靳曉麗　杜文元　趙丹　等

摘要：對(duì)引進(jìn)的15個(gè)鷹嘴豆品種（系） 的籽粒產(chǎn)量及其構(gòu)成因素進(jìn)行了比較，并應(yīng)用相關(guān)、偏相關(guān)及通徑分析研究了產(chǎn)量構(gòu)成因素和相互關(guān)系。篩選出兩個(gè)高產(chǎn)品種（系）ICCV 96853和ICCV 96852，相關(guān)分析中各性狀與產(chǎn)量的相關(guān)性為：單株粒數(shù)>莢粒數(shù)>百粒質(zhì)量。在所有品種（系）中，單株粒數(shù)、莢粒數(shù)和百粒質(zhì)量與產(chǎn)量呈極顯著偏相關(guān)，各性狀對(duì)產(chǎn)量影響的重要程度為：單株粒數(shù)>百粒質(zhì)量>莢粒數(shù)。通徑分析發(fā)現(xiàn)單株粒數(shù)和百粒質(zhì)量是影響產(chǎn)量的2個(gè)主要因素，可作為快速篩選高產(chǎn)鷹嘴豆種質(zhì)的主要參考性狀。

關(guān)鍵詞：鷹嘴豆；產(chǎn)量；產(chǎn)量構(gòu)成；通徑分析；相關(guān)分析；偏相關(guān)分析

中圖分類號(hào)：S 542文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：10095500（2013）06005505

鷹嘴豆（Cicer arietinum）是一年生豆類作物，傳統(tǒng)上，種植在世界熱帶地區(qū)和地中海流域[1，2]。在這些地區(qū)，鷹嘴豆作為喜涼作物在冬天或春天種植。從20世紀(jì)80年代起，鷹嘴豆栽培延伸到非傳統(tǒng)區(qū)域，尤其是北方，包括北美大平原北部[3]，歐亞大陸東北，西伯利亞大草原[4]，以及歐洲西北部[5]，在這些地區(qū)，鷹嘴豆整個(gè)生育期需要較高的熱量和更長的生長季，常常作為喜溫作物種植[6]。鷹嘴豆在世界上半干旱地區(qū)已有數(shù)百年的栽培歷史[7]，它耐寒耐旱，耐貧瘠，對(duì)土壤沒有特殊的要求，是干旱、半干旱地區(qū)理想的豆類作物[8]，適宜我國西北地區(qū)種植。鷹嘴豆在我國主要分布在新疆的木壘縣，但品種單一，退化嚴(yán)重，籽粒小，產(chǎn)量低，嚴(yán)重制約著當(dāng)?shù)剞r(nóng)業(yè)的發(fā)展[9]，因此，選育高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)的鷹嘴豆新品種顯得很有必要。新疆農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所于1995年引進(jìn)了182份鷹嘴豆材料，對(duì)其農(nóng)藝性狀、籽粒品質(zhì)和產(chǎn)量做了初步鑒定，為今后選配雜交親本和篩選生產(chǎn)用種提供了依據(jù)[10]。張掖地區(qū)農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所于20世紀(jì)90 年代征集、引進(jìn)國際旱作農(nóng)業(yè)中心鷹嘴豆品種資源200 份，并對(duì)這批資源進(jìn)行了主要性狀鑒定，選育出抗旱耐寒高產(chǎn)的新品系FLIP81-71C[11，12]。 從1989年起，定西旱作農(nóng)業(yè)中心在開展旱地豌豆、扁豆新品種選育的同時(shí)，從國內(nèi)外引進(jìn)一些鷹嘴豆材料，在旱作試驗(yàn)地上開展了引種觀察、品系鑒定、品系比較試驗(yàn)；1992～1994年又與青海農(nóng)業(yè)科學(xué)院協(xié)作，開展了抗旱、抗病、豐產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)的鷹嘴豆種質(zhì)資源研究，肯定了鷹嘴豆的穩(wěn)產(chǎn)、豐產(chǎn)及推廣應(yīng)用價(jià)值，選育出了適宜在青海、甘肅等地推廣試種的豐產(chǎn)優(yōu)質(zhì)鷹嘴豆新品種CP55[13，14]。然而，鷹嘴豆籽粒產(chǎn)量是一個(gè)十分復(fù)雜的數(shù)量性狀，受許多因素的制約和影響。近幾年，相關(guān)分析、通徑分析等統(tǒng)計(jì)方法已在多種植物[15-19]上廣泛應(yīng)用，為了能夠更快地篩選出高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)的鷹嘴豆材料，解決國內(nèi)鷹嘴豆推廣品種缺乏的現(xiàn)狀，于2011年從澳大利亞和印度引進(jìn)一批鷹嘴豆品種（系），在比較不同鷹嘴豆品種（系）籽粒產(chǎn)量的基礎(chǔ)上，用通徑分析進(jìn)一步探討了鷹嘴豆產(chǎn)量構(gòu)成因素對(duì)產(chǎn)量的決定作用，以期找出影響鷹嘴豆產(chǎn)量的關(guān)鍵因素，為鷹嘴豆育種提供參考。

