附子不同株系比較試驗(yàn)

蘇澤春，程遠(yuǎn)輝，劉家權(quán)，李兆光，和建英，和瓊姬

（1.云南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院高山經(jīng)濟(jì)植物研究所，云南麗江674100；2.迪慶三江生物開發(fā)有限公司，云南迪慶674412）

附子是毛茛科植物烏頭（Aconitum carmichaeliiv Debx.）的子根加工品[1]。全世界350 個(gè)烏頭種中，我國(guó)有近170 種，主要分布于云南西北部和四川西南部[2]。附子具有祛風(fēng)除濕、回陽(yáng)救逆、散寒止痛、降壓強(qiáng)心等作用，被廣泛應(yīng)用于臨床治療。近年來，隨著化學(xué)組分的不斷分離，附子顯著的毒性及生理活性備受中藥配伍和制藥行業(yè)的關(guān)注，在制藥行業(yè)中以附子為主要配方的中成藥已超過10 種[3-9]。附子除供藥用外，其炮制品也一直是出口東南亞和日本等國(guó)[10]的重要中藥材，在創(chuàng)匯方面發(fā)揮著重要的作用。目前，附子的栽種面積已由四川道地產(chǎn)區(qū)拓展到全國(guó)10 多個(gè)省（自治區(qū)）[11-13]。在長(zhǎng)期的生產(chǎn)實(shí)踐過程中，各地區(qū)總結(jié)和報(bào)道了大量附子高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)的栽培技術(shù)方法，如四川省江油市栽培的附子通過修根技術(shù)可獲得高品質(zhì)附子[14]；砂壤土和壤土可為附子地下部分提供較好的生長(zhǎng)環(huán)境[15]；適宜的鐵、鋅、硼、錳肥配比能促進(jìn)附子的生長(zhǎng)和提高附子產(chǎn)量[16-17]等。

云南省迪慶州自古以來也有栽培附子的習(xí)慣，但近年來，藏區(qū)藥農(nóng)開始意識(shí)到，傳統(tǒng)栽培模式生產(chǎn)出的附子已無法滿足市場(chǎng)對(duì)優(yōu)質(zhì)原材料的要求。因此，亟待對(duì)傳統(tǒng)種植條件下的附子種源開展系統(tǒng)性研究，充分挖掘高產(chǎn)、質(zhì)優(yōu)、抗病蟲等的附子種源，用于生產(chǎn)實(shí)踐。

本研究通過考察迪慶州及周邊縣市附子種植現(xiàn)狀，并從中收集68 份種源種植于云南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院高山經(jīng)濟(jì)植物研究所美自試驗(yàn)基地，通過連續(xù)3 a 的試驗(yàn)觀察，借助相關(guān)分析、通徑分析和灰色關(guān)聯(lián)度分析等方法進(jìn)行各農(nóng)藝性狀及產(chǎn)量分析，以期為優(yōu)良種源的篩選利用提供技術(shù)支撐。

1 材料和方法

1.1 試驗(yàn)材料

供試材料為云南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院高山經(jīng)濟(jì)植物研究所種植在美自基地的68 份附子株系（表1）。

表1 68 份附子株系的采集地及代碼

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

68 份附子株系的原始材料是2015 年9—10 月在云南省迪慶州及周邊縣市范圍內(nèi)收集的。2016，2017 年，在云南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院高山經(jīng)濟(jì)植物研究所美自試驗(yàn)基地對(duì)68 份單株后代進(jìn)行種植，剔除病株、畸形株；2018 年種植測(cè)定各農(nóng)藝性狀和產(chǎn)量。試驗(yàn)采用隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，3 次重復(fù)，小區(qū)長(zhǎng)6 m、寬1 m，每小區(qū)4 行，行距0.25 m，株距0.30 m，前茬作物為玉米。

1.3 測(cè)定項(xiàng)目及方法

2018 年每小區(qū)隨機(jī)抽取10 個(gè)單株進(jìn)行主要農(nóng)藝性狀的調(diào)查，調(diào)查的項(xiàng)目有株高（x1）、莖粗（x2）、總?cè)~數(shù)（x3）、鮮葉數(shù)（x4）、葉長(zhǎng)（x5）、葉寬（x6）、葉柄長(zhǎng)（x7）、葉柄寬（x8）、花枝數(shù)（x9）、花穗長(zhǎng)（x10）、平均根粗（x11）、平均根長(zhǎng)（x12）、子根數(shù)（x13）、最大子根質(zhì)量（x14）、最小子根質(zhì)量（x15）、子根質(zhì)量極差（x16）、單株產(chǎn)量（x17）。11 月對(duì)小區(qū)進(jìn)行測(cè)產(chǎn)后，將小區(qū)產(chǎn)量折算成公頃產(chǎn)量（y）參與相關(guān)的統(tǒng)計(jì)分析。

