貴州旱地綠肥菜豆種質(zhì)資源篩選與評價

， ， 愛華， ， ， ，

(1.貴州大學(xué)農(nóng)學(xué)院， 貴陽 550025；2.貴州省土壤肥料研究所/貴州省農(nóng)業(yè)資源與環(huán)境研究所/ 農(nóng)業(yè)部貴州耕地保育與農(nóng)業(yè)環(huán)境科學(xué)觀測試驗站， 貴陽 550006；3.貴州省土壤肥料工作總站， 貴陽 550001)

貴州旱地綠肥菜豆種質(zhì)資源篩選與評價

于恩江1，張欽2，張愛華2，崔宏浩2，陳正剛2，林海波3，朱青2

(1.貴州大學(xué)農(nóng)學(xué)院， 貴陽 550025；2.貴州省土壤肥料研究所/貴州省農(nóng)業(yè)資源與環(huán)境研究所/ 農(nóng)業(yè)部貴州耕地保育與農(nóng)業(yè)環(huán)境科學(xué)觀測試驗站， 貴陽 550006；3.貴州省土壤肥料工作總站， 貴陽 550001)

以87份菜豆品種作為供試材料，通過3年的田間試驗對各品種農(nóng)藝性狀進行觀測，從基本性狀信息統(tǒng)計、主成分分析、聚類分析對其種質(zhì)資源進行篩選評價。通過基本農(nóng)藝性狀統(tǒng)計發(fā)現(xiàn)，小區(qū)株高變異系數(shù)最大(為0.68)，生育期變異最小(為0.007)。基于主成分分析發(fā)現(xiàn)排在前5位的菜豆品種為中品F 030、中品F 017、中品F 078、中品F 006和中品F 029。運用聚類分析可將87份菜豆品種分為5類：第1類包括20份材料，第2類包括13份材料，第3類包括14份材料，第4類包括21份材料，第5類包括19份材料。

菜豆； 田間試驗； 種質(zhì)資源； 評價

綠肥本身具適應(yīng)性廣、生長周期短、鮮草養(yǎng)分豐富且齊全、分解迅速、有效性好等特點,因而綠肥的使用既能有效地緩解肥料與作物之間的供求矛盾,較快地解決肥料短缺問題,又能調(diào)整有機肥與化學(xué)肥料的施用結(jié)構(gòu),促進氮磷鉀養(yǎng)分的平衡[1]。豆科綠肥所具有的固氮特性、對貧瘠土壤較強的適應(yīng)能力等方面，利用農(nóng)閑田、無林地或荒地種植發(fā)展豆科綠肥，生態(tài)效益將十分可觀[2]。本試驗引進了一批菜豆種質(zhì)資源，經(jīng)過種植和詳細的調(diào)查，積累和整理出大量的農(nóng)藝性狀資料，通過基本統(tǒng)計、主成分分析與聚類分析，以期篩選出適宜貴州地區(qū)種植和利用的菜豆品種資源。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況

于2011—2014年在貴州省織金縣水塘鄉(xiāng)開展試驗，試驗區(qū)海拔1 300 m，試驗地土壤為黃壤，試前土壤基本性質(zhì)為：pH=5.84，有機質(zhì)32.37 g/kg，全氮2.59 g/kg，速效氮139 mg/kg，速效磷53.8 mg/kg，速效鉀89 mg/kg，緩效鉀227 mg/kg。

1.2 供試材料

從國家種質(zhì)資源庫引進87份菜豆品種。

1.3 試驗方法

試驗于2011—2014年進行。采用點播法播種，小區(qū)面積1 m2。30 cm×30 cm/穴，每穴點播5粒。苗高15 cm左右時進行定苗，每穴留1株。參照綠肥種質(zhì)資源描述規(guī)范和數(shù)據(jù)標準進行計量[4]。

1.4 數(shù)據(jù)處理方法

運用Excel 2007和SPSS 17.0軟件進行統(tǒng)計分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 產(chǎn)量性狀指標的基本統(tǒng)計量分析

