南阳盆地直立型豌豆农艺性状与产量相关性及通径分析

朱 旭 胡卫丽 杨厚勇 许 阳 韦保旭 郑青焕 杨鹏程 刘廷甫

（1 河南省南阳市农业科学院，南阳 473000；2 河南省南阳市宛城区种子技术服务站，南阳 473000）

豌豆具有籽粒蛋白质含量高、易消化吸收、遗传多样性丰富等突出特点，是一种较好的粮、菜、饲兼用的作物[1-4]。随着豌豆蛋白的兴起和我国豌豆消费量的逐年增加，豌豆成为进口量最大的食用豆品种[5-6]。豌豆具有根瘤菌，可以培肥地力，适应能力强，生育期短，是重要的间、套、轮作和养地作物，在我国农业可持续发展和乡村振兴中有着重要影响[7]。

南阳盆地地处32°17′～33°48′N、110°58′～113°49′E，处于亚热带向暖温带过渡地带，属半湿润大陆性季风气候，四季分明，三面环山，小气候特点明显。种植品种以矮生型豌豆为主，目前生产中中豌6号、中秦1号等应用面积较大，产量多年来一直没有大的突破。作物产量影响因素较多，既有内在基因的作用，也有外部环境的胁迫，最终体现在农艺性状上。本研究立足于南阳盆地特殊的气候特点，对22 份豌豆材料的8 个农艺性状和产量进行试验，通过多种分析方法分析农艺性状与产量的关系，探究其中的相互作用机理，以期为南阳盆地豌豆新品种的选育及单产提高提供科学支撑。

1 材料与方法

1.1 供试材料参试的22 份材料均为直立型品种（系），其中11 份为已稳定的杂交后代，1 份为南阳市生产上应用的中豌6号提纯复壮株系，其余10 份由国家食用豆产业技术体系相关单位提供（表1）。

表1 供试豌豆品种（系）

1.2 试验设计试验于2019年在南阳市农业科学院潦河试验基地进行，供试土壤为黄褐土，肥力中等。试验采用随机区组排列，3 次重复，小区面积12m2，6 行区，行长5m，行距0.4m，株距6.7cm，每行留苗75 株，每小区留苗450 株，折合37.5 万株/hm2。

1.3 测定项目豌豆成熟时于每小区内中间1 行、中间区域随机取样10 株，调查以下经济性状：株高、主茎节数、主茎分枝数、单株荚数、荚长、荚宽、单荚粒数、百粒重及小区产量，调查方法严格按照《豌豆种质资源描述规范和数据标准》[8]执行。

1.4 数据处理采用Microsoft Excel 2010 整理数据，利用SPSS 19.0 进行方差、相关性、关联度和通径分析。

2 结果与分析

2.1 主要农艺性状分析对22 份豌豆品种（系）的8 个主要农艺性状及产量进行方差分析（表2），结果表明，22 份试验材料的8 个农艺性状及小区产量差异均达到极显著水平，且差异来源主要表现在品种间。说明在南阳生态环境下，22 个豌豆品种（系）农艺性状表现出丰富的多样性，适合分析农艺性状对产量的影响。

表2 供试豌豆主要农艺性状及产量方差分析

不同性状的变异系数表明（表3），性状间均存在一定程度的差异，变异系数变化范围为8.36%～31.19%，排序为单株荚数>百粒重>株高>主茎分枝数>主茎节数>产量>单荚粒数>荚宽>荚长。在特定密度条件下，单株荚数、单荚粒数和百粒重是产量构成三要素，其他性状均通过影响这3 个性状影响产量。从结果可以看出单株荚数和百粒重的变异系数位居前两位，分别为31.19%和24.42%，说明单株荚数和百粒重可能是影响不同品种（系）产量的主要因素。

表3 供试豌豆主要农艺性状表现

2.2 主要农艺性状与产量的相关性分析22 份豌豆品种（系）的农艺性状与产量的相关分析（表4）表明，产量与其主要性状的相关系数按绝对值排列为主茎节数>百粒重>单株荚数>株高>荚宽>主茎分枝数>单荚粒数>荚长；产量与主茎节数、单株荚数和株高呈极显著的负相关关系，与百粒重呈极显著的正相关关系，与主茎分枝数、荚长、荚宽和单荚粒数的相关性不显著。构成产量的3 个性状中百粒重、单株荚数与产量呈极显著相关关系，单荚粒数与产量的相关关系不明显。从百粒重和单株荚数与其他农艺性状的相关系数可以看出，百粒重与4 个性状的相关性达到显著或极显著水平，其中与株高、主茎节数呈极显著的负相关关系，与单株荚数呈显著的负相关关系，与荚宽呈极显著的正相关关系；单株荚数除与荚长相关性不显著外，与其他6 个性状均达到显著或极显著的相关关系。说明大部分农艺性状均能通过影响百粒重或单株荚数进而影响产量。

表4 供试豌豆主要农艺性状与产量的相关性分析

2.3 主要农艺性状与产量的关联度分析灰色关联度分析是一种多因素统计分析方法，所需样本量小，可以反映出性状之间变化趋势的一致性，结合相关性分析能更全面地分析性状之间的关系。通过对22 份豌豆品种（系）8 个农艺性状及产量进行灰色关联度分析（表5），豌豆主要农艺性状与产量的关联度表现为：荚宽>百粒重>荚长>单荚粒数>主茎分枝数>主茎节数>株高>单株荚数。该结果表明，8 个性状中荚宽与产量的变化趋势一致性最好，百粒重次之，单株荚数与产量的变化趋势一致性最差。结合相关系数分析构成产量的3 个性状，凡与单株荚数呈显著正相关关系的性状，在关联度分析中与产量的变化趋势一致性均相对较差，与单株荚数呈显著负相关关系的性状，在关联度分析中与产量的变化趋势一致性均相对较好；而百粒重与相关性状之间的表现正好相反，且百粒重不管是在相关性分析中还是在关联度分析中均表现较好；单荚粒数无论是相关系数还是关联度，均表现不显著。这说明百粒重和单株荚数是导致产量出现变化的主要直接因素。

