牛大力主要生長性狀的相關(guān)、通徑及線性回歸分析

唐國強(qiáng)　羅筱娥　蒙蘭楊　鄧?yán)蛎鳌●_展

摘 要 以3.5年生林下套種的牛大力為試驗(yàn)材料，通過對(duì)其蔓長、枝數(shù)、地徑、蔓重、根數(shù)、根長、根徑及根重等8個(gè)性狀連續(xù)4年的取樣測(cè)定，對(duì)其生長性狀等進(jìn)行了相關(guān)、通徑和回歸分析。簡單相關(guān)分析結(jié)果表明：除枝數(shù)與蔓長、地徑、根徑無顯著相關(guān)外，其他各性狀間均存在顯著或極顯著的相關(guān)性。各性狀與根重間均存在極顯著的正相關(guān)性，其相關(guān)性從大到小依次為根長、蔓重、地徑、根數(shù)、根徑、蔓長、枝數(shù)；偏相關(guān)性結(jié)果分析表明：根重與年齡、蔓重、根數(shù)、根長、根徑存在極顯著的正相關(guān)，與蔓長存在極顯著的負(fù)相關(guān)，與枝條數(shù)存在顯著相關(guān)，與地徑無顯著的相關(guān)性；通徑分析結(jié)果表明：各性狀對(duì)根重的直接作用大小為根徑>蔓重>根長>年齡>根數(shù)>地徑>枝數(shù)>蔓長；各性狀通過其他性狀的間接作用大小依次為蔓長>地徑>年齡>根長>蔓重>根數(shù)>根徑>枝數(shù)。通過線性回歸分析結(jié)果建立了根重與5個(gè)性狀和生長年齡的回歸方程，認(rèn)為牛大力地上部分和地下部分的生長性狀存在辯證的矛盾統(tǒng)一的關(guān)系，牛大力的蔓長伸長生長一定程度上對(duì)根物質(zhì)積累不利，而蔓重對(duì)根重較為有利，枝條數(shù)與根重相關(guān)不大，這說明牛大力種植生產(chǎn)中適當(dāng)?shù)男拗仨攣泶龠M(jìn)根的物質(zhì)積累是符合理論基礎(chǔ)的。

關(guān)鍵詞 牛大力 ；相關(guān)分析 ；通徑分析 ；線性回歸分析

中圖分類號(hào) S567.19 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A Doi：10.12008/j.issn.1009-2196.2018.06.006

The Correlation， Path and Linear Regression Analysis of

Major Growth Traits of Millettia speciosa Champ

TANG Guoqiang LUO Xiao'e MENG Lanyang DENG Liming QIN Kaizhan

（Nanning Institute of Forestry Sciences， Nanning， Guangxi 530107）

Abstract The vine length， branch number， rhizome diameter， vine weight， root number， root length， root diameter and root weight of Millettia speciosa Champ at 3.5 years old intercropped in the forest plantations were determined for 4 years in rows to conduct a correlation， path and linear regression analysis of the major growth traits of Millettia speciosa Champ. The simple correlation analysis showed that there were significant or very significant relationships among the all the growth traits， except that the branch numbers were not significantly correlated with root diameter， rhizome diameter or vine length. The root weight was significantly positively correlated with other growth traits in the order of root length>vine weight>rhizome diameter>root number>root diameter>vine length>branch number. The partial correlation analysis showed that the root weight was highly significantly positively correlated with the growth years， vine weight， root number， root length and root diameter， highly significantly negatively with vine length， significantly with the branch number but not significantly with the rhizome diameter. The path analysis showed that the direct effect of each trait on the root weight was in the order of the root diameter>vine weight>root length>growth years>root number>rhizome diameter>branch number>vine length. The indirect effect of each trait on root weight was in the order of the vine length>rhizome diameter>growth years>root length>vine weight>root number>root diameter>branch number. Linear regression analysis was made to establish a regression equation of root weight with 5 growth traits and growth age. It was believed that the growth of M. speciosa Champ had a contradictory relationship between the aboveground and the underground. The vigorous elongation growth of M. speciosa Champ was unfavorable for the accumulation of root dry matter， but vine weight was favorable for root weight， and the number of branches had little correlation with root weight. This showed that an appropriate pruning and tipping could promote the accumulation of root dry matter.

