海南地区豇豆品种比较分析与综合评价

摘 要：为促进海南省豇豆产业的发展，筛选出适宜在本地区夏季露地栽培的豇豆品种，以13个豇豆品种为试验材料，对其主要农艺性状、产量、品质性状及抗病性进行比较分析，并通过主成分分析和聚类分析进行综合评价。结果表明，绿丰3000、热豇1号和鸿运708产量较高，其中绿丰3000产量最高，为 1 380.48 kg·667 m-2；绿丰3000维生素C含量（w，后同）最高，为23.61 mg·100 g-1；华宝2号可溶性糖含量最高，为25.37 mg·g-1；特级海亚王可溶性蛋白和干物质含量最高，分别为2.43%和10.02%；热豇1号粗纤维含量最高，为6.96%。华宝2号、华赣·满棚金田间锈病抗性最强，病情指数分别为33.41和33.33。主成分分析将18个豇豆性状转化为6个主成分，综合得分最高的为热豇1号；聚类分析将13份豇豆分为3大类，类群Ⅰ锈病抗性强，类群Ⅱ产量高，类群Ⅲ荚果小、产量低。综上，通过筛选评价，综合表现较好的品种有热豇1号、绿丰3000和湘研海龙王F1，适宜在海南地区夏季露地大面积推广种植。

关键词：豇豆；品种比较；主成分分析；聚类分析

中图分类号：S643.4 文献标志码：A 文章编号：1673-2871（2024）09-151-08

Comparative analysis and comprehensive evaluation of cowpea varieties in Hainan

WANG Xianli， NIU Yu， DU Gongfu， QI Zhiqiang， YANG Yan， LIU Zhaohua

（Key Laboratory of Crop Gene Resources and Germplasm Enhancement in Southern China， Ministry of Agriculture and Rural Affairs/Tropical Crops Genetic Resources Institute， Chinese Academy of Tropical Agricultural Sciences， Haikou 571101， Hainan， China）

Abstract： In order to promote the development of cowpea industry in Hainan province and select suitable varieties for open field cultivation in summer， main agronomic traits， yield and quality traits and disease resistance of 13 cowpea varieties were analyzed. A comprehensive evaluation was conducted through principal component and clustering analysis. The results showed that Lüfeng 3000， Rejiang 1 and Hongyun 708 had the higher yield， Lvfeng 3000 was the highest with a yield of 1 380.48 kg·667 m-2; Lüfeng 3000 had the highest vitamin C content， with a concentration of 23.61 mg·100 g-1; Huabao 2 had the highest soluble sugar content， with a concentration of 25.37 mg·g-1; Super Haiyawang had the highest soluble protein and dry matter content， with a concentration of 2.43% and 10.02%， respectively; Rejiang 1 had the highest crude fiber content， with a concentration of 6.96%. Huabao 2 and Huagan·Manpengjin had the best resistance to rust， the disease index is 33.41 and 33.33， respectively. 18 cowpea traits were converted into 6 principal components， and the highest score was Rejiang 1. The 13 cowpea varieties were divided into 3 groups by cluster analysis. Group Ⅰ had good rust resistance， group Ⅱ had highest yield， group Ⅲ had small pod and lowest yield. In summary， the varieties with good comprehensive performance， such as Rejiang 1， Lüfeng 3000 and Xiangyan Hailongwang F1 were selected through screening and evaluation， were suitable for large-scale promotion and cultivation in summer open fields in Hainan region.

Key words： Cowpea; Variety comparison; Principal component; Clustering analysis

收稿日期：2023-12-27；修回日期：2024-04-16

基金项目：海南省重大科技计划项目（ZDKJ2021010）；五指山市生态科技特派员项目（WZSKTPXM202209）；中央级公益性科研院所基本科研业务费专项（1630032024010）