1.4 統(tǒng)計(jì)分析

利用Excel 軟件對(duì)各指標(biāo)求平均值，利用SAS軟件進(jìn)行相關(guān)分析、通徑分析和灰色關(guān)聯(lián)度分析。目前，利用相關(guān)、通徑及灰色關(guān)聯(lián)等方法進(jìn)行聯(lián)動(dòng)分析在許多作物中均有成功案例的報(bào)道，如大豆[18]、玉米[19]、紅花[20]、谷子雜交種[21]等。本研究將相關(guān)分析、通徑分析及灰色關(guān)聯(lián)分析方法結(jié)合運(yùn)用，以期為附子株系評(píng)價(jià)提供更多的信息?；疑P(guān)聯(lián)分析中，分別取子根質(zhì)量極差、最小子根質(zhì)量、子根數(shù)、株高、葉長(zhǎng)指標(biāo)的最大值，取莖粗、平均根粗、鮮葉數(shù)、平均根長(zhǎng)、葉柄長(zhǎng)指標(biāo)的平均值，取花枝數(shù)、總?cè)~數(shù)、葉寬、花穗長(zhǎng)、葉柄寬、最大子根質(zhì)量指標(biāo)的最小值，取單株產(chǎn)量指標(biāo)及折成公頃產(chǎn)量的最大四分位數(shù)值構(gòu)成理想株系的指標(biāo)值參與灰色關(guān)聯(lián)分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 主要農(nóng)藝性狀間的相關(guān)分析

從表2 可以看出，株高與總?cè)~數(shù)、鮮葉數(shù)、葉寬、葉柄寬、花枝數(shù)、花穗長(zhǎng)、平均根長(zhǎng)達(dá)到極顯著正相關(guān)關(guān)系，與葉長(zhǎng)、子根數(shù)達(dá)到顯著正相關(guān)關(guān)系；莖粗與葉長(zhǎng)、葉寬達(dá)到極顯著正相關(guān)關(guān)系，與花枝數(shù)達(dá)到顯著正相關(guān)關(guān)系；總?cè)~數(shù)與鮮葉數(shù)、花枝數(shù)達(dá)到極顯著正相關(guān)關(guān)系；鮮葉數(shù)與葉柄長(zhǎng)、花枝數(shù)達(dá)到極顯著正相關(guān)關(guān)系，與平均根粗達(dá)到顯著負(fù)相關(guān)關(guān)系；葉長(zhǎng)與葉寬、葉柄長(zhǎng)、葉柄寬、花枝數(shù)、平均根粗、平均根長(zhǎng)達(dá)到極顯著正相關(guān)關(guān)系，與花穗長(zhǎng)達(dá)到極顯著負(fù)相關(guān)關(guān)系；葉寬與葉柄長(zhǎng)、葉柄寬、花枝數(shù)達(dá)到極顯著正相關(guān)關(guān)系，與花穗長(zhǎng)達(dá)到顯著負(fù)相關(guān)關(guān)系；葉柄長(zhǎng)與花枝數(shù)達(dá)到極顯著正相關(guān)關(guān)系，與葉柄寬達(dá)到顯著正相關(guān)關(guān)系；葉柄寬與花枝數(shù)達(dá)到極顯著正相關(guān)關(guān)系，與花穗長(zhǎng)達(dá)到顯著負(fù)相關(guān)關(guān)系；花枝數(shù)與花穗長(zhǎng)達(dá)到顯著負(fù)相關(guān)關(guān)系；平均根粗與平均根長(zhǎng)、最小子根質(zhì)量達(dá)到極顯著正相關(guān)關(guān)系，與最大子根質(zhì)量達(dá)到顯著正相關(guān)關(guān)系；平均根長(zhǎng)與最小子根質(zhì)量、單株產(chǎn)量達(dá)到顯著正相關(guān)關(guān)系；子根數(shù)與單株產(chǎn)量達(dá)到極顯著正相關(guān)關(guān)系，與子根質(zhì)量極差達(dá)到顯著正相關(guān)關(guān)系；最大子根質(zhì)量與子根質(zhì)量極差、單株產(chǎn)量達(dá)到極顯著正相關(guān)關(guān)系，與最小子根質(zhì)量達(dá)到顯著正相關(guān)關(guān)系；子根質(zhì)量極差與單株產(chǎn)量達(dá)到極顯著正相關(guān)關(guān)系。

