中圖分類號:S565.2 文獻標識碼:A 文章編號:0488-5368(2025)04-0082-07
Abstract: To clarify the key factors influencing the yield composition of Puhua 55 and to achieve high - yield cultivation,thisstudyemployed correlationanalysis,statistical analysis,and principalcomponentanalysisto investigate the relationship betweenthe main agronomic traits and yield of Puhua 55.The results showed that the coefficient of variation for 11 main agronomic traits and yield of Puhua 55 ranged from 3 . 7 0 % to 3 6 . 9 2 % .The coefficient of variation for shelling percentage was the lowest,while the coeffcient of variation forthe number of full pods per plant was thehighest.Pod yield was positivelycorrelated withthe numberof podsper kilogram,the number of kernels per kilogram,and sheling percentage,but negatively correlated with hundred -pod mass.In addition,significant pairwise correlations were observed among agronomic traits,such as main stem length,branch length,and total number of branches.The strongest positive direct effcts on podyield were exerted bythe number of pods per kilogram and branch length,with direct path coeffcients of0.938 and O.879,respectively.Conversely,main stem length and the number of branches with pods had the most significant negative direct ffects, with direct path coeficients of-0.513 and-0.392,respectively.Principal component analysis reduced the11 agronomic traits to four principal components ,with a cumulative contribution rate of 7 9 . 9 5 % . Comprehensive analysis indicated that Puhua55 demonstrated good planting benefits in Guzhen,Anhui;Linyi,Shandong;Heze, Shandong;Sixian,Anhui,and Jining,Shandong.This study provides a theoretical support for the high-yield cultivation and extension of Puhua 55.
Key Words:Peanut;Puhua 55;Path analysis; Principal component analysis; Agronomic traits ; Yield