Key words Millettia speciosa Champ ； correlation analysis ； path analysis ； linear regression analysis

牛大力（Millettia speciosa Champ.）又叫美麗崖豆藤，別名牛大力藤、大力牛、山蓮藕等，屬于豆科（Leguminosae）崖豆藤屬（MillettiaWight et Arn.）植物[1]，以根入藥，素有南方高麗參之稱，作為一種藥食同源植物在兩廣及海南地區(qū)被廣泛種植[2]。其主要營養(yǎng)成分有糖類、蛋白質(zhì)等；其主要化學(xué)成分有生物堿、香豆素和牛大力多糖[3]。牛大力具有清熱止咳、補(bǔ)肺滋腎、舒筋活絡(luò)、提高免疫力、抗炎、抗氧化和清除自由基及抗疲勞的作用[4]。目前，野生牛大力資源已瀕臨枯竭，醫(yī)藥原料和食用需求較大，存在供不應(yīng)求的現(xiàn)象，市場(chǎng)價(jià)格不斷攀升，導(dǎo)致牛大力的人工種植面積逐漸擴(kuò)大。

目前，國內(nèi)外對(duì)牛大力的研究主要集中在種苗繁育[5-9]、種植技術(shù)[10-11]、化學(xué)成分及藥理活性[4，9，11-16]等方面，有關(guān)牛大力生長性狀間的關(guān)系研究鮮見報(bào)道，牛大力藥食用部分以根為主，而牛大力根生長受到各種因素的影響。筆者以廣西國內(nèi)常種植的7個(gè)種源的牛大力進(jìn)行栽培試驗(yàn)，通過連續(xù)4年觀察測(cè)定牛大力的各性狀，并分析各性狀及生長年齡間的相互關(guān)系，掌握主要指標(biāo)的影響因子，了解牛大力不同性狀之間的關(guān)系，旨在探討影響牛大力根生長的重要外在性狀和因素，促進(jìn)牛大力良種選育手段和栽培技術(shù)的改進(jìn)，為加快牛大力的品質(zhì)改良提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料

以在南寧市林科所馬尾松種子園內(nèi)林下套種的3.5年生的7個(gè)牛大力種源為試材，這7個(gè)牛大力種源收集地分別是廣西上林、隆安縣、大新縣、浦北縣、欽南區(qū)、欽廉林場(chǎng)、玉林市。馬尾松種子園為27年生，株行距8 m×8 m，面積1.33 hm2。

1.2 方法

1.2.1 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

該種源試驗(yàn)采用隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，4次重復(fù)，株行距為0.8 m×1.0 m。每株施放基肥0.75 kg，其中熟雞糞0.5 kg、過磷酸鈣0.1 kg、復(fù)合肥（N-P2O5-K2O 15-15-15，總養(yǎng)分≥45%）0.15 kg；2014年6～7月份完成種植；2014年7月、11月份各鏟草撫育1次，11月份每株開小溝施放復(fù)合肥0.1 kg；12月份調(diào)查保存率為95%。2015年春季完成竹子搭架，并開溝完成施肥1次，施放熟雞糞1.5 kg、復(fù)合肥0.15 kg，全年完成鏟草撫育2次。2016年4月份開溝施肥完成每株施放復(fù)合肥0.15 kg 1次；全年鏟草撫育2次，噴藥防治病蟲害2次。2017年5 月份開施肥溝完成每株施放鉀肥（氯化鉀≥60%）0.15 kg 1次；全年鏟草撫育3次，噴藥防治病蟲害2次。

1.2.2 項(xiàng)目測(cè)定

試驗(yàn)于2014～2017年每年12月，連續(xù)4 a在南寧市林科所林下套種的牛大力種源試驗(yàn)區(qū)每個(gè)重復(fù)各個(gè)小區(qū)中隨機(jī)選取6株，測(cè)定其枝數(shù)、蔓長、蔓重、地徑、根數(shù)、根長、根徑及根重等8個(gè)生長指標(biāo)。枝數(shù)：離地面5 cm以內(nèi)的分枝數(shù)；蔓長：牛大力地上部分基部從離地面開始拉直到最長的枝條頂端的長度；蔓重：牛大力地上部分的總重量；地徑：單株牛大力最大分枝條靠近地表面處的直徑；根數(shù)：地下部分離地面5 cm以內(nèi)的根條數(shù)量；根長：以地下部分最長根的長度測(cè)量為準(zhǔn)；根徑：以地下部分最粗根的最粗部分的直徑為準(zhǔn)；根重：牛大力地下部分的總重量。

