“农光互补”下油用牡丹单株产量性状的相关性及回归分析

张加强，朱开元，谭晨，刘慧春，周江华

(浙江省萧山棉麻研究所，浙江 杭州 311251)

“光伏农业”开创性地将光伏发电与农业开发相结合，实现“板上发电、板下种植”的新型农业模式[1-2]。油用牡丹是我国一种新兴的木本油料作物，其中α-亚麻酸含量达42%以上[3-4]，适生范围广，栽植成活以后，可以40年不换茬，种植和管护成本低，堪称铁杆庄稼[5]。刘振国等[6]对“农光互补”模式下油用牡丹的栽培技术进行了研究，但有关该模式下的油用牡丹单株产量与产量构成性状之间的相互关系尚未见相关报道。本研究采用相关性分析、逐步回归分析和通径分析等多元统计方法，对“农光互补”下油用牡丹的13个主要产量性状与单株产量进行系统分析，明确各产量性状对单株产量的具体作用，旨在为“农光互补”下油用牡丹选育和高产栽培提供理论参考。

1 材料与方法

1.1 材料

试验地位于浙江省湖州市吴兴区妙西镇渡善村和东边村矿区山林地带，占地总面积约14.67 hm2，光伏电站总装机容量30 MW。项目场地为沿山地地形，场区内植被为杂草，无鱼塘分布。该地区属亚热带湿润季风气候，四季分明、气候温和、空气湿润、雨热同季、降水充沛、光温同步、日照较少；地形起伏高差大，垂直气候较明显；年平均气温12.2～17.3 ℃；最冷月为1月，平均气温-0.4～5.5 ℃，最热月为7月，平均气温24.4～30.8 ℃；年降水量761～1 780 mm，年降水日数116～156 d，年平均相对湿度均在80%以上；年均日照时数1 810.3 h，历年平均日照百分率为45%，是浙江省日照较多地区之一。项目建设地土壤回填厚度为1 m，回填土壤为偏酸性砂质壤土，田间管理良好，地块平整，其余田间管理及农业措施同当地。

试验材料为3年生的油用牡丹品种凤丹，从安徽铜陵购进，2017年11月移栽，常规栽植密度和水肥管理。

1.2 处理设计

本光伏电站项目采用固定式支架上南20°倾角安装多晶硅方式进行，组件阵列间距为2 m，光伏离垂直地面最低距离为2.74 m，最高为3.95 m，多晶硅组件排列20块组件为一串，1 MW组件为1子方阵。其中，测定获得高柱下A畦面积11.7 m2，低柱下B畦面积11.7 m2；未安装光伏板可利用面积做畦面积11.7 m2，用于试验栽培，统一做高畦(图1)。

图1 试验现场情况

1.3 项目测定

田间调查试验于2018年盛花期和收获期进行。从各处理中随机选取20株生长良好的凤丹植株进行标记，再从每个处理中选10株长势一致的植株作为固定测试植株，进行测量和记录。测定项目包括株高(cm)、冠幅(cm)、新梢长(cm)、SPAD值、单株花数、开花率(%)、结实率(%)、含水量(%)、角数、荚果数、单株种子数、单果种子数、百粒重(g)和单株产量(g)等14个指标。

1.4 数据处理与分析

用Excel 2010进行整理，用DPS 7.05进行相关分析和回归分析。

2 结果与分析

2.1 单株产量及其构成因素

由表1可知，“农光互补”下油用牡丹单株产量(Y)的平均值为25.38 g，变化幅度为21.93～42.80 g；株高(X1)的平均值为76.69 cm；冠幅的平均值为65.28 cm；单株种子数(X11)平均值为95.72粒。由表1还可以看出，变异系数最大的为新梢长(X2)，为14.10%，变异系数最小的为含水量(X10)，为2.18%，其余性状的变异系数较大的有单株花数(X5)、角数(X8)、荚果数(X9)和单株种子数(X11)。表明新梢长、单株花数、单株种子数、角数和荚果数等这些产量性状影响着“农光互补”下油用牡丹单株产量，但主次关系还不明确，需要进一步进行相关性分析。

2.2 相关性

由表2可知，在“农光互补”下油用牡丹单株产量与产量性状中，Y与X1、SPAD值(X3)、

表1 “农光互补”下油用牡丹单株产量

冠幅(X4)、开花率(X6)、结实率(X7)、X8、X9、X10、X11、百粒重(X12)和单果种子数(X13)之间均存在正相关关系，并与X11呈显著正相关；而与X2和X5呈负相关。各产量性状因素之间也存在着不同水平的相关。其中，X11与X10呈显著正相关，与X12呈极显著正相关；X12分别与X4和X10呈显著和极显著正相关；X10与X4呈显著正相关，而与X7呈显著负相关；X7与X3和X6呈极显著正相关；X6与X3呈极显著正相关，而与X5呈显著负相关；X5与X3呈显著负相关。