表2 不同株系主要農(nóng)藝性狀間的相關(guān)性分析

2.2 主要農(nóng)藝性狀與單株產(chǎn)量的通徑分析

為了進(jìn)一步分析不同性狀間的相互影響，并揭示其各性狀對(duì)產(chǎn)量的直接作用和間接作用，對(duì)附子單株產(chǎn)量及16 個(gè)相關(guān)性狀進(jìn)行通徑分析（表3）。結(jié)果表明，各性狀對(duì)單株產(chǎn)量直接貢獻(xiàn)的大小依次為子根質(zhì)量極差、最小子根質(zhì)量、子根數(shù)、株高、葉長(zhǎng)、莖粗、平均根粗、鮮葉數(shù)、平均根長(zhǎng)、葉柄長(zhǎng)、花枝數(shù)、總?cè)~數(shù)、葉寬、花穗長(zhǎng)、葉柄寬、最大子根質(zhì)量。子根質(zhì)量極差對(duì)單株產(chǎn)量的直接影響是最大的，這一現(xiàn)象表明，如果單株上著生的子根向兩極方向發(fā)展，子根質(zhì)量的極差就會(huì)變大，單株產(chǎn)量就會(huì)得到直接提高；但從間接作用來看，子根質(zhì)量極差對(duì)最大子根質(zhì)量的負(fù)面影響較大，表明合理控制最大子根質(zhì)量會(huì)間接影響到單株產(chǎn)量的提高，即子根大小均勻會(huì)間接影響到單株產(chǎn)量的提高。最小子根質(zhì)量對(duì)單株產(chǎn)量的直接影響排在第2 位，也就是說，最小子根質(zhì)量越大，可直接影響單株產(chǎn)量的提高；從間接作用來看，最小子根質(zhì)量對(duì)最大子根質(zhì)量的負(fù)面影響是最大的，最小子根質(zhì)量越大會(huì)間接影響最大子根質(zhì)量，通過這種間接影響可提高單株產(chǎn)量，這一結(jié)論與子根質(zhì)量極差的間接作用是相吻合的。子根數(shù)對(duì)單株產(chǎn)量的直接影響排在第3 位，它主要通過間接影響子根質(zhì)量極差，實(shí)現(xiàn)單株產(chǎn)量的提高。株高除對(duì)單株產(chǎn)量的直接作用排在第4 位外，株高還可通過間接影響子根數(shù)達(dá)到增產(chǎn)的作用；株高還對(duì)最大子根質(zhì)量有較大的負(fù)面影響，株高越高，子根數(shù)越多，較多的子根數(shù)會(huì)使有限的光合產(chǎn)物分散到各子根中進(jìn)行存儲(chǔ)，限制了最大子根質(zhì)量的發(fā)展。

表3 主要農(nóng)藝性狀與單株產(chǎn)量的通徑分析

2.3 不同株系的灰色關(guān)聯(lián)分析

結(jié)果表明，灰色關(guān)聯(lián)系數(shù)在0.960 0 及其以上的株系有3 個(gè)，分別是32，14，18 號(hào)，灰色關(guān)聯(lián)系數(shù)在0.950 0～0.960 0 的株系有37 個(gè)，分別是65，68，5，7，34，62，16，51，1，15，66，6，64，11，61，44，67，54，60，43，52，40，28，17，50，12，35，29，38，45，53，19，13，46，41，4，8 號(hào)。公頃產(chǎn)量在22 500 kg 以上的株系有63，52，46，28，15，13，12，7，6，2，1 號(hào)，公頃產(chǎn)量在22 500 kg 以上的株系除2，63 號(hào)的關(guān)聯(lián)系數(shù)分別為0.949 8，0.946 5 外，其余株系的關(guān)聯(lián)系數(shù)均涵蓋在0.950 0～0.960 0（表4）。這一現(xiàn)象表明，藏區(qū)及周邊種植的附子具備發(fā)掘優(yōu)良種質(zhì)資源的潛能，許多資源經(jīng)系統(tǒng)性地加以選擇及培養(yǎng)，可以從中培育出高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)的附子品種以供生產(chǎn)上使用。

表4 不同附子株系的公頃產(chǎn)量及灰色關(guān)聯(lián)系數(shù)

