早熟鮮食秋蠶豆主要農(nóng)藝性狀與鮮食產(chǎn)量相關及通徑分析

于海天，王麗萍，呂梅媛，楊 峰，唐永生，丁明亮，王勤方，胡朝芹，楊 新，王玉寶，何玉華*

(1.云南省農(nóng)業(yè)科學院糧食作物研究所,云南 昆明 650205；2.曲靖市農(nóng)業(yè)科學院,云南 曲靖 655000)

【研究意義】蠶豆(ViciafabaL.)是全球最重要的食用豆類之一，英文名為Broad bean，F(xiàn)aba Bean等。蠶豆的傳統(tǒng)用途較廣，可收獲干籽粒進行加工或糧用，干秸稈可作飼料，又能收獲鮮莢以作菜用，植株亦可作綠肥或青儲飼料[1]。菜用蠶豆又稱鮮食蠶豆，是指在蠶豆成熟初期，采摘新鮮豆莢，加工或直接食用的蠶豆品種[2]。根據(jù)蠶豆品種特性、食用及銷售方式的不同，又可分為食用鮮豆莢和鮮豆米。云南部分地區(qū)亦有采摘植株嫩芽食用的習慣。蠶豆營養(yǎng)豐富，蛋白質含量30 %左右，是僅次于大豆的一種豆科植物蛋白資源[3]。新鮮蠶豆營養(yǎng)成分及結構較好，鮮籽粒富含蛋白質、纖維素及維生素，且脂肪含量低，食味鮮美，是較受歡迎的蔬菜品種[4]。同時，鮮食秋蠶豆具有投入少、生產(chǎn)周期短、效益高、可培肥地力、可減少農(nóng)田污染等特點[5]。近年來，鮮食蠶豆作為蠶豆的一種專用類型，在中國云南、江蘇、上海、浙江等地獲得較快的發(fā)展[6-7]。云南省是中國蠶豆種植面積最大的省份，生產(chǎn)面積、總產(chǎn)量及產(chǎn)值均占全國總量的30 %以上，位居中國首位。蠶豆也是云南省的傳統(tǒng)作物，具有較強的區(qū)域優(yōu)勢，其產(chǎn)品競爭力強、商品率高，是現(xiàn)階段云南省農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)結構調整的優(yōu)勢作物之一。優(yōu)良品種的選育是農(nóng)作物產(chǎn)業(yè)發(fā)展的基本條件，開展早熟鮮食蠶豆主要農(nóng)藝性狀與鮮食產(chǎn)量相關性及通徑分析的研究，將為其育種研究提供良好的理論基礎。【前人研究進展】目前，中國對蠶豆的研究主要集中在資源收集及評價利用、品種選育、栽培技術研究、病蟲害防控等方面，有研究者對與蠶豆干籽粒產(chǎn)量相關的主要農(nóng)藝性狀做了研究[8-10]，而對鮮食蠶豆產(chǎn)量構成因素的分析鮮有報道。【本研究切入點】自20世紀初，云南省的鮮食蠶豆育種研究不斷加強，以國內外資源和品種引進-馴化、地方資源系統(tǒng)選育、雜交后代系統(tǒng)選育等為基礎，育成一批優(yōu)良品種，如綠皮品種“云豆324”、早熟品種“云豆早7”、中熟品種“鳳豆18號”等，為鮮食蠶豆農(nóng)藝性狀及產(chǎn)量研究提供了充足的材料基礎，篩選出決定鮮食蠶豆產(chǎn)量的關鍵性狀，對指導其育種研究有重要的意義。【擬解決的關鍵問題】因此，文章以13份早熟鮮食蠶豆材料為研究對象，開展蠶豆15個主要農(nóng)藝性狀與2個鮮食產(chǎn)量性狀的相關及通徑分析，進一步明確各農(nóng)藝性狀在產(chǎn)量構成因素中的效應大小及相對重要性，為鮮食蠶豆品種選育過程中相關優(yōu)良性狀的選擇，及高產(chǎn)高效栽培技術的形成提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

供試蠶豆材料13份，均來自云南省農(nóng)業(yè)科學院糧食作物研究所，具體情況如表1。

1.2 試驗方法

試驗于2017年10月在云南省玉溪市江川縣進行。試驗采取隨機區(qū)組排列，設3個重復。按行距33 cm，株距13 cm，條播播種，種植密度為2.25×105株/hm2。

