绿豆种质资源农艺性状分析与评价

高运青

（张家口市农业科学院，河北 张家口 075000）

绿豆营养丰富，属高蛋白、低脂肪、中淀粉的药食同源作物，是人们理想的营养保健食品[1]，有“济世之食谷”之说，同时又是较好的出口创汇作物。我国是世界上最大的绿豆种植国，常年播种面积为80万～90万hm2；还是世界上最大的绿豆出口国，年出口量为20万t左右[2]，其中陕西榆林绿豆、吉林白城鹦哥绿豆和张家口鹦哥绿豆出口量较大。近年来，随着农业种植结构的调整和国内外市场上绿豆需求量的逐年增加，绿豆种植面积不断扩大。河北省春绿豆主要集中在省域北部，其中，张家口地区绿豆种植面积为2.67万hm2左右，主要集中在阳原、蔚县和宣化等县（区）。由于生产上农民用种品质差，致使绿豆产量低而不稳，因此，优质绿豆品种的筛选工作尤为重要。本研究借鉴前人在不同作物品种资源与性状评价中所应用的方法，如相关性分析法[3，4]、灰色关联度分析法[5～10]和系统聚类分析法[11，12]，对不同来源的 28 份绿豆种质资源的主要农艺性状进行分析、鉴定与评价，以期筛选出适宜冀北地区种植的优异绿豆品种，并为绿豆育种研究奠定理论基础。

1 材料与方法

试验于2016年和2017年连续2 a在张家口市农业科学院坝下试验基地进行。参试绿豆材料28份，其中，中绿5号为对照品种（表1）。绿豆露地种植，小区长5 m、宽2 m，每小区种植1个品种，随机区组排列，3次重复。绿豆行距40 cm，株距20 cm，其他栽培管理措施同大田常规。

按照《绿豆种质资源描述规范和数据标准》[13]进行项目调查。在绿豆生育期间，记载各品种的生育时期。成熟期，每小区均选择有代表性的植株10株进行室内考种，指标包括株高、主茎分枝数、主茎节数、单株荚数、荚长、单荚粒数和千粒重。全小区收获，单收、单脱，测产。根据2 a试验结果的平均值，采用Excel计算各性状的变异系数，利用DPS 7.05和SPSS 20.0软件进行各性状的相关性分析、灰色关联度分析和聚类分析。

表1 参试绿豆材料及其来源Table 1 Mungbean materials and sources

运用灰色关联度分析方法，对参试绿豆品种进行综合评价。根据灰色系统理论[14]，把所有参试品种视为一个灰色系统；根据市场需求目标和当地生产实际情况，将参试品种各优良性状的上限指标结合起来，构建“理想品种”作为参考品种。根据各地的实际情况[15]，综合考虑各因素，给各个性状赋予不同的权重系数（Wk），计算各参试品种与参考品种之间的加权关联度。根据灰色关联度分析原则，与参考品种关联度越大的参试品种，综合性能越理想。

将参试材料的主要性状数据进行标准化处理，采用欧氏距离和离差平方和法进行系统聚类。

2 结果与分析

2.1 参试绿豆品种主要性状的描述性统计分析

调查结果（表2）显示，参试绿豆品种的各性状值差异均较大。从指标平均值看，参试材料平均生育天数84.25d，株高66.94 cm，主茎分枝数3.92个，主茎节数12.15节，单株荚数34.23个，荚长9.82 cm，单荚粒数10.95粒，千粒重55.71 g，产量1 745.84 kg/hm2（表3）。各性状的变异系数为8.17%～30.23%，其中，株高的变异系数最大，其次是产量（变异系数25.44%） 和单株荚数（变异系数25.41%）。可以看出，28份绿豆种质资源表现出了丰富的形态多样性，且各性状均表现出丰富的变异。

表2 参试品种和参考品种的主要性状Table 2 Main characters of tested mungbean varieties and reference variety

续表

表3 参试品种不同性状的描述性统计分析Table 3 Descriptive statistical analysis of tested mungbean varieties

