青花菜單株產(chǎn)量與主要農(nóng)藝性狀的相關(guān)性分析

申領(lǐng)艷，閆鳳岐 ，栗淑芳，蘇浴源 ，康少輝 ，陳寶剛

（1.張家口市農(nóng)業(yè)科學(xué)院，河北張家口075000；2.張家口市鄉(xiāng)村振興促進(jìn)中心，河北張家口075000）

青花菜（Brassica oleraceaL.var.capitataL.）屬十字花科蕓苔屬蔬菜，其食用部位主要是花球。其花球產(chǎn)量與主要農(nóng)藝性狀（株高、開展度、外葉數(shù)、分枝數(shù)、外葉長(zhǎng)、外葉寬等）之間的關(guān)系十分密切。各性狀之間也存在相互作用，它們共同對(duì)單株產(chǎn)量起作用[1-3]。

近年來，關(guān)于不同作物單株產(chǎn)量與農(nóng)藝性狀的關(guān)系，國(guó)內(nèi)外學(xué)者運(yùn)用農(nóng)業(yè)研究中重要的統(tǒng)計(jì)分析方法，如相關(guān)分析、通徑分析和回歸分析進(jìn)行了大量研究[4-9]，揭示各性狀直接對(duì)單株產(chǎn)量產(chǎn)生的影響和2 個(gè)性狀互作對(duì)單株產(chǎn)量產(chǎn)生的影響，并為不同作物育種提供理論依據(jù)。但青花菜育種在我國(guó)起步比較較晚，對(duì)青花菜單株產(chǎn)量與農(nóng)藝性狀的關(guān)系研究較少。

本試驗(yàn)以86 份青花菜品種為試驗(yàn)材料，在河北省張家口市農(nóng)業(yè)科學(xué)院試驗(yàn)田種植，采用相關(guān)分析、通徑分析和回歸分析的方法，進(jìn)行深入剖析青花菜單株產(chǎn)量形成中，各個(gè)農(nóng)藝性狀所起的作用和相對(duì)重要性，旨在為冀西北高山高原夏秋露地青花菜高產(chǎn)育種提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料和方法

1.1 試驗(yàn)材料

供試青花菜材料86 份如表1 所示。

表1 86 份青花菜材料及其來源

1.2 試驗(yàn)方法

試驗(yàn)在張家口市農(nóng)業(yè)科學(xué)院試驗(yàn)田（張北縣喜順溝）進(jìn)行。小區(qū)面積6 m2，隨機(jī)區(qū)組排列，3 次重復(fù)。2020 年4 月30 日青花菜播種，采用72 穴盤育苗。6 月5 日定植，采用高畦栽培，覆蓋黑地膜，每畦2 行，大行距60 cm，小行距40 cm，株距50 cm。試驗(yàn)地四周設(shè)保護(hù)行。田間管理與當(dāng)?shù)厍嗷ú说奶镩g管理方法一致。

1.3 主要農(nóng)藝性狀調(diào)查

收獲前，按照《青花菜種質(zhì)資源描述規(guī)范和數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)》[10]，每小區(qū)隨機(jī)選取 5 株，調(diào)查生育期（X1）、株高（X2）、開展度（X3）、外葉數(shù)（X4）、分枝數(shù)（X5）、花球高（X6）、花球橫徑（X7）、外葉長(zhǎng)（X8）、外葉寬（X9）、中心柱高（X10）、中心柱寬（X11）和單株產(chǎn)量（Y）等指標(biāo)。

1.4 數(shù)據(jù)處理

各性狀指標(biāo)數(shù)據(jù)均取平均值，利用SPSS 22.0軟件進(jìn)行單株產(chǎn)量與農(nóng)藝性狀之間相關(guān)性分析[11]、通徑分析[12]和回歸分析[13-14]。

2 結(jié)果與分析

2.1 相關(guān)性分析

由表2 可知，青花菜11 個(gè)主要農(nóng)藝性狀中，單株產(chǎn)量與8 個(gè)農(nóng)藝性狀呈正相關(guān)，其中，單株產(chǎn)量與花球高、外葉長(zhǎng)和外葉寬3 個(gè)農(nóng)藝性狀的相關(guān)性均達(dá)到了極顯著水平，與株高、開展度和中心柱高3 個(gè)農(nóng)藝性狀的相關(guān)性均達(dá)到了顯著水平，花球橫徑和中心柱寬2 個(gè)性狀與單株產(chǎn)量的相關(guān)性未達(dá)顯著水平。單株產(chǎn)量與生育期、外葉數(shù)和分枝數(shù)3 個(gè)農(nóng)藝性狀呈負(fù)相關(guān)，但均未達(dá)到顯著水平。表明增加花球高、外葉長(zhǎng)、外葉寬、株高、開展度和中心柱高的指標(biāo)值均可提高單株產(chǎn)量，其中，花球高、外葉長(zhǎng)和外葉寬對(duì)單株產(chǎn)量的作用最大。