2.3 逐步回归分析与通径分析

2.3.1 建立最优回归方程

将单株产量作为因变量(Y)，13个X性状作为自变量进行线性回归分析，并按照DPS7.05软件要求逐步添加的方式，当X4、X7、X11作为自变量时，决定系数最大，为0.999 4，建立最优回归方程：Y=-24.844 0+0.383 7X4+0.249 3X7+0.124 0X11，该

表2 “农光互补”下油用牡丹单株产量及其构成因素的相关性分析

注：*和**分别表示P<0.05和P<0.01的显著水平。

方程表明，13个产量性状中，仅有冠幅、结实率和单株种子数对“农光互补”下油用牡丹单株产量有直接显著影响，其他10个性状对单株产量的直接影响不显著。

2.3.2 通径分析

由表3可知，在产量性状对单株产量的直接作用中，冠幅、结实率、单株种子数对单株产量的直接通径系数均为正值，表明冠幅、结实率、单株种子数对“农光互补”下油用牡丹单株产量的形成具有直接的正向效应。其中，单株种子数对“农光互补”下油用牡丹单株产量的效应最大，冠幅次之，结实率为第三位，表明提高冠幅、结实率、单株种子数均对“农光互补”下油用牡丹单株产量有直接的增产作用。

表3 “农光互补”下油用牡丹单株产量

除结实率、单株种子数对“农光互补”下油用牡丹单株产量的间接作用为正值外，其余均为负值。由此可知，冠幅、结实率和单株种子数对“农光互补”下油用牡丹单株产量的间接作用的程度不同。

3 小结与讨论

作物产量与其相关农艺性状密不可分，前人对大田作物的产量因素构成性状的研究较多，如小麦[7]、玉米[8]、水稻[9]等，而油用牡丹生长习性独特，属于新型木本油料作物，木本作物表型性状的相互关系更为复杂，需要对产量构成性状进行不断的改良和调整。刘艺平等[10]确定了以单株产量、种子含油率、聚合蓇葖果数、有效聚合蓇葖果数、有效果实率、单个蓇葖果种子粒数、单株种子粒数、百粒干质量和种子含水量等9个性状作为单株产量的构成因素；崔虎亮等[11]将单株果实质量、单株果实数、单株有效果实数、出籽率、蓇葖宽、冠幅面积、单株新枝数、单株2年生枝数、单株花朵数和小叶数等10个性状作为单株产量的构成因素；宋宏伟等[12]将每单株上蓇葖果数量、蓇葖果直径、蓇葖果质量、果皮质量、种子质量和种子数量等6个性状作为产量的构成因素。本研究结合前人的研究和“农光互补”的栽培特点，确定了株高、新梢长、SPAD值、冠幅、单株花数、开花率、结实率、角数、荚果数、含水量、单株种子数、百粒重、单果种子数等13个性状作为单株产量的构成因素。研究结果表明，变异系数最大的为新梢长，为14.10%，变异系数最小的为含水量，为2.18%，其余性状的变异系数较大的有单株花数、角数、荚果数和单株种子数。

本研究通过分析“农光互补”下油用牡丹单株产量与产量性状的相关性发现，各个性状之间存在着相互制约，其中单株产量与单株种子数呈显著正相关，说明对较高单株种子数的选择在油用牡丹高产栽培和育种中起重要作用，这与刘艺平等[10]和崔虎亮等[11]的相关分析结果基本一致。

本研究通过逐步回归分析和通径分析等多元统计分析，明确了影响“农光互补”下油用牡丹单株产量的主要因素，研究表明，冠幅、结实率和单株种子数对“农光互补”下油用牡丹单株产量有直接显著影响。因此，在油用牡丹育种和高产栽培中，选择具有较大冠幅，较高结实率和较高单株种子数的单株，是增加产量潜力的有效途径。

本试验仅研究了“农光互补”种植油用牡丹的主要产量性状对其单株产量的影响，“农光互补”是一种新型的农光复合系统，该模式又区别于传统的间作套种，因此，后续应继续开展针对不同供试材料、不同栽培措施等条件下影响油用牡丹单株产量的主要性状的相关研究，以期为“农光互补”油用牡丹的高产育种和栽培提供更全面的参考。