晉北區胡麻品種（系）產量構成因素相關性分析

焦振飛，吳瑞香，邢寶龍，楊建春

（1.大同市農業農村局，山西大同037001；2.山西農業大學高寒區作物研究所，山西大同037008）

胡麻（Linum usitatissimumL.）是油用亞麻和兼用亞麻的統稱，是我國特色油料作物之一，也是我國西北和華北地區主要食用植物油及特色休閑加工制品的原料來源。胡麻籽含有多種營養成分和活性物質[1-3]，如α-亞麻酸、亞麻膠、木酚素、膳食纖維、香豆酸和阿魏酸等，其含量之多是其他植物無法相比的，含油率約為40%，是我國重要的經濟作物[4]。受益于品種改良和技術進步，我國特色油料作物的單產水平整體穩定提升，2000—2017 年，胡麻單產從690 kg/hm2增至 1 284 kg/hm2，增幅達 85.9%。播種面積總體呈縮減趨勢，產量從34.4 萬t 降至30.1 萬t，降幅12.4%[5]。盡管胡麻生產穩中有增，但國內產需缺口不斷擴大，對國際市場依賴程度逐年攀升，于2006 年成為胡麻凈進口國。籽粒產量是胡麻產值最高的部分，而籽粒產量又與某些相關性狀緊密相關。郭興燕等[6]通過燕麥品種種子產量與主要農藝性狀的通徑分析發現，有效分蘗數對產量的直接效應最大，其次是每小穗粒數和單穗質量。張曉艷等[7]研究工業大麻品種（系）纖維產量及產量構成因素的相關性表明，對單株纖維產量直接貢獻最大的是單株原莖質量，其次是全麻率。王艷青等[8]研究認為，株高和莖粗對藜麥單株產量的直接影響最大。

本研究以16 份胡麻品種為試材，在苗期干旱的情況下，通過調查、測定與產量相關的9 個農藝性狀并對其進行相關分析、回歸分析和通徑分析，探究各性狀與產量的密切相關程度，以及對產量構成影響的大小，確定晉北區影響胡麻產量構成的主要性狀因子，旨在為培育胡麻抗旱新品種及合理評價利用現有品種或引進資源提供科學依據。

1 材料和方法

1.1 試驗材料

供試材料有423、內亞9 號、定亞21 號、伊亞6 號、隴亞 14 號、內 44、2004M1-15、張亞 2 號、寧亞 17 號、晉亞 10 號、隴亞 10 號、晉亞 14 號、晉亞15 號、冀張亞 1 號、壩選 3 號、9718。這 16 份胡麻材料（系）均由國家特色油料產業技術體系胡麻大同綜合試驗站提供。

1.2 試驗地概況

試驗分別于2018、2019 年在山西農業大學（山西省農業科學院）高寒區作物研究所毛家皂試驗基地（113°10′E，39°53′N）進行。試驗地海拔 1 044.6 m，屬溫帶大陸性季風氣候，農業區劃為中溫帶干旱區。春季干旱少雨，乍暖還寒，多大風，空氣干燥[9]。試驗地土壤為砂壤栗鈣土，肥力中等偏下，有機質含量 16.2 g/kg、全氮 0.89 g/kg、全磷 0.76 g/kg、全鉀20.06 g/kg、堿解氮65.33 mg/kg、速效磷4.38 mg/kg、速效鉀 57.00 mg/kg、全鹽 0.55 g/kg，pH 值 8.19。前茬為蕎麥，播前深施有機肥7 500 kg/hm2、復合肥（18∶18∶18）330 kg/hm2。秋耕春澆，旋耕機翻地，人工整地作畦，開溝播種。2 a 試驗期間氣溫及降水資料如表 1 所示[10]。

表1 2018—2019 年試驗地氣象信息

1.3 試驗設計

試驗于 2018、2019 連續進行 2 a，2018 年 5 月1 日播種，2019 年 5 月 5 日播種，播前進行灌溉，以保證出苗率。開溝撒播，行距20 cm，種植密度900萬/hm2。小區面積13.34 m2，采用隨機區組排列，3 次重復，各品種間小區均用培土分離，間隔0.5 m，重復間間隔1 m。其他管理措施均與當地大田管理相同，整個生育期不進行人工灌溉，水分來源為自然降水。

1.4 性狀考察

成熟后每小區選取長勢一致的胡麻20 株，參照《胡麻種質資源描述規范和數據標準》[11]，分別對株高（X1）、工藝長度（X2）、分莖數（X3）、主莖分枝數（X4）、單株結果數（X5）、單果粒數（X6）、單株生產力（X7）、單株稈質量（X8）、千粒質量（X9）、籽粒產量（X10）性狀進行考察，對每個小區進行單獨脫粒收獲，折算成公頃產量。

