基于灰色關聯評價的普通菜豆農藝性狀對其產量的影響

余莉等

摘 要：為解決食用豆類高效育種與栽培問題，以普通菜豆為試驗材料，采用灰色關聯評價方法對黔西北主產地區的10個品種進行研究。結果顯示，普通菜豆不同性狀與產量的關聯度大小為：X1（株高）>X4（單株莢數）>X2（主莖節數）>X10（果實成長期）>X8（生育期）>X7（百粒重）>X9（開花期）>X5（莢長）>X6（單株粒數）>X3（主莖分支）。提出了在育種研究中結合相關農藝性狀的主次關系選育出適合本地區的高產普通菜豆品種的建議。

關鍵詞：普通菜豆；產量性狀；灰色關聯分析

中圖分類號：S-3 文獻標志碼：A 論文編號：2014-0376

Abstract： To solve efficient breeding and cultivation problem of edible beans， using kidney beans as trial materials， we studied on ten varieties with grey correlation evaluation method in the main producing areas of northwest Guizhou. The results showed that correlation of different agronomic characters and yields were： X1 （plant height）> X4（pods per plant）> X2（node numbers of main stem）> X10（fruit growth stage）> X8（growth period）> X7（100-seed weight）> X9（blooming stage）> X5（pod length）> X6（seeds number per plant）> X3（branch number of main stem）. Proposed that： in breeding research， according the major and minor relationship of related agronomic characters we can breed high-yield varieties of kidney beans in northwest Guizhou.

Key words： Kidney Beans； Yield Trait； Gray-relation Analysis

0 引言

普通菜豆（Phaseolus vulgaris L.）屬豆科蝶形花亞科菜豆屬食用豆類，又名蕓豆、四季豆，原產于美洲，15世紀中國直接從美洲引進栽培[1]。普通菜豆是十分重要的植物蛋白源，是調節人類膳食結構的良好食品，因其味甘平、性溫，具有溫中下氣、利腸胃、止呃逆、益腎補元氣等功用，是一滋補食療佳品，還是一種難得的高鉀、高鎂、低鈉食品，尤其適合心臟病、動脈硬化、高血脂、低血鉀癥和忌鹽患者食用，對其進行相關研究很有必要。普通菜豆適宜在溫帶和熱帶高海拔地區種植，比較耐寒，忌高溫，生長發育要求無霜期120天以上地區，最適宜的發芽溫度為20～25℃，適宜生長溫度為18～20℃，高于30℃或低于15℃時授粉結實困難[2]。貴州是全國普通菜豆主產區之一，全省均有分布，主要集中在黔中、黔西北地區。在不同地區的地理環境下對普通菜豆的選育有著統一的共同點，就是篩選出適合本地區生長的抗病高產普通菜豆品種，因此，高產優質的育種一直是普通菜豆育種工作的主要目標。在育種工作中，通過各品種之間的田間栽培和雜交試驗，選育出優質高產的普通菜豆品種具有一定盲目性，給育種研究工作增加了大量的工作量，如果在育種研究中，能夠根據不同品種間存在的優勢關系進行組合選育，將會給育種研究減少工作量，也給育種研究提供科學的依據。其中，采用灰色系統理論中的灰色關聯分析法，分析農業生產中農作物不同農藝性狀與產量之間存在的關系是目前運用較廣的一種科學分析方法[3]，此方法應用在很多農業生產實踐中，其中王立秋和吳敏生[4-5]分別對玉米性狀關聯分析的研究，劉輝和李玉發等[6-8]分別分析了小麥產量和主要性狀之間的主次關系，徐淑霞等和張君等[11-12]分別分析了大豆產量和主要性狀之間的關系，王英杰等[13]分析了沈陽蕓豆產量和主要性狀之間的關系。筆者對2011—2012年貴州黔西北地區10個普通菜豆品種進行田間試驗，采用灰色關聯分析法，分析產量與各主要性狀之間潛在的隱藏關系，完善各性狀對蕓豆產量影響的主次關系，為篩選出適合本地區的普通菜豆品種提供科學的理論依據。

1 材料與方法

1.1 試驗地點

試驗地點為貴州省大方縣文閣鄉，北緯27°12′128″，東經105°27′166″，海拔1460 m，年平均溫度19.85℃，平均降水量4.41 mm/d，平均日照：3.66 h/d。土地平整、細碎、蔬松，黃壤土質，肥力中等，前作玉米，冬季炕冬，播種前土地實行一犁一耙，揀除殘樁雜草，于2012年4月19播種。