根據(jù)種質(zhì)資源性狀的調(diào)查與測定結(jié)果，統(tǒng)計計算各性狀的最大值、最小值、極差、平均值、標準差、變異系數(shù)(表1)。從表1可以看出，菜豆品種之間各性狀指標的含量均存在明顯差異，變異系數(shù)從大到小依次為株高>每株莢穗數(shù)>單株分枝分蘗數(shù)>莢穗粒數(shù)>莢穗長>百粒重>生育期。株高變異最大(為0.68)，生育期變異最小(為0.007)。

2.2 種質(zhì)資源的主成分分析

主成分分析是利用原始變量之間的相關(guān)性,通過原來變量的少數(shù)幾個線性組合解釋原來變量來實現(xiàn)降維的多元統(tǒng)計方法。分別選取產(chǎn)量性狀的全生育期、株高、單株分枝分蘗數(shù)、每株莢穗數(shù)、莢穗長、莢穗粒數(shù)、百粒重7個指標，將數(shù)據(jù)標準化后,通過主成分分析，得到代表菜豆資料大部分信息的前3個主成分，能夠反映總信息量的64.07%(表2)。將各指標標準化數(shù)值與前3個主成分的特征向量相乘，并以各主成分貢獻率加權(quán)得到綜合得分及排名(表3)，排在前5位的菜豆品種為中品F 030、中品F 017、中品F 078、中品F 006和中品F 029。

表1 性狀指標統(tǒng)計

菜豆最大值最小值極差平均標準方差變異系數(shù)全生育期(d)11210571100.820.007株高(cm)1781816071.2044.490.68單株分枝分蘗數(shù)(個)6152.830.950.35每株莢穗數(shù)(個)202186.313.540.57莢穗長(cm)1831510.863.160.35莢穗粒數(shù)(個)122105.001.580.34百粒重(g)494169369299.3267.800.36

圖1 種質(zhì)資源性狀指標聚類圖

2.3 種質(zhì)資源的聚類分析

采用組間聯(lián)接-平方Euclidean距離聚類法,對87份肥田蘿卜種質(zhì)材料的 7 個產(chǎn)量性狀進行聚類分析(圖1)，在平方Euchdean 距離為5時,87個肥田蘿卜品種主要分為5類：第1類包括20份材料(菜豆中品F 001、中品F 002等)，平均株高124.8 cm，變異系數(shù)為4.49；平均每株莢穗數(shù)為6.65個，變異系數(shù)為2.56；平均百粒重為252.07 g，變異系數(shù)為9.18；第2類包括13份材料(菜豆中品F 005、中品F 006等)，平均株高112.39 cm，株高變異系數(shù)為7.74；平均每株莢穗數(shù)為7.54個，變異系數(shù)為2.04，平均百粒重為324.89 g，變異系數(shù)為14.76；第3類包括14份材料(菜豆中品F 009、中品F 020等)，平均株高43.86 cm，株高變異系數(shù)為2.57；平均每株莢穗數(shù)為6.71個，變異系數(shù)為1.39，平均百粒重為220.20 g，變異系數(shù)為8.85；第4類包括21份材料(菜豆中品F 019、中品F 021等)，平均株高36.38 cm，變異系數(shù)為2.81；平均每株莢穗數(shù)為5.98個，變異系數(shù)為1.45；平均百粒重為293.4 g，變異系數(shù)為14.40。第5類包括19份材料(4菜豆中品F 024、中品F 030等)，平均株高45.26 cm，變異系數(shù)為1.44，平均每株莢穗數(shù)為5.22個，變異系數(shù)為2.90；平均百粒重為396.40 g，變異系數(shù)為8.60。