花生具有易種植、產量高、經濟效益好等特點,是世界范圍內廣泛種植和利用的經濟作物[1]。我國是花生生產大國,同時也是花生消費大國,花生產業發展關系到我國油脂油料供應安全的戰略布局,發展花生產業不僅有利于農業種植結構的調整,對農民收入的提高、國家食用油安全的保障及國民經濟的發展等方面也具有重要作用[2.3。提高花生單產水平是實現花生產業可持續發展的重要手段,而選育并推廣種植優良花生新品種是實現花生高產穩產的重要途徑[4]。濮花55號是于2000年配置組合,利用系譜法選育的花生新品種,田間表現良好,產量高,適應性廣,具有很大的推廣前景?;ㄉa量受到基因、環境、栽培技術等多種因素的影響,合理的栽培方式有助于花生的高產穩產[5]。通徑分析以多元線性回歸方程為基礎,能夠處理較為復雜的變量關系,可系統解析花生產量與農藝性狀之間的相關性[6]。主成分分析通過降維處理,將原來多個變量通過線性關系提煉出少數幾個主要變量的一種統計分析方法,可有效對品種進行綜合評價,已在小麥、大豆、花生、水稻等多種作物中應用[7\~I0]。本研究通過通徑分析和主成分分析兩種方法解析花生新品種濮花55號農藝性狀與產量之間的關系,并對濮花55號在不同地點種植進行綜合評價,為其高產穩產栽培和推廣種植提供理論依據。
1.2 性狀調查
花生收獲前,每小區隨機選取10株,參照《花生種質資源描述規范和數據標準》[\"]測定農藝性狀,包括主莖高( )、側枝長(
)、總分枝數(
)、結果枝數(
、單株結果數(
)、單株飽果數
。待花生收獲曬干后稱產,并進行經濟性狀測定,包括果數
)、仁數(
)、百果質量
)、百仁質量(
)、出米率(
)、莢果產量(Y)等。
1.3 數據分析
采用MicrosoftExcel2007對數據進行整理,R語言進行相關性分析和通徑分析,采用軟件SPSS21.0進行主成分分析。
1材料與方法
1.1 試驗材料
該試驗采用濮花55號參加2017年國家北方片大粒組花生新品種多點試驗數據,試驗地點詳見表1。試驗采用隨機區組設計,3次重復,小區面積 ,播種密度10000穴
,每穴2粒。5月10日前播種,按照當地習慣進行種植及田間管理。
2 結果與分析
2.1濮花55號主要性狀和產量的統計分析
變異系數可衡量各觀測值的變異程度,反映品種受環境影響的大小,變異系數越小,代表品種表現受環境影響越小,表示品種靜態穩產性越好。由表2可知,在2017年國家北方片花生新品種多點試驗中,濮花55號主要農藝性狀和產量的變異系數在 3 . 7 0 % ~ 3 6 . 9 2 % 之間,其中出米率變異系數最小,為 3 . 7 0 % ,單株飽果數變異系數最高,為
3 6 . 9 2 % ;單株結果數、主莖高、側枝長、仁數等性狀變異系數均超過 20 % ,表明濮花55號單株飽果數、單株結果數、主莖高、側枝長等性狀受環境影響和栽培管理條件較大。濮花55號產量變異系數為
2 4 . 8 4 % ,變化幅度在 說明濮花55號產量受環境和栽培管理條件影響較大。
2.2濮花55號主要性狀與產量的相關性分析 2.3濮花55號主要性狀與產量的通徑分析
由圖1可知,濮花55號莢果產量與果數( r = 0.77)、仁數( r = 0 . 5 9 , 和出米率( r = 0 . 4 5 呈顯著正相關,與百果質量( r = - 0 . 4 3 )呈顯著負相關。對濮花55號主要性狀進一步分析發現,濮花55號主莖高與側枝長( r = 0 . 9 7 )、總分枝數( )呈顯著正相關;側枝長與總分枝數( r = 0 . 4 9 )總分枝數與結果枝數( r = 0 . 7 0 )、單株結果數與單株飽果數( r = 0 . 9 2 )、果數與仁數( r = 0 . 7 9 )、仁數與出米率( r = 0 , 5 2 )、百果質量與百仁質量( r = 0.64)均呈顯著正相關,而百果質量與出米率( r = -0.53)呈顯著負相關。
