早熟鲜食秋蚕豆主要农艺性状与鲜食产量相关及通径分析

于海天，王丽萍，吕梅媛，杨 峰，唐永生，丁明亮，王勤方，胡朝芹，杨 新，王玉宝，何玉华*

(1.云南省农业科学院粮食作物研究所,云南 昆明 650205；2.曲靖市农业科学院,云南 曲靖 655000)

【研究意义】蚕豆(ViciafabaL.)是全球最重要的食用豆类之一，英文名为Broad bean，Faba Bean等。蚕豆的传统用途较广，可收获干籽粒进行加工或粮用，干秸秆可作饲料，又能收获鲜荚以作菜用，植株亦可作绿肥或青储饲料[1]。菜用蚕豆又称鲜食蚕豆，是指在蚕豆成熟初期，采摘新鲜豆荚，加工或直接食用的蚕豆品种[2]。根据蚕豆品种特性、食用及销售方式的不同，又可分为食用鲜豆荚和鲜豆米。云南部分地区亦有采摘植株嫩芽食用的习惯。蚕豆营养丰富，蛋白质含量30 %左右，是仅次于大豆的一种豆科植物蛋白资源[3]。新鲜蚕豆营养成分及结构较好，鲜籽粒富含蛋白质、纤维素及维生素，且脂肪含量低，食味鲜美，是较受欢迎的蔬菜品种[4]。同时，鲜食秋蚕豆具有投入少、生产周期短、效益高、可培肥地力、可减少农田污染等特点[5]。近年来，鲜食蚕豆作为蚕豆的一种专用类型，在中国云南、江苏、上海、浙江等地获得较快的发展[6-7]。云南省是中国蚕豆种植面积最大的省份，生产面积、总产量及产值均占全国总量的30 %以上，位居中国首位。蚕豆也是云南省的传统作物，具有较强的区域优势，其产品竞争力强、商品率高，是现阶段云南省农业产业结构调整的优势作物之一。优良品种的选育是农作物产业发展的基本条件，开展早熟鲜食蚕豆主要农艺性状与鲜食产量相关性及通径分析的研究，将为其育种研究提供良好的理论基础。【前人研究进展】目前，中国对蚕豆的研究主要集中在资源收集及评价利用、品种选育、栽培技术研究、病虫害防控等方面，有研究者对与蚕豆干籽粒产量相关的主要农艺性状做了研究[8-10]，而对鲜食蚕豆产量构成因素的分析鲜有报道。【本研究切入点】自20世纪初，云南省的鲜食蚕豆育种研究不断加强，以国内外资源和品种引进-驯化、地方资源系统选育、杂交后代系统选育等为基础，育成一批优良品种，如绿皮品种“云豆324”、早熟品种“云豆早7”、中熟品种“凤豆18号”等，为鲜食蚕豆农艺性状及产量研究提供了充足的材料基础，筛选出决定鲜食蚕豆产量的关键性状，对指导其育种研究有重要的意义。【拟解决的关键问题】因此，文章以13份早熟鲜食蚕豆材料为研究对象，开展蚕豆15个主要农艺性状与2个鲜食产量性状的相关及通径分析，进一步明确各农艺性状在产量构成因素中的效应大小及相对重要性，为鲜食蚕豆品种选育过程中相关优良性状的选择，及高产高效栽培技术的形成提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料

供试蚕豆材料13份，均来自云南省农业科学院粮食作物研究所，具体情况如表1。

1.2 试验方法

试验于2017年10月在云南省玉溪市江川县进行。试验采取随机区组排列，设3个重复。按行距33 cm，株距13 cm，条播播种，种植密度为2.25×105株/hm2。

1.3 数据统计

蚕豆鼓粒期通过M取样法调查，每处理随机选取1 m2范围内的植株，按《蚕豆种质资源描述规范和数据标准》调查蚕豆鲜植株的株高(X1)、分枝数(X2)、有效枝数(X3)、成荚节数(X4)、实荚数(X5)、单株粒数(X6)、鲜籽粒百粒重(X7)、鲜荚长(X8)、鲜荚宽(X9)、鲜籽粒长(X10)、鲜籽粒宽(X11)、鲜籽粒厚(X12)、鲜荚产量(X16)、鲜豆米产量(X17)；根据考种数据计算鲜食蚕豆出籽率(X13)、出米率(X14)；于成熟期调查干籽粒百粒重(X15)。按照式(1)和式(2)分别计算出籽率和出米率。

