不同食葵品种间农艺性状及产量的比较研究

罗静静，王贺亚，柳延涛

（1新疆生产建设兵团第九师农业科学研究所（畜牧科学研究所），新疆额敏 834601；2新疆农垦科学院，新疆石河子 832000）

0 引言

向日葵是一种耐盐碱、耐瘠、耐旱、适应性广的油料作物[1-2]，主要分布于中国东北、华北、西北地区[3]，年种植面积稳定在100万hm2左右。向日葵主要分为油用型和食用型，而国内以食用向日葵（以下简称食葵）为主，占栽培总面积的80%以上[4]。食葵富含粗蛋白、胡萝卜素、维生素和多种不饱和脂肪酸，是一种健康的休闲食品[5-7]。随着人们对食葵需求量的不断提高，其经济效益快速增长，种植面积逐年增加，已经成为一些地区的重要经济作物[8-10]。

塔城地区、阿勒泰地区及昌吉州地区是新疆食葵栽培的主产区，占新疆食葵种植面积的80%以上。由于新疆得天独厚的气候条件，食葵产量稳定，品质优良，为农民创造了较高的经济收益[11]。近年来，随着食葵种植面积的逐年增加，食葵生产中品种单一、优良品种更新慢、品种混杂退化严重、单产低等问题日益凸显[12-13]；而国外的品种因籽粒短小、不宜嗑食、适应性差等缺点难以在国内获得大面积推广[14]。培育高产耐食、适应性广的品种是国内食葵育种及栽培的重要方向。众多学者对食葵性状指标进行了统计分析研究，指出食葵产量与农艺性状之间存在显著的相关关系[15-19]，为食葵品种筛选奠定了理论基础；王树彬等[20]对12个食葵杂交种进行品比试验，筛选出5个适宜当地大面积推广价值品种；刘林等[21]对德国引进的3个食葵品种进行了对比试验，指出‘TK929’在阿勒泰地区具有更好的推广价值；李晓伟等[22]通过对比多家单位的供试品种，为地区品种区试提供了有价值的建议。本研究选取8个塔额地区栽培的主要食葵品种，旨在通过对比试验筛选高产耐食的优势品种，为当地食葵品种应用及推广提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 供试材料

供试食葵品种8个，分别为‘飞天1号’、‘双星44’、‘乐丰30’、‘JK518E’、‘同庆5号’、‘金禾8号’、‘双星5号’、‘恒福睿9号’，其中‘双星5号’（当地主栽品种）为对照(CK)材料。

1.2 试验地概况

试验于2021年在新疆生产建设兵团第九师农（畜）科所团结农场4连试验地(46°31′N，83°29′E)进行，属典型的温带大陆性气候，四季鲜明，昼夜温差大，夏季日照时间长，光热资源充足。试验田前茬为冬小麦，土壤为砂质壤土，耕层土壤(0～20 cm)的基本理化性状为有机质29.34 g/kg、碱解氮101.5 mg/kg、有效磷46.66 mg/kg、速效钾371.97 mg/kg，pH 8.06。

1.3 试验设计

试验采用随机区组设计，重复3次，小区面积为14 m2(2.8 m×5 m)；采用50 cm+90 cm宽窄行种植，株距25 cm，滴管带铺设在50 cm窄行中，留苗密度约为2.85万株/hm2；于2021年5月28日播种，人工点播，干播湿出；分别在6月15日和6月28日人工除草2次；全生育期分别在7月22日、8月8日、8月20日、8月31日采用滴灌方式灌水4次；随水施肥，尿素450 kg/hm2、磷酸二铵225 kg/hm2、硫酸钾225 kg/hm2；于9月15日人工收获；其他田间管理措施参照当地高产田。

1.4 测定项目与方法

1.4.1 农艺性状调查 于成熟期（75%植株变黄，花瓣脱落）在每个品种选取长势均匀连续具有代表性的10株植株（边行各5株），重复3次，定点定株对株高（子叶节至顶端）、茎粗（食葵茎基部直径）、盘径进行调查并记录。

1.4.2 生育时期调查 记载不同品种出苗期（75%植株达到出苗的日期）、现蕾期（75%花蕾直经达1 cm的日期）、开花期（75%植株开花的日期）、成熟期（75%植株变黄，花瓣脱落的日期）和生育期（从出苗期到成熟期的天数）。

