33份簇生辣椒种质机械采收指标综合评价

辣椒是贵州的十二大特色优势产业之一，在助推贵州现代山地特色高效农业发展中贡献较大。辣椒属劳动密集型产业，采摘成本过高已经成为制约贵州辣椒产业发展的主要瓶颈问题。近年来，贵州高度重视坝区建设，通过集约化种植，机械化生产来解决劳动力老龄化严重，人工短缺、成本高等核心问题[1]。通过现代育种方法，改善杂交后代的基因控制性状，力求株型、产量等性状综合关系相互协调，达到农艺与农机的最高程度的结合，培育出适用机采理想株型品系，从根本上提高辣椒机械采收率，是辣椒生产全面机械化发展瓶颈的有效手段[3]。目前，贵州辣椒机械化播种技术比较成熟，机械化移栽正处于起步阶段，由于机械化生产对品种各方面性状要求较高，一直制约着贵州省辣椒生产全程机械化[2]。因此，培育既耐密植又适宜机械采收的辣椒新品种是一种趋势，开展适宜机械采收辣椒品种主要农艺性状综合评价，为选育适宜机械采收辣椒新品种提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 材 料

试验材料由贵州省辣椒研究所资源课题组收集，对照品种W 33为河南“三樱椒”，目前生产上大面积推广应用机械化辣椒品种(详见表1)。

表1 33份簇生辣椒种质资源信息表

1.2 方 法

试验于2019年10月—2020年4月在海南省三亚市贵州南繁基地进行，采用漂浮育苗播种，每穴1粒，高厢起垄，双行单株定植，株行距40 cm×60 cm，每个品种定植200株，常规田间管理。田间农艺性状调查参照《辣椒种质资源描述规范和数据标准》[4]。

1.3 数据处理

田间农艺性状表型、相关性和主成分分析处理采用SPSS 21.0 软件完成[5-6]。综合评价值计算参照卫晓轶等[9]的方法，首先计算各性状的特征值和方差贡献率，根据性状特征值累积方差贡献率确定主成分数，根据各性状的特征向量，列出主成分的函数表达式，计算其主成分值，进行综合评价。

U(Xj)=(Xj-Xmin)/(Xmax-Xmin),(j=1，2……n)

式中，Xj表示第j个综合指标值；Xmin表示第j个综合指标的最小值；Xmax表示第j个综合指标的最大值。Wj值表示第j个综合指标的权重；Pj为第j个综合指标的贡献率。Y值为机械化采收适宜性综合评价值[9]。

2 结果与分析

2.1 性状变异特征分析

由表2可知，对参试材料14个农艺性状表型数据分析得出，首花节位、株高、株幅、分枝数、茎粗、叶长、叶宽、挂果数、单果重、果长、果宽、果厚、一级分枝角度、单株产量的平均值分别为11.12、48.35 cm、46.01 cm、9.42、12.14 mm、10.21 cm、4.62 cm、95.50个、4.145 g、7.05 cm、11.95 mm、1.15 mm、39.17°、371.08 g。各性状变异范围较大，其中挂果数最大，变异范围在21.67～184.00之间。变异系数在11.27%～44.24%之间，最大为单果重，最小为株幅。表明试验所选材料遗传差异较大，对于选育改良目标性状存在潜在优势。

表2 农艺性状表型值

2.2 农艺性状相关性分析

由图1知，对参试材料各性状进行相关性分析得出，单株产量与挂果数、单果重、果长呈极显著正相关，相关系数为0.52、0.54、0.46；果宽与叶长、叶宽、单果重呈极显著正相关，相关系数为0.56、0.48、0.51；挂果数与果长呈极显著负相关，相关系数为-0.38、-0.44。一级分枝角度与其他农艺性状之间均未达到显著相关。因此，首花节位、株幅、株高、分枝数、茎粗、叶长、叶宽、挂果数、单果重、果长、果宽、果厚、单株产量13个性状作为后续分析的主要性状。

2.3 农艺性状主成分分析

由表3可以看出，对参试材料农艺性状主成分分析得出，第一主成分贡献率为26.99%，系数载荷较高的是果宽、果厚，反映果实性状主要因子。第二主成分贡献率为21.50%，系数载荷较高的是株高、株幅、茎粗，反映生长势主要因子。第三主成分贡献率为14.63%，系数载荷较高的是单株产量，反映产量主要因子。第四主成分贡献率为8.97%，系数载荷较高的是株幅。第五主成分贡献率为8.25%，系数载荷较高的是分枝数，反映株型主要因子。五个主成分综合贡献率达80.33%，可以反映出13个农艺性状的基本遗传特征。因此，将原来13个性状指标转化为5个能够代表原始性状的综合指标(见表4)，并进行辣椒机械化采收综合评价。

表3 主成分分析

表4 农艺性状主成分分析

2.4 机械化采收综合评价

根据权重计算公式得出，5个综合指标的权重分别是0.34、0.27、0.18、0.11、0.10。依据各指标的隶属函数值及权重，计算出综合评价值Y，Y值越大，越适宜机械化采收。由表5可看出，33份参试材料Y值在0.13～1.77之间，最大是GZH-18-12(W 9)，最小是H 069(W 1)。对照品种河南三樱椒(W 33)Y值为1，参试材料中，Y值大于1的有GZH-18-12(W 9)、HSF(W 14)、L 6(W 28)和SD 53(W 27)，表明这4份资源较适宜机械采收。

表5 机械化采收指标综合评价值

3 讨论与结论

随着农业产业化进程加速，农村劳动力大量转移，土地流转明显加快，规模经营已成为发展趋势，机械化采收已经成为如何节本增效，提高种植积极性的重要方向[7]。目前，机械化研究在大豆、小麦、玉米、棉花等作物较多[8-12]，辣椒机械化采收相关研究大都以栽培技术为主，关于品种选育和评价方面鲜有报道。开展适合机械化采收的辣椒新品种选育，必须从各因素中找出影响较大的因素，从而进行品种相关性状遗传改良，通过分子育种和常规育种的结合，从根本上加速适于辣椒机械化采收优良性状的选择性，提高辣椒育种效率，引领现代辣椒产业发展[13-14]。本研究通过对株高、株幅等14个性状指标进行分析发现，单株产量与挂果数、单果重、果长呈极显著正相关，这与步洪凤等[15]，李全辉等[16]研究基本一致。主成分分析评估法目前已广泛应用到农作物、经济作物的综合性状的评价中[17-19]。主成分分析结果表明，筛选出的13个性状指标中果宽、果厚、株幅、单株产量、分枝数对机械化采收综合评价贡献较大。对参试33份簇生型辣椒进行适宜机械化综合评价得出，与目前生产上大面积推广品种河南“三樱椒”相比，综合评价适宜机械采收辣椒材料为GZH-18-12(W 9)、HSF(W 14)、L 6(W 28)和SD 53(W 27)。

综合研究发现，影响机械化综合评价的因素多涉及株型相关性状，因此，株型育种可作为辣椒机械化采收的重要研究内容。此次试验尚未选择维生素C、可溶性糖、可溶性蛋白质、粗纤维等与辣椒品质相关的因素，因此在下一步的研究中，可根据选育目标把品质指标考察在内，以期建立更加全面、综合、科学的评价标准。