1.3 數(shù)據(jù)統(tǒng)計

蠶豆鼓粒期通過M取樣法調查，每處理隨機選取1 m2范圍內的植株，按《蠶豆種質資源描述規(guī)范和數(shù)據(jù)標準》調查蠶豆鮮植株的株高(X1)、分枝數(shù)(X2)、有效枝數(shù)(X3)、成莢節(jié)數(shù)(X4)、實莢數(shù)(X5)、單株粒數(shù)(X6)、鮮籽粒百粒重(X7)、鮮莢長(X8)、鮮莢寬(X9)、鮮籽粒長(X10)、鮮籽粒寬(X11)、鮮籽粒厚(X12)、鮮莢產(chǎn)量(X16)、鮮豆米產(chǎn)量(X17)；根據(jù)考種數(shù)據(jù)計算鮮食蠶豆出籽率(X13)、出米率(X14)；于成熟期調查干籽粒百粒重(X15)。按照式(1)和式(2)分別計算出籽率和出米率。

出籽率=(鮮籽粒產(chǎn)量÷鮮莢產(chǎn)量)×100 %

(1)

出米率=(鮮豆米產(chǎn)量÷鮮籽粒產(chǎn)量)×100 %

(2)

1.4 數(shù)據(jù)分析

試驗數(shù)據(jù)采用Microsoft Excel和SPSS12.0軟件進行數(shù)據(jù)處理和分析。

2 結果與分析

2.1 鮮食蠶豆主要農(nóng)藝性狀及產(chǎn)量的描述性統(tǒng)計結果

由表2可知，鮮食蠶豆17個性狀的變異系數(shù)變幅為3.83 %～28.57 %，單株粒數(shù)的變異系數(shù)最大，鮮莢長的變異系數(shù)最小，僅為3.83 %；株高、鮮籽粒厚、鮮籽粒長、鮮籽粒寬和分枝數(shù)的變異系數(shù)在5 %～10 %，說明這些性狀的可供選擇的范圍較小，具有一定的改進潛力；其余11個性狀的變異系數(shù)均在10 %以上，說明這些性狀可供選擇的范圍較大，可通過品種改良、栽培管理等方法使其得到較大程度的提高。

2.2 各主要農(nóng)藝性狀間的相關性分析

如表3所示，各農(nóng)藝性狀與產(chǎn)量呈極顯著正相關的有成莢節(jié)數(shù)、有效枝數(shù)、實莢數(shù)、單株粒數(shù)與鮮莢產(chǎn)量；出米率與鮮豆米產(chǎn)量、鮮莢產(chǎn)量與鮮豆米產(chǎn)量間呈顯著正相關；與產(chǎn)量呈極顯著負相關的有鮮籽粒百粒重、鮮籽粒長、鮮籽粒寬、干籽粒百粒重與鮮莢產(chǎn)量；與產(chǎn)量呈顯著負相關的有鮮莢長、鮮籽粒厚與鮮莢產(chǎn)量。

2.3 鮮食蠶豆產(chǎn)量與主要農(nóng)藝性狀的回歸方程

僅從相關性分析還不能準確反映產(chǎn)量與15個性狀之間的關系，為進一步研究其對產(chǎn)量性狀的相對重要性，進而采用多元分析逐步回歸法[11]，通過逐步對偏回歸系數(shù)進行顯著性檢驗，建立最優(yōu)回歸方程，從而篩選出直接影響產(chǎn)量的主要因子。

2.3.1 鮮莢產(chǎn)量與主要農(nóng)藝性狀的回歸方程 對鮮莢產(chǎn)量與主要農(nóng)藝性狀的偏相關系數(shù)進行顯著性檢驗，成莢節(jié)數(shù)、鮮籽粒厚、有效枝數(shù)、出米率、鮮莢寬、鮮籽粒百粒重、鮮籽粒寬、鮮籽粒長與鮮莢產(chǎn)量的偏相關結果如表4所示，除有效枝數(shù)外，其他性狀均達到顯著或極顯著水平，據(jù)此得到的回歸方程為X16= -4775.28 +60.24X3+210.21X5+1.42X7+286.45X8-1207.77X10+977.93X11+1168.26X12+5.40X15(R=0.9942，F(xiàn)=42.4489，P=0.0013，d=1.954)。試驗方差分析的P值(≤0.05)、偏相關系數(shù)的顯著水平和統(tǒng)計量d(接近于2.0)可以看出，該多元回歸方程的可靠性強。相關系數(shù)為0.9942，F(xiàn)測驗表明回歸系數(shù)極顯著，說明方程中鮮莢產(chǎn)量的99.42 % 變異是由以上8個性狀共同影響的結果。