表2 產(chǎn)量性狀主成分分析特征向量和貢獻率

成份 初始特征值 提取平方和載入 旋轉(zhuǎn)平方和載入 合計方差(%)累積(%)合計方差(%)累積(%)合計方差的(%)累積(%)11.88526.93426.9341.88526.93426.9341.81725.95825.95821.52521.78348.7171.52521.78348.7171.56622.36548.32331.07515.35364.0701.07515.35364.0701.10215.74764.07040.95713.67277.74350.73110.44588.18860.4786.83295.01970.3494.981100.000

表3 基于主成分分析的產(chǎn)量性狀綜合比較

品種Print1Print2Print3綜合得分排名品種Print1Print2Print3綜合得分排名中品F0010.7311870.100585-0.258250.57351722中品F048-0.155220.081475-0.11455-0.188352中品F0020.0942290.789145-0.438260.44511529中品F049-0.30499-0.01277-0.5129-0.8306674中品F0030.8798050.326437-0.501910.70432814中品F050-0.34649-0.23173-0.37038-0.9486178中品F0040.1611710.334445-0.10610.38951933中品F051-0.391180.025963-0.00673-0.3719461中品F0050.35364-0.591230.135086-0.1025148中品F0531.002578-0.57575-0.349970.0768541中品F0060.2495150.766263-0.017640.9981354中品F0540.016471-0.25360.467480.23035435中品F0070.211710.463393-0.134010.54108924中品F055-0.310390.0016020.107026-0.2017653中品F0080.4486670.488873-0.087370.8501728中品F0560.44398-0.69092-0.39444-0.6413872中品F0090.16366-0.02744-0.22328-0.0870747中品F059-0.41975-0.181480.130802-0.4704365中品F010-0.018710.205799-0.035230.1518637中品F0610.317247-0.26106-0.64089-0.5847170中品F0110.2675070.630248-0.232740.66501416中品F062-0.79363-0.226130.099816-0.9199477中品F0120.065874-0.09037-0.25134-0.2758456中品F063-0.26362-0.173730.327021-0.1103349中品F0130.7996540.433815-0.317440.9160296中品F064-0.1336-0.011290.6561940.51130926中品F0140.4550280.452741-0.136970.77079911中品F0650.584304-0.4930.4969020.58820521中品F0150.0882470.418749-0.55383-0.0468344中品F0750.760988-0.311490.1120740.5615723中品F0160.1829680.4080370.2781640.8691697中品F0760.374571-0.17957-0.068220.12677540中品F0170.6189270.6317030.2481991.4988292中品F078-0.010080.7823850.600961.3732683中品F0180.696984-0.0207-0.282220.3940632中品F0810.049479-0.408370.037986-0.3209158中品F019-0.334391.091989-0.265660.49194628中品F087-0.26476-0.047360.7490320.43690930中品F020-0.366140.464091-0.21748-0.1195350中品F0880.228786-0.37950.6677670.51705625中品F021-0.284050.954877-0.032430.63839118中品F089-0.418830.379766-0.79508-0.8341575中品F022-0.319111.15572-0.704640.13197538中品F090-0.31665-0.0342-0.13024-0.4810967中品F0230.7186340.182695-0.283840.61748920中品F091-0.27747-0.114440.209028-0.1828851中品F024-0.17050.1684520.8337980.8317519中品F092-0.43909-0.295020.257481-0.4766266中品F0250.0589290.4444470.186390.68976615中品F094-0.24566-0.254660.07931-0.4210163中品F026-0.554140.76847-0.052480.16185236中品F095-0.34091-0.224320.107383-0.4578564中品F027-0.123930.0873560.017875-0.018742中品F097-0.22784-0.049530.226503-0.0508745中品F0280.1068110.1059120.5213770.734113中品F098-0.44821-0.70895-0.1853-1.3424685中品F0290.3082840.1275910.4911180.9269935中品F099-0.40007-0.308310.5013-0.2070854中品F0300.4934550.6491360.9129732.0555641中品F101-0.657180.156459-0.12252-0.6232471