3 結(jié)論

3.1 各農(nóng)藝性狀與單株產(chǎn)量之間的關(guān)系

本研究結(jié)果表明，地上部分性狀與地下部分性狀之間，如株高、葉長(zhǎng)與平均根長(zhǎng)之間均呈正相關(guān)，達(dá)到了極顯著水平；株高與子根數(shù)之間呈正相關(guān)，達(dá)到了顯著水平。而在地上部分性狀間，株高除與莖粗及葉柄長(zhǎng)不相關(guān)外，與其他性狀都有不同程度的相關(guān)關(guān)系；花枝數(shù)幾乎與所有地上部分性狀都有不同程度的相關(guān)性。而在地下部分性狀間，平均根長(zhǎng)、子根數(shù)、最大子根質(zhì)量、子根質(zhì)量極差均與單株產(chǎn)量有正相關(guān)關(guān)系，達(dá)到了顯著或極顯著水平。通過分析主要農(nóng)藝性狀與單株產(chǎn)量之間的通徑系數(shù)可以發(fā)現(xiàn)，各性狀對(duì)單株產(chǎn)量直接貢獻(xiàn)的大小依次為子根質(zhì)量極差、最小子根質(zhì)量、子根數(shù)、株高、葉長(zhǎng)、莖粗、平均根粗、鮮葉數(shù)、平均根長(zhǎng)、葉柄長(zhǎng)、花枝數(shù)、總?cè)~數(shù)、葉寬、花穗長(zhǎng)、葉柄寬、最大子根質(zhì)量?？梢园l(fā)現(xiàn)，附子主要農(nóng)藝性狀與單株產(chǎn)量的相關(guān)分析和通徑分析結(jié)果存在一定的差異，這是由于各性狀對(duì)單株產(chǎn)量的影響不僅包括各性狀對(duì)產(chǎn)量的直接效應(yīng)，還包括各性狀間的間接效應(yīng)。

因此，在性狀選擇時(shí)，首先要充分考慮到性狀間的相互制約，注重子根質(zhì)量極差的選擇標(biāo)準(zhǔn)，原則是最大子根質(zhì)量要適當(dāng)控制，最小子根質(zhì)量要合理培養(yǎng)，保證子根的個(gè)頭均勻；其次是要選擇具有一定數(shù)量子根數(shù)的株系進(jìn)行培育。注重子根質(zhì)量極差及子根數(shù)選擇標(biāo)準(zhǔn)的同時(shí)，還應(yīng)兼顧株高、葉長(zhǎng)的選擇，只有各性狀互相協(xié)調(diào)，才能選育出高產(chǎn)新品種。

3.2 不同株系的灰色關(guān)聯(lián)分析

在原始數(shù)據(jù)組成的矩陣中，通過賦予根質(zhì)量極差、最小子根質(zhì)量、子根數(shù)、株高、葉長(zhǎng)以最大值，莖粗、平均根粗、鮮葉數(shù)、平均根長(zhǎng)、葉柄長(zhǎng)以平均值，花枝數(shù)、總?cè)~數(shù)、葉寬、花穗長(zhǎng)、葉柄寬、最大子根質(zhì)量以最小值，以及取單株產(chǎn)量指標(biāo)及折成公頃產(chǎn)量的最大四分位數(shù)值，假設(shè)出理想株系的指標(biāo)值后，用理想株系與68 個(gè)株系組成的數(shù)據(jù)矩陣進(jìn)行灰色關(guān)聯(lián)分析，結(jié)果表明，關(guān)聯(lián)系數(shù)在0.950 0 及其以上的株系有40 個(gè)，涵蓋了所研究株系的絕大多數(shù)，其中，公頃產(chǎn)量在22 500 kg 以上的11 個(gè)株系，有9 個(gè)在這40 個(gè)株系中。表明藏區(qū)及周邊種植的附子具備發(fā)掘優(yōu)良種質(zhì)資源的潛能，可以有針對(duì)性地進(jìn)行培養(yǎng)，培育出適合高山、亞高山種植的高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)品種以供生產(chǎn)上推廣應(yīng)用。

4 討論

由于本研究是株系比較試驗(yàn)，在研究過程中，為了使各性狀能得到充分展現(xiàn)，未對(duì)附子進(jìn)行打頂和修根處理。從相關(guān)分析也可以看出，花枝數(shù)幾乎與所有地上部分的性狀相關(guān)。由于花枝數(shù)的生長(zhǎng)發(fā)育需要消耗掉大量的養(yǎng)分，一定程度上影響了附子子根的生長(zhǎng)與發(fā)育。因此，應(yīng)該在本研究的基礎(chǔ)上，對(duì)各株系按生產(chǎn)中的高產(chǎn)栽培技術(shù)規(guī)程再做一次系統(tǒng)性的研究與分析，將2 a 的結(jié)論結(jié)合分析，才能得出更為可靠的結(jié)論。本研究分析的結(jié)論只能為培育新品種提供理論上的支撐，在大田生產(chǎn)中，還需考慮到附子的品相、成分和產(chǎn)值等問題，需要進(jìn)一步研究，不斷在發(fā)掘優(yōu)勢(shì)種質(zhì)資源和提高藏區(qū)附子生產(chǎn)潛能方面下功夫，希望能育出盡可能多的附子新品種，造福于藏區(qū)百姓。