2.3.2 鮮豆米產(chǎn)量與主要農(nóng)藝性狀的回歸方程 對鮮豆米產(chǎn)量與主要農(nóng)藝性狀的偏相關系數(shù)進行顯著性檢驗，實莢數(shù)、鮮籽粒長、鮮籽粒寬、干籽粒百粒重、鮮籽粒厚、鮮莢長、鮮籽粒百粒重、有效枝數(shù)與鮮豆米產(chǎn)量的偏相關結果如表5所示，且均達到顯著或極顯著水平，據(jù)此得到的回歸方程為X17= -3396.36 -176.98X3+158.68X4+0.80X7+131.32X8-147.95X10+198.93X11+1022.40X12+637.43X14(R=0.9980，F(xiàn)=127.4998，P=0.0002，d=1.984)。試驗方差分析的P值(≤0.05)、偏相關

表2 鮮食蠶豆主要農(nóng)藝性狀及產(chǎn)量的統(tǒng)計結果

表3 鮮食蠶豆主要農(nóng)藝性狀間及與各類產(chǎn)量的相關系數(shù)

注：*表示兩性狀間的相關性達到顯著相關；**表示兩性狀間的相關性達到極顯著相關，下同。

Note: *represented significant correlation between each two traits; **represented extremely significant correlation between each two traits. The same as below.

表4 鮮莢產(chǎn)量與主要農(nóng)藝性狀的偏相關分析

注：P<0.05表示差異水平為顯著差異，P<0.01表示差異水平為極顯著差異，下同。

Note:P<0.05 represented significant difference，P<0.01 represented extremely significant difference, the same as below.

系數(shù)的顯著水平和統(tǒng)計量d(接近于2.0)可以看出，該多元回歸方程的可靠性強。相關系數(shù)為 0.9980，F(xiàn)測驗表明回歸系數(shù)極顯著，說明方程中鮮豆米產(chǎn)量的99.80 % 變異是由以上8個性狀共同影響的結果。

2.4 鮮食蠶豆主要農(nóng)藝性狀與產(chǎn)量的通徑分析

2.4.1 鮮食蠶豆主要農(nóng)藝性狀與鮮莢產(chǎn)量的通徑分析 由表6可知，各農(nóng)藝性狀對鮮食蠶豆鮮莢產(chǎn)量的直接作用是不均等的，與相關系數(shù)大小的順序存在較大差異，其中鮮籽粒長對鮮莢產(chǎn)量為負向直接作用。

實莢數(shù)對鮮莢產(chǎn)量的直接作用最大，其通徑系數(shù)為2.556，雖然通過鮮籽粒寬等對產(chǎn)量產(chǎn)生負向間接效應，亦通過鮮籽粒長產(chǎn)生正向間接效應，且間接效應總和為-1.636，但實莢數(shù)自身的正向作用仍較大，最終其與產(chǎn)量呈極顯著負正相關。因此，為增加鮮莢產(chǎn)量，應在提高實莢數(shù)的同時，適當控制鮮籽粒寬、干籽粒百粒重和鮮籽粒厚，并增加鮮籽粒長。鮮籽粒寬的直接通徑系數(shù)為1.157，但負向間接效應消弱了其自身的直接作用，最終與產(chǎn)量呈極顯著負相關。與其相似，干籽粒百粒重、鮮籽粒百粒重、鮮籽粒厚及鮮莢長的直接通徑系數(shù)均為正，但受負向間接作用影響，最終，分別與產(chǎn)量呈極顯著、極顯著、顯著、顯著負相關。有效枝數(shù)的直接通徑系數(shù)僅為0.173，雖然通過鮮籽粒寬等產(chǎn)生一定的負向間接作用，但其通過實莢數(shù)和鮮籽粒長等產(chǎn)生較大的正向間接效應，最終綜合體現(xiàn)為正向間接作用，與產(chǎn)量呈極顯著正相關。鮮籽粒長的直接通徑系數(shù)為-1.803，雖然通過鮮籽粒寬等產(chǎn)生一定的正向間接效應，并通過實莢數(shù)等產(chǎn)生較大的負向間接作用，且間接效應總和為1.075，但其自身產(chǎn)生的負向直接作用仍未被抵消，最終歸與產(chǎn)量呈極顯著負相關。

