巴西蕉果指干重與果指形態(tài)的相關(guān)性及其定量模型研究

劉永霞 何應(yīng)對(duì) 連子豪 王麗霞 殷曉敏 唐粉玲 曹宏鑫

摘要 [目的]探究巴西香蕉果指干重與果指形態(tài)的相關(guān)性。[方法]2019—2020年采用“3414”施肥試驗(yàn)設(shè)計(jì)方案，對(duì)巴西香蕉（Musa AAA Cavendish cv.‘Baxi）采收期果指干重與主要農(nóng)藝性狀之間的關(guān)系進(jìn)行相關(guān)和通徑分析。[結(jié)果]巴西蕉果指干重與果指內(nèi)弧長、果指外弧長、果指直徑、果柄長、果柄直徑5個(gè)農(nóng)藝性狀呈正相關(guān)，與果指外弧長、內(nèi)弧長呈顯著正相關(guān)，香蕉果指直徑對(duì)香蕉果指干重的直接作用最大，果指內(nèi)弧長通過外弧長、果指直徑對(duì)果指干重的間接作用最大。對(duì)果指干重與主要農(nóng)藝性狀之間的相關(guān)性進(jìn)行回歸分析，得預(yù)測(cè)回歸模型FDW=0.326FIA+0.366LFOA+2.399FSL+2.384FD-8.581。[結(jié)論]巴西香蕉果指干重與果指形態(tài)具有相關(guān)性，通徑分析表明，果指內(nèi)弧長對(duì)果指干重的增加具有重要作用，因此，在強(qiáng)調(diào)巴西香蕉高產(chǎn)育種的性狀選擇上，可減少果指彎曲度、適當(dāng)增加果指直徑，既可提高產(chǎn)量，又可提高果指的商品率，增加經(jīng)濟(jì)效益。

關(guān)鍵詞 巴西香蕉;果指;干重;形態(tài)參數(shù);相關(guān)性;定量模型

中圖分類號(hào) S668.1? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A

文章編號(hào) 0517-6611（2021）11-0005-03

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2021.11.002

開放科學(xué)（資源服務(wù)）標(biāo)識(shí)碼（OSID）：

Study on the Correlation between the Dry Weight and the Morphology of Brazil Banana Fruit Finger and Its Quantitative Model

LIU Yong-xia，HE Ying-dui，LIAN Zi-hao et al （Haikou Experimental Station，CATAS ，Haikou，Hainan 570102）

Abstract [Objective]To explore the correlation between the dry weight and the shape of fruit finger of Brazil banana.[Method] The correlation and path analysis of the relationship between the dry weight of fruit fingers and the main agronomic traits of Brazil banana （Musa AAA Cavendish cv.‘Baxi） at harvest time was conducted by using the “3414” fertilization experiment design from 2019 to 2020.[Result] The dry weight of Brazil banana fruit finger was positively correlated with five agronomic traits（the inner arc length of fruit finger，the outer arc length of fruit finger，the diameter of fruit finger，the length of fruit stalk and the diameter of fruit stalk），and it was significantly positive with the outer arc length and inner arc length of the fruit finger.The direct effect of banana fruit finger diameter on the dry weight of banana fruit finger was the biggest，and the inner arc length of the fruit finger had the greatest indirect effect on the dry weight of the fruit finger through the outer arc length and the diameter of the fruit finger.Through regression analysis of the correlation between dry weight of fruit finger and main agronomic traits，the regression model was obtained as follows：FDW = 0.326FIA+0.366LFOA+2.399FSL+2.384FD-8.581.[Conclusion]There is a correlation between the dry weight of the fruit finger and the shape of the fruit finger.Path analysis shows that the inner arc length of the fruit finger plays an important role in the increase of the dry weight of the fruit finger.Therefore，in emphasizing the selection of the traits for high-yield breeding of Brazil banana，we can reduce the curvature of the fruit finger and appropriately increase the diameter of the fruit finger，which can improve the yield，the commodity rate of the fruit finger and increase the economic benefits.