續(xù)表3

品種Print1Print2Print3綜合得分排名品種Print1Print2Print3綜合得分排名中品F031-0.20308-0.167250.047672-0.3226659中品F102-0.196950.2520920.2848610.33999834中品F032-0.43832-0.111510.20141-0.3484260中品F1030.478763-0.33141-0.18584-0.0384843中品F033-0.0169-0.77338-0.48277-1.2730683中品F104-0.65769-0.12883-0.0735-0.8600276中品F034-0.17994-0.18191.1091370.747312中品F109-0.27978-0.05011-0.1933-0.5231969中品F035-0.2243-0.110260.28304-0.0515246中品F110-0.230990.0410210.8504240.66045317中品F0360.103124-0.12250.4295190.41014831中品F111-0.20558-0.38204-0.05481-0.6424473中品F0370.877711-0.457790.2128360.63276219中品F112-0.2702-0.231110.263265-0.2380455中品F0380.795119-0.343240.0445860.49646927中品F117-0.39308-0.10499-0.01525-0.5133268中品F040-0.30898-0.58002-0.79985-1.6888586中品F118-0.28932-0.05212-0.61143-0.9528679中品F0410.623106-0.44664-0.046640.12982339中品F120-0.54826-0.17172-0.31689-1.0368781中品F0430.14082-0.525680.090328-0.2945357中品F121-0.4016-0.4189-0.46922-1.2897284中品F044-0.03798-0.102620.9652440.82464210中品F122-0.31916-0.19768-0.44015-0.9569980中品F0450.400121-0.33752-0.46783-0.4052362中品F125-0.43116-0.49671-0.88428-1.8121587中品F047-0.3822-0.38891-0.37523-1.1463482

3 結(jié)論與討論

綠肥作為一種有機肥,含有多種微量元素、有益微生物、各種活性酶和有機物可供作物吸收利用[6-7],在活化土壤的養(yǎng)分、改善土壤的肥力、增強微生物的活性、促進農(nóng)作物的高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)等方面有重要作用，是一項效果顯著的土壤管理技術(shù)[5]。選擇一種適應(yīng)當(dāng)?shù)刈魑锾匦?、種植條件的綠肥,在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中起著舉足輕重的作用。菜豆作為豆科作物，能夠固定大氣中游離氮，通過轉(zhuǎn)化存儲在植株體內(nèi)，植株含氮量較高，同時其根系發(fā)達，生長時能夠改善土壤孔隙、容重等物理性狀[8]。菜豆在綠肥品種中具有重要地位，因此，運用主成分分析、聚類分析，初步評價篩選前5位的菜豆品種為中品F 030、中品F 017、中品F 078、中品F 006和中品F 029為適宜貴州地區(qū)種植和利用的菜豆品種資源，對菜豆品種資源在貴州的利用具有重要意義。

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(本欄目責(zé)任編輯：周忠燕)

The Selection and Evaluation ofPhaseolusvulgarisL. in Guizhou

YUEnjiang1,ZHANGQin2,ZHANGAihua2,CUIHonghao2,CHENZhenggang2,LINHaibo3,ZHUQing2

2016-11-19

公益性行業(yè)(農(nóng)業(yè))科研專項(201103005)；聯(lián)合基金(黔科合LH字[2014]7702號)；人才培養(yǎng)項目(黔農(nóng)科院CR合字[2014]15號)；貴州省國際科技合作計劃(黔科合外G字[2010]7035號);貴州省科技計劃(黔科合院所創(chuàng)能[2011]4002號);中央補助地方科技基礎(chǔ)條件專項基金(黔科條中補地[2012]4003號)。

于恩江(1990—)，男，在讀碩士研究生，研究方向：植物營養(yǎng)學(xué);E-mail：yuenjiang99@163.com。

朱 青(1962—)，女，貴州貴陽人；博士，研究員，主要從事環(huán)境生態(tài)研究工作；E-mail： zhuqing_gy@tom.com。

10.16590/j.cnki.1001-4705.2017.04.063

S 551

A

1001-4705(2017)04-0063-04