2.2 参试绿豆品种主要性状的相关性分析

对28份绿豆种质资源的9个性状进行相关性分析，结果（表4）显示，产量与单株荚数、单荚粒数、荚长和主茎分枝数呈正相关，相关系数为0.191～0.445，其中，与单株荚数的相关性达到了显著水平。产量和单株荚数均与生育天数、株高和主茎节数呈显著或极显著负相关，说明生育天数越长，植株越高，主茎节数越多，越不利于单株荚数的增多和产量的提高。主茎分枝数与单株荚数和单荚粒数呈显著正相关，说明主茎分枝数的增加有利于单株荚数和单荚粒数的增加。千粒重与荚长呈极显著正相关（相关系数达0.694）、与单株荚数呈显著负相关（相关系数为-0.431），说明豆荚越长越有利于千粒重的提高，而单株荚数增多会影响千粒重的提高。

2.3 绿豆种质资源的综合评价

灰色关联度分析结果（表5和6） 显示，参试绿豆品种与参考品种的加权关联度为0.569 4～0.874 9，其中，排在前6名的绿豆品种依次是张绿2号、冀绿0816、张绿1号、122-225、JLPX02、科绿2号。表明这6个绿豆品种综合评价较高。

表4 参试品种不同性状的相关矩阵及显著性分析Table 4 Correlation matrix and significant analysis of tested mungbean varieties

表5 各参试品种与参考品种的关联系数Table 5 Correlative coefficient of each tested variety and reference mungbean variety

表6 各参试品种与参考品种的加权关联度及位次Table 6 Weighted correlative degree of each tested mungbean variety and reference variety and the order

2.4 参试绿豆种质资源的聚类分析

聚类结果（图1） 显示，在欧氏距离为9.65时，28份绿豆种质资源分为三类。

第一类包括17份材料，分别是品绿2011-06、品绿2011-12、冀绿0816、冀绿HNZ0810、苏绿15-11、鄂绿5号、1009-2-5、辽绿10L708-5、保绿200810-1、保绿201012-7、142-139、潍绿11号、潍绿12号、宛绿2号、JLPX02、渝绿2号和中绿5号。其主要特征是生育期相对较短，株高偏低，直立型，主茎节数少，单株荚数较多，荚长、单荚粒数适中，千粒重中等。

第二类包括4份材料，分别是苏绿16-10、同1188326、渝黑绿3号和张绿3号。其特征是植株较高，主茎节数较多，单株荚数少。

第三类包括7份材料，分别是白绿9号、白绿10号、科绿2号、122-225、JLPX01、张绿1号和张绿2号。其特征是株高中等，半蔓生，主茎节数中等，单株荚数中等，长荚，单荚粒数较多，千粒重较大。

图1 绿豆群体农艺性状系统聚类图Fig.1 UPGMA dendrogram of mungbean materials based on agronomic traits

3 结论与讨论

3.1 绿豆种质资源的形态多样性

本研究中，28份绿豆种质资源表现出了丰富的形态多样性，且各性状均表现出丰富的变异。本研究结果显示，产量和单株荚数变异系数较大，单荚粒数变异系数最小，千粒重表现出丰富的变异，这与郭鹏燕等[3]的研究结果相一致。参试材料中，既有生育期短、单株荚数多的材料（系统聚类第一类），又有植株较高、主茎节数较多的材料（系统聚类第二类），以及长荚、单荚粒数多、千粒重较大的材料（系统聚类第三类）。这些种质资源可作为亲本用于绿豆的定向育种研究。

3.2 绿豆种质资源各性状的相关性

对28份绿豆种质的9个性状进行了相关性分析，结果显示，产量与单株荚数、单荚粒数、荚长和主茎分枝数呈正相关，千粒重与单株荚数呈显著负相关，这与郭鹏燕等[3]的研究结果相一致。主茎分枝数与单株荚数和单荚粒数呈显著正相关；千粒重与荚长呈极显著正相关，这与王明海等[4]的研究结果相一致。本研究中，产量与生育天数、株高和主茎节数呈显著或极显著负相关，这与郭鹏燕等[3]和王明海等[4]的研究结果不一致，可能与参试材料的来源或者试验区的生态条件不同有关。对绿豆各个性状的相关性进行分析，明确各性状之间以及各性状对产量的影响与制约关系，对指导绿豆育种研究具有重大意义。

3.3 绿豆种质资源的综合评价

运用灰色关联度分析方法，对28份绿豆品种（系）进行了综合评价。结果表明，张绿2号、冀绿0816、张绿1号、122-225、JLPX02和科绿2号6个品种与参考品种的加权关联度较高，综合性能较好，可在生产上大面积种植。