Key words Musa AAA Cavendish cv.‘Baxi;Fruit fingers;Dry weight;Morphological parameter;Correlation;Quantitative model

作物功能結(jié)構(gòu)模型（FSPMs）是將作物生長模型的功能與作物形態(tài)模型的結(jié)構(gòu)有機(jī)結(jié)合起來，其結(jié)合方法主要有2個(gè)：一是以結(jié)構(gòu)模型為基礎(chǔ)，不斷增加其生理過程及對(duì)品種和環(huán)境條件響應(yīng)等功能，它已成為FSPMs研究的主要方法[1-3];二是以功能模型為基礎(chǔ)，與作物形態(tài)模型結(jié)合，如建立形態(tài)與生物量關(guān)系的作物模型[4-11];建立生物量預(yù)測(cè)模型可實(shí)時(shí)了解植株的生長情況，便于及時(shí)及合理的澆水、施肥。在香蕉形態(tài)模型方面，豐鋒等[12]研究了巴西蕉葉片農(nóng)藝性狀與產(chǎn)量的關(guān)系，并建立回歸模型;安佳佳等[13]研究了7個(gè)香蕉品種的葉長、葉寬與實(shí)測(cè)葉面積之間的關(guān)系;劉永霞等[14-17]于2013年建立了巴西香蕉葉面積、葉長、葉寬及長寬乘積間的關(guān)系模型，于2014年建立了莖圍、頂部2～6葉總?cè)~面積與產(chǎn)量的模型，于2015年建立了香蕉果實(shí)形態(tài)與產(chǎn)量模型，而有關(guān)香蕉形態(tài)指標(biāo)與生物量的相關(guān)關(guān)系模型目前研究較少。該研究針對(duì)香蕉成熟時(shí)段，建立不同栽培條件下的果指干重與果指形態(tài)的相關(guān)關(guān)系模型，通過果指干重與果指形態(tài)的相關(guān)關(guān)系分析及建立過程，找出影響果指干重的指標(biāo)，為以后不同品種育種研發(fā)、株型設(shè)計(jì)提供理論指導(dǎo)。

1 材料與方法

1.1 供試材料 試驗(yàn)于2019年6月—2020年6月海南省澄邁縣福山鎮(zhèn)豐西村實(shí)施，試驗(yàn)蕉園的面積共2 hm2。供試土壤pH為5.01，有機(jī)質(zhì)含量31.2 g/kg，全氮含量1.256 g/kg，有效磷26.69 mg/kg，速效鉀141 mg/kg。試驗(yàn)設(shè)N、P、K肥3個(gè)因素，4個(gè)水平（表1），共計(jì)14個(gè)處理，每個(gè)處理100株。

1.2 主要測(cè)定指標(biāo)

香蕉果實(shí)七成熟后每個(gè)處理隨機(jī)選取2株香蕉，測(cè)量所有香蕉果指外弧長（LFOA）、果指內(nèi)弧長（FIA）、果指直徑（FD）、果柄長（FSL）、果柄直徑（FSD）、果指鮮重（FFW）、果指干重（FDW）。

1.3 數(shù)據(jù)處理 采用SPSS 22.0、Sigmaplot 14.0和Excel 2017軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理。采用2、4、6、8、10、12、14處理的香蕉果指數(shù)據(jù)用于分析香蕉果實(shí)形態(tài)參數(shù)與產(chǎn)量間的相關(guān)和回歸分析，1、3、5、7、9、11、13處理的香蕉果指數(shù)據(jù)用于模型測(cè)試和檢驗(yàn)。利用根均方差RMSE、平均絕對(duì)誤差da 和平均絕對(duì)誤差與實(shí)測(cè)值平均值的比值dap 等統(tǒng)計(jì)量檢驗(yàn)?zāi)Ｐ?，并繪制實(shí)測(cè)值與模擬值的1∶1 關(guān)系圖，以檢驗(yàn)?zāi)Ｐ汀?/p>

RMSE=ni=1（OBSi-SIMi）2n（1）

d=|OBSi-SIMi |? （2）

da=dn（3）

dap=daOBSi×100%（4）

其中，OBSi為觀測(cè)值，SIMi為模擬值，n為樣本容量[8]。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同處理的巴西蕉果指形態(tài)與生物量的相關(guān)分析

