南陽盆地直立型豌豆農藝性狀與產量相關性及通徑分析

朱 旭 胡衛麗 楊厚勇 許 陽 韋保旭 鄭青煥 楊鵬程 劉廷甫

（1 河南省南陽市農業科學院，南陽 473000；2 河南省南陽市宛城區種子技術服務站，南陽 473000）

豌豆具有籽粒蛋白質含量高、易消化吸收、遺傳多樣性豐富等突出特點，是一種較好的糧、菜、飼兼用的作物[1-4]。隨著豌豆蛋白的興起和我國豌豆消費量的逐年增加，豌豆成為進口量最大的食用豆品種[5-6]。豌豆具有根瘤菌，可以培肥地力，適應能力強，生育期短，是重要的間、套、輪作和養地作物，在我國農業可持續發展和鄉村振興中有著重要影響[7]。

南陽盆地地處32°17′～33°48′N、110°58′～113°49′E，處于亞熱帶向暖溫帶過渡地帶，屬半濕潤大陸性季風氣候，四季分明，三面環山，小氣候特點明顯。種植品種以矮生型豌豆為主，目前生產中中豌6號、中秦1號等應用面積較大，產量多年來一直沒有大的突破。作物產量影響因素較多，既有內在基因的作用，也有外部環境的脅迫，最終體現在農藝性狀上。本研究立足于南陽盆地特殊的氣候特點，對22 份豌豆材料的8 個農藝性狀和產量進行試驗，通過多種分析方法分析農藝性狀與產量的關系，探究其中的相互作用機理，以期為南陽盆地豌豆新品種的選育及單產提高提供科學支撐。

1 材料與方法

1.1 供試材料參試的22 份材料均為直立型品種（系），其中11 份為已穩定的雜交后代，1 份為南陽市生產上應用的中豌6號提純復壯株系，其余10 份由國家食用豆產業技術體系相關單位提供（表1）。

表1 供試豌豆品種（系）

1.2 試驗設計試驗于2019年在南陽市農業科學院潦河試驗基地進行，供試土壤為黃褐土，肥力中等。試驗采用隨機區組排列，3 次重復，小區面積12m2，6 行區，行長5m，行距0.4m，株距6.7cm，每行留苗75 株，每小區留苗450 株，折合37.5 萬株/hm2。

1.3 測定項目豌豆成熟時于每小區內中間1 行、中間區域隨機取樣10 株，調查以下經濟性狀：株高、主莖節數、主莖分枝數、單株莢數、莢長、莢寬、單莢粒數、百粒重及小區產量，調查方法嚴格按照《豌豆種質資源描述規范和數據標準》[8]執行。

1.4 數據處理采用Microsoft Excel 2010 整理數據，利用SPSS 19.0 進行方差、相關性、關聯度和通徑分析。

2 結果與分析

2.1 主要農藝性狀分析對22 份豌豆品種（系）的8 個主要農藝性狀及產量進行方差分析（表2），結果表明，22 份試驗材料的8 個農藝性狀及小區產量差異均達到極顯著水平，且差異來源主要表現在品種間。說明在南陽生態環境下，22 個豌豆品種（系）農藝性狀表現出豐富的多樣性，適合分析農藝性狀對產量的影響。

表2 供試豌豆主要農藝性狀及產量方差分析

不同性狀的變異系數表明（表3），性狀間均存在一定程度的差異，變異系數變化范圍為8.36%～31.19%，排序為單株莢數>百粒重>株高>主莖分枝數>主莖節數>產量>單莢粒數>莢寬>莢長。在特定密度條件下，單株莢數、單莢粒數和百粒重是產量構成三要素，其他性狀均通過影響這3 個性狀影響產量。從結果可以看出單株莢數和百粒重的變異系數位居前兩位，分別為31.19%和24.42%，說明單株莢數和百粒重可能是影響不同品種（系）產量的主要因素。

