冀西北生态环境下结球甘蓝农艺性状与单株产量的相关分析

申领艳，闫凤岐，栗淑芳，康少辉，陈宝刚，李锡香，苏浴源*

（1.张家口市农业科学院，河北 张家口 075000；2.中国农业科学院蔬菜花卉研究所，北京 100081；3.张家口市农业信息中心，河北 张家口 075000）

结球甘蓝（Brassica oleracea L.var.capitata L.）属于十字花科芸苔属蔬菜，其单株产量与很多农艺性状的关系十分密切。通过相关分析，深入了解结球甘蓝各性状之间的相互关系及其对单株产量的影响，可在甘蓝育种中提高亲本选配和后代选择效果。国内外学者在分析每一性状对单株产量产生的直接效应，同时明确一个性状通过其他性状对单株产量产生的间接效应，并比较其之间的相对重要性方面进行了大量研究[1～14]，但结果存在较大差异。采用相关和通径分析方法，对冀西北生态环境下结球甘蓝主要农艺性状在单株产量形成中所起的作用和相对重要性进行深入剖析，旨为结球甘蓝高产育种提供科学依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料

供试甘蓝品种35个，均由张家口市农业科学院蔬菜研究所收集（表1）。

1.2 试验方法

表1 供试甘蓝杂优品种及其来源Table 1 Cabbage hybrids tested and their sources

1.2.1 田间试验设计 田间试验在张家口市农业科学院试验田（张北县喜顺沟）进行。试验地周边地势开阔，无树木和建筑物等，地面平整，前茬一致，土壤及肥力均匀。

试验设35个品种处理。小区面积6 m2，每小区种植1个品种，随机区组排列，3次重复。2018年4月29日播种，采用50穴盘保护地育苗；6月2日（7片真叶左右） 采用黑地膜覆盖起垄定植，每垄2行，大行距60 cm，小行距40 cm，株距25 cm。试验地四周设保护行。甘蓝田间管理措施同当地常规。

1.2.2 主要农艺性状调查 收获前，每小区随机选取5株，按照《结球甘蓝种质资源描述规范和数据标准》[15]，调查株高（x1）、展开度（x2）、外叶长（x3）、外叶宽（x4）、外叶数（x5）、外叶重（x6）、叶球纵径（x7）、叶球横径（x8）、中心柱高（x9）、中心柱粗（x10）和单球重（y）（表2）。

表2 甘蓝主要农艺性状及其标准Table 2 Main agronomic traits and their standards of cabbage

1.2.3 统计分析方法 将调查的各甘蓝品种原始数据保存于Excel表中。各性状指标数据均取3次重复的平均值。

1.2.3.1 变异系数 采用刘来福等[16]方法，计算各农艺性状的变异系数。

1.2.3.2 相关分析 利用DPS7.05软件，计算单株产量（y）与农艺性状（x）之间的相关系数（r）[17]。

1.2.3.3 通径分析 在相关系数的基础上，建立通径系数的方程组（1）：

解此方程组，即可得到各单株产量构成性状的直接通径系数（Piy）[18～20]。

间接通径系数根据公式Pijy=rijPjy计算得到。

1.2.3.4 决定系数 根据单一性状对y的决定数公式di=piy2，得到直接决定系数；根据两性状对y的决定系数公式dij=2rjipiypjy，得到间接决定系数。

2 结果与分析

2.1 结球甘蓝主要农艺性状的变异分析

甘蓝11个农艺性状的变异系数为6.82%～37.09%，指标值顺序为外叶重＞外叶数＞株高＞单球重＞外叶长＞叶球横径＞中心柱高＞展开度＞外叶宽＞中心柱粗＞叶球纵径（表3）。其中，外叶重的变异系数远远高于其他指标；株高、外叶数、单球重、外叶长、叶球横径和中心柱高的变异系数为10%～20%；展开度、外叶宽、叶球纵径和中心柱粗的变异系数均低于10%。说明参试甘蓝种质外叶重变异丰富，选择范围和改良潜力较大；展开度、外叶宽、叶球纵径和中心柱粗变异系数小，4个性状在不同甘蓝种质之间差异小，较稳定。

表3 结球甘蓝主要农艺性状的变异分析Table 3 Variation analysis of main agronomic traits of cabbage

2.2 结球甘蓝主要农艺性状与单株产量的相关分析

10个主要农艺性状均与单株产量呈正相关，且除外叶数和中心柱高外，其他8个农艺性状与单株产量的相关性均达到了显著水平，其中叶球横径、株高、叶长、叶宽、展开度和外叶重与单株产量的相关性达到了极显著水平（表4）。表明除增加外叶数和中心柱高对单株产量影响不大外，增大其他8个农艺性状的指标值均可明显提高单株产量，其中叶球横径、株高、叶长、叶宽、展开度和外叶重对单株产量的作用均大于叶球纵径和中心柱粗的作用。

