基于灰色關聯度分析法綜合評價24個綠豆新品種（系）在桂南地區的田間性狀表現

陳燕華　李經成　李榮丹　唐建淮　羅高玲

摘要：【目的】采用灰色關聯度分析法綜合評價24個綠豆新品種（系）在桂南地區的田間性狀表現，分析產量與其他性狀的關聯度，篩選出綜合表現優異的綠豆品種（系），為桂南地區及與其生態環境相似地區的綠豆育種和生產提供優良品種。【方法】以2016─2017年參加國家食用豆產業技術體系多點聯合鑒定試驗的24個綠豆新品種（系）及對照品種中綠5號（CK）為材料，測定14個性狀（10個主要農藝性狀和4個抗逆性狀）的田間表現，確定參考品種的性狀表現，采用灰色關聯度分析法分析小區產量與其他13個性狀的關聯度以及參試綠豆品種（系）與參考品種的加權關聯度。【結果】小區產量與其他13個性狀的關聯度順序為單株粒重（0.8685）>百粒重（0.7997）>莢長（0.7852）>單株莢數（0.7821）>抗青枯病率（0.7634）>單莢粒數（0.7488）>主莖節數（0.7314）>抗倒伏率（0.7194）>主莖分枝（0.7074）>抗暈疫病率（0.6959）>抗葉斑病率（0.6924）>株高（0.6580）>生育天數（0.6278），說明單株粒重對小區產量的影響最大，其次為百粒重和莢長，以生育天數影響最小。基于等權關聯度、加權關聯度和小區產量對25個綠豆品種（系）進行排名，結果顯示，鄂綠5號和冀綠0816排名均分別位于第1名和第2名，綜合表現較其他參試品種好;保綠201012-7、中綠5號（CK）、渝黑綠3號、142-139與保綠200810-1 5個品種的等權關聯度、加權關聯度和產量排名均位于前7名，綜合表現也較好。【結論】桂南地區在選育高產綠豆新品種時應選擇單株粒重和百粒重較重、粒大、莢長、莢多的親本材料，同時要兼顧青枯病抗性和單莢粒數等性狀。鄂綠5號、冀綠0816、保綠201012-7、渝黑綠3號、142-139和保綠200810-1等6個綠豆新品種（系）適宜在桂南地區及與其生態環境相似地區大面積推廣種植。

關鍵詞： 綠豆;新品種（系）;性狀;灰色關聯度分析;綜合評價

中圖分類號： S522.024 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻標志碼： A 文章編號：2095-1191（2020）11-2644-09

Comprehensive evaluation of field traits for 24 new varieties（lines） of mung bean based on grey correlation analysis in southern Guangxi

CHEN Yan-hua1， LI Jing-cheng1， LI Rong-dan2， TANG Jian-huai1， LUO Gao-ling1*

（1Rice Research Institute，Guangxi Academy of Agricultural Sciences/Crop Germplasm Resources Research Institute，Guangxi Academy of Agricultural Sciences/Guangxi Key Laboratory of Genetics and Breeding，Nanning ?530007，China; 2Soil and Fertilizer Station of Chongzuo， Chongzuo， Guangxi ?532200 ，China）

