" 農(nóng)藝性狀與產(chǎn)量間灰色關(guān)聯(lián)度分析

由表3可知，農(nóng)藝性狀對(duì)產(chǎn)量的重要程度依次為出仁率gt;生育期gt;脂肪含量gt;百果重gt;蛋白質(zhì)含量gt;百仁重gt;結(jié)果枝數(shù)gt;側(cè)枝長gt;主莖高gt;單株結(jié)果數(shù)gt;總分枝數(shù)gt;油酸含量gt;亞油酸含量，表明產(chǎn)量與亞油酸含量、油酸含量、總分枝數(shù)的關(guān)聯(lián)度較小，屬次要影響因素；與出仁率、生育期、脂肪含量、百果重的關(guān)聯(lián)度較大，屬主要影響因素。

2.4" 農(nóng)藝性狀與產(chǎn)量間通徑分析

通徑分析分為直接效應(yīng)（直接通徑系數(shù)）和間接效應(yīng)（間接通徑系數(shù)），可以展示各農(nóng)藝性狀對(duì)產(chǎn)量的重要程度［14］。由表4可知，農(nóng)藝性狀對(duì)產(chǎn)量的直接通徑系數(shù)排序依次為主莖高V2gt;側(cè)枝長V3gt;總分枝數(shù)V4gt;結(jié)果枝數(shù)V5gt;脂肪含量V11gt;單株結(jié)果數(shù)V6gt;蛋白質(zhì)含量V12gt;出仁率V9gt;生育期V1gt;百果重V7gt;亞油酸含量V14。

對(duì)產(chǎn)量直接效應(yīng)最大的為主莖高（11.208），它通過百果重、出仁率、側(cè)枝長、生育期、脂肪含量、亞油酸含量、蛋白質(zhì)含量對(duì)產(chǎn)量起負(fù)向的間接效應(yīng)，最終的總間接效應(yīng)小于直接效應(yīng)。亞油酸含量對(duì)產(chǎn)量影響的負(fù)向直接效應(yīng)削減了其通過主莖高、側(cè)枝長、百果重、出仁率對(duì)產(chǎn)量影響的正向間接效應(yīng)。

決策系數(shù)能夠展示農(nóng)藝性狀對(duì)產(chǎn)量的綜合效應(yīng)［15］。百果重、亞油酸含量的決策系數(shù)為正值，表明對(duì)產(chǎn)量起正向作用，是主要決策變量；生育期、側(cè)枝長、主莖高、出仁率、脂肪含量、蛋白質(zhì)含量、總分枝數(shù)、單株結(jié)果數(shù)、結(jié)果枝數(shù)的決策系數(shù)為負(fù)值，對(duì)產(chǎn)量起負(fù)向作用，應(yīng)適當(dāng)控制。綜上，在生產(chǎn)上以高產(chǎn)為選育目標(biāo)時(shí)，應(yīng)提高百果重，并選擇適中的結(jié)果枝數(shù)、單株結(jié)果數(shù)、總分枝數(shù)、側(cè)枝長、主莖高。

2.5" 花生品種間農(nóng)藝性狀的主成分分析

主成分分析采取降維的方法，將多個(gè)性狀變量轉(zhuǎn)化成相互獨(dú)立的因子，盡可能地反映原始變量信

息［16］。由表5可知，14個(gè)花生品種性狀提取出前4個(gè)主成分，能代表14個(gè)農(nóng)藝性狀83.692%的原始信息值。主成分1特征值為5.227，貢獻(xiàn)率為37.334%，其中亞油酸和油酸含量占比較大，與花生油亞比有關(guān)，油酸含量越高，油亞比值越高。主成分2特征值為2.842，貢獻(xiàn)率為20.300%，其中主莖高、生育期、總分枝數(shù)占比較大，與花生長勢有關(guān)，可稱株型因子，主莖高降低有利于提高單株結(jié)果數(shù)、結(jié)果枝數(shù)和總分枝數(shù)。主成分3特征值為2.070，貢獻(xiàn)率為14.785%，其中特征值最大的是結(jié)果枝數(shù)，其次是側(cè)枝長。決定第4主成分的主要是脂肪含量，貢獻(xiàn)率達(dá)11.273%。

