2011—2020年我国北方片小粒花生区域试验参试材料性状分析

刘卫星， 张枫叶， 贺群岭， 陈 雷， 李 可， 吴继华， 范小玉

(河南省商丘市农林科学院，河南商丘 476000)

花生是我国重要的油料作物和经济作物，在保障国家食用油安全、调整优化种植结构和促进农民增收等方面具有重要作用。花生在我国分布较广，全国除青海省、宁夏回族自治区和西藏自治区外均有大规模花生种植，以长江为界，可分为北方花生产区和南方花生产区，其中北方花生区的面积、总产量分别约占全国的65%、70%，主要以春播和麦垄套种为主，随着粮油争地矛盾日益突出，麦后夏直播花生种植模式逐渐被推广应用。小粒花生生育期相对较短，适宜麦后夏直播种植，因此筛选和培育早熟高产优质小粒花生新品种是实现花生产业持续健康发展的关键。区域试验是对新品种丰产性、稳产性和适应性评价的重要环节，每年参试品种的性状表现、产量和品质代表了同时期育种的最高水平。通过对北方片小粒花生区域试验数据进行汇总分析，能够全面了解近10年参试材料性状变化趋势，探索小粒花生品种改良途径，为我国北方片小粒花生新品种评价、育种目标设定及种质资源创新等提供理论依据。

近年来，国内众多学者利用多年区域试验数据，对小麦、玉米、大豆、苦荞、谷子等作物的性状演变趋势进行分析，为这些作物的育种目标确立、品种筛选及利用指明了方向。众多学者在花生方面利用区域试验数据也做了大量工作，李新娜等利用灰色关联度和相关、通径分析法对邢台当地39个花生品系的主要农艺性状与单株产量进行了研究。范小玉等对2019年黄淮海中南片小粒花生联合体试验参试品种的主要农艺性状、品质性状进行了分析，明确了小粒花生荚果产量与百仁质量、出米率、单株生产力、油酸含量呈正相关。董文召等对1982—2009年河南省审定的花生品种主要性状的分析指出，降低株高，适当增加分枝、单株结果数、增加百果质量是进一步提高产量的关键。杨海棠等利用灰色系统理论对2017年全国北方片小粒组参试花生品种的主要性状进行了综合评价，选出了多个适宜我国北方片推广的小粒花生品种。前人对花生品种的评价多集中在单个年度、区域或方法上，对年度间、区域间及不同品种类型间的差异分析缺乏系统性。因此，本研究以2011—2020年我国北方片小粒花生区域试验数据为基础，对参试材料的主要农艺性状、产量和品质性状进行比较及系统分析，明确高产关键因子，以期为我国北方片小粒花生品种的改良和利用提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料

数据来源于2011—2020年我国北方片小粒花生区域试验资料。试验由来自7个省的28个育种单位供种，每年参试点15～22个不等，分布于河南省、山东省、河北省、辽宁省、吉林省、安徽省、江苏省、山西省等8个省31个地级市。试验采用随机区组设计，重复3次，小区面积13.33 m，种植密度15.0万～16.5万穴/hm，每穴2粒，其他栽培管理均按当地管理常规水平进行。

1.2 品种分类

对2011—2020年所有参试材料的荚果产量、主要农艺性状、品质性状等进行汇总，并与对照品种花育20号(CK)进行比较。参试材料根据籽仁油酸含量分为普通油酸花生(NOAP)和高油酸花生(HOAP)2类，普通油酸花生的籽仁油酸含量<75%或油酸亚油酸比值<10，高油酸花生的籽仁油酸含量≥75%或油酸亚油酸比值≥10。

1.3 统计分析

用Excel 2007软件进行数据统计和绘图；用DPS 7.05软件进行相关性分析以及产量与农艺性状之间的多元回归分析。

2 结果与分析

2.1 参试材料数量结构分析

从图1可以看出，2011—2020年我国北方片小粒花生区域试验参试材料共141个(不含对照)，其中有56个续试材料，参试材料中普通油酸花生103个，高油酸花生38个。2011—2017年每年参试材料维持在12个左右(除2012年)，以普通油酸花生为主，2018年参试材料数量快速增加，普通油酸花生由2017年的12个增加到21个，高油酸花生由2017年的2个增加到4个，2019年后普通油酸花生参试数量回落，高油酸花生参试数量逐年增加，至2020年高油酸花生占到全部参试材料的50.00%，参试材料总数也较2011年扩大了1倍。表明我国北方小粒花生品种结构正在逐步改善，未来10年内高油酸花生将会在生产上大面积应用，这一趋势也符合人们健康饮食的消费需求。