1.2.3 數(shù)據(jù)分析

采用SPSS 23和Microsoft office Excel 2007等分析軟件，對(duì)每年測(cè)定的牛大力的各性狀指標(biāo)及其生長年齡進(jìn)行相關(guān)[17]、偏相關(guān)[17]、通徑[18-19]和回歸分析[19]。探討各性狀間相關(guān)性和對(duì)根重的影響程度并建立線性回歸分析模型。

2 結(jié)果與分析

2.1 牛大力各性狀之間及其與生長年齡的相關(guān)性分析

表1結(jié)果表明：蔓重、根數(shù)、最大根長、根重與各性狀間均存在極顯著的正相關(guān)；除枝條數(shù)外的其他7個(gè)性狀兩兩間均存在極顯著的正相關(guān)；枝數(shù)與蔓長、地徑、根徑相關(guān)性均不顯著；根重與其他各性狀均存在極顯著的正相關(guān)關(guān)系，其相關(guān)性從大到小為根長、蔓重、地徑、根數(shù)、根徑、蔓長、枝數(shù)；根重與地上部分的蔓重、地徑的相關(guān)性較突出，這表明通過蔓重和地徑進(jìn)行牛大力主要藥用部位根重的判斷和初選是可行的。枝條數(shù)與年份、地徑、根徑存在微弱的負(fù)相關(guān)關(guān)系，表明枝條數(shù)過多會(huì)影響地徑和根徑的生長，這可能是因?yàn)橹l數(shù)過多消耗過多的養(yǎng)分的緣故。

簡單相關(guān)分析計(jì)算兩變量間的相關(guān)系數(shù)， 可以分析兩變量線性相關(guān)的程度。但因其他變量的影響，使相關(guān)系數(shù)不能真正反映所討論的兩變量的相關(guān)程度。通過偏相關(guān)分析，可以同時(shí)消除其余要素影響后的相關(guān)性。表2的偏相關(guān)分析結(jié)果表明：枝條數(shù)與年齡、地徑，根重與蔓長，根徑與地經(jīng)、蔓重、根數(shù)、根長均存在極顯著的負(fù)相關(guān)；根重與年份、蔓重、根數(shù)、根長、根徑，根徑與年份、蔓長，根長與蔓長、地徑，根數(shù)與枝數(shù)、蔓長，蔓重與枝數(shù)、地徑，地徑與蔓長，蔓長與年齡均存在極顯著的相關(guān)性；年齡與地徑，根重與枝數(shù)存在顯著相關(guān)性；根重與地徑，根徑與枝數(shù)，根長與年齡、枝數(shù)、蔓重、根數(shù)，根數(shù)與年份、地徑、蔓重，蔓重與年份、蔓長，蔓長與枝數(shù)相關(guān)性均不顯著。以上結(jié)果說明，在消除其他因素的影響下，枝條數(shù)過多不利于根的物質(zhì)積累，蔓重、根數(shù)、根長、根徑及生長年齡對(duì)根重的影響較大，因此通過追肥、撫育等技術(shù)促進(jìn)地上部分的生長在一定程度上也會(huì)促進(jìn)根的生長。