Abstract：【Objective】To provide excellent varieties for breeding and production of mung bean in southern Guangxi and other areas with similar ecological environment，the field performance of 24 new mung bean varieties（lines） and the correlation between yield performance and other characters were analyzed by grey correlation analysis in southern Guangxi. 【Method】Twenty-four new mung bean varieties（lines） and control variety Zhonglü 5（CK），which participated in the multi-point joint identification test of China Agriculture Research System on Food Legume from 2016 to 2017，were used as materials to determine the field performance of 14 personality traits（including 10 main agronomic traits and 4 stress resistance traits），then the character performance of reference varieties was determined，and the correlation between the plot yield and other 13 traits and the correlation degree of the characters and the weighted correlation degree between the tested mung bean varieties（lines） and the reference varieties were analyzed by grey correlation analysis. 【Result】The order of correlation degree between plot yield and other 13 traits was grain weight per plant（0.8685）>100-seed weight （0.7997）>pod length（0.7852）>pod number per plant （0.7821）>resistance rate to bacterial wilt（0.7634）>grain number per pod（0.7488）>node number of main stem （0.7314）>lodging resistance rate（0.7194）>main stem branch（0.7074）>resistance rate to halo blight（0.6959）>resistance rate to leaf spot（0.6924）>plant height（0.6580）>growth days（0.6278） .Grain weight per plant had the greatest effect on plot yield，followed by 100-seed weight and pod length，and growth days had the least effect. Based on equal weight correlation degree，weighted correlation degree and plot yield，25 mung bean varieties （lines） were ranked. The results showed that Elü 5 and Jilü 0816 ranked the first and the second respectively，and their comprehensive performance was better than other tested varieties; the five varieties Baolü 201012-7，Zhonglü 5 （CK），Yuheilü 3，142-139 and Baolü 200810-1 also ranked in the top 7 in terms of equal weight correlation degree，weighted correlation degree and yield. 【Conclusion 】When breeding new mung bean varieties with high yield in southern Guangxi，parents with heavy grain weight per plant and 100-seed weight，large grain，long pod and many pods should be selected，and the resistance to bacterial wilt and the number of grains per pod should be considered. Six new varieties （lines） of mung bean，Elü 5，Jilü 0816，Baolü 201012-7，Yuheilü 3，142-139 and Baolü 200810-1，are suitable for large-scale planting in southern Guangxi and areas with similar ecological environment.

Key words： mung bean; new varieties（lines）; traits; grey correlation analysis; comprehensive evaluation

Foundation item： Construction Project of China Agriculture Research System of Food Legume（CARS-08-Z14）; Special Fund Projects of Central Government Guiding Local Science and Technology Development（Guike ZY19183020 ）; Basic Research Project of Guangxi Academy of Agricultural Sciences（2015YT20）

0 引言

【研究意義】綠豆（Vigna radiata L.）為一年生草本植物，在我國栽培歷史悠久，是我國主要食用豆類作物之一，全國各地均有種植（鄭卓杰，1997），具有生育期短、播種時期長、適應性廣、抗逆性強等優點，其種子營養豐富、清熱解毒，人們對其需求量不斷增加，對綠豆新品種（系）的要求越來越高。綠豆是廣西種植面積較大的食用豆類之一，全區均有種植，但主栽綠豆品種（系）多為產量低、品質差的地方品種。近年來，雖然已有研究者通過雜交選育、引進區外優異綠豆品種（系）進行適應性篩選，獲得了適宜在廣西種植的綠豆品種（系）（謝金蘭等，2012，2013;羅高玲等，2013，2015，2016，2019;李經成等，2015a，2015b），但還遠不能滿足生產需要。因此，大力開展綠豆育種工作，并引進和評價廣西區外更多的綠豆新品種（系），篩選出適宜廣西種植的優異品種（系）對促進廣西綠豆產業發展具有重要意義。【前人研究進展】由于灰色關聯度分析法計算較簡單，結果客觀全面，已被廣泛用于綠豆品種（系）的綜合評價及不同性狀指標對產量的影響研究。崔秀輝（2005）、閆峰等（2011）、鄭海澤等（2011）等分別運用灰色關聯度分析法對黑龍江嫩江地區、黑龍江地區和山西晉南地區種植的綠豆品種（系）進行適應性評價，并根據適應性進行排序;孫健敏等（2010）采用灰色關聯度分析法對2006─2008年我國夏播綠豆區域試驗10個參試品種（系）的9個主要農藝性狀進行綜合分析，篩選出2個優異品種（XLD09和XLD03），可大面積推廣種植。此外，諸多學者利用灰色關聯度分析法分析綠豆主要農藝性狀對產量的影響，但研究結果不盡相同。閆峰等（2011）研究認為，在黑龍江地區對綠豆產量影響最大的是單株粒重，其次是百粒重和單株莢數;趙陽等（2014）研究認為，在沈陽地區綠豆的單株莢數、株高和生育期對其產量影響較大;侯小峰等（2015）研究發現，在山西地區綠豆主莖分枝數和單莢粒數對其產量的影響大，選育山西省綠豆新品種時應選擇主莖分枝數和單莢粒數多的品種作為親本;朱慧珺等（2015）研究結果顯示，在山西地區綠豆的單株莢數對其產量影響最大，其次為百粒重，莢長對產量的影響最小;徐東旭（2015）研究發現，在冀西北地區綠豆的百粒重、株高和主莖節數對產量影響較大;王官等（2019）研究認為，在山西地區綠豆的單株莢數和株高對產量影響較大。【本研究切入點】目前未見有關應用灰色關聯度分析法對綠豆新品種（系）在桂南地區的田間表現進行綜合評價及分析不同性狀對產量影響的研究報道。【擬解決的關鍵問題】以2016─2017年參加國家食用豆產業技術體系多點聯合鑒定試驗的24個綠豆新品種（系）和中綠5號（CK）為試驗材料，采用灰色關聯度分析法分析產量與其他13個性狀的關聯度及參試綠豆品種（系）與參考品種的加權關聯度，進而對參試綠豆品種（系）進行綜合評價，以揭示桂南地區綠豆性狀對產量的影響，篩選出綜合表現較好的綠豆新品種（系），為桂南地區及與其生態環境相似地區的綠豆育種和生產提供優良品種。