表5 农艺性状与产量的关联度分析

2.4 主要农艺性状与产量的通径分析通过对相关系数进行分解，计算豌豆主要农艺性状对产量的直接作用和间接作用，进而明确各因素对产量的相对重要性[9]。结果表明（表6），各性状对产量的直接贡献并不均等，按绝对值从大到小依次排序为百粒重>荚宽>主茎节数>单株荚数>单荚粒数>主茎分枝数>荚长>株高，百粒重和荚长对产量具有直接的正向效应，其余性状对产量均具有直接的负向效应。对比相关系数可以看出株高、主茎分枝数、主茎节数的直接作用不大，均是通过影响其他性状进而对产量产生影响；荚长、单荚粒数受试验材料的差异性限制，未能充分表达其与产量之间的关系，和产量的相关关系不显著。在关联度分析中与产量关联度最好的荚宽在通径分析中对产量的直接通径系数为-0.437，其中通过百粒重的间接效应为0.423，说明荚宽通过百粒重对产量具有较强的增产作用，在一定范围内提高荚宽，影响百粒重的变化，可提高产量。单株荚数直接通径系数在相关系数中占比较高，达45.3%，说明单株荚数对产量的直接作用较大，但容易受到外界因素或其他性状影响。百粒重直接通径系数最大，在相关系数中占比最高，说明百粒重对产量的直接作用大，受到外界因素或其他性状影响小。

表6 主要农艺性状与产量的通径分析

2.5 主要农艺性状与产量构成因素通径分析单株荚数、单荚粒数、百粒重是在密度一定的情况下构成产量的3 个直接性状，分析农艺性状与这3 个性状之间的通径系数，有利于进一步探究农艺性状与产量的关系。通过分析相关系数显著性和直接通径系数（表7）可以看出，株高主要直接影响单荚粒数；主茎分枝数主要直接影响单株荚数；主茎节数能够直接影响单荚粒数和百粒重；荚长主要直接影响单荚粒数；荚宽主要直接影响单株荚数。产量的3 个直接性状之间，单株荚数与单荚粒数互为直接的负向效应，且影响较大，相关性显著；百粒重与单株荚数之间直接效应较小，表现为显著的负相关性；百粒重与单荚粒数之间直接负效应虽然较大，但相关性不显著。这说明百粒重与单株荚数有明显的竞争关系，但是通过其他性状表达；百粒重与单荚粒数直接竞争关系激烈，但能通过其他性状进行弥补；单株荚数和单荚粒数直接竞争关系激烈，且不能通过其他性状进行改善，在品种筛选时应注意协调两者关系。

表7 主要农艺性状与产量构成性状的通径分析

3 结论与讨论

在密度、施肥水平、管理措施一致的情况下，对南阳盆地种植的22 份豌豆品种（系）主要农艺性状与产量进行调查，相关分析显示各农艺性状与产量的相关程度为：主茎节数>百粒重>单株荚数>株高>荚宽>主茎分枝数>单荚粒数>荚长，其中主茎节数、单株荚数和株高与产量呈极显著的负相关关系，百粒重与产量呈极显著的正相关关系，主茎分枝数、荚长、荚宽和单荚粒数与产量相关性不明显。通过灰色关联度分析，豌豆主要农艺性状与产量的关联顺序为：荚宽>百粒重>荚长>单荚粒数>主茎分枝数>主茎节数>株高>单株荚数，由于灰色关联分析用来描述性状变化趋势的一致性，负相关关系的关联度低，因此两种分析结果基本吻合，显示影响豌豆产量的主要因子为百粒重和单株荚数，百粒重为正相关，单株荚数为负相关。这与高小丽等[2]、龚学臣等[10]、王凤宝等[11]的研究结果不一致，可能与南阳气候特点有关，南阳春季较短，温度回升较快，灌浆时间短，灌浆期容易受到干热风危害，单株粒数多，营养分散，不利于灌浆的快速进行，因此单株荚数和单荚粒数对产量影响不大或有副作用。在单株粒数减少的情况下，百粒重对产量的作用就更加明显。

通径分析中各性状对产量的直接作用大小依次为百粒重>荚宽>主茎节数>单株荚数>单荚粒数>主茎分枝数>荚长>株高，百粒重和荚长对产量的直接作用为正效应，其余性状对产量的直接作用为负效应。单株荚数对产量的直接负效应较大，但容易受到其他性状影响。百粒重对产量的直接作用大，受到外界因素或其他性状影响小。其他农艺性状与百粒重、单株荚数和单荚粒数3 个产量构成性状的通径分析表明，影响百粒重的直接性状为主茎节数，影响单株荚数的直接性状为荚粒数和主茎分枝数，影响单荚粒数的直接性状为百粒重和单株荚数。因此在筛选培育新品种时应注意考察主茎节数与主茎分枝数，以减少这些性状对产量的不利影响。

本研究表明百粒重是影响豌豆产量的最主要、最直接因子，因此，深入探讨研究百粒重和产量之间的关系很有必要。由于供试材料中6 份材料的百粒重小于20g，本研究通过一系列的数据分析仅能说明其相对重要性，不能对其影响力的大小进行有效描述，因此在以后的研究中我们应尽可能多地收集不同百粒重的直立型材料进行分析，构建在南阳生态条件下豌豆产量与百粒重的关系模型，量化百粒重对产量的影响力，为品种培育和筛选适合南阳小气候品种提供依据。