綠豆種質資源農藝性狀分析與評價

高運青

（張家口市農業科學院，河北 張家口 075000）

綠豆營養豐富，屬高蛋白、低脂肪、中淀粉的藥食同源作物，是人們理想的營養保健食品[1]，有“濟世之食谷”之說，同時又是較好的出口創匯作物。我國是世界上最大的綠豆種植國，常年播種面積為80萬～90萬hm2；還是世界上最大的綠豆出口國，年出口量為20萬t左右[2]，其中陜西榆林綠豆、吉林白城鸚哥綠豆和張家口鸚哥綠豆出口量較大。近年來，隨著農業種植結構的調整和國內外市場上綠豆需求量的逐年增加，綠豆種植面積不斷擴大。河北省春綠豆主要集中在省域北部，其中，張家口地區綠豆種植面積為2.67萬hm2左右，主要集中在陽原、蔚縣和宣化等縣（區）。由于生產上農民用種品質差，致使綠豆產量低而不穩，因此，優質綠豆品種的篩選工作尤為重要。本研究借鑒前人在不同作物品種資源與性狀評價中所應用的方法，如相關性分析法[3，4]、灰色關聯度分析法[5～10]和系統聚類分析法[11，12]，對不同來源的 28 份綠豆種質資源的主要農藝性狀進行分析、鑒定與評價，以期篩選出適宜冀北地區種植的優異綠豆品種，并為綠豆育種研究奠定理論基礎。

1 材料與方法

試驗于2016年和2017年連續2 a在張家口市農業科學院壩下試驗基地進行。參試綠豆材料28份，其中，中綠5號為對照品種（表1）。綠豆露地種植，小區長5 m、寬2 m，每小區種植1個品種，隨機區組排列，3次重復。綠豆行距40 cm，株距20 cm，其他栽培管理措施同大田常規。

按照《綠豆種質資源描述規范和數據標準》[13]進行項目調查。在綠豆生育期間，記載各品種的生育時期。成熟期，每小區均選擇有代表性的植株10株進行室內考種，指標包括株高、主莖分枝數、主莖節數、單株莢數、莢長、單莢粒數和千粒重。全小區收獲，單收、單脫，測產。根據2 a試驗結果的平均值，采用Excel計算各性狀的變異系數，利用DPS 7.05和SPSS 20.0軟件進行各性狀的相關性分析、灰色關聯度分析和聚類分析。

表1 參試綠豆材料及其來源Table 1 Mungbean materials and sources

運用灰色關聯度分析方法，對參試綠豆品種進行綜合評價。根據灰色系統理論[14]，把所有參試品種視為一個灰色系統；根據市場需求目標和當地生產實際情況，將參試品種各優良性狀的上限指標結合起來，構建“理想品種”作為參考品種。根據各地的實際情況[15]，綜合考慮各因素，給各個性狀賦予不同的權重系數（Wk），計算各參試品種與參考品種之間的加權關聯度。根據灰色關聯度分析原則，與參考品種關聯度越大的參試品種，綜合性能越理想。

將參試材料的主要性狀數據進行標準化處理，采用歐氏距離和離差平方和法進行系統聚類。

2 結果與分析

2.1 參試綠豆品種主要性狀的描述性統計分析

調查結果（表2）顯示，參試綠豆品種的各性狀值差異均較大。從指標平均值看，參試材料平均生育天數84.25d，株高66.94 cm，主莖分枝數3.92個，主莖節數12.15節，單株莢數34.23個，莢長9.82 cm，單莢粒數10.95粒，千粒重55.71 g，產量1 745.84 kg/hm2（表3）。各性狀的變異系數為8.17%～30.23%，其中，株高的變異系數最大，其次是產量（變異系數25.44%） 和單株莢數（變異系數25.41%）。可以看出，28份綠豆種質資源表現出了豐富的形態多樣性，且各性狀均表現出豐富的變異。

表2 參試品種和參考品種的主要性狀Table 2 Main characters of tested mungbean varieties and reference variety

續表

表3 參試品種不同性狀的描述性統計分析Table 3 Descriptive statistical analysis of tested mungbean varieties