主成分綜合得分（表6）反映農(nóng)藝性狀的綜合表現(xiàn)?；ㄓ?510、商花33號(hào)、周科花16、鄭農(nóng)花22號(hào)的主成分綜合得分居前4名，表明這4個(gè)品種農(nóng)藝性狀綜合表現(xiàn)最好。

2.6" 農(nóng)藝性狀的TOPSIS分析

TOPSIS決策分析方法常用來衡量多個(gè)性狀指標(biāo)與最佳指標(biāo)的接近程度［17］。表7表明，權(quán)重較大的為莢果產(chǎn)量、生育期，其次是單株結(jié)果數(shù)、百果重、百仁重、出仁率；權(quán)重最低的為結(jié)果枝數(shù)。與最佳向量（D+i）距離較近的有商花33號(hào)、 花育9510、 花育9301；與最差向量（D-i）距離較近的有商花33號(hào)、 花育9510； 與綜合向量（Ci）距離較大的有商花

33號(hào)、鄭農(nóng)花22號(hào)、花育9122、冀農(nóng)10-26-12-3，表明這4個(gè)品種的綜合性狀最佳。

3" 討論

3.1" 農(nóng)藝性狀的遺傳變異性

殷君華等用變異系數(shù)衡量大果花生9個(gè)農(nóng)藝性狀的遺傳穩(wěn)定性，發(fā)現(xiàn)總分枝數(shù)的遺傳變異最豐富，出米率代表品種的固有特性，遺傳最穩(wěn)定［7］。范小玉等研究發(fā)現(xiàn)，亞油酸含量的變異系數(shù)最大，對(duì)環(huán)境最敏感，出米率的遺傳最穩(wěn)定［9］。郭敏杰等研究發(fā)現(xiàn)，單株飽果數(shù)的變異性最大，生育期、出米率的變異系數(shù)較小，在品種間穩(wěn)定性最好［18］。本研究表明，亞油酸含量的變異系數(shù)最大，易受環(huán)境變化的影響，有較大改良空間，與范小玉等的觀點(diǎn)［9］一致；生育期的變異系數(shù)最小，花生熟期改良較難，與郭敏杰等的觀點(diǎn)［18］一致。

花生的各主要農(nóng)藝性狀與產(chǎn)量密切相關(guān)。王允等發(fā)現(xiàn)，單株莢果產(chǎn)量與出米率、單株結(jié)果數(shù)、結(jié)果枝數(shù)正相關(guān)［19］。本研究結(jié)果表明，莢果產(chǎn)量與出仁率、亞油酸含量、脂肪含量、總分枝數(shù)、主莖高、百仁重、結(jié)果枝數(shù)、百果重呈正相關(guān)，與油酸含量、單株結(jié)果數(shù)、側(cè)枝長、生育期、蛋白質(zhì)含量呈負(fù)相關(guān)。王慧敏等研究發(fā)現(xiàn)，花生單株產(chǎn)量與單株分枝數(shù)呈顯著正相關(guān)，與百仁重、百果重呈極顯著正相關(guān)［20］。本研究結(jié)果與上述研究結(jié)果略有差異，可能是由環(huán)境和品種的差異造成的。

3.2" 農(nóng)藝性狀的綜合評(píng)價(jià)

灰色關(guān)聯(lián)度評(píng)價(jià)在玉米、燕麥、谷子等作物中已被廣泛運(yùn)用于新品種評(píng)價(jià)［21-23］。本研究中，花生莢果產(chǎn)量與出仁率、生育期、脂肪含量、百果重的關(guān)聯(lián)度較大，是主要影響因素；相關(guān)性分析的結(jié)果得到間接驗(yàn)證。關(guān)聯(lián)度和相關(guān)性分析無法闡釋各農(nóng)藝性狀對(duì)產(chǎn)量影響的作用方向，只能展示相對(duì)重要程度；通徑分析卻能說明各農(nóng)藝性狀如何發(fā)揮直接或間接影響［14］。通徑分析表明，亞油酸含量和百果重的決策系數(shù)是正值，對(duì)產(chǎn)量起正向效應(yīng)，為主要決策變量?；疑P(guān)聯(lián)度、通徑分析中決策系數(shù)一致表明，百果重對(duì)產(chǎn)量的直接效應(yīng)和綜合作用最大，是影響產(chǎn)量的關(guān)鍵性狀，這與已有研究結(jié)果［24］趨同。