2.2 不同类型参试材料的产量变化

2011—2020年普通油酸花生和高油酸花生各年度荚果产量虽有波动，但整体呈明显增长趋势，CK也呈现相似的变化趋势(图2)。10年间普通油酸花生平均产量由3 588.27 kg/hm增长至 4 376.29 kg/hm，年均增幅2.23%；普通油酸花生最高产量由4 028.25 kg/hm增长至 4 790.10 kg/hm，年均增幅1.94%；高油酸花生平均产量由3 520.58 kg/hm增长至 4 554.05 kg/hm，年均增幅2.90%；高油酸花生最高产量由3 768.30 kg/hm增长至4 875.90 kg/hm，年均增幅2.90%；CK的产量由3 371.10 kg/hm增长至4 193.93 kg/hm，年均增幅2.46%。10年间普通油酸花生平均产量均较CK增产，增产幅度为4.35%～12.36%，10年间有8年高油酸花生平均产量较CK增产，2年减产，增产幅度为-14.37%～19.86%。普通油酸花生在最高产量方面优势明显，10年中有7年超过高油酸花生，高油酸花生在平均产量方面有优势，10年中有6年超过了普通油酸花生，2019、2020年连续2年高油酸花生平均产量和最高产量均超过了普通油酸花生。表明我国小粒高油酸花生育种成效显著，实现了产量与品质的双提升。

2.3 不同类型参试材料的主要农艺性状和经济性状变化

2.3.1 生育时间 从图3-A可以看出，2011—2020年普通油酸花生和高油酸花生的生育时间整体均呈下降趋势，CK的生育时间变化趋势与参试材料基本一致。从整体来看，普通油酸花生的生育时间为116.38～126.00 d，平均为121.66 d，年均降低0.55 d；高油酸花生的生育时间为116.67～126.40 d，平均为122.17 d，年均降低0.50 d；CK的生育时间为117.00～125.00 d，平均为120.89 d，年均降低0.78 d。

2.3.2 主茎高 从图3-B可以看出，2011—2020年普通油酸花生和高油酸花生的主茎高变化整体均呈明显上升趋势，CK的主茎高呈缓慢上升趋势。普通油酸花生的主茎高为32.55～47.00 cm，平均为39.60 cm，年均增长0.42 cm；高油酸花生的主茎高为30.90～51.70 cm，平均为39.20 cm，年均增长0.76 cm；CK的主茎高为32.15～46.58 cm，平均为38.48 cm，年均增长0.10 cm。

2.3.3 侧枝长 从图3-C可以看出，2011—2020年普通油酸花生和高油酸花生的侧枝长上升明显，CK的侧枝长在年际间波动与参试材料基本一致，但整体上升不明显。普通油酸花生的侧枝长为36.40～52.96 cm，平均为44.17 cm，年均增长 0.37 cm；高油酸花生的侧枝长为34.98～61.80 cm，平均为44.62 cm，年均增长0.76 cm；CK的侧枝长为36.74～50.58 cm，平均为42.99 cm，年均增长0.08 cm。

2.3.4 结果枝数 从图3-D可以看出，2011—2020年普通油酸花生的结果枝数整体无明显变化，高油酸花生和CK的结果枝数整体呈增加趋势。普通油酸花生的结果枝数为6.31～8.63个，基本稳定在6.55个左右(除2013年)；高油酸花生的结果枝数为5.51～8.80个，平均为6.71个，年均增加0.05个；CK的结果枝数为5.00～8.30，平均为6.68个，年均增加0.12个。

2.3.5 单株饱果数 从图3-E可以看出，2011—2020年普通油酸花生和CK的单株饱果数变化整体均呈明显上升趋势，高油酸花生的单株饱果数变化整体呈缓慢上升趋势。普通油酸花生的单株饱果数为9.40～14.15个，平均为12.44个，年均增加0.34个；高油酸花生的单株饱果数为10.20～17.20个，平均为13.27个，年均增加0.09个；CK的单株饱果数为9.35～15.00个，平均为12.93个，年均增加0.46个。

2.3.6 百果质量 从图3-F可以看出，2011—2020年普通油酸花生和高油酸花生的百果质量变化整体均呈明显上升趋势，CK的百果质量年际间虽有波动，但整体变化不明显。普通油酸花生的百果质量为172.30～204.19 g，平均为183.19 g，年均增加1.06 g；高油酸花生的百果质量为153.01～193.00 g，平均为177.28 g，年均增加1.74 g；CK的百果质量为172.76～193.12 g，基本稳定在180 g左右。