表2 青花菜主要農(nóng)藝性狀與單株產(chǎn)量的相關(guān)性分析

2.2 通徑分析

2.2.1 通徑系數(shù) 青花菜主要農(nóng)藝性狀對(duì)單株產(chǎn)量的直接通徑系數(shù)絕對(duì)值依次為外葉寬＞外葉長(zhǎng)＞外葉數(shù)＞花球橫徑＞分枝數(shù)＞花球高＞中心柱高＞株高＞開展度＞生育期＞中心柱寬（表3）。其中，外葉寬和外葉長(zhǎng)與單株產(chǎn)量的直接通徑系數(shù)（正值）為0.353 和0.349，且絕對(duì)值最大；生育期與單株產(chǎn)量的直接通徑系數(shù)（負(fù)值）為-0.060，且絕對(duì)值最小。說明直接選擇葉面積大的材料能有效提高單株產(chǎn)量，但用生育期來提高單株產(chǎn)量效果不理想。

表3 青花菜主要農(nóng)藝性狀對(duì)單株產(chǎn)量的直接通徑系數(shù)和間接通徑系數(shù)

2.2.2 決定系數(shù) 利用決定系數(shù)能更好的發(fā)現(xiàn)各性狀之間的關(guān)系及其相對(duì)重要性[15]。11 個(gè)主要農(nóng)藝性狀對(duì)單株產(chǎn)量的直接決定系數(shù)絕對(duì)值依次為外葉寬＞外葉長(zhǎng)＞外葉數(shù)＞花球橫徑＞分枝數(shù)＞花球高＞中心柱高＞株高＞開展度＞生育期＞中心柱寬（表4）。直接效應(yīng)中，外葉寬和外葉長(zhǎng)對(duì)單株產(chǎn)量的影響作用最大，直接決定系數(shù)為0.125 和0.122。互作效應(yīng)中，外葉長(zhǎng)與外葉寬的互作效應(yīng)最大，其間接決定系數(shù)為0.134。因此，在選育高產(chǎn)青花菜材料時(shí)，要特別注意對(duì)葉面積的選擇，可有效提高育種效率。

表4 青花菜主要農(nóng)藝性狀對(duì)產(chǎn)量的決定系數(shù)

2.3 回歸分析

經(jīng)多元逐步回歸分析，剔除對(duì)單株產(chǎn)量無顯著影響的性狀，留下與單株產(chǎn)量存在顯著水平的4 個(gè)性狀，其最佳回歸模型為：Y＝-100.391－11.863X4＋17.341X7＋3.072X8＋12.105X9。此方程說明影響青花菜單株產(chǎn)量的主要因素為外葉數(shù)、花球橫徑、外葉長(zhǎng)和外葉寬。當(dāng)其他農(nóng)藝性狀維持在平均水平時(shí)，花球橫徑、外葉長(zhǎng)和外葉寬每增加1 個(gè)標(biāo)準(zhǔn)單位或外葉數(shù)減少1 個(gè)標(biāo)準(zhǔn)單位，單株產(chǎn)量可分別提高17.341、3.072、12.105 和 11.863 g，說明 4 個(gè)性狀中花球橫徑、外葉寬、外葉長(zhǎng)對(duì)單株產(chǎn)量都有正作用，而外葉數(shù)對(duì)單株產(chǎn)量有負(fù)作用。

由表5 可知，逐步回歸方程的F值為15.253，達(dá)到極顯著水平；進(jìn)入方程的各自變量的偏相關(guān)系數(shù)達(dá)到了顯著水平；Durbin-Watson 統(tǒng)計(jì)量接近2，為1.801，可見回歸方程是可以成立的。此方程說明單株產(chǎn)量與花球橫徑、葉片長(zhǎng)和葉片寬呈正相關(guān)，偏相關(guān)系數(shù)分別為0.258、0.298 和0.402；與外葉數(shù)為負(fù)相關(guān)，偏相關(guān)系數(shù)為-0.430。說明在選育青花菜時(shí)要注重選擇花球橫徑越大、葉面積越大和外葉數(shù)較少的材料。如果市場(chǎng)收購青花菜的花球橫徑標(biāo)準(zhǔn)為11～14 cm，選擇花球橫徑時(shí)不能太長(zhǎng)。

表5 回歸模型診斷

通過殘差圖分析和發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)中可能出現(xiàn)的錯(cuò)誤以及所選用的回歸模型是否恰當(dāng)，是回歸分析中的一項(xiàng)重要檢驗(yàn)。由圖1 可知，所有散點(diǎn)都分布在對(duì)角線附近，說明觀察數(shù)據(jù)之間具有線性相關(guān)關(guān)系，可判斷標(biāo)準(zhǔn)化殘差服從正態(tài)分布，觀測(cè)數(shù)據(jù)具有代表性。由圖 2 可知，殘差點(diǎn)在（-2，2）區(qū)域內(nèi)，波動(dòng)范圍基本保持穩(wěn)定，殘差的方差性好，說明模型的擬合效果較好，上述回歸方程是有效的。