由表3可知,果數( P Y = 0 . 9 3 8 和側枝長( P Y = 0.879)對濮花55號莢果產量的直接正效應最大,其中果數通過側枝長、總分枝數、單株結果數、仁數和百果質量對產量產生了間接負效應,同時通過主莖高、結果枝數、單株飽果數、百仁質量、出米率對產量產生了間接正效應,間接通徑系數總和為C P Y = - 0 . 1 6 8 ) ,因果數對產量的直接效應較大,最終其與產量呈顯著正相關;側枝長通過主莖高、結果枝數、單株飽果數、果數、百果質量和百仁質量對產量產生了較大的間接負效應,效應值為1 P Y = - 0 . 5 7 9 ),削弱了側枝長與產量之間的正效應。主莖高( P Y = - 0 . 5 1 3 )和結果枝數( P Y = - 0 . 3 9 2 )對濮花55號莢果產量影響直接負效應最大,其中主莖高通過對側枝長、總分枝數、單株結果數、仁數、百仁質量、出米率等對產量產生間接正效應,消除了其自身對產量的直接負效應,最終與產量呈正相關關系。仁數( P Y = - 0 . 2 8 2 雖然對產量產生了直接負效應,但其間接通徑系數總合為( P Y = 0 . 8 7 2 ),最終與產量呈顯著正相關。百果質量( P Y = 0 . 1 4 1 )與出米率( P Y = 0 . 2 7 2 均對產量產生較小的直接正效應,但百果質量( P Y= - 0 . 5 7 1 )受到間接負效應較大,最終與產量呈顯著負相關,而出米率受到總間接效應與直接效應相疊加,最終與產量呈顯著正相關。
2.4濮花55號主要性狀的主成分分析
對濮花55號12個主要性狀進行主成分分析,提取特征值大于1的4個主成分,累積貢獻率達7 9 . 9 5 2 % ,反映了濮花55號大部分的農藝信息。由表4可知, P C 1 貢獻率為 2 7 . 8 8 3 % ,果數、仁數和出米率和產量占了較大的載荷,果數、仁數和出米率均與產量呈顯著正相關,可將PC1稱為產量因子; P C 2 貢獻率為 2 6 . 5 7 3 % ,主莖高、側枝長、總分枝數、結果枝數占了較大的載荷,這與花生株型有關,可將PC2稱為株型因子; P C 3 貢獻率為1 3 . 4 4 9 % ,單株結果數、單株飽果數占了較大的載荷,與花生莢果數量有關,可將PC3稱為莢果數量因子; P C 4 貢獻率為 1 2 . 0 4 7 % ,側枝長、結果枝數、百果質量、百仁質量占了較大的載荷,其中結果枝數與PC4呈負相關,與花生莢果重量有關,可將PC4稱為莢果重量因子。
2.5濮花55號區域綜合評價
根據SPSS分析結果可得出20個地點的因子得分FAC1\~FAC4(表5),計算各個地點的主成分得分Fi;根據表3得出4個主成分貢獻率權重分別為 0 . 3 4 9 , 0 . 3 3 2 , 0 . 1 6 8 , 0 . 1 5 1 ,建立濮花55號在各個地點的綜合評價數學模型: F= 0 . 3 4 9 F1 + 0 . 3 3 2 F2 + 0 . 1 6 8 F3 + 0 . 1 5 1 F4 ,計算濮花55號在20個地點的綜合得分和排名(表6)。
在20個地點中,濮花55號綜合得分排名前五名的分別是安徽固鎮(E4)、山東臨沂(E8)、山東菏澤(E5)、安徽泗縣(E1)、山東濟寧(E6),綜合得分最低的為河北石家莊(E14),其次是山東青島(E11)。其中,在安徽固鎮種植時,株型因子得分較高,而莢果重量因子得分較低,表明在安徽固鎮引進種植時,需要注意增強田間管理,增加莢果重量,提升花生產量。在河北石家莊和山東青島種植時,株型因子得分均比較低,表明在這兩地種植時,要注意控制株型。
3 結論與討論
本研究對花生新品種濮花55號的主要性狀進行了變異性及相關性分析,結果表明,濮花55號主要農藝性狀和產量的變異系數在 3 . 7 0 % ~3 6 . 9 2 % 之間,出米率變異系數最小,而單株飽果數、單株結果數、主莖高、側枝長和仁數變異系數均超過了 20 % ,與殷君華等[12]研究結果相近,表明出米率受栽培環境影響較小,是品種的固有屬性,而單株飽果數、單株結果數、主莖高、側枝長和仁數等5個性狀受環境影響較大,生產上可通過調控水肥等栽培條件調控以上性狀,以提高花生單產?;ㄉa量是由株型、單株結果數、果數、百果質量、出米率等多個性狀綜合決定的,若要提高作物產量需考慮各個性狀之間的內在聯系,明晰各個性狀對產量的影響,實現各性狀之間的協調發展,才可實現花生的高產和穩產[13,14]。劉學銳等[15]研究表明花莢果產量與籽仁產量、飽果率、百果質量和百仁質量呈顯著正相關。李新娜等[16]對39個邢臺市本地花生品種主要農藝性狀與單株產量之間關系進行分析,結果表明花生單株產量與總分枝數、結果枝數、百果質量、百仁質量與單株產量呈正相關,而與果數、仁數、出仁率呈負相關。郭敏杰等對花生品種開農308的11個農藝性狀進行了產量構成的相關分析,結果表明花生百果質量與百仁質量呈極顯著正相關,與花生果數、仁數呈極顯著負相關。