塔額墾區食用向日葵產量與主要經濟性狀關系的分析

羅靜靜，王賀亞，艾海峰，李懷勝

(新疆生產建設兵團第九師農業科學研究所(畜牧科學研究所)，新疆塔城 834601)

塔額墾區屬于中溫帶干旱和半干旱地區，種植食葵具有明顯優勢，氣候與土壤適宜食葵種植。食葵喜涼、耐瘠薄，非常適合在海拔高、緯度高、氣候冷涼的地區種植。食葵是一種適應性很強的經濟作物，是塔額墾區的主要經濟作物之一，經濟效益高，價格多在11～13元/kg，種植面積超過0.67萬hm2。

產量是食葵育種和栽培的主要目標，只有在一定產量的基礎上，食葵優質、高效、生態、安全才具有實際意義[1-3]。產量性狀一般為數量性狀，受多基因支配和多種環境因素的影響且性狀間彼此關聯，某一性狀的改變必然導致其他性狀的變化，因此在實踐中較難掌握[4-6]。目前，已有諸多學者從不同作物的產量與經濟性狀進行了分析，如水稻、胡麻[7-8]、花生[9-10]等作物。但塔額墾區食葵產量與主要經濟性狀關系的研究還鮮見報道。鑒于此，筆者對16個塔額墾區食用向日葵品種進行比較試驗，對產量及主要經濟性狀進行相關性分析、正態性檢驗，采用回歸系數分析、通徑分析和主成分分析[1-10]，研究產量對經濟性狀的關聯性，旨在揭示各主要經濟性狀影響產量的原因及其相對重要性，篩選出適合塔額墾區推廣種植的高產、穩產的食葵品種，并為食葵育種提供理論基礎。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況試驗于2021年3—10月在新疆生產建設兵團第九師農(畜)科所團結農場4連試驗地(46″31′N，83″29′E)進行，前茬為冬小麥，屬典型的大陸性溫帶氣候，四季鮮明，晝夜溫差大，夏季日照時間長，光熱資源充足。供試土壤為砂質壤土，耕層土壤(0～20 cm)的基本理化性狀為有機質29.34 g/kg，堿解氮101.5 mg/kg，有效磷46.66 mg/kg，速效鉀371.97 mg/kg，pH 8.06。

1.2 供試材料供試品種共16個，分別是飛天1號、雙星44、樂豐30、jk518、同慶5號、金禾8號、雙星5號、恒福睿9號、sh363、zf-5、ZT-11、雙星1911、雙星6號、kt36、恒福睿6號、同欣1號。

1.3 試驗設計與方法試驗采用隨機區組設計，設3次重復。采用50 cm+90 cm寬窄行種植，行長5.0 m，寬2.8 m，小區面積14 m2，種植密度為25 500株/hm2，滴管帶鋪設在50 cm 窄行中。

1.4 播種及田間管理2021年5月28日播種，人工點播，干播濕出。人工除草2次，分別是6月15和28日。全生育期共澆水4次，分別在7月22日、8月8日、8月20日、8月31日采用滴灌方式灌溉。隨水施肥總量尿素30 kg/hm2、磷酸二銨15 kg/hm2、硫酸鉀15 kg/hm2。9月15日人工收獲。

1.5 調查方法觀察記載各品種的物候期，成熟后每個小區隨機取10株測量株高、莖粗及花盤直徑。隨機取10個花盤樣品，對結實率、百粒重、粒長、粒寬進行室內考種，按小區實際收獲計算產量。

在成熟期考察盤徑(x1)、單盤粒數(x2)、千粒重(x3)、結實率(x4)和實收產量(y)等經濟性狀。

1.6 數據分析采用Microsoft Excel 2003軟件對試驗數據進行處理；采用SPSS 統計分析軟件對不同性狀進行相關分析、正態性檢驗；采用回歸系數分析、通徑分析和主成分分析。

2 結果與分析

2.1 不同向日葵品種生育期比較由表1可知，不同向日葵品種播種期均為5月28日，播種期到出苗期均為9 d，生育期在110～118 d。不同向日葵品種中，同慶5號生育期最長，為118 d；樂豐30、恒福睿6號生育期較短，均為110 d。

表1 不同向日葵品種物候期比較

2.2 不同向日葵品種主要農藝性狀比較由表2可知，16個向日葵品種的平均產量為3 607.76 kg/hm2。其中，同慶5號產量最高，為4 071.63 kg/hm2；其次是恒福睿6號，產量為4 037.70 kg/hm2；產量位列第3的是雙星1911，為3 995.85 kg/hm2；產量最低的為恒福睿9號，為2 915.23 kg/hm2。

表2 不同向日葵品種主要農藝性狀比較

向日葵產量性狀變異分析顯示，不同向日葵品種在產量性狀上有較大差異[10-12]。由表3可知，5個經濟性狀變異系數幅度在3.36%～12.83%，其中單盤籽粒數變異系數最大，為12.83%，其次是產量變異系數，為10.24%；其余經濟性狀的變異系數較小。由此可見，參試品種的單盤籽粒數、產量有較大的變異性，選擇空間較大。從產量構成因素變異的情況分析可以得出，食用向日葵產量構成因素95%的置信區間為：盤徑19.76～21.11 cm，單盤籽粒704.74～808.14粒，千粒重214.81～233.09 g，結實率82.40%～85.40%。