3 討論

產(chǎn)量直接影響到作物的經(jīng)濟(jì)效益，影響產(chǎn)量性狀因素的評(píng)估一直是品種選擇的重要指標(biāo)[12]。

本試驗(yàn)在相關(guān)性分析中，青花菜單株產(chǎn)量與花球高、外葉長(zhǎng)和外葉寬3 個(gè)農(nóng)藝性狀的相關(guān)性均達(dá)到了極顯著水平。這與崔麗紅等[16]的研究青花菜單株產(chǎn)量與葉面積指數(shù)呈極顯著水平結(jié)果基本一致，與朱長(zhǎng)志等[17]研究表明，青花菜單株產(chǎn)量與花球橫徑呈極顯著水平不同，這與試驗(yàn)材料遺傳背景、生物環(huán)境等不同有關(guān)。因此，青花菜定植后，在田間管理上要盡快促進(jìn)植株?duì)I養(yǎng)生長(zhǎng)，使其在進(jìn)入生殖生長(zhǎng)前迅速形成并達(dá)到足夠的葉面積，從而促進(jìn)優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)花球的形成。

在通徑分析中，11 個(gè)主要農(nóng)藝性狀對(duì)單株產(chǎn)量的直接通徑系數(shù)和直接決定系數(shù)絕對(duì)值依次為外葉寬＞外葉長(zhǎng)＞外葉數(shù)＞花球橫徑＞分枝數(shù)＞花球高＞中心柱高＞株高＞開展度＞生育期＞中心柱寬。外葉寬和外葉長(zhǎng)對(duì)單株產(chǎn)量的影響作用最大，是決定單株產(chǎn)量的主要因素，其不僅對(duì)單株產(chǎn)量的直接作用最大，而且株高、展開度通過影響外葉長(zhǎng)、外葉寬對(duì)單株產(chǎn)量的間接作用較大，間接通徑系數(shù)分別是 0.297、0.105 和 0.235、0.127，表明株高、展開度通過影響葉面積對(duì)單株產(chǎn)量有較大的正效應(yīng)，選擇較大的外葉寬和外葉長(zhǎng)是選育高產(chǎn)青花菜品種的重要方法。因此，在選育青花菜時(shí)要注意對(duì)葉面積的選擇。賴佳等[18]對(duì)16 份白菜新品系進(jìn)行了通徑分析，從8 個(gè)農(nóng)藝性狀中選出最大葉葉寬和葉片數(shù)對(duì)提高單株產(chǎn)量作用最大，為選育高產(chǎn)白菜品種提供了理論指導(dǎo)。

在回歸分析中，青花菜單株產(chǎn)量為因變量，其他11 個(gè)農(nóng)藝性狀為自變量，進(jìn)行多元逐步回歸分析，剔除對(duì)單株產(chǎn)量無顯著的性狀，留下與單株產(chǎn)量呈顯著水平的4 個(gè)性狀，即：外葉數(shù)、花球橫徑、外葉長(zhǎng)和外葉寬，得到最佳回歸方程Y＝-100.391－11.863X4＋17.341X7＋3.072X8＋12.105X9。單株產(chǎn)量與外葉數(shù)、外葉長(zhǎng)、外葉寬間的相關(guān)分析、通徑分析、回歸分析結(jié)果一致，單株產(chǎn)量與花球橫徑相關(guān)性在回歸分析和通徑分析中都相關(guān)，但相關(guān)分析中結(jié)果不相關(guān)。這表明在選育過程中，只進(jìn)行相關(guān)分析遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠，還得進(jìn)行通徑分析和回歸分析，更好地揭示各性狀對(duì)產(chǎn)量作用的實(shí)質(zhì)。同時(shí)對(duì)最佳回歸模型關(guān)系式進(jìn)行回歸模型診斷與殘差分析檢驗(yàn)，來驗(yàn)證回歸方程的可靠性。

4 結(jié)論

在冀西北高山高原生態(tài)環(huán)境條件下，以86 份青花菜品種為試驗(yàn)材料，對(duì)單株產(chǎn)量與11 個(gè)主要農(nóng)藝性狀進(jìn)行了相關(guān)分析、通徑分析和回歸分析。在相關(guān)分析、通徑分析中，青花菜單株產(chǎn)量與11 個(gè)主要農(nóng)藝性狀均有一定聯(lián)系，尤其是花球橫徑、外葉長(zhǎng)和外葉寬是決定青花菜單株產(chǎn)量的主要因素，其對(duì)單株產(chǎn)量的直接作用最大。在回歸分析中，建立相關(guān)產(chǎn)量最佳回歸方程Y＝-100.391－11.863X4＋17.341X7＋3.072X8＋12.105X9，并進(jìn)行回歸模型診斷與殘差分析圖檢驗(yàn)，理論結(jié)果與實(shí)際結(jié)果有較好的擬合性，擬合的回歸模型適用于青花菜產(chǎn)量預(yù)測(cè)。