作者简介：王现丽，女，研究实习员，研究方向为瓜菜遗传育种。E-mail：xiyue1987@163.com

通信作者：刘昭华，男，农业推广研究员，研究方向为瓜菜遗传育种与技术推广。E-mail：15203089335@163.com

豇豆（Vigna unguiculata），又称角豆、带豆、裙豆等，在我国栽培历史悠久，种植范围广[1]。因豆荚肥厚、质地鲜嫩、营养丰富而深受人们喜爱[2]，是海南省第二大蔬菜作物[3]。目前，市场上的豇豆品种多且杂，质量参差不齐，生产中常因品种选择失误而导致损失惨重。优良品种缺乏已成为制约海南省豇豆产业发展的重要因素。因此，筛选适宜当地栽培的优质、高产、抗性强的豇豆品种，对促进当地豇豆产业的发展具有重要意义。

近年来，我国科技工作者根据当地气候特点，筛选了许多适宜当地种植的豇豆品种并加以推广。顾振华等[4]对23个豇豆新品种进行了田间比较试验，筛选出适于洞庭湖区推广应用的豇豆新品种。于海培等[5]对13个豇豆品种进行连续2年的比较筛选试验，筛选出3个可在河南大面积推广种植的品种。陈海玲等[6]通过2种综合评价方法对12个豇豆品种的生育进程、主要农艺及经济性状进行了鉴定分析，筛选出适宜福建推广种植的豇豆品种。叶其宏等[7]以15个短荚型豇豆品种为试材，通过夏季田间试验，筛选出2个适宜在三亚种植的深紫色豆荚品种。詹园凤等[8]对国内外引进的15份长豇豆种质资源的主要农艺性状和营养品质进行分析，筛选出了适合海南设施栽培的早熟、高产及品质优的种质。

海南具有得天独厚的地理和气候条件，常年日照充足、温湿度适宜，是我国重要的瓜菜生产基地。豇豆种植更是海南农民收入的主要来源之一[9-10]。海南大部分豇豆种植户不具备设施栽培的条件，以露地栽培为主，且夏季高温多雨，农户种植夏季蔬菜积极性不高，是蔬菜供应的淡季，因此夏季岛内蔬菜往往供不应求，价格居高不下。为促进海南省豇豆产业的发展，满足海南豇豆生产和供应的需要，筛选出适合海南地区夏季露地种植、田间综合表现好的豇豆品种，笔者前期从100多个豇豆品种中初步筛选出了13个综合表现优良的品种，对这13个品种进一步开展比较筛选试验，调查主要农艺性状、产量、品质特性和抗病性，进行综合分析与评价，以期为海南地区豇豆品种的选择与生产推广提供科学依据。

1 材料与方法

1.1 材料

供试材料共13个豇豆品种，分别来自山东、江西、海南等地，均为绿色长荚型豇豆，以综合表现较好的当地主栽品种华宝2号作为对照，具体品种及来源见表1。

1.2 方法

试验于2023年7月采用直播方式播种于中国热带农业科学院热带作物品种资源研究所儋州试验基地，随机区组设计，3次重复，小区面积32 m2。起垄种植，畦面宽100 cm，沟宽50 cm，每垄2行，每穴播3粒，株距30 cm，地膜覆盖栽培。各小区栽培管理一致，按常规栽培技术进行田间管理。

参照《豇豆种质资源描述规范和数据标准》[11]进行田间观察和测定主要生物学性状。每个品种每个重复随机选取5株，调查其单株分枝数、叶长、叶宽等。在豇豆盛荚期每品种每重复分别取5条商品荚，调查平均荚长、荚宽、单荚质量和单荚粒数，并用于品质性状测定。参考詹园凤等[8]的方法测定品质性状，采用蒽酮比色法测定可溶性糖含量；采用考马斯亮蓝G-250染色法测定可溶性蛋白含量；采用2，6-二氯酚靛酚滴定法测定维生素C含量；采用烘箱干燥法测定干物质含量。3次重复。

在豇豆采摘后期，锈病大面积暴发，调查各品种田间锈病发病情况并计算病情指数。病害分级标准为0级（无病叶）、1级（病叶数占总叶数20%以下）、3级（病叶数占总叶数20%～40%）、5级（病叶数占总叶数＞40%～60%）、7级（病叶数占总叶数＞60%～80%）、9级（病叶数占总叶数80%以上），每小区调查50株，取3次重复平均值。