表3 供試豌豆主要農藝性狀表現

2.2 主要農藝性狀與產量的相關性分析22 份豌豆品種（系）的農藝性狀與產量的相關分析（表4）表明，產量與其主要性狀的相關系數按絕對值排列為主莖節數>百粒重>單株莢數>株高>莢寬>主莖分枝數>單莢粒數>莢長；產量與主莖節數、單株莢數和株高呈極顯著的負相關關系，與百粒重呈極顯著的正相關關系，與主莖分枝數、莢長、莢寬和單莢粒數的相關性不顯著。構成產量的3 個性狀中百粒重、單株莢數與產量呈極顯著相關關系，單莢粒數與產量的相關關系不明顯。從百粒重和單株莢數與其他農藝性狀的相關系數可以看出，百粒重與4 個性狀的相關性達到顯著或極顯著水平，其中與株高、主莖節數呈極顯著的負相關關系，與單株莢數呈顯著的負相關關系，與莢寬呈極顯著的正相關關系；單株莢數除與莢長相關性不顯著外，與其他6 個性狀均達到顯著或極顯著的相關關系。說明大部分農藝性狀均能通過影響百粒重或單株莢數進而影響產量。

表4 供試豌豆主要農藝性狀與產量的相關性分析

2.3 主要農藝性狀與產量的關聯度分析灰色關聯度分析是一種多因素統計分析方法，所需樣本量小，可以反映出性狀之間變化趨勢的一致性，結合相關性分析能更全面地分析性狀之間的關系。通過對22 份豌豆品種（系）8 個農藝性狀及產量進行灰色關聯度分析（表5），豌豆主要農藝性狀與產量的關聯度表現為：莢寬>百粒重>莢長>單莢粒數>主莖分枝數>主莖節數>株高>單株莢數。該結果表明，8 個性狀中莢寬與產量的變化趨勢一致性最好，百粒重次之，單株莢數與產量的變化趨勢一致性最差。結合相關系數分析構成產量的3 個性狀，凡與單株莢數呈顯著正相關關系的性狀，在關聯度分析中與產量的變化趨勢一致性均相對較差，與單株莢數呈顯著負相關關系的性狀，在關聯度分析中與產量的變化趨勢一致性均相對較好；而百粒重與相關性狀之間的表現正好相反，且百粒重不管是在相關性分析中還是在關聯度分析中均表現較好；單莢粒數無論是相關系數還是關聯度，均表現不顯著。這說明百粒重和單株莢數是導致產量出現變化的主要直接因素。

表5 農藝性狀與產量的關聯度分析

2.4 主要農藝性狀與產量的通徑分析通過對相關系數進行分解，計算豌豆主要農藝性狀對產量的直接作用和間接作用，進而明確各因素對產量的相對重要性[9]。結果表明（表6），各性狀對產量的直接貢獻并不均等，按絕對值從大到小依次排序為百粒重>莢寬>主莖節數>單株莢數>單莢粒數>主莖分枝數>莢長>株高，百粒重和莢長對產量具有直接的正向效應，其余性狀對產量均具有直接的負向效應。對比相關系數可以看出株高、主莖分枝數、主莖節數的直接作用不大，均是通過影響其他性狀進而對產量產生影響；莢長、單莢粒數受試驗材料的差異性限制，未能充分表達其與產量之間的關系，和產量的相關關系不顯著。在關聯度分析中與產量關聯度最好的莢寬在通徑分析中對產量的直接通徑系數為-0.437，其中通過百粒重的間接效應為0.423，說明莢寬通過百粒重對產量具有較強的增產作用，在一定范圍內提高莢寬，影響百粒重的變化，可提高產量。單株莢數直接通徑系數在相關系數中占比較高，達45.3%，說明單株莢數對產量的直接作用較大，但容易受到外界因素或其他性狀影響。百粒重直接通徑系數最大，在相關系數中占比最高，說明百粒重對產量的直接作用大，受到外界因素或其他性狀影響小。