1.4.3 产量及其构成因素 于成熟期不同品种随机连续取10个花盘样品，对结实率、百粒重、粒长、粒宽进行室内考种，按小区实际收获计算产量。

1.5 数据分析

数据经Microsoft office 2010软件整理，采用SPSS 25.0软件进行分析，采用SigmaPlot 12.5软件作图。

2 结果与分析

2.1 食葵主要性状间的相关性分析

2.1.1 变异系数比较 变异系数是衡量测定性状受外界条件影响而发生变异程度的重要指标，对性状的遗传稳定性强弱具有一定的指导意义。由表1可知，食葵品种各性状的变异系数由大到小均依次为产量、盘径、百粒重、籽粒数、籽粒宽、籽粒长、株高、茎粗；说明产量、盘径及百粒重等指标相对不稳定，易受品种差异及环境影响，而茎粗及株高则相对稳定，不易受环境影响。

表1 8个食葵品种主要农艺性状变异系数比较

2.1.2 偏相关性分析 由于性状间可能存在一定的相互关系，产量指标可能受一个或多个指标共同影响，直接相关关系不能够反映各指标与产量之间的关系，而偏相关分析可以消除其他指标的干扰，处理复杂的变量关系。表2偏相关分析结果表明，品种之间各指标中，株高、茎粗及籽粒数与产量之间存在一定的正相关关系；盘径、籽粒长与产量之间存在一定的负相关关系；籽粒宽与株高、籽粒长呈显著正相关关系(P＜0.05)，籽粒数与茎粗存在显著负相关关系(P＜0.05)。

2.1.3 通径分析 偏相关分析只反映了性状间的相互关系，并不能准确反映各性状对某一特定性状的贡献大小。通径分析可将性状间的相关系数分解为直接通径系数（某一自变量对因变量的直接贡献）和间接通径系数（该自变量通过其他自变量对因变量的间接贡献）。为此，进一步对各指标对食葵产量进行通径分析。

由表3可知，供试食葵品种株高、茎粗、籽粒数对食葵产量的直接通径系数均为正值，盘径、籽粒长对食葵产量的直接通径系数均为负值。结合偏相关分析可知，在保证株高的同时可通过增加籽粒宽度来对食葵产量产生较大的促进作用；在保证茎粗的同时可通过增加籽粒及盘径长来对食葵产量产生较大的促进作用；而在保证籽粒数的情况下，则需要通过增加籽粒长来达到增产目的。

表3 食葵品种主要农艺性状间对产量的通径分析

2.1.4 回归分析 由于影响食葵产量的性状很多，这些性状很可能存在多重共线性。为避免发生多重共线性现象，采用多元逐步回归对早熟性状与食葵产量进行回归分析。由回归分析结果得出，株高、茎粗及盘径对食葵产量有极显著影响，其中株高及茎粗为正向，盘径为负向，回归方程如式(1)，R2=0.613*。回归结果与偏相关及通径分析结果吻合。

式中，ZG、JC、PJ、ZLC、ZLK、ZLS、BLZ、CL分别代表株高、茎粗、盘径、籽粒长、籽粒宽、籽粒数、百粒重和产量。

2.2 不同品种间农艺性状的差异

如图1，受品种差异影响，食葵株高及茎粗等指标存在一定差异性。株高表现为‘同庆5号’较‘恒福睿9号’、‘乐丰30’株高增加18.41%～18.82%，差异显著(P＜0.05)，且较CK增加7.46%，差异显著(P＜0.05)；‘恒福睿9号’、‘金禾8号’、‘乐丰30’株高显著低于CK，降幅为4.03%～9.55%；‘双星44’、‘JK518E’株高与CK差异不显著(P＞0.05)。茎粗表现为‘双星44’较CK、‘恒福睿9号’增加13.63%～15.19%，增幅最大，且较‘乐丰30’、‘JK518E’、‘同庆5号’、‘金禾8号’增加5.59%～11.93%，差异显著(P＜0.05)；‘飞天 1 号’、‘乐丰 30’、‘JK518E’、‘同庆5号’茎粗显著高于CK，增幅为5.85%～9.27%，差异显著(P＜0.05)；‘恒福睿9号’茎粗与CK差异不显著(P＞0.05)。