本研究中,濮花55號莢果產量與果數、仁數、出米率、百果質量和百仁質量等性狀有關,其中果數與莢果產量呈極顯著正相關,與以上學者[15\~17]的研究結果有一定差異,表明不同花生品種產量構成有一定的差異,可能與花生基因型、環境和田間管理等因素有關。本研究中莢果數量是影響濮花55號產量的主要因素,在濮花55號實際生產中可通過增加花生果數來提高花生產量。除此之外,濮花55號主莖高、側枝長、總分枝數、結果枝數果數、仁數等之間也存在一定的相關性,這與前人研究結果一致[16,17],表明花生的各個性狀間相互作用,相互影響,各個性狀協調組合,才能實現花生品種的最大產量。
通徑分析能揭示各個性狀對農作物產量和農藝性狀的直接作用和間接作用,王漢霞等[8]利用通徑分析探討小麥產量構成因素對產量的影響和各性狀之間的相互關系。常世豪等[19]利用通徑系數對30個大豆品種產量及相關性狀之間的關系進行分析,為大豆新品種選育提供理論支撐。魯清等[20]對不同株型花生主要農藝性狀與單株產量進行通徑分析,結果表明單株果數、單株飽果數、側枝角度對單株產量的影響最大。本研究通徑分析結果表明果數和側枝長對濮花55號莢果產量影響最大,又通過影響主莖高、結果枝數、單株飽果數、果數、百果質量和百仁質量等對莢果產量產生了較大的間接負作用,與以往等[20.21]研究結果有一定的差異,說明不同花生品種產量影響因素不同。對于濮花55號,果數和側枝長是影響其產量的直接因素?;ㄉ堑厣祥_花地下結果植物,花生的大部分莢果集中在第一對側枝上,王小純等[22]認為第一、二對側枝花生花生飽果數和產量分別占單株花生飽果數和產量的 9 0 % 以上,是花生優質高產的關鍵。研究表明選擇第一側枝較長的材料,可有效提高花生產量[23]。本研究中主莖高、結果枝數對濮花55號莢果產量直接負效應最大,而李新娜[16]等研究表明結果枝數對花生莢果產量直接正效應最大,主莖高對花生莢果產量有較大的負效應,與本研究結果有一定的差異,可能與所選花生品種不一致、種植環境等因素有關,對待不同品種要因地制宜以達到產量的高產和穩產。在濮花55號生長過程中應及時控旺,以提高花生產量。除此之外,盡管百果質量和出米率對產量的直接正作用較小,但二者受到其他性狀的影響,具有較大的間接作用,進而與產量呈現顯著相關的關系,進一步表明了在花生各個性狀之間是相互影響,協調發展的,在花生種植過程中,要做好田間栽培管理,協調花生源庫關系,進而實現花生的增產和增收。
主成分分析通過線性關系將多個變量降維為少數幾個主成分,這些主成分能夠反映原始變量的絕大部分信息[24]。韓艷紅等[25]利用主成分分析將18個主要性狀指標綜合為4個主成分影響因子,累計貢獻率 8 4 . 5 4 1 % ,對22個高油花生品種進行綜合評價,為花生生產和新品種選育中推廣使用優質高油花生新品種提供理論依據。金艷等[26]利用主成分分析對69份小麥種質資源的11個農藝性狀和6個品質指標進行綜合評價。本研究中根據主成分分析將濮花55號的12個農藝性狀降維得到4個主成分因子,分別與產量、株型、莢果數量和莢果重量等有關,其中果數、仁數和出米率為產量因子中主要性狀,與相關性分析結果基本一致,說明濮花55號產量形成與果數、仁數和出米率等有關,與任明剛[27]等研究結果近似。PC2為株型因子,包含主莖高、側枝長、總分枝數、結果枝數等農藝性狀,若花生株高較高或分枝數較多,將導致莢果營養不足,飽滿度降低,進而導致產量降低,其原因主要為莖、葉會吸收田間大量的營養,導致營養生長與生殖生長失衡;同時莖葉過大影響田間通風透光性,降低光合作用,進而導致干物質積累量減少?;谥鞒煞址治雠c隸屬函數對濮花55號在各個地點進行綜合評價分析,在20個地點中,濮花55號在安徽固鎮、山東臨沂、山東菏澤、安徽泗縣、山東濟寧綜合得分較高,說明濮花55號在這些地區種植時具有較好的經濟效益,適合大面積推廣種植。
綜上所述,濮花55號產量受到果數、仁數和出米率等多個性狀的影響,與環境、地區等也有一定的關系。在濮花55號種植過程中,應注意控制株高,防止旺長,著重提高花生果數、仁數等,以提高莢果產量,在不同地區種植時,要根據當地氣候條件采取合理水肥管理措施,使花生產量最大化。
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