1.3 数据分析

采用Microsoft Excel 2019对豇豆数据进行整理统计；采用SPSS 26软件进行差异显著性分析、主成分分析和聚类分析。

2 结果与分析

2.1 豇豆品种主要农艺性状比较分析

由表2可知，特级海亚王的单株分枝数最多，为3.40；热豇1号次之，为3.20；除国豇三号、正源凤凰传奇低于华宝2号（CK）外，其他品种单株分枝数都高于CK。各品种的初花节位均低于CK，最低的是绿丰3000、华赣·满棚金和翠绿708。华宝2号和韩国特长王始花期最晚，为36 d，其他品种的始花期均比CK早。热豇1号的荚长、荚宽及单荚质量均为最大，分别为64.01 cm、0.87 cm和28.54 g。翠绿708荚长和单荚质量次之。在12个品种中，有7个品种的产量高于CK，绿丰3000、热豇1号和鸿运708位于前3位，绿丰3000产量最高，为1 380.48 kg·667 m-2；韩国特长王产量最低，仅为825.00 kg·667 m-2。在13个品种的主要农艺性状中，单荚质量变异系数最大（25.85%），分布范围为9.18～28.54 g；其次为节间长和产量，变异系数分别为16.47%和14.69%。单荚粒数变异系数最小，仅为5.85%；始花期变异系数也较小，说明试验材料均为早熟品种。因此，根据长豇豆露地栽培对品种的要求，筛选出早熟和产量高的品种有绿丰3000、热豇1号和鸿运708。

2.2 豇豆品种品质性状比较分析

由表3可知，各豇豆品种间的品质性状差异明显。其中，可溶性蛋白含量变异系数最大（18.62%），表明各品种间可溶性蛋白含量差异较大；干物质含量变异系数最小（3.92%），表明各品种干物质含量差异不明显。经比较分析，绿丰3000的维生素C含量最高，为23.61 mg·100 g-1，韩国特长王、华宝2号次之；华宝2号的可溶性糖含量最高，为25.37 mg·g-1，翠绿708、湘研海龙王F1次之；特级海亚王的可溶性蛋白含量最高，为2.43%，国豇三号、绿丰3000次之；热豇1号的粗纤维含量最高，为6.96%；特级海亚王的干物质含量最高，为10.02%。

2.3 豇豆品种抗病性差异分析

13个豇豆品种田间自然锈病病情指数统计结果见图1，各品种间发病程度有较大的差异。华宝2号、华赣·满棚金病情指数最低，分别为33.41和33.33，抗病性最好；精美民哈哈、国豇三号、湘研海龙王F1病情指数也小于50，抗性相对较强。绿丰3000和特级海亚王2个品种的病情指数最高，显著高于CK，对锈病抗性相对较差。

2.4 豇豆品种主成分分析

以13个豇豆品种的18个主要性状为基础，计算各主成分的特征向量、特征值和贡献率（表 4），通过主成分析可以将18个性状转化为6个主成分。其中，第1主成分特征值为7.44，方差贡献率为41.34%，以荚长、荚宽和单荚质量为主要指标，主要反映的是豆荚相关因子；第2主成分特征值为2.73，累积贡献率为56.50%，主要以维生素C含量和百粒质量为主要指标，反映的是品质相关因子；第3主成分特征值为2.11，累积贡献率为68.20%，以产量、单株分枝数及病情指数为主要指标，反映的是产量和抗病性相关因子；第4主成分特征值为1.50，累积贡献率为76.53%，主要以初花节位、可溶性蛋白含量为主要指标；第5主成分特征值为1.21，累积贡献率为83.24%，主要以顶生小叶长、小叶宽为主要指标；第6主成分特征值为1.05，累积贡献率为89.07%，主要以粗纤维含量为主要指标。

由13个豇豆品种主成分综合得分结果（表5）可知，热豇1号的综合得分最高，为80.85，排名第1；绿丰3000综合得分为60.65，排名第2；湘研海龙王F1综合得分32.51，排名第3；对照品种华宝2号综合得分为17.94，排名第5。