图1 不同品种间食葵株高及茎粗的差异

2.3 不同品种籽粒大小差异

籽粒大小在一定程度上反映了种子的饱满程度，是食葵产量形成及耐食性评价的重要要素。结果（图2）表明，‘双星44’籽粒长及籽粒宽均显著高于CK；除‘双星44’的其他品种籽粒长与CK无显著差异(P＞0.05)。‘JK518E’表现为籽粒宽与CK、‘同庆5号’、‘恒福睿9号’及‘金禾8号’差异不显著(P＞0.05)，而CK籽粒宽则显著高于‘同庆5号’、‘恒福睿9号’及‘金禾8号’，差异显著(P＜0.05)。‘飞天1号’及‘乐丰30’籽粒长及籽粒宽均处于较低水平。综上，各品种间在籽粒长及籽粒宽指标上的总体表现为‘乐丰30’/‘飞天1号’＜‘金禾8号’/‘同庆5号’/‘恒福睿9号’/‘JK518E’/‘双星5号’＜‘双星44’。

图2 不同品种间籽粒长宽的差异

2.4 产量及构成因素的差异

表4结果表明，不同品种之间，盘径及籽粒长宽比差异不显著(P＞0.05)；单盘籽粒数差异较大，表现为‘飞天1号’、‘同庆5号’与CK相比差异不显著(P＞0.05)，却显著高于其他品种(P＜0.05)，其中‘乐丰30’表现较差；除‘恒福睿9号’结实率较低外，其他品种之间结实率差异不显著(P＞0.05)；‘金禾8号’百粒重低于‘双星44’、‘乐丰30’、‘JK518E’及CK，差异显著(P＜0.05)，其他品种之间差异不显著(P＞0.05)；‘同庆5号’、‘飞天1号’、‘JK518E’与CK相比产量差异不显著(P＞0.05)，‘恒福睿9号’、‘乐丰30’、‘金禾8号’产量低于CK处理，差异显著(P＜0.05)。

表4 不同品种食葵产量及产量构成因子的差异

2.5 不同品种间生育期的差异

如表5所示，‘同庆5号’与CK及其他品种相比，生育期较长，主要表现在出苗至现蕾生育时期的延长，开花期及成熟期与其他品种差异不大；‘乐丰30’相较于CK生育期略有缩短，主要是成熟期时长较短所致；‘飞天1号’、‘双星44’、‘JK518E’、‘金禾8号’及‘恒福睿9号’在生育时期及生育期等与CK差异不大。

表5 不同品种间生育时期的差异

3 结论与讨论

研究表明，食葵结实率、单盘粒重与产量的关系密切相关，食葵的长势情况对产量的影响也非常大[23]。本研究结果表明，食葵株高、茎粗及籽粒数与产量之间呈现显著的正相关关系（表2），而籽粒的大小可以直接影响百粒重，但与产量不存在直接的关系，这与前人研究一致。由图2可知，‘双星44’虽然在籽粒大小指标上高于对照及其他品种，但该品种株高较低（图1），由于籽粒长对食葵产量的直接通径系数为负值且籽粒宽与产量的相关性不大（表3），最终导致其产量优势不明显；相反，‘同庆5号’株高（图1）、单盘籽粒数（表4）及生育期时长（表5）均显著高于对照及其他品种，虽然籽粒大小中等，但产量更具优势；同理，虽然‘飞天1号’籽粒较小，但是株高及茎粗具有优势（图1），表现出了较高的产量（表4）。

李玉发等[17]研究表明，盘径和茎粗对产量贡献率最大，百粒重贡献最小。王兴珍等[24]则指出盘径及茎粗与食葵的单株产量相关性一般。何礼民等[25]研究指出在选择食用向日葵品种时应避免使用盘径指标。本研究表明茎粗与盘径正相关在一定程度上保证了食葵的生物量，却不一定对产量有促进作用，只有在增加茎粗的基础上增加盘径才有利于提高食葵产量，且保证茎秆的强壮有利于食葵倒伏的防治，而从茎粗较小的群体中筛选盘径较大的品种无意义。说明单株农艺指标与产量的关系受多种因素影响，需要多年多点反复试验进一步论证。本研究的不足之处在于试验年份少、生态区域小、准确性较差，在后续研究中将继续通过增加多年多点数据提高筛选分析的科学性。本研究还指出，籽粒长与百粒重之间具有较强的正相关性，说明籽粒较长的品种籽粒饱满型较好，具有更好的嗑食性，说明‘双星44’具有更好的耐食商品性；‘双星5号’作为当地主栽品种，具有早熟、籽粒宽大、产量稳定的优势，以‘双星5号’为对照，筛选生育期相对较长、植株健壮、籽粒数较多的品种更具有增产潜力，而在此基础上筛选籽粒较长、植株高大、产量相对稳定的品种则具有更高的商品性。‘同庆5号’植株健壮、单盘籽粒数较高、生育期略长、籽粒大小适中且产量优势明显，具有较好的经济效益，适宜当地大面积推广种植。