1材料和方法

1.1供試材料

15個(gè)供試品種（系）為ICCV 05111、ICCV 98818、ICCV 96852、ICCV 98801、ICCV 98816、ICCV 06107、ICCV 96853、ICCV 98813、ICCV 06108、Jimbour、Howzat、Bumper、Jimbour #1、Flipper和Yorker。其中，前9個(gè)品種（系）由印度引進(jìn)，后6個(gè)品種（系）由澳大利亞引進(jìn)。

1.2試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)于2011年在甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)牧草試驗(yàn)站進(jìn)行。N 36°03′，E 103°52′，海拔1 650 m；年均溫8.5 ℃，降水量380 mm，蒸發(fā)量1 486.5 mm，無霜期171 d。試驗(yàn)地土壤為栗鈣土，pH 7.3，地勢平坦，肥力均勻，前茬作物為燕麥。耕作層土壤的營養(yǎng)成分為：有機(jī)質(zhì)0.84%，含鹽量0.25%，有效氮95.05 mgkg，有效磷7.32 mgkg，有效鉀182.80 mgkg。

1.3試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)采用完全隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，3個(gè)重復(fù)，小區(qū)面積2.0 m×5.0 m。點(diǎn)播，株行距分別為20 cm和35 cm，每穴2粒，以保證出苗，播種深度3～4 cm。2011年4月8日播種，播前施過磷酸鈣500 kghm2。苗期間苗，每穴保留1粒種子。試驗(yàn)期間及時(shí)中耕除草，分枝、開花和結(jié)莢期進(jìn)行灌水，現(xiàn)蕾期追施過磷酸鈣300 kghm2，并灌水。

1.4測定項(xiàng)目

每個(gè)品種（系）成熟期于3個(gè)小區(qū)分別隨機(jī)抽取10株，帶回室內(nèi)，進(jìn)行考種，測定每株的單株莢數(shù)，脫粒后測其單株粒數(shù)，計(jì)算莢粒數(shù)，用電子天平稱量單株粒重，根據(jù)株行距估測產(chǎn)量。將3個(gè)小區(qū)的30株籽粒混合，采用四分法，數(shù)取100粒種子，用電子秤稱量，測其百粒質(zhì)量（單株粒重、百粒質(zhì)量于收獲晾曬后稱?。?。

1.5數(shù)據(jù)處理

用Excel進(jìn)行數(shù)據(jù)整理，在spss16.0中進(jìn)行方差分析、相關(guān)分析、回歸分析和通徑分析。

2結(jié)果與分析

2.1不同鷹嘴豆品種（系）籽粒產(chǎn)量和產(chǎn)量結(jié)構(gòu)

結(jié)果表明，ICCV 96853和ICCV 06107的單株粒數(shù)最多，顯著高于ICCV 98816、ICCV 98813和Howzat，Howzat單株粒數(shù)最少，其他品種（系）間無顯著差異。ICCV 96852的百粒質(zhì)量最高，顯著高于其他品種（系），其次，ICCV 05111，Jimbour #1的百粒質(zhì)量最低。供試品種（系）產(chǎn)量變幅為552.80 ～1453.37 kghm2，平均953.17 kghm2，ICCV 96853產(chǎn)量最高，顯著高于Jimbour #1、ICCV 98813、ICCV 98816和Howzat，其次，ICCV 96852，其余品種（系）間無顯著差異。