1.2 試驗材料

試驗采用10個普通菜豆品種試驗資料為研究對象（表1）。

1.3 試驗方法

采用隨機排列，3次重復，小區行長5 m，4行區，行距0.4 m，穴距0.5 m，每行10穴，雙株留苗。種植密度為10萬株/hm2。試驗地四周設保護行，小區間不設走道，四周走道寬0.8 m，收中間2行計產。

1.4 分析方法

分析方法采用灰色系統中的關聯度分析法[14]。

1.4.1 確定母序列和子序列 根據灰色系統理論將10個蕓豆品種的11個性狀作為一個矩陣系統，每一個試驗品種視為系統的一個變量，設定產量為母序列{X0}，其余性狀為子序列{Xi}（株高X1、主莖節數X2、主莖分支X3、單株莢數X4、莢長X5、單株粒數X6、百粒重X7、生育期X8、開花期X9、果實成長期X10）。

1.4.2 原始數據變換 由于系統中各因數的量綱（單位）不一致。因此，對原始數據需要消除量綱（或單位），轉換為可比較的數據序列。此處采用式（1）進行標準化變換。

2 結果與分析

2.1 數據標準化

根據統計序列的單位不一致，所以對原始數據作標準化處理，標準化處理后的結果見表2。

2.2 灰色關聯度的計算

通過表2數據求母序列{X0}與子序列{Xi}的絕對差值見表3。

2.3 絕對差值及灰色關聯度

利用表3數據求參考母序列X0與子序列Xi的絕對差值見表4，產量與不同性狀的關聯度及位序見表5。

通過表5顯示，參試的10個性狀中，株高對產量的影響最大，其次是單莢粒數，再次是主莖節數，結合實踐工作，一般來說，豆苗的高度和主莖節數往往決定豆莢的質量和數量，豆苗越高，在空間效應上越具優勢，使主莖葉片能更充分地利用光能，豆粒往往很飽滿，而主莖節數側決定豆莢的數量，節數越多，結莢就越多，豆苗的結莢數量往往也就越多，在此基礎之上，每個豆莢的豆粒數越多，產量也就越高。這也表現出在矮生豆類中，豆苗的高度往往對其產量的潛在影響具有重要作用。最終的產量是豆苗整個生產期最后積累，所以，對豆苗整個生長期的每個關鍵時期進行分析十分必要，在此，筆者把果實的成長期、開花期和整個生育期列入分析，結果表明，果實成長期和生育期對產量的影響要比百粒重大，這暗示出在育種的實踐工作中，對其在不同地區進行種植的豆苗，要充分考慮“基因+環境”的重要性，在進行分析的10個性狀中，莢長、單株粒數和主莖分支對其產量的影響相對較小。

3 結論

在進行分析的10個性狀中，除產量外，其余9個性狀筆者根據其不同的特征歸納為3個類別，第1個類別為苗體，包括株高、主莖節數和主莖分支；第2個類別為莢體，包括單株莢數、莢長、單株粒數和百粒重；第3個類別生長體，包括生育期、開花期和果實成長期。整體而言，苗體的平均關聯度為0.4607，莢體的平均關聯度為0.4120，生長體的平均關聯度為0.4150，可以看出，苗體對產量潛在的影響最大，其次是生長體，最后是莢體。通過分析，筆者得出3個結論：（1）植株是關聯產量的第一要素。植株是進行營養吸收和光合作用的載體，所以植株的茂盛程度，往往決定產量高低的重要因素；（2）生長期是育種的重要環節；植株最后產量還得需要有一個健康的生長過程，同時也是每一個生長過程的逐漸積累，對于生長期較長的品種而言，其產量往往越高，充分利用生長過程中的各不同時期進行針對性育種選擇，往往能得出逆季節性生長或不同時期的市場優勢品種；（3）豆莢是產量的良好保證。所謂產量也就是籽粒的產量，而豆莢是籽粒在豆苗上生長發育的場所，豆莢的數量將直接影響籽粒的數量，所以，豆莢的好壞往往決定籽粒的好壞。

4 討論

本研究結果與王英杰[14]在沈陽做的試驗結果相比較，關聯度排在前2位的相一致，在沈陽試驗中關聯度排在第3位的是百粒重，在本試驗中，增加了果實成長期、單株粒數和開花期3個性狀進行灰色關聯度分析，甚至得出果實成長期對產量的影響要比百粒重要大，并超過生育期。除此以外，筆者把不同的小性狀根據不同的特征進行歸納總結，把很多小性狀提升到更加簡化和直觀的層面，反映出植株整體不同部分對產量的潛在影響程度，這樣使得一些在同一類別中不重要的因素歸類到大類別中，在實踐工作中排出細枝末節使得育種工作較為明確。

參考文獻

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