2.5 豇豆品种聚类分析

由图2可知，在欧氏距离为18处，13个豇豆品种可聚为3大类，Ⅰ类包含5个品种，分别为精美民哈哈、湘研海龙王F1、华赣·满棚金、国豇三号和华宝2号，主要表现为锈病病情指数低，抗病性较强，产量中等；Ⅱ类包含6个品种，分别为翠绿708、鸿运708、热豇1号、正源凤凰传奇、传播天下和绿丰3000，主要表现为初花节位低、始花期早，产量高；Ⅲ类包含特级海亚王、韩国特长王2个品种，主要表现为节间较短、荚长和荚宽及单荚质量小、产量和可溶性糖含量低。

3 讨论与结论

开展豇豆不同品种农艺性状比较分析和综合评价可以初步了解品种特性，为优良品种的选择、利用和新品种选育提供参考依据[12-14]。产量及抗病性一直是豇豆种植户选择品种的重要参考因素。而随着消费水平的提高和需求的变化，人们越来越注重豇豆食用的营养价值。因此在评价豇豆品种时不能仅考虑单一性状，要综合考虑产量、抗性和品质表现。与产量密切相关的农艺性状是荚长、荚宽和单荚质量[15]，本研究中产量表现最优的绿丰3000、热豇1号和鸿运708，荚长、荚宽和单荚质量同样表现较好。豇豆锈病是豆类蔬菜上常见的重要病害，主要影响豇豆中后期生长，对豇豆产量和品质均可造成重大损失[16]，因此开展锈病抗性评价具有重要意义。笔者通过锈病病情指数分析，比较筛选出锈病抗性较强的品种有华宝2号、华赣·满棚金、国豇三号等。通过对豇豆品质性状的检测比较，筛选出维生素C含量高的品种为绿丰3000、韩国特长王；可溶性糖含量高的品种为华宝2号、翠绿708、湘研海龙王F1；可溶性蛋白含量高的品种为特级海亚王、国豇三号、绿丰3000；粗纤维含量高的品种为热豇1号、传播天下等；干物质含量高的品种为特级海亚王、绿丰3000。

主成分分析是通过降维将信息浓缩的一种方法，经过降维处理将多个互相关联的数值转化成少数几个互不相关的综合指标，该综合指标可以代表原始数据大部分信息的新变量[17]。笔者对13个长荚豇豆品种的18个性状进行主成分分析和聚类分析，结果表明，特征值前6个主成分反映了总信息量的89.07%，能较好地代替18个性状来评价豇豆品种。根据评价得分，筛选出热豇1号、绿丰3000和湘研海龙王F1为综合表现排名前3位的豇豆品种。产量表现较好的鸿运708综合排名却靠后，与其营养物质含量低有关。产量高、品质性状差可能与豆荚膨大过程中营养成分积累不足有关，在种植过程中可适时追加肥水，满足豆荚膨大需求。聚类分析结果可反映不同品种间的遗传差异和亲缘关系，且与品种选育所在地生态环境有关，同一聚类类群内品种的性状特征差异较小，类群间品种的性状特征差异较明显[18]。本研究聚类分析结果表明，13个豇豆品种可聚为3大类，类群Ⅰ锈病抗性强，类群Ⅱ产量高，类群Ⅲ荚果小、产量低。由此可见，在主成分分析和聚类分析的基础上进行豇豆主要性状的评价，可筛选出适宜推广种植的优良豇豆品种。

笔者仅分析和评价了海南省儋州市夏季露地试验种植的豇豆品种农艺性状，对其他季节和其他区域栽培豇豆品种农艺性状有待进一步分析和评价。且由于豇豆种子本身具有复杂的遗传因子，各地的生态环境不同，种植户的栽培技术也不一样，所以试验中田间表现欠佳的品种，并不表明该品种属于劣质品种，因此生产上建议农业技术推广部门及豇豆种植户根据当地自然环境、技术水平和市场需求特点，在引种试种的基础上，选择最适栽培品种。同时注意适时播种、科学管理，充分发挥品种特性。

综上所述，笔者对13个豇豆品种的主要农艺性状、产量、品质性状及抗病性进行比较分析，并通过主成分分析和聚类分析进行综合评价，筛选出热豇1号、绿丰3000和湘研海龙王F1，综合表现良好，适宜在海南地区夏季露地推广种植。

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