表6 主要農藝性狀與產量的通徑分析

2.5 主要農藝性狀與產量構成因素通徑分析單株莢數、單莢粒數、百粒重是在密度一定的情況下構成產量的3 個直接性狀，分析農藝性狀與這3 個性狀之間的通徑系數，有利于進一步探究農藝性狀與產量的關系。通過分析相關系數顯著性和直接通徑系數（表7）可以看出，株高主要直接影響單莢粒數；主莖分枝數主要直接影響單株莢數；主莖節數能夠直接影響單莢粒數和百粒重；莢長主要直接影響單莢粒數；莢寬主要直接影響單株莢數。產量的3 個直接性狀之間，單株莢數與單莢粒數互為直接的負向效應，且影響較大，相關性顯著；百粒重與單株莢數之間直接效應較小，表現為顯著的負相關性；百粒重與單莢粒數之間直接負效應雖然較大，但相關性不顯著。這說明百粒重與單株莢數有明顯的競爭關系，但是通過其他性狀表達；百粒重與單莢粒數直接競爭關系激烈，但能通過其他性狀進行彌補；單株莢數和單莢粒數直接競爭關系激烈，且不能通過其他性狀進行改善，在品種篩選時應注意協調兩者關系。

表7 主要農藝性狀與產量構成性狀的通徑分析

3 結論與討論

在密度、施肥水平、管理措施一致的情況下，對南陽盆地種植的22 份豌豆品種（系）主要農藝性狀與產量進行調查，相關分析顯示各農藝性狀與產量的相關程度為：主莖節數>百粒重>單株莢數>株高>莢寬>主莖分枝數>單莢粒數>莢長，其中主莖節數、單株莢數和株高與產量呈極顯著的負相關關系，百粒重與產量呈極顯著的正相關關系，主莖分枝數、莢長、莢寬和單莢粒數與產量相關性不明顯。通過灰色關聯度分析，豌豆主要農藝性狀與產量的關聯順序為：莢寬>百粒重>莢長>單莢粒數>主莖分枝數>主莖節數>株高>單株莢數，由于灰色關聯分析用來描述性狀變化趨勢的一致性，負相關關系的關聯度低，因此兩種分析結果基本吻合，顯示影響豌豆產量的主要因子為百粒重和單株莢數，百粒重為正相關，單株莢數為負相關。這與高小麗等[2]、龔學臣等[10]、王鳳寶等[11]的研究結果不一致，可能與南陽氣候特點有關，南陽春季較短，溫度回升較快，灌漿時間短，灌漿期容易受到干熱風危害，單株粒數多，營養分散，不利于灌漿的快速進行，因此單株莢數和單莢粒數對產量影響不大或有副作用。在單株粒數減少的情況下，百粒重對產量的作用就更加明顯。

通徑分析中各性狀對產量的直接作用大小依次為百粒重>莢寬>主莖節數>單株莢數>單莢粒數>主莖分枝數>莢長>株高，百粒重和莢長對產量的直接作用為正效應，其余性狀對產量的直接作用為負效應。單株莢數對產量的直接負效應較大，但容易受到其他性狀影響。百粒重對產量的直接作用大，受到外界因素或其他性狀影響小。其他農藝性狀與百粒重、單株莢數和單莢粒數3 個產量構成性狀的通徑分析表明，影響百粒重的直接性狀為主莖節數，影響單株莢數的直接性狀為莢粒數和主莖分枝數，影響單莢粒數的直接性狀為百粒重和單株莢數。因此在篩選培育新品種時應注意考察主莖節數與主莖分枝數，以減少這些性狀對產量的不利影響。

本研究表明百粒重是影響豌豆產量的最主要、最直接因子，因此，深入探討研究百粒重和產量之間的關系很有必要。由于供試材料中6 份材料的百粒重小于20g，本研究通過一系列的數據分析僅能說明其相對重要性，不能對其影響力的大小進行有效描述，因此在以后的研究中我們應盡可能多地收集不同百粒重的直立型材料進行分析，構建在南陽生態條件下豌豆產量與百粒重的關系模型，量化百粒重對產量的影響力，為品種培育和篩選適合南陽小氣候品種提供依據。