1 材料與方法

1. 1 試驗材料

以2016─2017年參加國家食用豆產業技術體系多點聯合鑒定試驗的24個綠豆新品種（系）為材料，包括品綠2011-06（X1）、品綠2011-12（X2）、冀綠0816（X3）、冀綠HNZ0810（X4）、蘇綠16-10（X5）、蘇綠15-11（X6）、鄂綠5號（X7）、1009-2-5（X8）、白綠9號（X9）、白綠10號（X10）、同1188326（X11）、遼綠10L708-5（X12）、保綠200810-1（X13）、保綠201012-7（X14）、科綠2號（X15）、142-139（X16）、122-225（X17）、濰綠11號（X18）、濰綠12號（X19）、宛綠2號（X20）、JLPX01（X21）、JLPX02（X22）、渝黑綠3號（X23）和渝綠2號（X24），以綜合表現較好的廣西主推品種中綠5號為對照（CK，X25）。

1. 2 試驗設計及性狀測定

2016—2017年在廣西農業科學院里建英才基地（南寧）進行試驗。試驗地土質為沙土，整塊地較平坦，肥力一般，人工排灌較方便，前作為豌豆，種前進行兩犁兩耙。試驗采用隨機區組排列設計，3次重復，起壟種植，每份材料種植1壟，壟長5 m，壟寬2 m，每壟4行，小區面積10 m2，株距13～15 cm，行距50 cm。2016年播種時間為5月6日，2017年播種時間為7月15日。播種方式均為條播，播深3～4 cm，播種深淺一致、均勻，之后覆土鎮壓。生育期間記載各品種（系）的生育天數。2016年7月1—25日各品種（系）相繼成熟，2017年9月8—15日各品種（系）相繼成熟。成熟后，每小區除去邊株后隨機選取有代表性的植株10株，測定其株高、主莖節數、主莖分枝數、單株莢數、莢長和單莢粒數，并按小區采收豆莢。曬干后脫粒，統計單株產量、百粒重和小區產量。以上提到的10個農藝性狀均嚴格按照《綠豆種質資源描述規范與數據標準》進行調查和測定（程須珍等，2006）。此外，還調查了苗期的青枯病抗性及結莢期的暈疫病抗性、葉斑病抗性與抗倒伏性，其中，抗病性調查方法：分別于苗期和結莢期采用目測法觀察各小區植株發病情況，以不發病植株數占小區總植株數的百分率表示抗性;抗倒伏性調查方法：在成熟期或暴風雨后，采用目測法觀察植株倒伏情況，以直立植株數占小區總植株數的百分率表示抗倒伏性。

1. 3 統計分析

運用灰色系統理論把25個綠豆品種（系）看成一個灰色系統，每個綠豆品種（系）即系統中的1個因素（i）。根據綠豆的選育目標同時結合綠豆品種優良性狀的上限指標確定一個理想品種，作為參考品種（X0），以X0的各性狀指標為參考數列（X0k），k為考察性狀，以25個綠豆品種（系）的各性狀指標為比較數列（Xik）。用下列公式分別計算出25個綠豆品種（系）與參考品種的關聯系數、等權關聯度和加權關聯度，根據加權關聯度大小評價參試綠豆品種（系）的優劣。