巴西蕉果指生物量干重與形態(tài)的Pearson相關(guān)系數(shù)分析見表2。相關(guān)系數(shù)顯著性檢驗(yàn)結(jié)果表明，香蕉果指生物量干重（FDW）與香蕉內(nèi)弧長（FIA）、外弧長（LFOA）、果指直徑（FD）、果柄長（FSL）、果柄直徑（FSD）各性狀間均呈正相關(guān)，且與香蕉外弧長、內(nèi)弧長呈顯著正相關(guān)。

2.2 巴西蕉果指生物量與果指形態(tài)的回歸模型

在相關(guān)分析的基礎(chǔ)上，對(duì)巴西蕉果指生物量與果指形態(tài)進(jìn)行逐步回歸分析，變量P≤0.05時(shí)，該變量被引入回歸方程中;變量P≥0.10時(shí)，則被剔除，見表3。

以巴西香蕉果指干重FDW與果指內(nèi)弧長（FIA）回歸分析為例說明模型形成過程：第一步回歸分析表明，回歸方程中包含常數(shù)項(xiàng)和自變量果指內(nèi)弧長（FIA），巴西香蕉果指干重（FDW）模型1為：

FDW=1.077FIA+2.166（5）

式（5）中，常數(shù)項(xiàng)與自變量FIA達(dá)顯著水平。

第二步回歸分析表明，回歸方程中包含常數(shù)項(xiàng)、自變量FIA、果指外弧長（LFOA），巴西香蕉果指干重模型2為：

FDW=0.653FIA+0.483LFOA-1.362（6）

式（6）中，其常數(shù)項(xiàng)、自變量FIA、LFOA達(dá)顯著水平。

模型3和模型4的分析同上，最終得到模型4：

FDW=0.326FIA+0.366LFOA+2.399FSL+2.384FD-8581（7）

式（7）中，其常數(shù)項(xiàng)、自變量FIA、LFOA的值均達(dá)顯著水平。對(duì)回歸模型進(jìn)行方差分析，模型相關(guān)系數(shù)（r）為0.772，達(dá)顯著水平。

表3給出了各自變量的標(biāo)準(zhǔn)化回歸系數(shù)Beta即通徑系數(shù)，各參數(shù)間的簡(jiǎn)單相關(guān)系數(shù)、通徑系數(shù)及間接通徑系數(shù)的具體關(guān)系詳見表4。

由表4可知，4個(gè)自變量對(duì)香蕉果指干重（y）的直接影響中，果指直徑（x4）的直接作用最大，果指外弧長（x2）次之，果指外內(nèi)弧長（x1）對(duì)香蕉果指干重（y）的直接影響最小。通過分析各個(gè)間接通徑系數(shù)發(fā)現(xiàn)，果指內(nèi)弧長（x1）通過果指直徑（x4）對(duì)果指干重的間接作用較大，其間接通徑系數(shù)r12×P2y=0.196，果指外弧長（x2）次之，其間接通徑系數(shù)r14×P4y=0.212，果指內(nèi)弧長（x1）對(duì)香蕉果指干重（y）的簡(jiǎn)單相關(guān)關(guān)系達(dá)0.657;果指外弧長（x2）對(duì)香蕉果指干重（y）的簡(jiǎn)單相關(guān)關(guān)系值為0.650。果指直徑（x4）通過果指內(nèi)弧長（x1）對(duì)果指干重的間接作用也較大，其間接通徑系數(shù)r42×P2y=0.166，對(duì)香蕉果指干重（y）的簡(jiǎn)單相關(guān)關(guān)系也達(dá)到了0.596，使得果指直徑（x4）對(duì)香蕉果指干重（y）的影響也較大。因此，果指內(nèi)弧長（x1）、果指外弧長（x2）、果指直徑（x4）對(duì)香蕉果指干重（y）的增加具有重要作用。

2.3 模型檢驗(yàn) 利用1、3、5、7、9、11、13處理的巴西香蕉果指數(shù)據(jù)對(duì)模型進(jìn)行檢驗(yàn)，即分別輸入相應(yīng)的巴西蕉果指內(nèi)弧長、果指外弧長、果指直徑、果柄長、果柄直徑5個(gè)經(jīng)濟(jì)性狀，可得到相應(yīng)的果指干重模擬值。實(shí)測(cè)值與模擬值的1∶1關(guān)系圖（圖1）表明，實(shí)測(cè)值與模擬值擬合效果均較好，其根均方差為2.332 g，dap 值為11%。由此可見，上述量化方法可較好地模擬不同條件下巴西香蕉果指的生物量干重。