表3 向日葵產量性狀變異分析

2.3 相關分析計算4個經濟性狀因子和產量的相關系數，得相關系數矩陣[12-14]，如表4所示。由表4可知，產量與4個性狀因子均呈正相關。其中，產量與單盤籽數達到極顯著正相關(r=0.732 5**)，說明在一定范圍內，提高單盤籽粒數可以顯著提高產量。

表4 經濟性狀和產量間的相關分析

從性狀間相關分析可以看出，盤徑與單盤籽粒數、單盤籽粒數與結實率呈現弱負相關，單盤籽粒數和千粒重呈顯著負相關(r=-0.598 3*)，說明單盤籽粒數過多，千粒重顯著降低，其余經濟性狀間均呈正相關。

2.4 線性方程回歸的建立正態性檢驗輸出結果顯示，Shapiro-Wilk統計量0.925，顯著水平Sig.=0.20>0.05，因此y服從正態分布，即y是正態變量，可以進行回歸分析。通過逐步回歸分析，選出單盤籽粒數(x1)、千粒重(x2)、結實率(x3)對產量(y)極顯著的變量。

由表5可知，為了明確各產量經濟性狀對產量線性效應的顯著性，準確描述產量對經濟性狀的依賴關系，建立產量的最優線性回歸方程為y=-7 468.284 557+4.875 448x1+15.615 314x2+46.378 728x3。x1、x2、x3與y的偏回歸系數達到極顯著。因此，可以用該方程來預測產量。

表5 回歸系數輸出結果

2.5 通徑分析相關系數僅是簡單測定了2個經濟性狀間的相互關系，但不能了解其中相關原因和效應大小。通徑分析[13-15]可將相關系數剖解為直接作用和間接作用各組成部分，并可估量各分量對總決定度的相對貢獻。

各品種產量對產量構成因素的通徑分析的結果見表6。從表6可以看出，3個產量構成因素的直接通徑系數的由大到小依次為單盤籽粒數>千粒重>結實率，表明食葵高產育種或栽培必須著重于單盤籽粒數的提高，同時兼顧千粒重和結實率易獲得高產。

表6 產量構成因素對產量的通徑分析

在各間接通徑系數中，單盤籽粒數通過結實率對產量有正向效應(x1→x3→y=0.145 813)，結實率通過單盤籽粒數對產量也有正向效應(x3→x1→y=0.527 862)，其余的間接通徑系數均為負值，表明結實率對產量影響雖然沒有單盤籽粒數明顯，但各因素間仍存在相互協調的問題。

2.6 主成分分析對8個與產量相關的經濟性狀進行主成分分析，結果顯示前3個主成分中的累積貢獻率已包含了8個變量的71.74%的信息[16-17]。

由表7可知，第一主成分因子特征值為2.96，其貢獻率為37.04%，對應特征向量中，千粒重分值較大(0.436 0)，其次為盤徑、粒長，而單盤籽粒數則表現為較高的負向量(-0.414 8)。這說明盤徑增大、籽粒增長，可提高千粒重，降低單盤籽粒數，故稱第一主成分為“千粒重因子”。

表7 主成分特征根和特征向量

第二主成分因子特征值為1.76，其貢獻率為22.05%，對應特征向量中，粒寬分值較大(0.627 2)，其次是株高、粒長、單盤籽粒數，而結實率表現為較高的負向量(-0.439 0)，說明單盤籽粒增多，籽粒增寬、株高增高、籽粒增長，而結實率降低。故第二主成分為“粒數因子”。

第三主成分因子特征值為1.01，其貢獻率為12.65%，對應特征向量中，莖粗分值較大(0.585 8)，其次為粒長、單盤籽粒數、盤徑，而結實率為較低的負向量(-0.138 5)，說明盤徑增加，莖粗增粗、籽粒也增長，而結實率下降。故第三主成分因子為“盤徑因子”。

綜上所述，構成食用向日葵產量變化的主成分因子分別是千粒因子、粒數因子、盤徑因子，其中千粒重因子貢獻最大，其次是粒數因子，而盤徑因子貢獻率較小。因此高產育種或栽培中，在適宜千粒重的基礎上，應注重選擇籽粒數多、花盤直徑大的植株容易獲得高產，這與姜敏等[10]試驗結果相似。

3 結果

該研究結果表明，食用向日葵的主要經濟性狀間相互影響、相互制約，他們對產量的直接作用不同程度被間接作用所影響[18-19]。從產量構成因素來看，單盤籽粒數與產量關系的相關系數和直接通徑系數均較大，其次是千粒重的直接通徑系數。

多元逐步回歸和通徑分析結果表明，食葵產量構成因素區間為盤徑19.76～21.11 cm，單盤籽粒704.74～808.14粒，千粒重214.81～233.09 g，結實率82.40%～85.40%。從主成分分析結果可以看出，在適宜千粒重的基礎上，應注重選擇籽粒數多、花盤直徑大的品種，容易獲得高產。

4 結論

綜上可知，塔額墾區食葵育種或栽培在保證千粒重的基礎上[20-21]，主攻單盤籽粒數和花盤直徑，協調優化兩者之間的關系，才能提高該地區食用向日葵產量的潛力。