出籽率=(鲜籽粒产量÷鲜荚产量)×100 %

(1)

出米率=(鲜豆米产量÷鲜籽粒产量)×100 %

(2)

1.4 数据分析

试验数据采用Microsoft Excel和SPSS12.0软件进行数据处理和分析。

2 结果与分析

2.1 鲜食蚕豆主要农艺性状及产量的描述性统计结果

由表2可知，鲜食蚕豆17个性状的变异系数变幅为3.83 %～28.57 %，单株粒数的变异系数最大，鲜荚长的变异系数最小，仅为3.83 %；株高、鲜籽粒厚、鲜籽粒长、鲜籽粒宽和分枝数的变异系数在5 %～10 %，说明这些性状的可供选择的范围较小，具有一定的改进潜力；其余11个性状的变异系数均在10 %以上，说明这些性状可供选择的范围较大，可通过品种改良、栽培管理等方法使其得到较大程度的提高。

2.2 各主要农艺性状间的相关性分析

如表3所示，各农艺性状与产量呈极显著正相关的有成荚节数、有效枝数、实荚数、单株粒数与鲜荚产量；出米率与鲜豆米产量、鲜荚产量与鲜豆米产量间呈显著正相关；与产量呈极显著负相关的有鲜籽粒百粒重、鲜籽粒长、鲜籽粒宽、干籽粒百粒重与鲜荚产量；与产量呈显著负相关的有鲜荚长、鲜籽粒厚与鲜荚产量。

2.3 鲜食蚕豆产量与主要农艺性状的回归方程

仅从相关性分析还不能准确反映产量与15个性状之间的关系，为进一步研究其对产量性状的相对重要性，进而采用多元分析逐步回归法[11]，通过逐步对偏回归系数进行显著性检验，建立最优回归方程，从而筛选出直接影响产量的主要因子。

2.3.1 鲜荚产量与主要农艺性状的回归方程 对鲜荚产量与主要农艺性状的偏相关系数进行显著性检验，成荚节数、鲜籽粒厚、有效枝数、出米率、鲜荚宽、鲜籽粒百粒重、鲜籽粒宽、鲜籽粒长与鲜荚产量的偏相关结果如表4所示，除有效枝数外，其他性状均达到显著或极显著水平，据此得到的回归方程为X16= -4775.28 +60.24X3+210.21X5+1.42X7+286.45X8-1207.77X10+977.93X11+1168.26X12+5.40X15(R=0.9942，F=42.4489，P=0.0013，d=1.954)。试验方差分析的P值(≤0.05)、偏相关系数的显著水平和统计量d(接近于2.0)可以看出，该多元回归方程的可靠性强。相关系数为0.9942，F测验表明回归系数极显著，说明方程中鲜荚产量的99.42 % 变异是由以上8个性状共同影响的结果。

2.3.2 鲜豆米产量与主要农艺性状的回归方程 对鲜豆米产量与主要农艺性状的偏相关系数进行显著性检验，实荚数、鲜籽粒长、鲜籽粒宽、干籽粒百粒重、鲜籽粒厚、鲜荚长、鲜籽粒百粒重、有效枝数与鲜豆米产量的偏相关结果如表5所示，且均达到显著或极显著水平，据此得到的回归方程为X17= -3396.36 -176.98X3+158.68X4+0.80X7+131.32X8-147.95X10+198.93X11+1022.40X12+637.43X14(R=0.9980，F=127.4998，P=0.0002，d=1.984)。试验方差分析的P值(≤0.05)、偏相关

表2 鲜食蚕豆主要农艺性状及产量的统计结果

表3 鲜食蚕豆主要农艺性状间及与各类产量的相关系数

注：*表示两性状间的相关性达到显著相关；**表示两性状间的相关性达到极显著相关，下同。

Note: *represented significant correlation between each two traits; **represented extremely significant correlation between each two traits. The same as below.

表4 鲜荚产量与主要农艺性状的偏相关分析

注：P<0.05表示差异水平为显著差异，P<0.01表示差异水平为极显著差异，下同。

Note:P<0.05 represented significant difference，P<0.01 represented extremely significant difference, the same as below.

