晋北区胡麻品种（系）产量构成因素相关性分析

焦振飞，吴瑞香，邢宝龙，杨建春

（1.大同市农业农村局，山西大同037001；2.山西农业大学高寒区作物研究所，山西大同037008）

胡麻（Linum usitatissimumL.）是油用亚麻和兼用亚麻的统称，是我国特色油料作物之一，也是我国西北和华北地区主要食用植物油及特色休闲加工制品的原料来源。胡麻籽含有多种营养成分和活性物质[1-3]，如α-亚麻酸、亚麻胶、木酚素、膳食纤维、香豆酸和阿魏酸等，其含量之多是其他植物无法相比的，含油率约为40%，是我国重要的经济作物[4]。受益于品种改良和技术进步，我国特色油料作物的单产水平整体稳定提升，2000—2017 年，胡麻单产从690 kg/hm2增至 1 284 kg/hm2，增幅达 85.9%。播种面积总体呈缩减趋势，产量从34.4 万t 降至30.1 万t，降幅12.4%[5]。尽管胡麻生产稳中有增，但国内产需缺口不断扩大，对国际市场依赖程度逐年攀升，于2006 年成为胡麻净进口国。籽粒产量是胡麻产值最高的部分，而籽粒产量又与某些相关性状紧密相关。郭兴燕等[6]通过燕麦品种种子产量与主要农艺性状的通径分析发现，有效分蘖数对产量的直接效应最大，其次是每小穗粒数和单穗质量。张晓艳等[7]研究工业大麻品种（系）纤维产量及产量构成因素的相关性表明，对单株纤维产量直接贡献最大的是单株原茎质量，其次是全麻率。王艳青等[8]研究认为，株高和茎粗对藜麦单株产量的直接影响最大。

本研究以16 份胡麻品种为试材，在苗期干旱的情况下，通过调查、测定与产量相关的9 个农艺性状并对其进行相关分析、回归分析和通径分析，探究各性状与产量的密切相关程度，以及对产量构成影响的大小，确定晋北区影响胡麻产量构成的主要性状因子，旨在为培育胡麻抗旱新品种及合理评价利用现有品种或引进资源提供科学依据。

1 材料和方法

1.1 试验材料

供试材料有423、内亚9 号、定亚21 号、伊亚6 号、陇亚 14 号、内 44、2004M1-15、张亚 2 号、宁亚 17 号、晋亚 10 号、陇亚 10 号、晋亚 14 号、晋亚15 号、冀张亚 1 号、坝选 3 号、9718。这 16 份胡麻材料（系）均由国家特色油料产业技术体系胡麻大同综合试验站提供。

1.2 试验地概况

试验分别于2018、2019 年在山西农业大学（山西省农业科学院）高寒区作物研究所毛家皂试验基地（113°10′E，39°53′N）进行。试验地海拔 1 044.6 m，属温带大陆性季风气候，农业区划为中温带干旱区。春季干旱少雨，乍暖还寒，多大风，空气干燥[9]。试验地土壤为砂壤栗钙土，肥力中等偏下，有机质含量 16.2 g/kg、全氮 0.89 g/kg、全磷 0.76 g/kg、全钾20.06 g/kg、碱解氮65.33 mg/kg、速效磷4.38 mg/kg、速效钾 57.00 mg/kg、全盐 0.55 g/kg，pH 值 8.19。前茬为荞麦，播前深施有机肥7 500 kg/hm2、复合肥（18∶18∶18）330 kg/hm2。秋耕春浇，旋耕机翻地，人工整地作畦，开沟播种。2 a 试验期间气温及降水资料如表 1 所示[10]。

表1 2018—2019 年试验地气象信息

1.3 试验设计

试验于 2018、2019 连续进行 2 a，2018 年 5 月1 日播种，2019 年 5 月 5 日播种，播前进行灌溉，以保证出苗率。开沟撒播，行距20 cm，种植密度900万/hm2。小区面积13.34 m2，采用随机区组排列，3 次重复，各品种间小区均用培土分离，间隔0.5 m，重复间间隔1 m。其他管理措施均与当地大田管理相同，整个生育期不进行人工灌溉，水分来源为自然降水。

1.4 性状考察

成熟后每小区选取长势一致的胡麻20 株，参照《胡麻种质资源描述规范和数据标准》[11]，分别对株高（X1）、工艺长度（X2）、分茎数（X3）、主茎分枝数（X4）、单株结果数（X5）、单果粒数（X6）、单株生产力（X7）、单株秆质量（X8）、千粒质量（X9）、籽粒产量（X10）性状进行考察，对每个小区进行单独脱粒收获，折算成公顷产量。