2.3.7 百仁质量 从图3-G可以看出，2011—2020年普通油酸花生和高油酸花生的百仁质量变化整体均呈缓慢上升趋势，CK的百果质量变化趋势与参试材料基本一致。普通油酸花生的百仁质量为68.60～83.18 g，平均为74.24 g，年均增加0.47 g；高油酸花生的百仁质量为58.62～78.38 g，平均为71.02 g，年均增加0.43 g；CK的百仁质量为68.78～79.63 g，平均为73.03 g，年均增加0.25 g。

2.3.8 出仁率 从图3-H可以看出，2011—2020年普通油酸花生的出仁率变化整体不明显，高油酸花生的出仁率变化整体略有下降，CK的出仁率变化整体略有上升。普通油酸花生的出仁率为71.61%～73.50%，基本稳定在72.86%左右；高油酸花生的出仁率为65.18%～74.29%，平均为70.98%，年均下降0.10%；CK的出仁率为70.11%～74.85%，平均为73.45%，年均增加0.25%。

分析结果表明，我国北方片小粒普通油酸花生和高油酸花生主要农艺性状变化趋势基本一致，育成花生生育时间缓慢下降，满足了北方一年两熟种植区对早熟花生品种的需求，育种方向整体偏向株高较高、单株饱果数多、果大、仁大的品种，有利于产量的提高。

2.4 不同类型参试材料的品质性状变化

2.4.1 粗脂肪含量 从图4-A可以看出，2011—2018年普通油酸花生的粗脂肪含量年份间波动较小，而高油酸花生的粗脂肪含量年份间波动较大，但总体均呈明显上升趋势，普通油酸花生的粗脂肪含量由50.70%升至53.47%，年均增加0.40%，高油酸花生的粗脂肪含量由51.71%增加到53.99%，年均增加0.33%；2019—2020年由于品质检测依据标准的改变，粗脂肪含量较2018年明显降低。2011—2018年CK的粗脂肪含量变化不明显，基本稳定在53.66%左右，2019—2020年也出现明显的降低现象。普通油酸花生、高油酸花生和CK的粗脂肪含量的年际平均分别为52.35%、52.09%和53.42%，普通油酸花生和高油酸花生的粗脂肪含量明显低于CK。

2.4.2 粗蛋白含量 从图4-B可以看出，2011—2018年普通油酸花生和高油酸花生的粗蛋白含量虽有波动，但总体均呈下降趋势，普通油酸花生的粗蛋白含量由25.48%降至24.82%，年均降低0.09%，高油酸花生的粗蛋白含量由25.53%降至23.45%，年均降低0.30%；2019—2020年由于检测依据标准的改变，粗蛋白含量较2018年明显增高。2011—2018年CK的粗蛋白含量变化不明显，基本稳定在26.24%左右，2019—2020年也出现明显的上升。普通油酸花生、高油酸花生和CK的粗蛋白含量的年际平均分别为25.16%、25.26%和26.35%，普通油酸花生和高油酸花生的粗蛋白含量明显低于CK。

2.4.3 油酸含量 从图4-C可以看出，2011—2020年普通油酸花生和CK的油酸含量变化整体呈缓慢上升趋势，高油酸花生的油酸含量变化整体略有下降。普通油酸花生的油酸含量为41.06%～46.34%，平均为43.91%，年均增加0.22%；高油酸花生的油酸含量为75.80%～80.40%，平均为78.29%，年均下降0.16%；CK的油酸含量为40.00%～43.30%，平均为41.70%，年均增加0.12%。普通油酸花生的油酸含量明显高于CK。

2.4.4 亚油酸含量 从图4-D可以看出，2011—2020年普通油酸花生和CK的亚油酸含量变化整体呈缓慢下降趋势，高油酸花生的亚油酸含量变化不明显。普通油酸花生的亚油酸含量为31.93%～37.87%，平均为34.74%，年均降低0.32%；高油酸花生的亚油酸含量为4.20%～8.30%，基本稳定在4.73%左右(除2013年)；CK的亚油酸含量为34.35%～37.50%，平均为35.87%，年均降低0.26%。

2.4.5 参试材料品质类型统计 从表1可以看出，2011—2020年的参试材料中，达到高蛋白花生标准(粗蛋白含量≥30%)的有1个，达到高脂肪花生标准(粗脂肪含量≥55%)的有11个，分别占全部参试材料的0.71%、7.80%，其中普通油酸花生中达到高脂肪标准的材料较多，占全部普通油酸参试材料的9.71%。唯一的高蛋白花生材料为花育6306，粗蛋白含量为30.6%，粗脂肪含量>56%的材料有2个，分别为潍花23号、徐0413。结果表明，我国北方片小粒区域试验参试材料的粗脂肪含量缓慢上升，但整体育成的高脂肪花生品种仍较少；我国花生以油用为主，致使参试材料的粗蛋白含量缓慢下降，育成的高蛋白花生数量更少。由于花生高油酸育种的加快，普通油酸花生的油酸含量也得到缓慢提高，但随着高油酸参试材料的增加，高油酸花生的油酸含量略有下降。