3 討論

香蕉果指是植株諸器官中形態(tài)與結(jié)構(gòu)最終形成的器官，其形態(tài)結(jié)構(gòu)受品種特性、生態(tài)條件和栽培措施等因素影響，其形態(tài)結(jié)構(gòu)不僅影響香蕉的美觀度，也影響產(chǎn)量，更是決定了香蕉商品價(jià)值的高低。該研究根據(jù)不同栽培措施下的香蕉果指干重與果指農(nóng)藝性狀的關(guān)系所建立的模型，旨在取形態(tài)結(jié)構(gòu)最優(yōu)化時(shí)取得的產(chǎn)量，兼顧香蕉的美觀度，又關(guān)注香蕉的商品價(jià)值;以生物量為因變量，既能使香蕉生長模型與形態(tài)模型相結(jié)合，也能通過香蕉干重響應(yīng)品種和環(huán)境條件差異，具有一定的解釋性，為建立功能結(jié)構(gòu)香蕉模型奠定了基礎(chǔ)。試驗(yàn)也測(cè)了香蕉植株不同時(shí)期的葉長、葉寬、株高、莖圍、生物量等，后期會(huì)將施肥量與葉和果的形態(tài)、生物量相結(jié)合，以生物量為自變量，將生長模型與形態(tài)模型相結(jié)合，為育種和栽培科研或農(nóng)戶提供理化指導(dǎo)。

關(guān)于香蕉果指性狀與產(chǎn)量等經(jīng)濟(jì)性狀因子相關(guān)性方面的研究，前人開展了相關(guān)的工作。李國良等[18]研究表明，在一定范圍內(nèi)，香蕉隨留梳數(shù)的增加，果指逐漸變細(xì)、變短，單果指重減少，商品果合格率和效益降低;余海強(qiáng)等[19]研究表明，香蕉果梳數(shù)越少，果指外弧長和內(nèi)弧長長度越大，果指越粗，沒有建立其相關(guān)性;劉永霞等[16]研究表明，香蕉的果指外弧長、果指內(nèi)弧長、果指周長和第三梳果指重與產(chǎn)量呈極顯著正相關(guān)，果指數(shù)與產(chǎn)量呈負(fù)相關(guān)，但研究只局限于香蕉第三梳果指。

該研究對(duì)不同施肥水平香蕉整梳果指干重與果指5個(gè)經(jīng)濟(jì)性狀進(jìn)行了分析，通過大量數(shù)據(jù)分析擬合，建立了香蕉果指干重與果指農(nóng)藝性狀的回歸方程： FDW=0.326FIA+0.366LFOA+2.399FSL+2.384FD-8.581。

通過對(duì)各參數(shù)間相關(guān)系數(shù)的分解，發(fā)現(xiàn)香蕉果指直徑對(duì)香蕉果指干重的直接作用最大，這與劉永霞等[16]的研究相同，果指內(nèi)弧長通過外弧長、果指直徑對(duì)果指干重的間接作用最大。

4 結(jié)論

該研究分析了巴西香蕉果指干重與果指內(nèi)弧長、果指外弧長、果指直徑、果柄長、果柄直徑5個(gè)經(jīng)濟(jì)性狀相關(guān)關(guān)系，建立了香蕉果指干重預(yù)測(cè)回歸模型：FDW=0.326FIA+0.366LFOA+2.399FSL+2.384FD-8.581，實(shí)測(cè)值與模擬值擬合效果均較好。用此模型指導(dǎo)生產(chǎn)，一方面可為香蕉育種提供多種株型方案啟示作用，如增加內(nèi)弧長可顯著增加果指干

重，減少果指的彎曲度，還可以減少殘次果;另一方面也可應(yīng)用于香蕉栽培調(diào)控，為良種良法配套提供新方法，進(jìn)一步推動(dòng)香蕉栽培數(shù)字化研究。

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