1.5 數據分析

采用Excel 10 進行表型數據計算與整理，利用SPSS 18.0 統計分析軟件進行主要農藝性狀變異分析、主要農藝性狀與產量的相關分析、小區產量的正態性檢驗、主要農藝性狀與籽粒產量的多元線性逐步回歸分析以及籽粒產量的通徑分析。

2 結果與分析

2.1 胡麻品種（系）主要農藝性狀的變異性比較

對16 個胡麻品種（系）主要農藝性狀進行變異性分析，結果表明（表2），10 個性狀的變異系數最大的是籽粒產量，最小的是千粒質量，整體表現為籽粒產量＞單株生產力＞單株稈質量＞分莖數＞單株結果數＞工藝長度＞單果粒數＞主莖分枝數＞株高＞千粒質量，變化范圍6.31%～30.38%，變異幅度較大。

2.2 胡麻品種（系）主要農藝性狀與產量的相關分析

2.2.1 主要農藝性狀與產量的簡單相關分析 將不同胡麻品種的主要農藝性狀值導入統計軟件進行相關性分析，結果表明，胡麻籽粒產量與株高、單株結果數、單株生產力呈極顯著正相關；與分莖數呈顯著正相關；株高與工藝長度、單株結果數、單株生產力呈極顯著正相關；單株生產力與單株結果數呈極顯著正相關、與分莖數成顯著正相關；籽粒產量與9 個農藝性狀的簡單相關系數依次為單株生產力＞單株結果數＞株高＞分莖數＞單果粒數＞千粒質量＞工藝長度＞主莖分枝數＞單株稈質量（表 2）。

表2 不同胡麻品種主要農藝性狀表現及變異分析

2.2.2 主要農藝性狀與產量的偏相關分析 簡單相關系數描述的是2 個隨機變量之間的相關關系及密切程度，但是在現實分析中，2 個變量間的相關程度往往受到其他變量的影響和作用，使相關系數不能真實體現其相關程度，這就需要將其他變量產生的影響剔除，進行偏相關分析[12-14]。

本試驗中偏相關分析結果表明，籽粒產量與單株生產力呈極顯著正偏相關，與單株結果數呈顯著正偏相關；株高與工藝長度呈顯著正偏相關。綜合簡單相關和偏相關結果，單株結果數和單株生產力與產量均達到了顯著正相關，其中，單株生產力的相關性最大（表3）。

表3 不同胡麻品種主要農藝性狀間的相關系數

2.3 主要農藝性狀與籽粒產量的多元線性逐步回歸分析

為檢驗所測數據的可靠性，對不同胡麻品種的籽粒產量數據進行正態性檢驗[15]（表4），檢驗結果顯著水平P＝0.424，大于0.05，說明產量性狀的分布接近正態分布，可以進行回歸和通徑分析。

表4 正態性檢驗輸出結果

胡麻籽粒產量與9 個農藝性狀的多元線性回歸分析結果表明（表 5、6），其復相關系數為0.995，決定系數為0.989，調整系數為0.973。根據表6 的回歸系數，建立的多元線性回歸方程為Y＝-359.722＋4.681X1－3.571X2+63.438X3＋15.342X4＋24.231X5＋15.098X6＋715.579X7－11.329X8－19.549X9。

表5 回歸方程模型概述輸出結果

表6 胡麻籽粒產量與9 個農藝性狀的多元線性回歸分析系數

各回歸系數顯著性檢驗結果表明，單株結果數和單株生產力的回歸系數達顯著水平（P＜0.05），需進一步進行多元線性逐步回歸分析，建立最優回歸方程。逐步去除不顯著性狀后的多元線性回歸結果（表7）表明，模型2 是最優模型。單株生產力對籽粒產量影響最大，其標準回歸系數為0.666，其次為單株結果數，其回歸系數為0.341。根據表8，建立 最 優 回 歸 方 程Y＝-192.645 ＋21.774X5＋868.645X7。該方程表明，9 個農藝性狀中，僅有單株結果數和單株生產力對籽粒產量有直接顯著影響，其他7 個性狀對產量的影響不顯著。

表7 多元線性逐步回歸方程模型概述輸出結果

表8 胡麻籽粒產量與9 個農藝性狀的多元線性逐步回歸分析系數

在供試材料的單株結果數和單株生產力測定值范圍內，若要保持單株生產力不變的情況下，單株結果數每增加一個單位，籽粒產量將會增加了21.774 kg；若要保持單株結果數不變的情況下，單株生產力每增加一個單位，籽粒產量將會增加868.645 kg。

