青花菜单株产量与主要农艺性状的相关性分析

申领艳，闫凤岐 ，栗淑芳，苏浴源 ，康少辉 ，陈宝刚

（1.张家口市农业科学院，河北张家口075000；2.张家口市乡村振兴促进中心，河北张家口075000）

青花菜（Brassica oleraceaL.var.capitataL.）属十字花科芸苔属蔬菜，其食用部位主要是花球。其花球产量与主要农艺性状（株高、开展度、外叶数、分枝数、外叶长、外叶宽等）之间的关系十分密切。各性状之间也存在相互作用，它们共同对单株产量起作用[1-3]。

近年来，关于不同作物单株产量与农艺性状的关系，国内外学者运用农业研究中重要的统计分析方法，如相关分析、通径分析和回归分析进行了大量研究[4-9]，揭示各性状直接对单株产量产生的影响和2 个性状互作对单株产量产生的影响，并为不同作物育种提供理论依据。但青花菜育种在我国起步比较较晚，对青花菜单株产量与农艺性状的关系研究较少。

本试验以86 份青花菜品种为试验材料，在河北省张家口市农业科学院试验田种植，采用相关分析、通径分析和回归分析的方法，进行深入剖析青花菜单株产量形成中，各个农艺性状所起的作用和相对重要性，旨在为冀西北高山高原夏秋露地青花菜高产育种提供科学依据。

1 材料和方法

1.1 试验材料

供试青花菜材料86 份如表1 所示。

表1 86 份青花菜材料及其来源

1.2 试验方法

试验在张家口市农业科学院试验田（张北县喜顺沟）进行。小区面积6 m2，随机区组排列，3 次重复。2020 年4 月30 日青花菜播种，采用72 穴盘育苗。6 月5 日定植，采用高畦栽培，覆盖黑地膜，每畦2 行，大行距60 cm，小行距40 cm，株距50 cm。试验地四周设保护行。田间管理与当地青花菜的田间管理方法一致。

1.3 主要农艺性状调查

收获前，按照《青花菜种质资源描述规范和数据标准》[10]，每小区随机选取 5 株，调查生育期（X1）、株高（X2）、开展度（X3）、外叶数（X4）、分枝数（X5）、花球高（X6）、花球横径（X7）、外叶长（X8）、外叶宽（X9）、中心柱高（X10）、中心柱宽（X11）和单株产量（Y）等指标。

1.4 数据处理

各性状指标数据均取平均值，利用SPSS 22.0软件进行单株产量与农艺性状之间相关性分析[11]、通径分析[12]和回归分析[13-14]。

2 结果与分析

2.1 相关性分析

由表2 可知，青花菜11 个主要农艺性状中，单株产量与8 个农艺性状呈正相关，其中，单株产量与花球高、外叶长和外叶宽3 个农艺性状的相关性均达到了极显著水平，与株高、开展度和中心柱高3 个农艺性状的相关性均达到了显著水平，花球横径和中心柱宽2 个性状与单株产量的相关性未达显著水平。单株产量与生育期、外叶数和分枝数3 个农艺性状呈负相关，但均未达到显著水平。表明增加花球高、外叶长、外叶宽、株高、开展度和中心柱高的指标值均可提高单株产量，其中，花球高、外叶长和外叶宽对单株产量的作用最大。

表2 青花菜主要农艺性状与单株产量的相关性分析

2.2 通径分析

2.2.1 通径系数 青花菜主要农艺性状对单株产量的直接通径系数绝对值依次为外叶宽＞外叶长＞外叶数＞花球横径＞分枝数＞花球高＞中心柱高＞株高＞开展度＞生育期＞中心柱宽（表3）。其中，外叶宽和外叶长与单株产量的直接通径系数（正值）为0.353 和0.349，且绝对值最大；生育期与单株产量的直接通径系数（负值）为-0.060，且绝对值最小。说明直接选择叶面积大的材料能有效提高单株产量，但用生育期来提高单株产量效果不理想。

表3 青花菜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

2.2.2 决定系数 利用决定系数能更好的发现各性状之间的关系及其相对重要性[15]。11 个主要农艺性状对单株产量的直接决定系数绝对值依次为外叶宽＞外叶长＞外叶数＞花球横径＞分枝数＞花球高＞中心柱高＞株高＞开展度＞生育期＞中心柱宽（表4）。直接效应中，外叶宽和外叶长对单株产量的影响作用最大，直接决定系数为0.125 和0.122。互作效应中，外叶长与外叶宽的互作效应最大，其间接决定系数为0.134。因此，在选育高产青花菜材料时，要特别注意对叶面积的选择，可有效提高育种效率。