1.5 数据分析

采用Excel 10 进行表型数据计算与整理，利用SPSS 18.0 统计分析软件进行主要农艺性状变异分析、主要农艺性状与产量的相关分析、小区产量的正态性检验、主要农艺性状与籽粒产量的多元线性逐步回归分析以及籽粒产量的通径分析。

2 结果与分析

2.1 胡麻品种（系）主要农艺性状的变异性比较

对16 个胡麻品种（系）主要农艺性状进行变异性分析，结果表明（表2），10 个性状的变异系数最大的是籽粒产量，最小的是千粒质量，整体表现为籽粒产量＞单株生产力＞单株秆质量＞分茎数＞单株结果数＞工艺长度＞单果粒数＞主茎分枝数＞株高＞千粒质量，变化范围6.31%～30.38%，变异幅度较大。

2.2 胡麻品种（系）主要农艺性状与产量的相关分析

2.2.1 主要农艺性状与产量的简单相关分析 将不同胡麻品种的主要农艺性状值导入统计软件进行相关性分析，结果表明，胡麻籽粒产量与株高、单株结果数、单株生产力呈极显著正相关；与分茎数呈显著正相关；株高与工艺长度、单株结果数、单株生产力呈极显著正相关；单株生产力与单株结果数呈极显著正相关、与分茎数成显著正相关；籽粒产量与9 个农艺性状的简单相关系数依次为单株生产力＞单株结果数＞株高＞分茎数＞单果粒数＞千粒质量＞工艺长度＞主茎分枝数＞单株秆质量（表 2）。

表2 不同胡麻品种主要农艺性状表现及变异分析

2.2.2 主要农艺性状与产量的偏相关分析 简单相关系数描述的是2 个随机变量之间的相关关系及密切程度，但是在现实分析中，2 个变量间的相关程度往往受到其他变量的影响和作用，使相关系数不能真实体现其相关程度，这就需要将其他变量产生的影响剔除，进行偏相关分析[12-14]。

本试验中偏相关分析结果表明，籽粒产量与单株生产力呈极显著正偏相关，与单株结果数呈显著正偏相关；株高与工艺长度呈显著正偏相关。综合简单相关和偏相关结果，单株结果数和单株生产力与产量均达到了显著正相关，其中，单株生产力的相关性最大（表3）。

表3 不同胡麻品种主要农艺性状间的相关系数

2.3 主要农艺性状与籽粒产量的多元线性逐步回归分析

为检验所测数据的可靠性，对不同胡麻品种的籽粒产量数据进行正态性检验[15]（表4），检验结果显著水平P＝0.424，大于0.05，说明产量性状的分布接近正态分布，可以进行回归和通径分析。

表4 正态性检验输出结果

胡麻籽粒产量与9 个农艺性状的多元线性回归分析结果表明（表 5、6），其复相关系数为0.995，决定系数为0.989，调整系数为0.973。根据表6 的回归系数，建立的多元线性回归方程为Y＝-359.722＋4.681X1－3.571X2+63.438X3＋15.342X4＋24.231X5＋15.098X6＋715.579X7－11.329X8－19.549X9。

表5 回归方程模型概述输出结果

表6 胡麻籽粒产量与9 个农艺性状的多元线性回归分析系数

各回归系数显著性检验结果表明，单株结果数和单株生产力的回归系数达显著水平（P＜0.05），需进一步进行多元线性逐步回归分析，建立最优回归方程。逐步去除不显著性状后的多元线性回归结果（表7）表明，模型2 是最优模型。单株生产力对籽粒产量影响最大，其标准回归系数为0.666，其次为单株结果数，其回归系数为0.341。根据表8，建立 最 优 回 归 方 程Y＝-192.645 ＋21.774X5＋868.645X7。该方程表明，9 个农艺性状中，仅有单株结果数和单株生产力对籽粒产量有直接显著影响，其他7 个性状对产量的影响不显著。

表7 多元线性逐步回归方程模型概述输出结果

表8 胡麻籽粒产量与9 个农艺性状的多元线性逐步回归分析系数

在供试材料的单株结果数和单株生产力测定值范围内，若要保持单株生产力不变的情况下，单株结果数每增加一个单位，籽粒产量将会增加了21.774 kg；若要保持单株结果数不变的情况下，单株生产力每增加一个单位，籽粒产量将会增加868.645 kg。