表1 2011—2020年我国北方片小粒花生区域试验参试材料品质类型分布

2.5 参试材料主要性状的相关性分析

分别利用10年间小粒普通油酸花生和高油酸花生的主要农艺性状、品质性状和荚果产量进行相关性分析(表2)。结果表明，在普通油酸花生中，荚果产量与生育时间、单株饱果数、百果质量、百仁质量、粗脂肪含量呈极显著正相关，与结果枝数呈显著负相关；生育时间与单株饱果数呈显著正相关，但与主茎高和侧枝长呈极显著负相关；单株饱果数与百果质量、百仁质量呈显著负相关。说明通过延长生育时间，增加单株饱果数、百果质量、百仁质量，可以提高我国北方小粒普通油酸花生的荚果产量，但小粒花生品种多以一年两熟种植为主，要求生育时间较短，因此在品种选育中应注重与其他性状的协调。单株饱果数与粗脂肪含量呈极显著正相关，百果质量与粗蛋白含量呈极显著正相关，因此，以脂肪利用为主的品种应重点选择单株饱果数高的材料，而以蛋白质利用为主的材料在选育中应重点选择百果质量高的花生。

表2 2011—2020年我国北方片小粒花生区域试验参试材料各性状之间的相关性

在高油酸花生中，荚果产量与单株饱果数和百仁质量呈显著正相关。单株饱果数与百果质量和百仁质量呈极显著负相关，与出仁率呈极显著正相关；百果质量与百仁质量呈极显著正相关，与出仁率呈极显著负相关，与粗蛋白含量呈显著正相关。表明我国北方小粒高油酸花生通过提高单株饱果数和百仁质量可能会实现高产，但提高单株饱果数会导致百仁质量下降，在育种选择时应加以协调。粗脂肪含量与油酸含量呈极显著正相关，因此在小粒高油酸花生中更易选育出粗脂肪含量≥55%的品种。

2.6 荚果产量与各性状的多元回归分析

以生育时间()、主茎高()、侧枝长()、结果枝数()、单株饱果数()、百果质量()、百仁质量()、出仁率()、粗脂肪含量()、粗蛋白含量()、油酸含量()和亚油酸含量()为自变量，荚果产量为因变量()进行多元逐步回归分析，分别建立了我国北方片小粒花生荚果产量与其他性状的最优回归模型：

普通油酸花生：=-3 131493 2+33512 4+83409 3-67360 7-78074 5+153574 9+23739 2(=0778 4，=0762 5，=24605 0，=0000 1)；

高油酸花生：=-1 356327 7+133158 1-119224 6+171719 0+144247 6+39388 3(=0713 4，=0657 4，=6631 8，=0.000 2)。

结果表明，在普通油酸花生中，生育时间、主茎高、侧枝长、结果枝数、单株饱果数和百仁质量共同决定了荚果产量76.25%的变异；在高油酸花生中主茎高、侧枝长、结果枝数、单株饱果数和百仁质量共同决定了荚果产量65.74%的变异。

3 讨论与结论

3.1 高油酸花生育种取得一定进展，仍需进一步加强

在花生的脂肪酸中，油酸和亚油酸之和达到80%以上，是花生脂肪酸的主要成分。提高花生油酸含量可以延长花生及其制品的货架期，提高花生油的高温稳定性。长期食用高油酸花生可以降低人体内低密度脂蛋白胆固醇，降低罹患心血管疾病和Ⅱ型糖尿病的风险。高油酸花生育种已成为我国花生品质育种的主要方向，相继育成了一系列高油酸花生新品种。本研究结果表明，自2011年以来，我国每年都有高油酸花生参加试验，至2019年普通油酸花生参试数量下降，高油酸花生参试数量增加，2020年高油酸花生参试材料占到全部参试材料的50.00%，这些变化有助于改善我国花生生产上以普通油酸品种为主的现状。

