结球莴苣产量与主要农艺性状的相关性及灰色关联度分析

曹彩红 田雅楠 赵立群 祝 宁 何秉青 曹玲玲

（1 北京市农业技术推广站，北京 100029；2 北京市昌平区农业技术推广站，北京 102299）

结球莴苣（Lactuca sativaL.var.capitataL.）为菊科莴苣属一年生或二年生草本作物，原产于地中海沿岸，是一种营养高、热量低的保健蔬菜，富含膳食纤维、蛋白质、钙、铁和各种维生素以及抗氧化物、胡萝卜素等[1-4]。此外，它含有特定物质——莴苣素，具有镇痛、催眠、降低胆固醇、辅助治疗神经衰弱等功效，深受消费者青睐。同时具有生长周期短、适应性广、土地利用率高、就近供应保鲜效果佳等优势，在蔬菜稳产保供方面发挥重要作用[5]。近年来结球莴苣在我国叶类蔬菜中市场供应量和消费量的比重越来越大，FAO 数据显示，2020 年我国生菜和菊苣类播种面积60.643 万hm2，占全球49.45%，与2011年（57.025 万hm2）相比较，增幅6.34%；每hm2产量为23.62t，与全球平均水平（22.55t）基本持平，但与单产排名前10 的国家（均超过35t）相比差距较大[6]。

产量性状为数量性状，其构成因素与植株多个性状相关，是一个综合指标，受自身遗传特性和环境因素的互作影响，利用单一指标进行产量评价具有片面性和不稳定性。因此需采用一种综合分析方法来明确影响产量的多个性状之间的关系，从而找出关键因子，为品种筛选和培育提供科学依据。而灰色关联度分析法是一种多因素统计分析方法，能够根据各因素变化的相似程度，来判断因素之间关联程度，若两个因素变化的趋势具有一致性，则关联程度较高；反之，则较低[7]。灰色关联度法已广泛应用于水稻[8-9]、玉米[10-12]、绿豆[13-14]和小麦[15]等粮食作物育种中，近几年在西瓜[16]、甘蓝[17]、不结球白菜[18]、菠菜[19]等蔬菜作物选育中应用也比较普遍。但采用灰色关联度分析对结球莴苣农艺性状与产量进行综合评价分析鲜有报道。本研究以国内外33个结球莴苣品种为材料，通过对10 个性状应用灰色关联度分析和相关性分析法进行综合评估，从而明确产量形成过程中各个农艺性状的相对重要程度及相关性，为结球莴苣品种筛选和培育提供科学依据，为加快育种进程奠定基础。

1 材料与方法

1.1 试验材料选用33 个结球莴苣品种，主要为北京地区常见品种和国外引进品种，具体信息见表1。

表1 供试材料信息

1.2 试验地点为北京市延庆区延庆镇广积屯村茂源广发蔬菜基地，塑料大棚3 栋，长80m，宽8m，位置相邻且前茬作物相同。

1.3 试验方法33 个结球莴苣品种统一在日光温室进行穴盘育苗，采用105 孔穴盘。2 叶1 心时统一间苗，4～5 片真叶时进行炼苗移栽。田间采取东西向高平畦种植，两畦之间的距离100cm，畦宽55cm、畦高20cm、畦长7.5m，每畦种植2 行，行距40cm，株距40cm，“Z”字形定植，膜下滴灌浇水施肥。每个品种定植2畦（由北向南排列）为一个小区，小区面积为17m2，在每个大棚内33 个品种随机区组排列，共33 个小区，3 个塑料大棚3 次重复，生产期间统一管理。