系数的显著水平和统计量d(接近于2.0)可以看出，该多元回归方程的可靠性强。相关系数为 0.9980，F测验表明回归系数极显著，说明方程中鲜豆米产量的99.80 % 变异是由以上8个性状共同影响的结果。

2.4 鲜食蚕豆主要农艺性状与产量的通径分析

2.4.1 鲜食蚕豆主要农艺性状与鲜荚产量的通径分析 由表6可知，各农艺性状对鲜食蚕豆鲜荚产量的直接作用是不均等的，与相关系数大小的顺序存在较大差异，其中鲜籽粒长对鲜荚产量为负向直接作用。

实荚数对鲜荚产量的直接作用最大，其通径系数为2.556，虽然通过鲜籽粒宽等对产量产生负向间接效应，亦通过鲜籽粒长产生正向间接效应，且间接效应总和为-1.636，但实荚数自身的正向作用仍较大，最终其与产量呈极显著负正相关。因此，为增加鲜荚产量，应在提高实荚数的同时，适当控制鲜籽粒宽、干籽粒百粒重和鲜籽粒厚，并增加鲜籽粒长。鲜籽粒宽的直接通径系数为1.157，但负向间接效应消弱了其自身的直接作用，最终与产量呈极显著负相关。与其相似，干籽粒百粒重、鲜籽粒百粒重、鲜籽粒厚及鲜荚长的直接通径系数均为正，但受负向间接作用影响，最终，分别与产量呈极显著、极显著、显著、显著负相关。有效枝数的直接通径系数仅为0.173，虽然通过鲜籽粒宽等产生一定的负向间接作用，但其通过实荚数和鲜籽粒长等产生较大的正向间接效应，最终综合体现为正向间接作用，与产量呈极显著正相关。鲜籽粒长的直接通径系数为-1.803，虽然通过鲜籽粒宽等产生一定的正向间接效应，并通过实荚数等产生较大的负向间接作用，且间接效应总和为1.075，但其自身产生的负向直接作用仍未被抵消，最终归与产量呈极显著负相关。

表5 鲜豆米产量与主要农艺性状的偏相关分析

2.4.2 鲜食蚕豆主要农艺性状与鲜豆米产量的通径分析 由表7可知，各农艺性状对鲜食蚕豆鲜豆米产量的直接作用是不均等的。成荚节数对鲜豆米产量的直接作用最大，其通径系数为2.789，但其通过鲜籽粒厚等对产量产生负向间接效应，且间接作用总和为-2.401，消弱了成荚节数的正向作用，最终其与产量呈正相关。鲜籽粒厚的直接作用为1.177，但其通过成荚节数等产生较大的负向间接效应，且间接效应总和为-1.079，最终与鲜豆米产量呈正相关。出米率的直接作用系数为0.663，虽然通过有效枝数等产生一定的负向间接效应，同时通过成荚节数等产生一定的正向间接效应，其间接作用总和为0.043，最终相关系数为0.706，呈极显著正相关。鲜荚长、鲜籽粒百粒重和鲜籽粒宽的直接作用系数分别为0.611、0.529和0.393，但均通过成荚节数等产生较大的负向间接效应，最终均与产量呈负相关。鲜籽粒长和有效枝数的直接作用系数分别为-0.368和-0.848，最终相关系数分别为-0.087和0.275。

3 讨 论

3.1 鲜食蚕豆主要农艺性状的变异性及其与产量的相关性分析

鲜食蚕豆17个性状的变异系数变幅为3.83 %～28.57 %。单株粒数的变异系数最大，鲜荚长的变异系数最小。繆亚梅等[2]研究表明，鲜籽百粒重、单株荚数和荚长变异系数较大，分别为 27.88 %、13.66 %和11.22 %。本研究3个性状的变异系数分别为17.51 %、19.56 %和3.83 %。以2研究间7个相同性状的变异系数排序及变异系数值进行比较，鲜荚长的差异最大。近年来江苏选育的鲜食蚕豆品种中，长荚性状受到越来越多的重视，云南则以早熟、高产优质为主要目标，不同优良性状的选择可能是造成这一差异的主要原因，不同的气候条件、栽培管理方式等也是造成差异产生的重要因素。