2.4 籽粒产量的通径分析

为明确苗早期干旱胡麻各个性状对产量构成影响的大小，对其进行通径分析[16-17]，计算得出各性状的间接通径系数（表9）。结果表明，由简单相关系数可知对胡麻产量起正向作用的依次是单株生产力＞单株结果数＞株高＞分茎数；单株生产力的直接通径系数最大（0.549），其次是单株结果数（0.380），直接通径系数越大，性状对产量的影响也越大，说明单株生产力和单株结果数是直接影响籽粒产量的重要性状。株高、分茎数、主茎分枝数和单果粒数增加，胡麻籽粒产量也增加。从间接通径系数可知，单株结果数通过单株生产力的间接通径系数（0.509）最大，单株生产力通过单株结果数的间接通径系数（0.353）也较大，说明单株结果数通过单株生产力对胡麻籽粒产量产生较大的影响，株高、分茎数通过单株生产力的间接通径系数分别为0.430、0.307，说明这2 个性状通过单株生产力对籽粒产量产生较大影响；株高通过单株结果数的间接通径系数为0.271，说明株高通过单株结果数对籽粒产量也产生较大影响。

表9 胡麻籽粒产量的通径分析

通径分析的结果进一步证实了单株结果数与单株生产力是直接影响胡麻籽粒产量的重要性状，株高、分茎数也对籽粒产量产生较大的影响。

3 结论与讨论

胡麻产量构成因素比较复杂，受多个因素的影响和制约，是基因型与环境互作的结果。本研究通过对各个农艺性状的变异分析可以看出，变异系数的变化范围较大，其中，产量的变异系数最大，其次是单株生产力，说明产量和单株生产力受品种自身基因及外界环境因素影响较大，品种选择可调控空间较大；千粒质量的变异系数最小，则说明不同胡麻品种间千粒质量差异不大，受外界环境影响也较小；株高的变异系数仅次于千粒质量的变异系数，说明适度的株高有助于产量的稳定。作物在生产中的丰产性和稳产性通常可以通过产量性状及其相关构成因素变异系数的大小来反映[18-20]。

产量与各个农艺性状的简单相关性分析反映了产量与各性状以及各性状间的相互关系。本研究表明，除与单株秆质量是负相关外，产量与其他性状均为正相关。产量和各个农艺性状的偏相关分析结果为：单株生产力＞单株结果数＞分茎数＞单果粒数＞株高＞主茎分枝数＞工艺长度＞单株秆质量＞千粒质量，其中，产量与工艺长度、单株秆质量、千粒质量为负相关，说明工艺长度和千粒质量受其他性状的影响较大，主要通过其他性状的交互作用而对产量产生正向效应。

通过正态性检验和显著性检验的回归分析更具有科学性和说服力，通径分析的结果对产量构成进行了进一步的说明。本研究表明，株高、分茎数、主茎分枝数和单果粒数主要通过单株结果数和单株生产力的作用而对产量产生较大的间接正效应；工艺长度和千粒质量则主要通过单株结果数和单株生产力产生的间接正效应抵消一部分由直接通径系数产生的正向直接效应，从而最终对产量产生正向间接效应；单株结果数通过单株生产力、单株生产力通过单株结果数均对产量产生较大的正向间接效应，结合其产生的正向直接效应，从而对产量的增加起到了决定性作用。围绕产量构成问题前人也做了许多研究，舒志明等[21]研究表明，果着粒数、分枝数、单株蒴果数对提高胡麻单株产量起主要正向效应。李登明等[22]研究认为，提高胡麻单株产量必须有一定的单株果球数、株高和每果粒数。伊六喜等[23]研究则认为，株果数是决定胡麻种子产量的主要农艺性状，均与本研究结果基本相同。胡麻在干旱的情况下，主茎上会出现分枝少并缩短的现象，而如果花期下雨，授粉受到影响易造成单果粒数差异较大，在生育前期特别干旱的环境下，必须保证了单株生产力才能保证群体的产量。本研究相关分析表明，提高单株结果数、增加单株生产力是提高胡麻产量的有效途径。由于农艺性状属于数量性状，易受环境和人为影响，试验地点不同、材料不同，所得研究结果也有所差异。而本试验所选材料为已选育的品种及优良的品系，是在生育前期即苗期相当干旱而花期又雨量偏多的条件下进行的，前期营养生长受限，花期授粉受雨水影响结实不好，可能导致单株结果数和单株生产力成为影响产量的决定性因素。在胡麻整个生育期有2 个时期对水肥相当敏感，即快速生长期和蕾期。枞形末期和快速生长初期对水分和养分要求最高，这一阶段营养生长旺盛，又是花芽分化的关键时期；蕾期是胡麻一生中生长最旺盛的阶段，对水肥要求极高，如果在这2 个重要时期及时浇水并追肥，结果还有待进一步研究。