2.2 牛大力各性狀之間及其生長年齡的通徑分析

由表3可知，8個(gè)自變量對(duì)單株根重的直接影響中，根徑的直接作用最大，各性狀對(duì)根重的直接通徑系數(shù)大小順序?yàn)?，根?gt;蔓重>根長>年齡>根數(shù)>地徑>枝數(shù)>蔓長；各性狀通過其他性狀的間接通徑系數(shù)總和大小依次為，蔓長>地徑>年齡>根長>蔓重>根數(shù)>根徑>枝條數(shù)。其中，蔓長對(duì)根重的直接通徑系數(shù)為負(fù)值，表明蔓長對(duì)根重的作用為負(fù)向效應(yīng)，但蔓長通過其他7個(gè)性狀及生長年齡對(duì)牛大力根重的間接作用均為正值，最大是通過年齡對(duì)根重的影響（間接系數(shù)為0.194），其次為根長，這表明蔓長直接作用根重為負(fù)向效應(yīng)，但是其通過其他變量間接對(duì)根重影響存在較大的正向效應(yīng)。各性狀及年齡通過蔓長對(duì)根重的影響均為負(fù)向效應(yīng)，這表明在牛大力種植的過程中，蔓長通過促進(jìn)蔓重、根長、根徑的生長等間接促進(jìn)根的生長，但蔓的過度生長會(huì)直接影響根的生長，因此在實(shí)際生產(chǎn)中適當(dāng)?shù)目刂坡纳扉L生長對(duì)根的生長是有促進(jìn)作用的。同時(shí)除根徑外，蔓重對(duì)根重的直接影響較大，通徑系數(shù)達(dá)0.286，這表明地上部分的物質(zhì)積累直接影響到地下部分的生長。除枝條數(shù)外，其他各性狀通過年齡對(duì)根重的間接影響均為正向效應(yīng)。年齡通過除枝數(shù)、蔓長外的其他性狀對(duì)根重的間接影響也均為正向效應(yīng)。這表明枝數(shù)不隨年齡的增加而增加，反而會(huì)有枯死減小，而其余各性狀均隨年齡增加而增加。

2.3 變量篩選及回歸方程建立

通過共線性統(tǒng)計(jì)分析，無符合多重共線性的性狀排除，方差膨脹因子VIF<10，容差>0.1（表4），說明這8個(gè)自變量之間無嚴(yán)重的多重共線性，基本相互獨(dú)立。利用這8個(gè)性狀為自變量，根重為因變量，逐步回歸篩選變量，進(jìn)行多元線性回歸分析，由表5模型方差分析結(jié)果表明，模型2和模型1均符合統(tǒng)計(jì)意義，表明模型1和模型2均有一定的預(yù)測(cè)價(jià)值。表6顯示所擬合的模型1和模型2的決定系數(shù)，可見總的決定系數(shù)下降幅度不大，說明被剔除的自變量可以不被選入模型中。經(jīng)過逐步回歸法篩選，8個(gè)自變量中有6項(xiàng)指標(biāo)對(duì)產(chǎn)量的貢獻(xiàn)達(dá)到極顯著水平，枝條數(shù)和根徑指標(biāo)的作用均不顯著，由表4列出了逐步回歸法選出模型2的自變量與系數(shù)。通過線性回歸分析得出根重的線性回歸方程式如下：

根重=98.890×年齡-0.492×蔓長+0.135×蔓重+29.376×根數(shù)+3.380×根長+192.822×根徑-499.435（n=672，R=0.851，F(xiàn)=291.904，Pr<0.000 1）。

方程模型的決定系數(shù)R2=0.725，檢驗(yàn)統(tǒng)計(jì)量F=291.904，達(dá)到極顯著水平，說明模型的精確度較高，72.5%牛大力根重變異是被枝數(shù)、蔓長、地徑、蔓重、根數(shù)、根長、根徑、生長年齡影響的結(jié)果，由表4和回歸方程式可知：牛大力生長年齡、蔓長、蔓重、根數(shù)、根長、根徑對(duì)牛大力根重有極顯著的影響。由方程中的回歸系數(shù)表明，6個(gè)牛大力生長性狀和影響因子對(duì)根重增產(chǎn)效應(yīng)大小順序?yàn)椋焊鶑?gt;年齡>根數(shù)>根長>蔓重>蔓長，其中根徑作用最大，蔓長作用最小。由于方程中的偏回歸系數(shù)受單位的干擾，要比較各自變量對(duì)因變量根作用的大小，需要用標(biāo)準(zhǔn)化回歸系數(shù)。由表4可以看出，標(biāo)準(zhǔn)化回歸系數(shù)大小順序?yàn)椋郝?gt;根重=根長>年齡>根數(shù)>蔓長。說明蔓重、根重根長、年齡、根數(shù)對(duì)于增加牛大力根重的效應(yīng)依次減小。而蔓長對(duì)牛大力根重起到了負(fù)向作用，說明在生產(chǎn)過程中通過修剪、激素處理減緩牛大力的蔓伸長生長在一定程度上有利于地下部分根莖的生長，這與牛大力種植戶經(jīng)常修剪控高和限制徒長的栽培管理模式是符合的。但是蔓長的生長在一定程度上會(huì)影響蔓重，牛大力地上部分的物質(zhì)積累又直接影響到地下部分根重的累計(jì)，這說明牛大力生長的過程，地上部分和地下部分符合相對(duì)統(tǒng)一但又相互矛盾的辯證關(guān)系。