2.2 參試綠豆品種主要性狀的相關性分析

對28份綠豆種質資源的9個性狀進行相關性分析，結果（表4）顯示，產量與單株莢數、單莢粒數、莢長和主莖分枝數呈正相關，相關系數為0.191～0.445，其中，與單株莢數的相關性達到了顯著水平。產量和單株莢數均與生育天數、株高和主莖節數呈顯著或極顯著負相關，說明生育天數越長，植株越高，主莖節數越多，越不利于單株莢數的增多和產量的提高。主莖分枝數與單株莢數和單莢粒數呈顯著正相關，說明主莖分枝數的增加有利于單株莢數和單莢粒數的增加。千粒重與莢長呈極顯著正相關（相關系數達0.694）、與單株莢數呈顯著負相關（相關系數為-0.431），說明豆莢越長越有利于千粒重的提高，而單株莢數增多會影響千粒重的提高。

2.3 綠豆種質資源的綜合評價

灰色關聯度分析結果（表5和6） 顯示，參試綠豆品種與參考品種的加權關聯度為0.569 4～0.874 9，其中，排在前6名的綠豆品種依次是張綠2號、冀綠0816、張綠1號、122-225、JLPX02、科綠2號。表明這6個綠豆品種綜合評價較高。

表4 參試品種不同性狀的相關矩陣及顯著性分析Table 4 Correlation matrix and significant analysis of tested mungbean varieties

表5 各參試品種與參考品種的關聯系數Table 5 Correlative coefficient of each tested variety and reference mungbean variety

表6 各參試品種與參考品種的加權關聯度及位次Table 6 Weighted correlative degree of each tested mungbean variety and reference variety and the order

2.4 參試綠豆種質資源的聚類分析

聚類結果（圖1） 顯示，在歐氏距離為9.65時，28份綠豆種質資源分為三類。

第一類包括17份材料，分別是品綠2011-06、品綠2011-12、冀綠0816、冀綠HNZ0810、蘇綠15-11、鄂綠5號、1009-2-5、遼綠10L708-5、保綠200810-1、保綠201012-7、142-139、濰綠11號、濰綠12號、宛綠2號、JLPX02、渝綠2號和中綠5號。其主要特征是生育期相對較短，株高偏低，直立型，主莖節數少，單株莢數較多，莢長、單莢粒數適中，千粒重中等。

第二類包括4份材料，分別是蘇綠16-10、同1188326、渝黑綠3號和張綠3號。其特征是植株較高，主莖節數較多，單株莢數少。

第三類包括7份材料，分別是白綠9號、白綠10號、科綠2號、122-225、JLPX01、張綠1號和張綠2號。其特征是株高中等，半蔓生，主莖節數中等，單株莢數中等，長莢，單莢粒數較多，千粒重較大。

圖1 綠豆群體農藝性狀系統聚類圖Fig.1 UPGMA dendrogram of mungbean materials based on agronomic traits

3 結論與討論

3.1 綠豆種質資源的形態多樣性

本研究中，28份綠豆種質資源表現出了豐富的形態多樣性，且各性狀均表現出豐富的變異。本研究結果顯示，產量和單株莢數變異系數較大，單莢粒數變異系數最小，千粒重表現出豐富的變異，這與郭鵬燕等[3]的研究結果相一致。參試材料中，既有生育期短、單株莢數多的材料（系統聚類第一類），又有植株較高、主莖節數較多的材料（系統聚類第二類），以及長莢、單莢粒數多、千粒重較大的材料（系統聚類第三類）。這些種質資源可作為親本用于綠豆的定向育種研究。

3.2 綠豆種質資源各性狀的相關性

對28份綠豆種質的9個性狀進行了相關性分析，結果顯示，產量與單株莢數、單莢粒數、莢長和主莖分枝數呈正相關，千粒重與單株莢數呈顯著負相關，這與郭鵬燕等[3]的研究結果相一致。主莖分枝數與單株莢數和單莢粒數呈顯著正相關；千粒重與莢長呈極顯著正相關，這與王明海等[4]的研究結果相一致。本研究中，產量與生育天數、株高和主莖節數呈顯著或極顯著負相關，這與郭鵬燕等[3]和王明海等[4]的研究結果不一致，可能與參試材料的來源或者試驗區的生態條件不同有關。對綠豆各個性狀的相關性進行分析，明確各性狀之間以及各性狀對產量的影響與制約關系，對指導綠豆育種研究具有重大意義。

3.3 綠豆種質資源的綜合評價

運用灰色關聯度分析方法，對28份綠豆品種（系）進行了綜合評價。結果表明，張綠2號、冀綠0816、張綠1號、122-225、JLPX02和科綠2號6個品種與參考品種的加權關聯度較高，綜合性能較好，可在生產上大面積種植。