本研究用主成分法提取出油亞比、株型等4個(gè)主成分因子，代表83.692%的14個(gè)性狀指標(biāo)原始信息量。從油亞比上看，第1主成分值越大，則百仁重、出仁率、百果重、亞油酸含量越大，油酸含量、單株結(jié)果數(shù)、結(jié)果枝數(shù)、總分枝數(shù)、結(jié)果枝數(shù)越低。因此該主成分值應(yīng)適中，才可平衡產(chǎn)量和油亞比值。從株型上看，主成分2的值越大，則總分枝數(shù)、結(jié)果枝數(shù)越大，側(cè)枝長、主莖高越短。綜合主成分1和主成分2，可知百果重與主莖高存在較大負(fù)相關(guān)性，相關(guān)性分析結(jié)果進(jìn)一步得到驗(yàn)證。主成分3值越大，則結(jié)果枝數(shù)越多，蛋白質(zhì)含量越低。主成分4值越大，則側(cè)枝長越長，脂肪含量越低。蛋白質(zhì)含量和脂肪含量越高，花生品質(zhì)越好，因此主成分3和主成分4值越低越好。

TOPSIS評(píng)價(jià)綜合性狀，表現(xiàn)較好的有商花33號(hào)、鄭農(nóng)花22號(hào)、花育9122、冀農(nóng)10-26-12-3；在主成分綜合得分中，花育9510、商花33號(hào)、周科花16、鄭農(nóng)花22號(hào)排名在前4位。性狀之間既相互促進(jìn)，又互相制約；在選育綜合性狀優(yōu)良的花生新品種時(shí)，應(yīng)協(xié)調(diào)好主成分之間的關(guān)系，結(jié)合多種分析方法綜合考慮。主成分分析和TOPSIS結(jié)論一致得出，商花33號(hào)、鄭農(nóng)花22號(hào)綜合性狀優(yōu)良。本研究中變異性分析、相關(guān)分析、TOPSIS評(píng)價(jià)、主成分分析、通徑分析、關(guān)聯(lián)度分析6種多元評(píng)價(jià)方法互相印證，由此得出的結(jié)論更可靠、全面。

4" 結(jié)論

本研究運(yùn)用多元方法綜合評(píng)價(jià)12個(gè)花生品種的14個(gè)農(nóng)藝性狀，結(jié)果表明，產(chǎn)量與主莖高、脂肪含量、亞油酸含量、結(jié)果枝數(shù)、總分枝數(shù)、百果重、出仁率、百仁重呈正相關(guān)，與蛋白質(zhì)含量、油酸含量、單株結(jié)果數(shù)、側(cè)枝長、生育期呈負(fù)相關(guān)。出仁率、生育期、脂肪含量、百果重是影響產(chǎn)量的主要因素。14個(gè)農(nóng)藝性狀隸屬4個(gè)主成分，解釋了83.692%的農(nóng)藝性狀原始信息量。主成分綜合得分排名與TOPSIS綜合評(píng)價(jià)一致，得出商花33號(hào)、鄭農(nóng)花22號(hào)這2個(gè)品種綜合性狀優(yōu)良，可作為重點(diǎn)資源材料利用并加大推廣力度。綜上，以高產(chǎn)作為選育目標(biāo)時(shí)，應(yīng)重點(diǎn)提高百果重、出仁率，適當(dāng)控制側(cè)枝長、主莖高，并選擇適宜的單株結(jié)果數(shù)、結(jié)果枝數(shù)、總分枝數(shù)。

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