“農光互補”下油用牡丹單株產量性狀的相關性及回歸分析

張加強，朱開元，譚晨，劉慧春，周江華

(浙江省蕭山棉麻研究所，浙江 杭州 311251)

“光伏農業”開創性地將光伏發電與農業開發相結合，實現“板上發電、板下種植”的新型農業模式[1-2]。油用牡丹是我國一種新興的木本油料作物，其中α-亞麻酸含量達42%以上[3-4]，適生范圍廣，栽植成活以后，可以40年不換茬，種植和管護成本低，堪稱鐵桿莊稼[5]。劉振國等[6]對“農光互補”模式下油用牡丹的栽培技術進行了研究，但有關該模式下的油用牡丹單株產量與產量構成性狀之間的相互關系尚未見相關報道。本研究采用相關性分析、逐步回歸分析和通徑分析等多元統計方法，對“農光互補”下油用牡丹的13個主要產量性狀與單株產量進行系統分析，明確各產量性狀對單株產量的具體作用，旨在為“農光互補”下油用牡丹選育和高產栽培提供理論參考。

1 材料與方法

1.1 材料

試驗地位于浙江省湖州市吳興區妙西鎮渡善村和東邊村礦區山林地帶，占地總面積約14.67 hm2，光伏電站總裝機容量30 MW。項目場地為沿山地地形，場區內植被為雜草，無魚塘分布。該地區屬亞熱帶濕潤季風氣候，四季分明、氣候溫和、空氣濕潤、雨熱同季、降水充沛、光溫同步、日照較少；地形起伏高差大，垂直氣候較明顯；年平均氣溫12.2～17.3 ℃；最冷月為1月，平均氣溫-0.4～5.5 ℃，最熱月為7月，平均氣溫24.4～30.8 ℃；年降水量761～1 780 mm，年降水日數116～156 d，年平均相對濕度均在80%以上；年均日照時數1 810.3 h，歷年平均日照百分率為45%，是浙江省日照較多地區之一。項目建設地土壤回填厚度為1 m，回填土壤為偏酸性砂質壤土，田間管理良好，地塊平整，其余田間管理及農業措施同當地。

試驗材料為3年生的油用牡丹品種鳳丹，從安徽銅陵購進，2017年11月移栽，常規栽植密度和水肥管理。

1.2 處理設計

本光伏電站項目采用固定式支架上南20°傾角安裝多晶硅方式進行，組件陣列間距為2 m，光伏離垂直地面最低距離為2.74 m，最高為3.95 m，多晶硅組件排列20塊組件為一串，1 MW組件為1子方陣。其中，測定獲得高柱下A畦面積11.7 m2，低柱下B畦面積11.7 m2；未安裝光伏板可利用面積做畦面積11.7 m2，用于試驗栽培，統一做高畦(圖1)。

圖1 試驗現場情況

1.3 項目測定

田間調查試驗于2018年盛花期和收獲期進行。從各處理中隨機選取20株生長良好的鳳丹植株進行標記，再從每個處理中選10株長勢一致的植株作為固定測試植株，進行測量和記錄。測定項目包括株高(cm)、冠幅(cm)、新梢長(cm)、SPAD值、單株花數、開花率(%)、結實率(%)、含水量(%)、角數、莢果數、單株種子數、單果種子數、百粒重(g)和單株產量(g)等14個指標。

1.4 數據處理與分析

用Excel 2010進行整理，用DPS 7.05進行相關分析和回歸分析。

2 結果與分析

2.1 單株產量及其構成因素

由表1可知，“農光互補”下油用牡丹單株產量(Y)的平均值為25.38 g，變化幅度為21.93～42.80 g；株高(X1)的平均值為76.69 cm；冠幅的平均值為65.28 cm；單株種子數(X11)平均值為95.72粒。由表1還可以看出，變異系數最大的為新梢長(X2)，為14.10%，變異系數最小的為含水量(X10)，為2.18%，其余性狀的變異系數較大的有單株花數(X5)、角數(X8)、莢果數(X9)和單株種子數(X11)。表明新梢長、單株花數、單株種子數、角數和莢果數等這些產量性狀影響著“農光互補”下油用牡丹單株產量，但主次關系還不明確，需要進一步進行相關性分析。

2.2 相關性

由表2可知，在“農光互補”下油用牡丹單株產量與產量性狀中，Y與X1、SPAD值(X3)、

表1 “農光互補”下油用牡丹單株產量

冠幅(X4)、開花率(X6)、結實率(X7)、X8、X9、X10、X11、百粒重(X12)和單果種子數(X13)之間均存在正相關關系，并與X11呈顯著正相關；而與X2和X5呈負相關。各產量性狀因素之間也存在著不同水平的相關。其中，X11與X10呈顯著正相關，與X12呈極顯著正相關；X12分別與X4和X10呈顯著和極顯著正相關；X10與X4呈顯著正相關，而與X7呈顯著負相關；X7與X3和X6呈極顯著正相關；X6與X3呈極顯著正相關，而與X5呈顯著負相關；X5與X3呈顯著負相關。