ξik=[miniminkX0k-Xik+ρmaximaxkX0k-XikX0k-Xik+ρmaximaxkX0k-Xik]（1）

γi=[1n][k=1nξik] （2）

△γi=[k=1nωkξik] （3）

公式（1）中，ξik為關聯系數，ρ為分辨系數（ρ=0.5），|X0k-Xik|為絕對差值，min|X0k-Xik|為X0二級最小差值絕對值，max|X0k-Xik|為二級最大差值絕對值;公式（2）中γi為等權關聯度;公式（3）中△γi為加權關聯度，ωk為各性狀的權重系數（通過計算各性狀與產量的關聯度而求得）。

2 結果與分析

2. 1 25個綠豆品種（系）的14個性狀表現及參考品種的確定

參考品種的確定需綜合考慮試驗中各參試品種優良性狀的上限指標和綠豆品種選育目標。根據25個綠豆品種（系）各個性狀的最優指標（接近或略高于最優指標）設定參考品種的主莖分枝、單株莢數、莢長、單莢粒數、百粒重、單株粒重、小區產量、抗青枯病性、抗暈疫病性、抗葉斑病性和抗倒伏性等11個性狀的數值;生育期、株高和主莖節數在綠豆育種中要求適宜即可，分別設定為60 d、75 cm和11個。25個綠豆品種（系）和參考品種的性狀表現見表1。

2. 2 25個綠豆品種（系）與參考品種數據的無量綱化處理結果

由于不同考察性狀的計量單位不同，不便于比較，需對參試品種（系）與參考品種各考察性狀的原始數據進行無量綱化處理，即采用所有相應的Xik數值除以X0k數值，獲得數量級相同的新數據（表2）。

2. 3 25個綠豆品種（系）與參考品種的關聯系數分析結果

根據各個性狀原始數據無量綱化處理結果（表2），用公式△ik=∣X0k-Xik∣（i=1，2，…，25，k=1，2，…，14）。計算X0k與Xik相應性狀絕對差值，結果見表3。由表3可知，max△ik和min△ik分別是0.8600和0.0000，代入公式（1）即獲得25個綠豆品種（系）與參考品種14個性狀的關聯系數（表4）。

2. 4 25個綠豆品種（系）與參考品種的關聯度分析結果

在評價綠豆品種（系）的優劣時，綠豆各性狀的重要性不一樣，因此用等權關聯度去評價不同品種（系）的優劣并不適宜，應采用加權關聯度（△γ）進行評價。而計算各參試品種（系）的加權關聯度，須明確綠豆各性狀的權重系數（ωk）。各性狀的權重系數的確定可根據育種目標與經驗賦予不同的數值，也可通過計算綠豆產量與其他性狀的關聯度來確定。本研究采用后者，具體計算方法為：把綠豆小區產量作為參考數列，其他13個性狀作為比較數列，然后利用公式（1）和公式（2）計算小區產量與其他13個性狀的關聯系數和關聯度γk（表5），再計算出各性狀的權重系數ωk（表5）。最后，將表4的數據即ξik和表5的數據ωk代入公式（3），求出結果即為參試品種（系）與參考品種的加權關聯度（表6）。各參試品種與參考品種的等權關聯度（表6）為參試品種（系）與參考品種的關聯系數（表4）代入公式（2）獲得的計算結果。

由表5可看出，小區產量與其他13個性狀的關聯度順序為單株粒重（0.8685）>百粒重（0.7997）>莢長（0.7852）>單株莢數（0.7821）>抗青枯病率（0.7634）>單莢粒數（0.7488）>主莖節數（0.7314）>抗倒伏率（0.7194）>主莖分枝（0.7074）>抗暈疫病率（0.6959）>抗葉斑病率（0.6924）>株高（0.6580）>生育天數（0.6278），說明單株粒重對小區產量的影響最大，其次為百粒重和莢長，以生育天數影響最小。因此，選育高產綠豆新品種時應選擇單株粒重和百粒重較重、大粒、長莢、多莢的親本材料，同時要兼顧青枯病抗性和單莢粒數等性狀。