表5 鮮豆米產(chǎn)量與主要農(nóng)藝性狀的偏相關分析

2.4.2 鮮食蠶豆主要農(nóng)藝性狀與鮮豆米產(chǎn)量的通徑分析 由表7可知，各農(nóng)藝性狀對鮮食蠶豆鮮豆米產(chǎn)量的直接作用是不均等的。成莢節(jié)數(shù)對鮮豆米產(chǎn)量的直接作用最大，其通徑系數(shù)為2.789，但其通過鮮籽粒厚等對產(chǎn)量產(chǎn)生負向間接效應，且間接作用總和為-2.401，消弱了成莢節(jié)數(shù)的正向作用，最終其與產(chǎn)量呈正相關。鮮籽粒厚的直接作用為1.177，但其通過成莢節(jié)數(shù)等產(chǎn)生較大的負向間接效應，且間接效應總和為-1.079，最終與鮮豆米產(chǎn)量呈正相關。出米率的直接作用系數(shù)為0.663，雖然通過有效枝數(shù)等產(chǎn)生一定的負向間接效應，同時通過成莢節(jié)數(shù)等產(chǎn)生一定的正向間接效應，其間接作用總和為0.043，最終相關系數(shù)為0.706，呈極顯著正相關。鮮莢長、鮮籽粒百粒重和鮮籽粒寬的直接作用系數(shù)分別為0.611、0.529和0.393，但均通過成莢節(jié)數(shù)等產(chǎn)生較大的負向間接效應，最終均與產(chǎn)量呈負相關。鮮籽粒長和有效枝數(shù)的直接作用系數(shù)分別為-0.368和-0.848，最終相關系數(shù)分別為-0.087和0.275。

3 討 論

3.1 鮮食蠶豆主要農(nóng)藝性狀的變異性及其與產(chǎn)量的相關性分析

鮮食蠶豆17個性狀的變異系數(shù)變幅為3.83 %～28.57 %。單株粒數(shù)的變異系數(shù)最大，鮮莢長的變異系數(shù)最小。繆亞梅等[2]研究表明，鮮籽百粒重、單株莢數(shù)和莢長變異系數(shù)較大，分別為 27.88 %、13.66 %和11.22 %。本研究3個性狀的變異系數(shù)分別為17.51 %、19.56 %和3.83 %。以2研究間7個相同性狀的變異系數(shù)排序及變異系數(shù)值進行比較，鮮莢長的差異最大。近年來江蘇選育的鮮食蠶豆品種中，長莢性狀受到越來越多的重視，云南則以早熟、高產(chǎn)優(yōu)質為主要目標，不同優(yōu)良性狀的選擇可能是造成這一差異的主要原因，不同的氣候條件、栽培管理方式等也是造成差異產(chǎn)生的重要因素。

表6 鮮食蠶豆主要農(nóng)藝性狀與鮮莢產(chǎn)量的通徑分析結果

表7 鮮食蠶豆主要農(nóng)藝性狀與鮮豆米產(chǎn)量的通徑分析

本研究中，13個參試品種的鮮莢、鮮豆米產(chǎn)量范圍分別為1.60～2.24×104、0.40～0.78×104kg/hm2，鮮籽粒百粒重、鮮莢長、鮮莢寬、鮮籽粒長、鮮籽粒寬的范圍分別為207.00～386.00 g、8.98～10.15 cm、1.22～2.13 cm、2.17～2.75 cm、1.53 ～2.01 cm。徐淑萍[12]等測定的鮮莢產(chǎn)量范圍為1.68～1.81×104kg/hm2，鮮籽粒百粒重為372～415 g。宋度林[13]等測定鮮食蠶豆慈蠶1號的鮮莢產(chǎn)量在1.80×104kg/hm2左右。通過比較可知[14-17]，同前人研究相比，本研究的鮮食蠶豆品種具有一定的產(chǎn)量優(yōu)勢。