2.4 籽粒產量的通徑分析

為明確苗早期干旱胡麻各個性狀對產量構成影響的大小，對其進行通徑分析[16-17]，計算得出各性狀的間接通徑系數（表9）。結果表明，由簡單相關系數可知對胡麻產量起正向作用的依次是單株生產力＞單株結果數＞株高＞分莖數；單株生產力的直接通徑系數最大（0.549），其次是單株結果數（0.380），直接通徑系數越大，性狀對產量的影響也越大，說明單株生產力和單株結果數是直接影響籽粒產量的重要性狀。株高、分莖數、主莖分枝數和單果粒數增加，胡麻籽粒產量也增加。從間接通徑系數可知，單株結果數通過單株生產力的間接通徑系數（0.509）最大，單株生產力通過單株結果數的間接通徑系數（0.353）也較大，說明單株結果數通過單株生產力對胡麻籽粒產量產生較大的影響，株高、分莖數通過單株生產力的間接通徑系數分別為0.430、0.307，說明這2 個性狀通過單株生產力對籽粒產量產生較大影響；株高通過單株結果數的間接通徑系數為0.271，說明株高通過單株結果數對籽粒產量也產生較大影響。

表9 胡麻籽粒產量的通徑分析

通徑分析的結果進一步證實了單株結果數與單株生產力是直接影響胡麻籽粒產量的重要性狀，株高、分莖數也對籽粒產量產生較大的影響。

3 結論與討論

胡麻產量構成因素比較復雜，受多個因素的影響和制約，是基因型與環境互作的結果。本研究通過對各個農藝性狀的變異分析可以看出，變異系數的變化范圍較大，其中，產量的變異系數最大，其次是單株生產力，說明產量和單株生產力受品種自身基因及外界環境因素影響較大，品種選擇可調控空間較大；千粒質量的變異系數最小，則說明不同胡麻品種間千粒質量差異不大，受外界環境影響也較小；株高的變異系數僅次于千粒質量的變異系數，說明適度的株高有助于產量的穩定。作物在生產中的豐產性和穩產性通常可以通過產量性狀及其相關構成因素變異系數的大小來反映[18-20]。

產量與各個農藝性狀的簡單相關性分析反映了產量與各性狀以及各性狀間的相互關系。本研究表明，除與單株稈質量是負相關外，產量與其他性狀均為正相關。產量和各個農藝性狀的偏相關分析結果為：單株生產力＞單株結果數＞分莖數＞單果粒數＞株高＞主莖分枝數＞工藝長度＞單株稈質量＞千粒質量，其中，產量與工藝長度、單株稈質量、千粒質量為負相關，說明工藝長度和千粒質量受其他性狀的影響較大，主要通過其他性狀的交互作用而對產量產生正向效應。

通過正態性檢驗和顯著性檢驗的回歸分析更具有科學性和說服力，通徑分析的結果對產量構成進行了進一步的說明。本研究表明，株高、分莖數、主莖分枝數和單果粒數主要通過單株結果數和單株生產力的作用而對產量產生較大的間接正效應；工藝長度和千粒質量則主要通過單株結果數和單株生產力產生的間接正效應抵消一部分由直接通徑系數產生的正向直接效應，從而最終對產量產生正向間接效應；單株結果數通過單株生產力、單株生產力通過單株結果數均對產量產生較大的正向間接效應，結合其產生的正向直接效應，從而對產量的增加起到了決定性作用。圍繞產量構成問題前人也做了許多研究，舒志明等[21]研究表明，果著粒數、分枝數、單株蒴果數對提高胡麻單株產量起主要正向效應。李登明等[22]研究認為，提高胡麻單株產量必須有一定的單株果球數、株高和每果粒數。伊六喜等[23]研究則認為，株果數是決定胡麻種子產量的主要農藝性狀，均與本研究結果基本相同。胡麻在干旱的情況下，主莖上會出現分枝少并縮短的現象，而如果花期下雨，授粉受到影響易造成單果粒數差異較大，在生育前期特別干旱的環境下，必須保證了單株生產力才能保證群體的產量。本研究相關分析表明，提高單株結果數、增加單株生產力是提高胡麻產量的有效途徑。由于農藝性狀屬于數量性狀，易受環境和人為影響，試驗地點不同、材料不同，所得研究結果也有所差異。而本試驗所選材料為已選育的品種及優良的品系，是在生育前期即苗期相當干旱而花期又雨量偏多的條件下進行的，前期營養生長受限，花期授粉受雨水影響結實不好，可能導致單株結果數和單株生產力成為影響產量的決定性因素。在胡麻整個生育期有2 個時期對水肥相當敏感，即快速生長期和蕾期。樅形末期和快速生長初期對水分和養分要求最高，這一階段營養生長旺盛，又是花芽分化的關鍵時期；蕾期是胡麻一生中生長最旺盛的階段，對水肥要求極高，如果在這2 個重要時期及時澆水并追肥，結果還有待進一步研究。