2.2相關(guān)分析

相關(guān)分析表明，以所有品種（系）、印度品種（系）以及澳大利亞品種（系）為統(tǒng)計(jì)對(duì)象，其單株粒數(shù)和百粒質(zhì)量均呈負(fù)現(xiàn)相關(guān)，說明在同一株上要想獲得多粒和大粒比較困難，在培育鷹嘴豆品種（系）試驗(yàn)時(shí)，可選擇增加單株的粒數(shù)來提高單株粒重或通過選擇大粒品種來提高單株粒重的途徑實(shí)現(xiàn)；單株粒數(shù)與產(chǎn)量呈極顯著正相關(guān)，試驗(yàn)說明在當(dāng)前的產(chǎn)量水平下，保持足夠的單株粒數(shù)是保證獲得鷹嘴豆高產(chǎn)的基礎(chǔ)；莢粒數(shù)與產(chǎn)量呈正相關(guān)，在所有品種（系）為統(tǒng)計(jì)對(duì)象時(shí)達(dá)到顯著水平，而在印度品種（系）和澳大利亞品種（系）中相關(guān)性不顯著；在所有參試品種（系）和印度品種（系）中，百粒質(zhì)量與產(chǎn)量呈現(xiàn)正相關(guān)，而澳大利亞品種（系）中，百粒質(zhì)量與產(chǎn)量呈負(fù)相關(guān)，此次試驗(yàn)這是三要素中唯一與產(chǎn)量呈負(fù)相關(guān)的數(shù)據(jù)，其原因可能與選取的澳大利亞品種（系）多為卡布里類型（種子較大）原因有關(guān)。雖然，單株粒數(shù)、莢粒數(shù)和百粒質(zhì)量在不同的統(tǒng)計(jì)對(duì)象中與產(chǎn)量的相關(guān)性不同，但相關(guān)性排列順利相同，其相關(guān)性x1（單株粒數(shù)）>x2（莢粒數(shù)）>x3（百粒質(zhì)量）。

2.3產(chǎn)量和產(chǎn)量構(gòu)成因素間的偏相關(guān)及回歸分析

偏相關(guān)分析可以排除相關(guān)分析中各性狀間的相互干擾，深入了解各性狀與產(chǎn)量的實(shí)質(zhì)關(guān)系[20]。在3個(gè)統(tǒng)計(jì)對(duì)象中，各性狀對(duì)產(chǎn)量影響的重要程度如下：x1>x3>x2，x1與y的偏相關(guān)均達(dá)極顯著水平（P<0.01）；除了澳大利亞品種（系）中x3與y的偏相關(guān)達(dá)顯著水平（P<0.05）外，所有品種（系）和印度品種（系）中，百粒質(zhì)量與產(chǎn)量的偏相關(guān)均達(dá)極顯著水平（P<0.01）；在所有品種（系）中，莢粒數(shù)與產(chǎn)量的偏相關(guān)達(dá)極顯著水平（P<0.01），而在印度和澳大利亞品種（系）中莢粒數(shù)x2與產(chǎn)量y的偏相關(guān)不顯著，對(duì)產(chǎn)量y無顯著影響，可能與樣本數(shù)量較少有關(guān)。因此，分別對(duì)3個(gè)統(tǒng)計(jì)對(duì)象進(jìn)行逐步回歸分析，在印度品種（系）和澳大利亞品種（系）中，剔除對(duì)產(chǎn)量無顯著影響的x2，相應(yīng)的3個(gè)最優(yōu)回歸方程：

對(duì)方程進(jìn)行顯著檢驗(yàn)，均達(dá)到極顯著水平（R1=0.998**，R2=0.996**，R3=0.997**），說明3個(gè)回歸方程可以很好地預(yù)測相應(yīng)的籽粒產(chǎn)量。其中，決定系數(shù)R12=0.996，R22=0.991，R32=0.993，則對(duì)應(yīng)的剩余因子[21]（e=1-R2）分別為e1=0.063，e2=0.095，e3=0.084，值較小，說明在3個(gè)統(tǒng)計(jì)對(duì)象中，對(duì)產(chǎn)量有影響的自變量主要為單株粒數(shù)，百粒質(zhì)量和莢粒數(shù)，還有一些影響較小的因素此次研究中未考慮。以所有品種（系）為對(duì)象，當(dāng)x2 和x3固定時(shí)，單株粒數(shù)每增加一個(gè)單位（個(gè)），y將增加14.61 kghm2；當(dāng)x1和x3固定時(shí)，x2每增加一個(gè)單位（個(gè)），y將增加202.96 kghm2；當(dāng)x1和x2固定時(shí)，x3每增加一個(gè)單位（g），y將增加64.29 kghm2。以印度品種（系）和澳大利亞品種（系）為參試對(duì)象，當(dāng)x3固定時(shí)，x1每增加一個(gè)單位（個(gè)），產(chǎn)量分別增加15.65和14.52 kghm2；當(dāng)單