2011—2020年，普通油酸花生参试材料的平均产量范围在3 588.27～5 084.78 kg/hm，高油酸花生参试材料的平均产量在3 191.25～5 032.05 kg/hm，参试材料的年度平均产量变幅都接近或超过1 500 kg/hm，高油酸花生参试材料的年度平均产量变幅达到1 840.80 kg/hm，变动范围比小麦大得多，说明不同年份的气候条件和栽培管理水平对花生的产量影响较大，花生育种中应注重广适、抗逆、稳产花生新品种的选育。我国高油酸花生育种起步较晚，选用的起始花生种质有限，育成的高油酸花生品种普遍存在产量潜力不够高的缺点。本研究结果表明，10年中普通油酸花生的最高产量有7年超过高油酸花生，说明目前我国北方小粒普通油酸花生的增产潜力高于高油酸花生。但随着我国高油酸花生育种技术的不断提升，高油酸花生品种的产量水平也得到了明显改善，近10年高油酸参试花生的平均产量和最高产量的年均增幅均比普通油酸花生高，特别是2019、2020年高油酸花生的平均产量和最高产量均超过了普通油酸花生，表明通过育种手段同步提升产量与品质是可行的。

3.2 因品种类型协调产量与其构成因素关系

通过对2011—2020年我国北方片小粒花生区域试验普通油酸花生和高油酸花生参试材料的分析发现，普通油酸花生和高油酸花生的生育时间整体均呈下降趋势，满足了我国北方一年两熟种植区对早熟花生品种的需求，普通油酸花生的单株饱果数、百果质量和百仁质量以及高油酸花生的结果枝数、百果质量和百仁质量随年份的增长而增加明显，表明通过育种技术对这些性状的改良取得了成效。众多研究表明，花生的出仁率相对较为稳定，人为加以调控的难度较大，本研究结果表明，10年来2类参试材料的出仁率随年份的增长增加幅度不明显或略有下降。

花生生育时间与产量的关系因品种类型、种植方式等不同而表现各异，张保亮等研究表明，河南省夏播花生生育期与产量呈极显著正相关。华福平等研究发现，河南省夏播花生生育期与单株生产力呈极显著正相关。侯丽英等对广西花生的研究结果表明，花生生育期与产量呈极显著正相关。本研究表明，在我国北方片小粒花生区域试验中，普通油酸花生的生育时间与荚果产量呈极显著正相关，这与上述研究结果一致。本研究中高油酸花生的生育时间与荚果产量呈负相关，具体原因有待进一步研究阐明。

农作物产量是构成产量各因素共同作用的结果，各性状间彼此关联，在育种中应强调主要性状的选择，同时兼顾其他次要因素，从而实现品种综合性状优良。本研究通过相关性分析表明，无论是普通油酸花生还是高油酸花生，单株饱果数和百仁质量与产量均呈显著或极显著正相关，说明通过提高单株饱果数和百仁质量可能会实现高产，但是单株饱果数和百仁质量间存在显著或极显著负相关，在品种选择时需加以协调。本研究中2类材料的主茎高和侧枝长与出仁率均呈显著或极显著负相关，说明选育株高较低的品种，更有利于我国北方片小粒花生籽仁产量的提高。

3.3 提升品质，做好专用品种选育

我国花生的主要用途为油用、食用加工和出口专用，约占全部花生的90%左右，不同的加工用途需要的花生籽仁品质目标不同，相应衍生出高脂肪、高蛋白、高油酸、高赖氨酸、高含糖、高原花青素等不同类型花生原料需求，而传统花生育种只注重高产性状的改良，对品质性状考虑较少，不能满足市场多样化的需求。本研究结果表明，2011—2020年我国北方片小粒参试的103个普通油酸花生中，达到高蛋白花生标准的有1个，达到高脂肪花生标准的有10个，而参试的38个高油酸花生中只有1个达到高脂肪花生标准。由此可见，我国虽然提出了高蛋白、高脂肪花生育种目标，但整体育成品种仍较少；高油酸化已成为我国未来花生产业发展的方向，高油酸花生育种水平得到了很大提高，下一步应重点提升高油酸高蛋白、高油酸高脂肪花生育种能力；鲜食、功能保健等花生育种满足了市场多样化的需求，而相关育种品质性状缺乏统一标准，短时期内仍难满足消费需求。

综上可知，2011—2020年我国北方片小粒花生品种主要农艺性状和品质性状的改良取得明显成效，荚果产量呈逐年增加趋势，特别是高油酸花生育种得到了很大提升，在参试材料数量和产量水平方面都得到了提高，但高脂肪、高蛋白等优质专用品种仍较少。新选育的品种生育时间缩短，满足了早熟花生品种种植需求，单株饱果数多，果大、仁大，有利于产量的提高。影响我国北方小粒花生产量的主要因素为单株饱果数和百仁质量，其次为主茎高、侧枝长和结果枝数，育种过程中应注意各性状的关联性，确保主次兼顾、性状协调，从而选育出适宜我国北方种植的广适、抗逆、稳产小粒花生新品种。