3 討論

試驗(yàn)分析結(jié)果表明，牛大力各性狀間既存在相互影響，又存在相互制約的關(guān)系。關(guān)于牛大力各性狀間的相關(guān)性目前未見有相關(guān)報(bào)道，但關(guān)于其他一些經(jīng)濟(jì)作物的性狀間的相互關(guān)系國內(nèi)外已有不少報(bào)道，如，傅玉凡等[20]通過研究紫肉甘薯花色苷含量的變化規(guī)律及其與主要經(jīng)濟(jì)性狀的相關(guān)性表明花色苷積累與干物質(zhì)積累存在競爭關(guān)系，花色苷含量的這些變化與主要經(jīng)濟(jì)性狀有不同的相關(guān)關(guān)系。張光海等[21]通過探索馬鈴薯塊莖相關(guān)性狀間的動(dòng)態(tài)發(fā)育規(guī)律并分析其相關(guān)性，結(jié)果表明微型薯數(shù)與匍匐莖長呈顯著或極顯著正相關(guān)，與一級(jí)匍匐莖數(shù)呈極顯著正相關(guān)；單株產(chǎn)量與一級(jí)匍匐莖數(shù)呈極顯著正相關(guān)。王麗等[22]人對(duì)云南昭通彝良縣7個(gè)不同產(chǎn)區(qū)栽培的烏天麻箭麻的9個(gè)農(nóng)藝性狀的相關(guān)性研究表明，昭通天麻單個(gè)塊莖鮮重與塊莖長、塊莖寬、塊莖厚呈極顯著正相關(guān)。本研究通過牛大力各性狀的簡單相關(guān)分析結(jié)果表明，各性狀與根重均存在極顯著的正相關(guān)性，其相關(guān)性從大到小為最大根長、蔓重、地徑、根數(shù)、根徑、蔓長、枝數(shù)；偏相關(guān)分析結(jié)果表明：根重與年齡、蔓重、根數(shù)、根長、根徑存在極顯著的正相關(guān)，與蔓長存在極顯著的負(fù)相關(guān)，與枝條數(shù)存在顯著相關(guān)，與地徑無顯著的相關(guān)性；說明各性狀通過相互影響從而相互作用和制約。通徑分析結(jié)果表明，蔓長對(duì)根重的直接作用為顯著的負(fù)向作用；通過線性回歸分析得出根重的線性回歸方程式為：根重=98.890×年齡-0.492×蔓長+0.135×蔓重+29.376×根數(shù)+3.380×根長+192.822×根徑-499.435，方程中蔓長系數(shù)為負(fù)值，與偏相關(guān)、統(tǒng)計(jì)分析結(jié)果一致，表明牛大力蔓生長過長對(duì)根生長不利，這可能與蔓的伸長生長消耗過量的營養(yǎng)物質(zhì)有關(guān)。而蔓重是牛大力地上部分物質(zhì)積累的全部，植物的物質(zhì)積累主要通過光合作用來實(shí)現(xiàn)，蔓重一定程度上代表光合能力。因此，牛大力種植管理中，既要限制或減少牛大力枝條的徒長，又要讓其枝繁葉茂提高其光合作用，促進(jìn)物質(zhì)積累。

偏相關(guān)分析表明：根重與枝條數(shù)、地徑相關(guān)性較小，特別是與根徑無顯著的相關(guān)性；通徑分析顯示枝條數(shù)、地徑對(duì)根徑的直接作用系數(shù)均較小，枝條數(shù)通過其他性狀對(duì)根重間接作用的總和也較小，但地徑通過其他性狀對(duì)根重間接作用較大，僅次于蔓長。因此牛大力種植管理過程中應(yīng)適當(dāng)?shù)氖嶂φ蜗拗破溥^度徒長。

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