2.4通徑分析

通徑分析可將簡單關(guān)系系數(shù)分解為直接通徑系數(shù)和間接通徑系數(shù)，從而進(jìn)一步理清各性狀對(duì)產(chǎn)量的直、間接影響。以所有品種（系）為參試對(duì)象的通徑分析表明，3個(gè)自變量對(duì)產(chǎn)量的直接影響中，單株粒數(shù)x1的直接作用最大，百粒質(zhì)量x3次之，莢粒數(shù)x2的直接作用最小。單株粒數(shù)通過百粒質(zhì)量對(duì)產(chǎn)量有較小的負(fù)向間接作用，說明單株粒數(shù)增加，影響百粒質(zhì)量減小，間接使產(chǎn)量有輕微的減?。?0.072），但綜合產(chǎn)量還是極顯著增加（0.836 7**）；莢粒數(shù)主要通過單株粒數(shù)對(duì)產(chǎn)量有正向間接作用，莢粒數(shù)增加，影響單株粒數(shù)增加，間接使產(chǎn)量有不小的增加（0.397）；百粒質(zhì)量通過單株粒數(shù)對(duì)產(chǎn)量有較大的負(fù)向間接作用，說明百粒質(zhì)量增加，影響單株粒數(shù)減小，間接使產(chǎn)量減?。?0.119），而綜合產(chǎn)量沒有顯著變化（0.419 7）。

分別采用印度品種（系）和澳大利亞品種（系）進(jìn)行通徑分析，因莢粒數(shù)與產(chǎn)量間無顯著線性關(guān)系，所以未對(duì)其進(jìn)行通徑分析。印度品種（系）的單株莢數(shù)和百粒質(zhì)量主要通過直接作用對(duì)產(chǎn)量產(chǎn)生影響，其直接通徑系數(shù)分別為0.912和0.575，單株粒數(shù)對(duì)產(chǎn)量的直接作用較大；間接通徑系數(shù)分別為-0.094和-0.150，試驗(yàn)中百粒質(zhì)量通過單株粒數(shù)對(duì)產(chǎn)量產(chǎn)生的負(fù)向間接作用較大，單株粒數(shù)和百粒質(zhì)量間存在著相互制約的關(guān)系。澳大利亞品種（系）的單株粒數(shù)主要通過正向的直接作用對(duì)產(chǎn)量產(chǎn)生影響，通過百粒質(zhì)量對(duì)產(chǎn)量有一定的負(fù)向間接作用（-0.130），但綜合產(chǎn)量仍然顯著增加（0.938 3**）；而百粒質(zhì)量對(duì)產(chǎn)量的直接通徑系數(shù)為0.360，通過單株粒數(shù)對(duì)產(chǎn)量產(chǎn)生影響的間接通徑系數(shù)為-0.384，間接作用微大于直接作用，但綜合產(chǎn)量沒有顯著變化，有減小的趨勢（-0.024 2）。

3討論與結(jié)論

（1）相關(guān)分析中各性狀與產(chǎn)量的相關(guān)性如下：x1（單株粒數(shù)）>x2（莢粒數(shù)）>x3（百粒質(zhì)量）。除產(chǎn)量之外，各性狀之間也存在相關(guān)性，因此，每個(gè)性狀對(duì)產(chǎn)量的影響還受到另外其他因素的干擾，關(guān)系較復(fù)雜，是一個(gè)綜合的結(jié)果，不能單純根據(jù)簡單相關(guān)的結(jié)果判斷產(chǎn)量與各性狀的真實(shí)關(guān)系。偏相關(guān)分析的結(jié)果為單株粒數(shù)x1>百粒質(zhì)量x3>莢粒數(shù)x2，莢粒數(shù)對(duì)產(chǎn)量的影響最小，甚至在以澳大利亞和印度品種（系）為統(tǒng)計(jì)對(duì)象時(shí)，莢粒數(shù)對(duì)產(chǎn)量無顯著影響。通徑分析表明，所有品種（系）中，單株莢數(shù)和百粒質(zhì)量對(duì)產(chǎn)量的貢獻(xiàn)最大，主要通過直接效應(yīng)對(duì)其產(chǎn)生影響，莢粒數(shù)對(duì)產(chǎn)量的直接貢獻(xiàn)很小，主要通過單株莢數(shù)間接地對(duì)產(chǎn)量施加正向影響。兩種方法均表明，對(duì)產(chǎn)量真正有顯著影響的性狀主要有2個(gè)，單株粒數(shù)和百粒質(zhì)量，對(duì)鷹嘴豆產(chǎn)量具有決定性作用，這是3個(gè)不同統(tǒng)計(jì)對(duì)象的共同之處。因此，單株粒數(shù)和百粒質(zhì)量可作為快速篩選高產(chǎn)鷹嘴豆種質(zhì)的最主要指標(biāo)。