表6 鲜食蚕豆主要农艺性状与鲜荚产量的通径分析结果

表7 鲜食蚕豆主要农艺性状与鲜豆米产量的通径分析

本研究中，13个参试品种的鲜荚、鲜豆米产量范围分别为1.60～2.24×104、0.40～0.78×104kg/hm2，鲜籽粒百粒重、鲜荚长、鲜荚宽、鲜籽粒长、鲜籽粒宽的范围分别为207.00～386.00 g、8.98～10.15 cm、1.22～2.13 cm、2.17～2.75 cm、1.53 ～2.01 cm。徐淑萍[12]等测定的鲜荚产量范围为1.68～1.81×104kg/hm2，鲜籽粒百粒重为372～415 g。宋度林[13]等测定鲜食蚕豆慈蚕1号的鲜荚产量在1.80×104kg/hm2左右。通过比较可知[14-17]，同前人研究相比，本研究的鲜食蚕豆品种具有一定的产量优势。

相关性分析结果表明，在云南，当以提高鲜荚产量为主要目标时，应以有效枝数 、成荚节数、实荚数、单株粒数为首选目标性状。为提高鲜豆米产量，应选育具有较高出米率且鲜荚产量高的品种。李艳花等[9]对385份重庆的蚕豆高代纯合品系进行研究，结果表明，单株粒数、实荚数、有效分枝数等与单株产量呈极显著正相关。段银妹等[18]的研究则表明，单株荚数、单株粒数与凤豆18号单株产量呈极显著正相关，有效枝数与单株产量呈显著正相关。不同地区的鲜食产量间、同地区的干籽粒产量和鲜食产量间的农艺性状相关性研究结果基本相同，存在一定的差异性。

3.2 鲜食蚕豆主要农艺性状与产量的通径分析

蚕豆干籽粒产量与农艺性状相关性及品种产量组成因子相关分析的研究较为普遍[9,18]。繆亚梅等[2]研究了鲜食蚕豆主要农艺性状的相关性和主成分分析，尚未见通径分析的报道。

3.2.1 鲜食蚕豆主要农艺性状与鲜荚产量的通径分析 对鲜荚产量为正向直接作用的性状有有效枝数、实荚数、鲜籽粒百粒重、鲜荚长、鲜籽粒宽、鲜籽粒厚、干籽粒百粒重，说明提高7因素中的任何一个因素，均对鲜荚产量起到一定的积极作用。同时，各性状的直接作用，均受到不同程度间接作用的影响。品种选育时，为获得较高的鲜荚产量：应尽量提高有效枝、实荚数、鲜籽粒宽、干籽粒百粒重和鲜籽粒厚、鲜荚长、鲜籽粒百粒重，并适当控制对各性状的直接作用影响较大的间接作用性状。综合看来，在选育高产鲜荚品种时，应把有效枝、实荚数作为优先考虑的重要性状；把鲜籽粒宽、鲜籽粒厚、干籽粒百粒重和鲜荚长等作为综合考虑的主要性状。

3.2.2 鲜食蚕豆主要农艺性状与鲜豆米产量的通径分析 对鲜豆米产量为正向直接作用的性状有成荚节数、鲜籽粒百粒重、鲜荚长、鲜籽粒宽、鲜籽粒厚、出米率，说明提高6因素中的任何一个因素，均对鲜豆米产量起到一定的积极作用。同时，各性状均受到间接作用的影响，最终，仅出米率与产量呈极显著正相关。因此，在以高产鲜豆米品种为育种目标时，应把出米率作为优先考虑的重要因素；成荚节数、鲜籽粒厚等可作为主要的参考因素。

4 结 论

在云南地区鲜食蚕豆高产育种中，应以单株粒数、实荚数、成荚节数、鲜籽粒百粒重、鲜荚宽为主要性状进行选育；以鲜荚产量为育种目标，具有较好的稳定性；有效枝、实荚数和鲜籽粒长对鲜荚产量的作用较大，应作为鲜荚高产品种选育研究的主要参考性状；出米率则是影响鲜豆米产量的主要因素。受气候因素、栽培条件影响，不同生境条件下的农艺性状选择具有一定差异性。同干籽粒产量紧密相关的农艺性状可作为鲜食品种选育的参考因素，开展鲜食产量紧密相关因素研究，将有效提高品种选育的准确性和高效性。