云南花生收获指数与主要性状的相关与聚类分析

符明联，原小燕，张云云，赵凯琴，田正书，李淑琼

(1.云南省农业科学院经济作物研究所，云南 昆明 650205；2.云南省农业科学院农业经济与信息研究所，云南 昆明 650205)

【研究意义】花生是中国重要的油料作物和经济作物，在促进农民增收和社会经济发展方面具有重要作用[1]。云南属中国云贵高原花生产区，是中国高脂肪酸、高油酸、低亚油酸“立体花生”产区，适宜种植珍珠豆型花生品种，花生籽粒兼作食用和油用[2]。花生是云南省第二大油料作物和重要的经济作物，广泛分布在南盘江、金沙江及怒江流域海拔1600 m以下的丘陵、坝区与河谷盆地，年种植面积7万hm2左右，因用途广泛、种植效益高而在云南高原特色农业中占有重要地位[3]。本区域生产品种多以传统地方品种为主，近年来育成登记了云花生3号等近10个花生新品种应用于生产[4-7]，但尚难以满足产业发展需求，加快花生新品种的选育与应用成为云南花生产业发展的迫切要求。【前人研究进展】提高单产和品质是中国花生主产区产业发展的根本出路[8]。为加快种质研究和品种选育进程，众多育种者开展了花生主要农艺性状的相关分析研究。苏秋芹对不同株型花生品质性状与主要数量性状相关分析发现其相关性有一定的差异，在匍匐型和半蔓型花生中有可能同时获得高产、高蛋白的材料或低油、高产、高 O/L 值、高蛋白的材料，在直立型花生中有可能同时获得高蛋白、高油、高产的材料或高油、高 O/L 值的材料[9]；陈茹艳等分析发现福建花生新品种主茎高、侧枝长和千克果数与荚果产量呈负相关，结果数、百果重、百仁重和出仁率与籽仁产量呈正相关[10]；郭陞垚等分析南方新育成9个花生品种主要农艺性状与单株生产力的相关性，发现饱果数与单株生产力呈极显著正相关，出仁率与单株生产力呈显著正相关，提出注重选择果多、果饱、出仁率高、果较大的单株，兼顾其他农艺性状的花生高产品种选育策略[11]。但是，这些研究鲜有涉及花生收获指数，仅见1990年张福春对全国收集的58份花生样品分析得到花生收获指数0.426的报道[12]。应用聚类分析，王晓军等将 143 份花生地方品种资源在欧式距离D=15.5水平上聚为 3大类群[13]，陈雷等将河南省17个花生高代品系在D=6.21水平下分为4大类[14]。这些研究为资源的利用和高产优质花生品种选育提供了依据。【本研究切入点】以上研究明确了资源间的相关性，为资源的挖掘利用奠定了基础。云南花生“早播、早熟、早上市、高效益”的鲜食特点和花生种皮色泽丰富的资源特点突出，生产品种需求具有特异性，而品种材料间的差异性缺乏系统研究。本研究通过相关、通径与聚类分析，研究云南省68份花生品种及高世代材料荚果收获指数和籽仁收获指数与主要农艺性状相关性和材料间的差异性。【拟解决的关键问题】为云南花生品种材料的应用和新品种选育提供理论参考依据。

1 材料与方法

1.1 供试材料

供试材料为云南省农业科学院经济作物研究所近年来收集、引进、创新、选育的花生品种及稳定的高代品系材料，共68份，田间编号1～68号。

1.2 试验种植地点与田间设计

田间试验在云南省文山州砚山县盘龙乡盘龙村拖支白云南省农业科学院经济作物研究所花生研究基地进行。海拔1 487.00 m，年平均气温16.30 ℃，年降水量996.00 mm，土质为红壤土，pH 6.40、有机质含量28.90 g/kg、速效氮含量117.00 mg/kg、有效磷含量22.40 mg/kg、速效钾含量136.90 mg/kg。

试验起垄覆盖地膜栽培，垄宽1.2 m，塘距0.2 m、行距0.4 m、双粒播种，密度22.5万株/hm2。试验材料采用顺序排列，每个品种材料种植3行36株。试验于2017年3月3日起垄覆膜播种，8月20日收获，田间管理参照当地地膜花生高产栽培技术措施。

1.3 数据采集与处理

花生收获时，每个品种材料顺序取10株，荚果经流水冲洗干净泥沙后自然风干，考察主茎高度(x1)、总分枝数(x2)、结果枝数(x3)、有效荚果数(x4)，用千分之一天平称量单株生物产量(x5)、单株荚果产量(x6)、单株籽仁产量(x7)，计算百果重(x8)、百仁重(x9)、出仁率(x10)、荚果收获指数(x11)和籽仁收获指数(x12)。基本统计分析依据盖钧镒的方法[15]进行，利用 Microsoft Excel 2010 进行性状数据描述性统计分析，采用DPS 7.05[16]软件比较均值差异显著性，进行相关分析、通径分析和聚类分析。

2 结果与分析

2.1 主要农艺性状变异分析

参试68份品种和高世代材料除出仁率和主茎高度的变异系数偏低外，其余性状均偏高，特别是单株结果数、单株荚果产量和单株籽仁产量的变异系数均超过50 %，说明材料类型广泛、特色明显，特别是产量差异较大，通过材料间的杂交实现优良性状的聚合，可选择到经济性状优良的花生品种(表1)。

2.2 主要农艺性状相关分析

相关分析表明，云南花生单株生物产量与主茎高度、总分枝数、结果枝数、单株荚果数、单株荚果产量和单株籽仁产量呈极显著正相关，单株荚果产量和单株籽仁产量与总分枝数、结果枝数、单株荚果数、百果重、百仁重呈极显著正相关，籽仁产量还与出仁率呈极显著正相关；荚果收获指数和籽仁收获指数与主茎高度呈显著负相关，与单株生物产量呈不显著负相关，与单株荚果数、单株荚果产量、单株籽仁产量、百果重、百仁重、出仁率呈极显著正相关(表2)。