（2）以所有品種（系）、澳大利亞品種（系）以及印度品種（系）為統(tǒng)計(jì)對(duì)象，相關(guān)分析和偏相關(guān)分析均表明，單株粒數(shù)和百粒質(zhì)量呈負(fù)相關(guān)，這一結(jié)果在通徑分析中也得到了證明，單株粒數(shù)和百粒質(zhì)量分別通過彼此對(duì)產(chǎn)量間接地產(chǎn)生負(fù)向效應(yīng)，3個(gè)不同的分析方法結(jié)果一致，說明在同一株上同時(shí)獲得多粒和大粒比較困難，在培育鷹嘴豆品種時(shí)，可選擇增加單株的粒數(shù)進(jìn)而提高單株粒重或通過選擇大粒品種來提高單株粒重的途徑來實(shí)現(xiàn)。鷹嘴豆根據(jù)籽粒大小、性狀和顏色，主要分為兩種類型即迪西和卡布里，迪西種子小，顏色暗，有棱角，卡布里種子大，米黃色，形如鷹頭[22]。因此，可通過選擇大粒的卡布里類型或選擇小粒、單株粒數(shù)較多的迪西類型來提高籽粒產(chǎn)量。消費(fèi)者更喜歡大籽粒的卡布里類型用于制作糕點(diǎn)，沙拉以及可口的餐點(diǎn)，其市場價(jià)格是迪西類型的3倍[23]，但與迪西類型相比，卡布里類型對(duì)生物或非生物脅迫的抗逆性較差，導(dǎo)致其種植面積較小[24]，因此，在鷹嘴豆未來的育種工作中，培育抗生物或非生物脅迫的卡布里類型具有很大的產(chǎn)量升值空間和市場潛力。

（3）在以所有品種（系）和印度品種（系）為統(tǒng)計(jì)對(duì)象時(shí)，百粒質(zhì)量與產(chǎn)量呈正相關(guān)，而在澳大利亞品種（系）中，百粒質(zhì)量與產(chǎn)量的關(guān)系為負(fù)相關(guān)，得出的結(jié)論不同。李瑩[25]在研究大豆產(chǎn)量構(gòu)成因素時(shí)證明，這與取材多少，百粒質(zhì)量大小都有關(guān)系，選取材料的百粒質(zhì)量較小，則百粒質(zhì)量與產(chǎn)量呈正相關(guān)，選取材料的百粒質(zhì)量較大，則百粒質(zhì)量與產(chǎn)量呈負(fù)相關(guān)，說明隨著百粒質(zhì)量的增加，產(chǎn)量增加，但也有一定的限度，超過這個(gè)限度，產(chǎn)量反而降低。而本研究中選取的澳大利亞品種（系）多為卡布里類型（種子較大）。

（4）秦代紅等[26]認(rèn)為，在進(jìn)行偏相關(guān)分析時(shí)，如果所考察的性狀較少，會(huì)影響結(jié)果的準(zhǔn)確性，使一些本來不顯著的性狀變得顯著，或使本來顯著的性狀降成不顯著的性狀。而此次研究中，雖然選取的性狀較少，但剩余因子效應(yīng)e均在0.1以下，說明試驗(yàn)研究選取的性狀是影響產(chǎn)量的主要因素，分析結(jié)果具有一定的代表性，但性狀太少也會(huì)增大一些性狀對(duì)產(chǎn)量的決定度[26]，從而產(chǎn)生誤差。因此，為了更全面的反應(yīng)各個(gè)因素對(duì)產(chǎn)量的影響因素，還需調(diào)查考慮盡可能多的因素，盡量減小誤差。

（5）引種試驗(yàn)中，從15個(gè)品種（系）中選育出了2個(gè)高產(chǎn)的鷹嘴豆品種（系），ICCV 96853和ICCV 96852。在對(duì)品種（系）進(jìn)行分析時(shí)，單獨(dú)對(duì)澳大利亞品種（系）和印度品種（系）進(jìn)行了分析，因其品種（系）數(shù)量較少（分別為6個(gè)品種（系）和9個(gè)品種（系）），故所得分析結(jié)果不一定全面。

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