2.3 结球甘蓝主要农艺性状与单株产量的通径分析

2.3.1 通径系数 结球甘蓝主要农艺性状对单株产量的直接通径系数绝对值顺序为叶球横径＞株高＞叶球纵径＞外叶数＞外叶宽＞中心柱高＞中心柱粗＞外叶长＞展开度＞外叶重（表5）。其中，叶球横径与单株产量的直接通径系数为正值（P8y=1.244），且绝对值最大；外叶重与单株产量的直接通径系数为负值（P6y=-0.028），且绝对值最小。说明直接选择大的叶球横径能有效提高单株产量，而直接选择外叶重大的材料对提高单株产量效果不理想。

叶球横径主要是通过直接效应（P8y=1.244） 对单株产量起作用的，同时叶球纵径的直接通径系数（P7y=0.459）为正值且绝对值较大，但二者通过其他性状对单株产量的间接效应均较小。因此在结球甘球高产育种时，应直接选择叶球横径和纵径均大的材料。

外叶宽、外叶数和中心柱粗的直接效应均较小，但均可通过间接效应来影响单株产量，三者主要通过叶球横径对单株产量产生较大的正效应。株高、展开度、外叶长、外叶重和中心柱高的直接通径系数均为负值，其对单株产量的直接贡献均为负效应，但这5个性状通过叶球横径对单株产量产生很大的正效应，因此在结球甘球高产育种时，应在保持较大叶球横径的基础上选择株高矮、展开度小、叶片短、外叶重低的材料。

表4 结球甘蓝主要农艺性状与单株产量的相关分析Table 4 Correlation analysis between main agronomic traits and yield per plant of cabbage

表5 结球甘蓝主要农艺性状对单株产量的直接通径系数和间接通径系数Table 5 Direct path coefficient and indirect path coefficient of main agronomic traits on the yield per plant of cabbage

2.3.2 决定系数 通过分析决定系数能发现各性状之间的关系及其相对重要性。10个主要农艺性状对单株产量的直接决定系数绝对值顺序为叶球横径＞株高＞叶球纵径＞外叶数＞外叶宽＞中心柱高＞中心柱粗＞外叶长＞展开度＞外叶重（表6）。直接效应中，叶球横径对单株产量的影响作用最大，d8=1.547。互作效应中，叶球横径与株高的互作效应最大，其间接决定系数为d18=-1.107；其次，叶球横径与外叶宽（d48=0.394）、叶球横径与外叶长（d28=-0.216）、叶球横径与外叶数（d58=0.254）、叶球横径与展开度（d28=-0.216）。因此，在选育高产甘蓝品种时，要特别注意对叶球横径的选择，才能有效提高育种工作效率。

表6 结球甘蓝主要农艺性状对产量的决定系数Table 6 Determination coefficient of main agronomic traits on the yield of cabbage

3 结论与讨论

相关性分析结果显示，结球甘蓝各主要农艺性状均与单株产量呈正相关，但相关性差异较大。其中，单株产量与叶球横径、株高、叶长、叶宽、展开度和外叶重呈极显著正相关，表明展开度越大、外叶重越重，单株产量越高；与叶球纵径和中心柱粗呈显著正相关；与外叶数和中心柱粗的相关性未达到显著水平。

通径分析结果显示，结球甘蓝的叶球横径是决定单株产量的主要因素，其不仅对单株产量的直接作用最大，而且株高、展开度、外叶长、外叶宽、外叶重通过影响叶球横径对单株产量有较大的正效应，选择较大的叶球横径是提高产量的重要途径。叶球纵径对单株产量的影响较小，即扁球形结球甘蓝较圆球形结球甘蓝单株产量高。因此，在选育扁球形结球甘蓝时要注意对叶球横径的选择。如果选育圆球形结球甘蓝，选择叶球横径时不能太长。

本研究结果表明，结球甘蓝单株产量与10个主要农艺性状均有一定联系，各性状之间存在着不同程度的相关性，因而对一个性状的选择势必会影响到另一个性状的遗传效果。尤其是叶球横径是决定结球甘蓝单株产量的主要因素，其对单株产量的直接作用最大，该结果与张恩慧等[21]的研究结果一致；但李成琼等[20]认为叶球纵径对单株产量影响大，叶球横径次之，与本研究结果略有不同，可能是由于研究材料的遗传背景和生物环境的不同引起的。