33份簇生辣椒種質機械采收指標綜合評價

辣椒是貴州的十二大特色優勢產業之一，在助推貴州現代山地特色高效農業發展中貢獻較大。辣椒屬勞動密集型產業，采摘成本過高已經成為制約貴州辣椒產業發展的主要瓶頸問題。近年來，貴州高度重視壩區建設，通過集約化種植，機械化生產來解決勞動力老齡化嚴重，人工短缺、成本高等核心問題[1]。通過現代育種方法，改善雜交后代的基因控制性狀，力求株型、產量等性狀綜合關系相互協調，達到農藝與農機的最高程度的結合，培育出適用機采理想株型品系，從根本上提高辣椒機械采收率，是辣椒生產全面機械化發展瓶頸的有效手段[3]。目前，貴州辣椒機械化播種技術比較成熟，機械化移栽正處于起步階段，由于機械化生產對品種各方面性狀要求較高，一直制約著貴州省辣椒生產全程機械化[2]。因此，培育既耐密植又適宜機械采收的辣椒新品種是一種趨勢，開展適宜機械采收辣椒品種主要農藝性狀綜合評價，為選育適宜機械采收辣椒新品種提供理論依據。

1 材料與方法

1.1 材 料

試驗材料由貴州省辣椒研究所資源課題組收集，對照品種W 33為河南“三櫻椒”，目前生產上大面積推廣應用機械化辣椒品種(詳見表1)。

表1 33份簇生辣椒種質資源信息表

1.2 方 法

試驗于2019年10月—2020年4月在海南省三亞市貴州南繁基地進行，采用漂浮育苗播種，每穴1粒，高廂起壟，雙行單株定植，株行距40 cm×60 cm，每個品種定植200株，常規田間管理。田間農藝性狀調查參照《辣椒種質資源描述規范和數據標準》[4]。

1.3 數據處理

田間農藝性狀表型、相關性和主成分分析處理采用SPSS 21.0 軟件完成[5-6]。綜合評價值計算參照衛曉軼等[9]的方法，首先計算各性狀的特征值和方差貢獻率，根據性狀特征值累積方差貢獻率確定主成分數，根據各性狀的特征向量，列出主成分的函數表達式，計算其主成分值，進行綜合評價。

U(Xj)=(Xj-Xmin)/(Xmax-Xmin),(j=1，2……n)

式中，Xj表示第j個綜合指標值；Xmin表示第j個綜合指標的最小值；Xmax表示第j個綜合指標的最大值。Wj值表示第j個綜合指標的權重；Pj為第j個綜合指標的貢獻率。Y值為機械化采收適宜性綜合評價值[9]。

2 結果與分析

2.1 性狀變異特征分析

由表2可知，對參試材料14個農藝性狀表型數據分析得出，首花節位、株高、株幅、分枝數、莖粗、葉長、葉寬、掛果數、單果重、果長、果寬、果厚、一級分枝角度、單株產量的平均值分別為11.12、48.35 cm、46.01 cm、9.42、12.14 mm、10.21 cm、4.62 cm、95.50個、4.145 g、7.05 cm、11.95 mm、1.15 mm、39.17°、371.08 g。各性狀變異范圍較大，其中掛果數最大，變異范圍在21.67～184.00之間。變異系數在11.27%～44.24%之間，最大為單果重，最小為株幅。表明試驗所選材料遺傳差異較大，對于選育改良目標性狀存在潛在優勢。

表2 農藝性狀表型值

2.2 農藝性狀相關性分析

由圖1知，對參試材料各性狀進行相關性分析得出，單株產量與掛果數、單果重、果長呈極顯著正相關，相關系數為0.52、0.54、0.46；果寬與葉長、葉寬、單果重呈極顯著正相關，相關系數為0.56、0.48、0.51；掛果數與果長呈極顯著負相關，相關系數為-0.38、-0.44。一級分枝角度與其他農藝性狀之間均未達到顯著相關。因此，首花節位、株幅、株高、分枝數、莖粗、葉長、葉寬、掛果數、單果重、果長、果寬、果厚、單株產量13個性狀作為后續分析的主要性狀。

2.3 農藝性狀主成分分析

由表3可以看出，對參試材料農藝性狀主成分分析得出，第一主成分貢獻率為26.99%，系數載荷較高的是果寬、果厚，反映果實性狀主要因子。第二主成分貢獻率為21.50%，系數載荷較高的是株高、株幅、莖粗，反映生長勢主要因子。第三主成分貢獻率為14.63%，系數載荷較高的是單株產量，反映產量主要因子。第四主成分貢獻率為8.97%，系數載荷較高的是株幅。第五主成分貢獻率為8.25%，系數載荷較高的是分枝數，反映株型主要因子。五個主成分綜合貢獻率達80.33%，可以反映出13個農藝性狀的基本遺傳特征。因此，將原來13個性狀指標轉化為5個能夠代表原始性狀的綜合指標(見表4)，并進行辣椒機械化采收綜合評價。

表3 主成分分析

表4 農藝性狀主成分分析

2.4 機械化采收綜合評價

根據權重計算公式得出，5個綜合指標的權重分別是0.34、0.27、0.18、0.11、0.10。依據各指標的隸屬函數值及權重，計算出綜合評價值Y，Y值越大，越適宜機械化采收。由表5可看出，33份參試材料Y值在0.13～1.77之間，最大是GZH-18-12(W 9)，最小是H 069(W 1)。對照品種河南三櫻椒(W 33)Y值為1，參試材料中，Y值大于1的有GZH-18-12(W 9)、HSF(W 14)、L 6(W 28)和SD 53(W 27)，表明這4份資源較適宜機械采收。

表5 機械化采收指標綜合評價值

3 討論與結論

隨著農業產業化進程加速，農村勞動力大量轉移，土地流轉明顯加快，規模經營已成為發展趨勢，機械化采收已經成為如何節本增效，提高種植積極性的重要方向[7]。目前，機械化研究在大豆、小麥、玉米、棉花等作物較多[8-12]，辣椒機械化采收相關研究大都以栽培技術為主，關于品種選育和評價方面鮮有報道。開展適合機械化采收的辣椒新品種選育，必須從各因素中找出影響較大的因素，從而進行品種相關性狀遺傳改良，通過分子育種和常規育種的結合，從根本上加速適于辣椒機械化采收優良性狀的選擇性，提高辣椒育種效率，引領現代辣椒產業發展[13-14]。本研究通過對株高、株幅等14個性狀指標進行分析發現，單株產量與掛果數、單果重、果長呈極顯著正相關，這與步洪鳳等[15]，李全輝等[16]研究基本一致。主成分分析評估法目前已廣泛應用到農作物、經濟作物的綜合性狀的評價中[17-19]。主成分分析結果表明，篩選出的13個性狀指標中果寬、果厚、株幅、單株產量、分枝數對機械化采收綜合評價貢獻較大。對參試33份簇生型辣椒進行適宜機械化綜合評價得出，與目前生產上大面積推廣品種河南“三櫻椒”相比，綜合評價適宜機械采收辣椒材料為GZH-18-12(W 9)、HSF(W 14)、L 6(W 28)和SD 53(W 27)。

綜合研究發現，影響機械化綜合評價的因素多涉及株型相關性狀，因此，株型育種可作為辣椒機械化采收的重要研究內容。此次試驗尚未選擇維生素C、可溶性糖、可溶性蛋白質、粗纖維等與辣椒品質相關的因素，因此在下一步的研究中，可根據選育目標把品質指標考察在內，以期建立更加全面、綜合、科學的評價標準。