由表6可看出，參試品種（系）的等權關聯度和加權關聯度排序基本一致，無明顯差異，但二者與小區產量排序結果存在明顯差異。等權關聯度和加權關聯度均排在前7位且小區產量較高的品種為鄂綠5號、冀綠0816、保綠201012-7、中綠5號、渝黑綠3號、142-139和保綠200810-1，表明這7個品種（系）與參考品種的關聯程度高，綜合表現好。白綠10號、濰綠12號、122-225、同1188326、濰綠11號和遼綠10L708-5的等權關聯度和加權關聯度分別排在后6位，表明這6個品種與參考品種的關聯程度不高，綜合表現差。對照品種中綠5號綜合表現優于大多數品種（系），目前已在廣西大面積推廣種植，其優良性狀仍可作為現階段綠豆育種的主要參考目標。綜合表現好的6個參試綠豆新品種（系）可在桂南及與其生態環境相似的地區大面積推廣種植。

3 討論

產量是綠豆育種中最重要的經濟性狀指標，與其他多種性狀密切相關，但在產量形成過程中，不同性狀對產量的影響程度不同。灰色關聯度分析法可將多個性狀綜合起來定量評價，使各品種的優劣評價結果更全面、客觀和公正，加之其計算方法簡便，系統性強，結果直觀，已被應用于水稻（胡成成等，2016）、小麥（丁明亮等，2018）、玉米（鄧杰等，2018）和大豆（昝凱等，2018）等農作物的品種分析評價。本研究采用灰色關聯度分析法對2016─2017年參加國家食用豆產業技術體系多點聯合鑒定試驗的24個綠豆新品種（系）和中綠5號（CK）14個性狀進行綜合分析，并分析小區產量與其他13個性狀的關聯度，結果顯示單株粒重和百粒重與小區產量的關聯度較大，說明這2個性狀對綠豆產量表現的影響較大，與閆峰等（2011）的研究結果一致;其次莢長和單株莢數與小區產量的關聯度也較大;株高和生育期與小區產量的關聯度較小，說明這2個性狀對綠豆產量表現的影響較小。楊勇等（2015）研究結果也顯示，株高和生育期與產量表現呈極顯著負相關。因此，選育綠豆優良品種時首要考慮單株粒重、百粒重、莢長和單株莢數等性狀指標。

在運用灰色關聯度分析法綜合評價綠豆品種的優劣時，合理確定參考數列（參考品種）和各性狀權重系數是保證評價結果準確性的關鍵。本研究根據綠豆新品種的選育目標同時參考品種優良性狀的上限指標來確定參考品種;綠豆各性狀的權重系數的確定是經過先計算出綠豆小區產量與其他性狀的關聯系數和關聯度，進而再通過歸一化處理獲得。本研究分別基于等權關聯度、加權關聯度和小區產量對25個綠豆品種（系）進行排名，結果顯示，鄂綠5號和冀綠0816排名均分別位于第1名和第2名，綜合表現較其他參試品種好;保綠201012-7、中綠5號（CK）、渝黑綠3號、142-139與保綠200810-1 5個品種的等權關聯度、加權關聯度抑和產量排名也均位于前7名，也是綜合表現較好的品種，說明以上6個綠豆新品種（系）適宜在桂南地區及與其生態環境相似地區大面積推廣種植，其中中綠5號作為對照品種，長期以來已在廣西大面積推廣，進一步驗證了本研究結論的準確性，也間接說明參考品種和各性狀權重系數的確定較可靠。由于影響綠豆綜合表現的性狀較多，包括農藝性狀、抗逆性（包括抗病性、抗蟲性、抗倒性等）、籽粒品質等，而本研究僅對部分主要農藝性狀及抗病性進行分析，今后應將籽粒品質納入評判體系，使本評價結果更加全面、客觀、公正。

4 結論

桂南地區在選育高產綠豆新品種時應選擇單株粒重和百粒重較重、粒大、莢長、莢多的親本材料，同時要兼顧青枯病抗性和單莢粒數等性狀。鄂綠5號、冀綠0816、保綠201012-7、渝黑綠3號、142-139和保綠200810-1等6個綠豆新品種（系）適宜在桂南地區及與其生態環境相似地區大面積推廣種植。

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（責任編輯 陳 燕）

收稿日期：2019-10-12

基金項目：國家食用豆現代產業技術體系建設項目（CARS-08-Z14）;中央引導地方科技發展專項（桂科ZY19183020）;廣西農業科學院基本科研業務專項（2015YT20）

作者簡介：*為通訊作者，羅高玲（1977-），副研究員，主要從事食用豆育種研究工作，E-mail：luogaoling@163.com。陳燕華（1978-），主要從事食用豆育種研究工作，E-mail：cyh781225@163.com