表4 青花菜主要农艺性状对产量的决定系数

2.3 回归分析

经多元逐步回归分析，剔除对单株产量无显著影响的性状，留下与单株产量存在显著水平的4 个性状，其最佳回归模型为：Y＝-100.391－11.863X4＋17.341X7＋3.072X8＋12.105X9。此方程说明影响青花菜单株产量的主要因素为外叶数、花球横径、外叶长和外叶宽。当其他农艺性状维持在平均水平时，花球横径、外叶长和外叶宽每增加1 个标准单位或外叶数减少1 个标准单位，单株产量可分别提高17.341、3.072、12.105 和 11.863 g，说明 4 个性状中花球横径、外叶宽、外叶长对单株产量都有正作用，而外叶数对单株产量有负作用。

由表5 可知，逐步回归方程的F值为15.253，达到极显著水平；进入方程的各自变量的偏相关系数达到了显著水平；Durbin-Watson 统计量接近2，为1.801，可见回归方程是可以成立的。此方程说明单株产量与花球横径、叶片长和叶片宽呈正相关，偏相关系数分别为0.258、0.298 和0.402；与外叶数为负相关，偏相关系数为-0.430。说明在选育青花菜时要注重选择花球横径越大、叶面积越大和外叶数较少的材料。如果市场收购青花菜的花球横径标准为11～14 cm，选择花球横径时不能太长。

表5 回归模型诊断

通过残差图分析和发现数据中可能出现的错误以及所选用的回归模型是否恰当，是回归分析中的一项重要检验。由图1 可知，所有散点都分布在对角线附近，说明观察数据之间具有线性相关关系，可判断标准化残差服从正态分布，观测数据具有代表性。由图 2 可知，残差点在（-2，2）区域内，波动范围基本保持稳定，残差的方差性好，说明模型的拟合效果较好，上述回归方程是有效的。

3 讨论

产量直接影响到作物的经济效益，影响产量性状因素的评估一直是品种选择的重要指标[12]。

本试验在相关性分析中，青花菜单株产量与花球高、外叶长和外叶宽3 个农艺性状的相关性均达到了极显著水平。这与崔丽红等[16]的研究青花菜单株产量与叶面积指数呈极显著水平结果基本一致，与朱长志等[17]研究表明，青花菜单株产量与花球横径呈极显著水平不同，这与试验材料遗传背景、生物环境等不同有关。因此，青花菜定植后，在田间管理上要尽快促进植株营养生长，使其在进入生殖生长前迅速形成并达到足够的叶面积，从而促进优质高产花球的形成。

在通径分析中，11 个主要农艺性状对单株产量的直接通径系数和直接决定系数绝对值依次为外叶宽＞外叶长＞外叶数＞花球横径＞分枝数＞花球高＞中心柱高＞株高＞开展度＞生育期＞中心柱宽。外叶宽和外叶长对单株产量的影响作用最大，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、展开度通过影响外叶长、外叶宽对单株产量的间接作用较大，间接通径系数分别是 0.297、0.105 和 0.235、0.127，表明株高、展开度通过影响叶面积对单株产量有较大的正效应，选择较大的外叶宽和外叶长是选育高产青花菜品种的重要方法。因此，在选育青花菜时要注意对叶面积的选择。赖佳等[18]对16 份白菜新品系进行了通径分析，从8 个农艺性状中选出最大叶叶宽和叶片数对提高单株产量作用最大，为选育高产白菜品种提供了理论指导。

在回归分析中，青花菜单株产量为因变量，其他11 个农艺性状为自变量，进行多元逐步回归分析，剔除对单株产量无显著的性状，留下与单株产量呈显著水平的4 个性状，即：外叶数、花球横径、外叶长和外叶宽，得到最佳回归方程Y＝-100.391－11.863X4＋17.341X7＋3.072X8＋12.105X9。单株产量与外叶数、外叶长、外叶宽间的相关分析、通径分析、回归分析结果一致，单株产量与花球横径相关性在回归分析和通径分析中都相关，但相关分析中结果不相关。这表明在选育过程中，只进行相关分析远远不够，还得进行通径分析和回归分析，更好地揭示各性状对产量作用的实质。同时对最佳回归模型关系式进行回归模型诊断与残差分析检验，来验证回归方程的可靠性。

4 结论

在冀西北高山高原生态环境条件下，以86 份青花菜品种为试验材料，对单株产量与11 个主要农艺性状进行了相关分析、通径分析和回归分析。在相关分析、通径分析中，青花菜单株产量与11 个主要农艺性状均有一定联系，尤其是花球横径、外叶长和外叶宽是决定青花菜单株产量的主要因素，其对单株产量的直接作用最大。在回归分析中，建立相关产量最佳回归方程Y＝-100.391－11.863X4＋17.341X7＋3.072X8＋12.105X9，并进行回归模型诊断与残差分析图检验，理论结果与实际结果有较好的拟合性，拟合的回归模型适用于青花菜产量预测。