2.3 逐步回歸分析與通徑分析

2.3.1 建立最優回歸方程

將單株產量作為因變量(Y)，13個X性狀作為自變量進行線性回歸分析，并按照DPS7.05軟件要求逐步添加的方式，當X4、X7、X11作為自變量時，決定系數最大，為0.999 4，建立最優回歸方程：Y=-24.844 0+0.383 7X4+0.249 3X7+0.124 0X11，該

表2 “農光互補”下油用牡丹單株產量及其構成因素的相關性分析

注：*和**分別表示P<0.05和P<0.01的顯著水平。

方程表明，13個產量性狀中，僅有冠幅、結實率和單株種子數對“農光互補”下油用牡丹單株產量有直接顯著影響，其他10個性狀對單株產量的直接影響不顯著。

2.3.2 通徑分析

由表3可知，在產量性狀對單株產量的直接作用中，冠幅、結實率、單株種子數對單株產量的直接通徑系數均為正值，表明冠幅、結實率、單株種子數對“農光互補”下油用牡丹單株產量的形成具有直接的正向效應。其中，單株種子數對“農光互補”下油用牡丹單株產量的效應最大，冠幅次之，結實率為第三位，表明提高冠幅、結實率、單株種子數均對“農光互補”下油用牡丹單株產量有直接的增產作用。

表3 “農光互補”下油用牡丹單株產量

除結實率、單株種子數對“農光互補”下油用牡丹單株產量的間接作用為正值外，其余均為負值。由此可知，冠幅、結實率和單株種子數對“農光互補”下油用牡丹單株產量的間接作用的程度不同。

3 小結與討論

作物產量與其相關農藝性狀密不可分，前人對大田作物的產量因素構成性狀的研究較多，如小麥[7]、玉米[8]、水稻[9]等，而油用牡丹生長習性獨特，屬于新型木本油料作物，木本作物表型性狀的相互關系更為復雜，需要對產量構成性狀進行不斷的改良和調整。劉藝平等[10]確定了以單株產量、種子含油率、聚合蓇葖果數、有效聚合蓇葖果數、有效果實率、單個蓇葖果種子粒數、單株種子粒數、百粒干質量和種子含水量等9個性狀作為單株產量的構成因素；崔虎亮等[11]將單株果實質量、單株果實數、單株有效果實數、出籽率、蓇葖寬、冠幅面積、單株新枝數、單株2年生枝數、單株花朵數和小葉數等10個性狀作為單株產量的構成因素；宋宏偉等[12]將每單株上蓇葖果數量、蓇葖果直徑、蓇葖果質量、果皮質量、種子質量和種子數量等6個性狀作為產量的構成因素。本研究結合前人的研究和“農光互補”的栽培特點，確定了株高、新梢長、SPAD值、冠幅、單株花數、開花率、結實率、角數、莢果數、含水量、單株種子數、百粒重、單果種子數等13個性狀作為單株產量的構成因素。研究結果表明，變異系數最大的為新梢長，為14.10%，變異系數最小的為含水量，為2.18%，其余性狀的變異系數較大的有單株花數、角數、莢果數和單株種子數。

本研究通過分析“農光互補”下油用牡丹單株產量與產量性狀的相關性發現，各個性狀之間存在著相互制約，其中單株產量與單株種子數呈顯著正相關，說明對較高單株種子數的選擇在油用牡丹高產栽培和育種中起重要作用，這與劉藝平等[10]和崔虎亮等[11]的相關分析結果基本一致。

本研究通過逐步回歸分析和通徑分析等多元統計分析，明確了影響“農光互補”下油用牡丹單株產量的主要因素，研究表明，冠幅、結實率和單株種子數對“農光互補”下油用牡丹單株產量有直接顯著影響。因此，在油用牡丹育種和高產栽培中，選擇具有較大冠幅，較高結實率和較高單株種子數的單株，是增加產量潛力的有效途徑。

本試驗僅研究了“農光互補”種植油用牡丹的主要產量性狀對其單株產量的影響，“農光互補”是一種新型的農光復合系統，該模式又區別于傳統的間作套種，因此，后續應繼續開展針對不同供試材料、不同栽培措施等條件下影響油用牡丹單株產量的主要性狀的相關研究，以期為“農光互補”油用牡丹的高產育種和栽培提供更全面的參考。