相關性分析結果表明，在云南，當以提高鮮莢產(chǎn)量為主要目標時，應以有效枝數(shù) 、成莢節(jié)數(shù)、實莢數(shù)、單株粒數(shù)為首選目標性狀。為提高鮮豆米產(chǎn)量，應選育具有較高出米率且鮮莢產(chǎn)量高的品種。李艷花等[9]對385份重慶的蠶豆高代純合品系進行研究，結果表明，單株粒數(shù)、實莢數(shù)、有效分枝數(shù)等與單株產(chǎn)量呈極顯著正相關。段銀妹等[18]的研究則表明，單株莢數(shù)、單株粒數(shù)與鳳豆18號單株產(chǎn)量呈極顯著正相關，有效枝數(shù)與單株產(chǎn)量呈顯著正相關。不同地區(qū)的鮮食產(chǎn)量間、同地區(qū)的干籽粒產(chǎn)量和鮮食產(chǎn)量間的農(nóng)藝性狀相關性研究結果基本相同，存在一定的差異性。

3.2 鮮食蠶豆主要農(nóng)藝性狀與產(chǎn)量的通徑分析

蠶豆干籽粒產(chǎn)量與農(nóng)藝性狀相關性及品種產(chǎn)量組成因子相關分析的研究較為普遍[9,18]。繆亞梅等[2]研究了鮮食蠶豆主要農(nóng)藝性狀的相關性和主成分分析，尚未見通徑分析的報道。

3.2.1 鮮食蠶豆主要農(nóng)藝性狀與鮮莢產(chǎn)量的通徑分析 對鮮莢產(chǎn)量為正向直接作用的性狀有有效枝數(shù)、實莢數(shù)、鮮籽粒百粒重、鮮莢長、鮮籽粒寬、鮮籽粒厚、干籽粒百粒重，說明提高7因素中的任何一個因素，均對鮮莢產(chǎn)量起到一定的積極作用。同時，各性狀的直接作用，均受到不同程度間接作用的影響。品種選育時，為獲得較高的鮮莢產(chǎn)量：應盡量提高有效枝、實莢數(shù)、鮮籽粒寬、干籽粒百粒重和鮮籽粒厚、鮮莢長、鮮籽粒百粒重，并適當控制對各性狀的直接作用影響較大的間接作用性狀。綜合看來，在選育高產(chǎn)鮮莢品種時，應把有效枝、實莢數(shù)作為優(yōu)先考慮的重要性狀；把鮮籽粒寬、鮮籽粒厚、干籽粒百粒重和鮮莢長等作為綜合考慮的主要性狀。

3.2.2 鮮食蠶豆主要農(nóng)藝性狀與鮮豆米產(chǎn)量的通徑分析 對鮮豆米產(chǎn)量為正向直接作用的性狀有成莢節(jié)數(shù)、鮮籽粒百粒重、鮮莢長、鮮籽粒寬、鮮籽粒厚、出米率，說明提高6因素中的任何一個因素，均對鮮豆米產(chǎn)量起到一定的積極作用。同時，各性狀均受到間接作用的影響，最終，僅出米率與產(chǎn)量呈極顯著正相關。因此，在以高產(chǎn)鮮豆米品種為育種目標時，應把出米率作為優(yōu)先考慮的重要因素；成莢節(jié)數(shù)、鮮籽粒厚等可作為主要的參考因素。

4 結 論

在云南地區(qū)鮮食蠶豆高產(chǎn)育種中，應以單株粒數(shù)、實莢數(shù)、成莢節(jié)數(shù)、鮮籽粒百粒重、鮮莢寬為主要性狀進行選育；以鮮莢產(chǎn)量為育種目標，具有較好的穩(wěn)定性；有效枝、實莢數(shù)和鮮籽粒長對鮮莢產(chǎn)量的作用較大，應作為鮮莢高產(chǎn)品種選育研究的主要參考性狀；出米率則是影響鮮豆米產(chǎn)量的主要因素。受氣候因素、栽培條件影響，不同生境條件下的農(nóng)藝性狀選擇具有一定差異性。同干籽粒產(chǎn)量緊密相關的農(nóng)藝性狀可作為鮮食品種選育的參考因素，開展鮮食產(chǎn)量緊密相關因素研究，將有效提高品種選育的準確性和高效性。