表1 主要农艺性状变异分析

2.3 主要农艺性状通径分析

通径分析表明，相关农艺性状对荚果收获指数的直接贡献大小依次为单株荚果产量、单株荚果数、百果重、出仁率、结果枝数、百仁重、主茎高度、总分枝数、仁产量、生物产量，其中单株荚果产量、有效荚果数、百果重、出仁率、结果枝数等5个性状为正向作用；对籽仁收获指数的直接贡献大小依次为有效荚果数、单株籽仁产量、单株荚果产量、百果重、出仁率、结果枝数、主茎高度、百仁重、总分枝数、单株生物产量，其中有效荚果数、单株籽仁产量、单株荚果产量、百果重、出仁率、结果枝数等6个性状为正向作用。可见，选育结果多的品种、提高单株荚果产量和单株籽仁产量，是提高云南花生荚果产量和籽仁产量的有效策略。生物产量对荚果收获指数和籽仁收获指数的贡献均最低且为负向作用，说明植株生长旺盛不利于提高云南花生荚果收获指数和籽仁收获指数，云南花生增产宜控制单株生长、增加种植密度(表3)。

2.4 主要农艺性状的聚类分析

根据同一类群内花生品系类间距离接近且综合性状值差异较小的原则，将参试68份花生品种和高世代材料在D2=2.42水平下分为5大类群(图1)。各类群农艺性状的平均值列入表4。第1类群包含材料1和22，其总分枝数、结果枝数和单株荚果多，单株生物产量、单株荚果产量、单株籽仁产量高，荚果和籽仁收获指数较高；第2类群包含6、52、13等15份材料，其单株结果数较多，单株生物产量、单株荚果产量、单株籽仁产量较高，百果重、百仁重和出仁率高，荚果和籽仁收获指数高；第3类群包含14、41、15等9份材料，其出仁率高、荚果和籽仁收获指数较高；第4类包含2、19、57等20份材料，第5类群包含5、37、47等22份材料，均属于收获指数较低的材料。通过第1类群和第2类群间杂交聚集优良性状，可获得具有较高产量和收获指数的优良品种。

表2 主要农艺性状相关分析

注：*表示显著相关(P<0.05)；**表示极显著相关(P<0.01)。

Note: * indicates a significant correlation atP<0.05. ** indicates a significant correlation atP<0.01.

表3 主要农艺性状与荚果和籽仁收获指数的通径分析

3 讨 论

本研究参试的68份品种和高世代材料的主要农艺性状均值与国内同期研究[10-11,14]相比较，主茎高度相当，总分枝数和结果枝数偏多，单株产量较高，但出仁率偏低。其单株荚果产量、百果重和百仁重与福建等南方花生相当，同属小粒花生，但与河南大花生差异显著。云南花生平均荚果收获指数0.31，明显低于张福春花生收获指数0.426的报道[12]。

提高收获指数是降低农用物资投入和生产成本，提高农户生产效益的有效途径。对花生收获指数与相关农艺性状的分析研究未见报道。本研究通径分析表明，花生的荚果和籽仁收获指数与单株荚果数、单株荚果产量、百果重和结果枝数密切相关，通过优良产量性状的聚合提高荚果产量是提高收获指数的有效策略。同时，籽仁收获指数还与籽仁产量、出仁率、百仁重密切相关，通过大小粒杂交提高出仁率和百仁重，进而提高籽仁产量，将有效提高籽仁收获指数。生物产量是经济产量的基础，只有具有一定的生物产量才可能获得经济产量。本研究表明，单株生物产量与荚果收获指数和籽仁收获指数均呈负向作用，说明云南花生高收获指数需要控制植株过度生长，这与油菜等作物上的研究结果一致[17]。

本研究通过对主要农艺性状的聚类分析，将参试68份花生品种和高世代材料分为5大类群。第1类群总分枝数、结果枝数和单株荚果多，单株生物产量、单株荚果产量、单株籽仁产量高，荚果和籽仁收获指数较高；第2类群单株结果数较多，单株生物产量、单株荚果产量、单株籽仁产量较高，百果重、百仁重和出仁率高，荚果和籽仁收获指数高；通过两个类群间杂交聚集优良性状，可获得具有较高产量和收获指数的优良品种。

图1 综合性状的聚类分析Fig.1 Dendrogram of cluster analysis

项目Item类群GroupⅠⅡⅡⅣⅤ数目21592022主茎高度(cm)44.0044.5934.6046.4046.11总分枝数26.0011.419.1312.207.78结果枝数13.506.004.806.353.33单株结果数51.0018.8614.8714.157.22单株生物产量(g)109.5957.3635.1256.3830.79单株荚果产量(g)38.9721.5011.9811.795.15单株籽仁产量(g)22.8113.367.586.802.74百果重(g)152.39232.42167.32171.20145.40百仁重(g)53.9780.2562.5852.1441.34出仁率(%)0.590.620.640.580.53荚果收获指数0.360.380.360.210.18籽仁收获指数0.210.240.230.120.10

4 结 论

提高花生收获指数是云南花生实现丰产的有效措施，云南花生通过适当控制单株生长、增加种植密度，提高花生各经济性状指标，进而获得较高的单株荚果产量和单株籽仁产量，有助于提高花生的收获指数。在育种策略上可以采用云南花生品种间杂交，也可通过云南花生与河南等北方大花生种质材料杂交，实现优良性状的聚合。