1.4 指标测定定植后60d 左右进行结球莴苣统一采收，并开展相关性状的调查。产量性状：每个小区随机采集3 个样品，进行单株重的测定，同时对每个小区产量进行测产，折合成每hm2产量，3 次重复。植株形态性状：每个小区随机采集3 个样品，对株高、植株展幅长、展幅宽、叶球纵径、叶球横径、中心柱长、中心柱粗等形态指标进行调查测定，3 次重复。性状调查参照《莴苣种质资源描述规范和数据标准》[20]具体要求，株高为植株基部地面至植株叶片最高处的垂直距离；展幅长指田间自然生长状态下，植株展开时最长的长度；展幅宽指与展幅长呈垂直方向的宽度；叶球纵径指植株去除外叶，叶球基部至顶部的长度；叶球横径指叶球的最大横径。

1.5 数据分析采用SPSS 22.0 和Excel 2007 软件对数据进行相关性分析，同时按照灰色系统理论[21]进行灰色关联度分析。

2 结果与分析

2.1 不同结球莴苣品种的性状变异特征在采收期对33 个结球莴苣品种进行各农艺性状调查，试验结果表明（表2），不同品种结球莴苣间农艺性状存在一定的差异，变异系数介于9.25%～37.06%之间，其中中心柱长的变幅最大（变异系数为37.06%），其次依次为球形指数、叶球纵径、单株重、产量、叶球横径、展幅宽、株高、中心柱粗，展幅长的变幅最小。不同的结球莴苣品种的中心柱长存在较大的差异，而中心柱长与结球莴苣的耐热性呈正相关，中心柱越长耐热性越差[22]，因此在耐热性选育过程中需重点关注。

表2 不同结球莴苣品种的农艺性状与产量

2.2 农艺性状与产量间的相关分析产量性状由多个农艺性状共同决定，为明确产量与各性状间的相关密切程度，对调查的产量和其他9 个性状进行相关分析。从表3 可以看出，产量与单株重呈显著正相关，与其他性状无显著相关关系；单株重与展幅宽、展幅长、中心柱粗、株高均呈极显著或显著正相关关系。由此可见，结球莴苣产量的形成受单株重、展幅宽、展幅长、中心柱粗、株高等性状的影响最大。

表3 结球莴苣不同农艺性状与产量的相关系数

2.3 农艺性状与产量的灰色关联度分析由于系统中各因素间量纲不同，难以比较或在比较时不能得到正确的结论，因此进行灰色关联度分析，得出各农艺性状与产量的关联系数和关联度（表4）。9 个农艺性状与产量关系密切程度大小依次为单株重＞展幅长＞展幅宽=中心柱粗＞中心柱长＞球形指数＞株高＞叶球横径＞叶球纵径。因此，在育种过程中可以优先考虑单株重，同时结合展幅长、展幅宽，其次适当注意中心柱粗、株高和中心柱长，最后依据育种目标选择合适的叶球纵径和叶球横径。

表4 产量与各农艺性状间的相关系数

3 结论与讨论

本研究对33 个结球莴苣品种的产量等10 个主要农艺性状调查发现，不同结球莴苣品种各农艺性状变异系数从大到小依次为中心柱长＞球形指数＞叶球纵径＞单株重＞产量＞叶球横径＞展幅宽＞株高＞中心柱粗＞展幅长。各参试材料在中心柱长、球形指数及叶球纵径变异系数较大，可能是由于品种自身成熟期长短或耐热性不同引起的，中心柱长与耐热性呈正相关，中心柱越长耐热性越差[22]，叶球纵径主要与后期中心柱变长有关，因此对于中心柱长的品种需进一步明确其适合的栽培季节和采收时间。在单株重和产量上差异处于中等，而在叶球横径、展幅宽、株高、中心柱粗及展幅长等5 个农艺性状上差异较小，即外观差异较小，那么单株重和产量的差异可能与叶球紧实度相关，需进一步研究。

农艺性状间相关分析表明产量与单株重呈显著正相关，而单株重与展幅长、展幅宽、中心柱粗呈极显著正相关，与株高呈显著正相关，说明结球莴苣产量主要受单球重、展幅长、展幅宽、中心柱粗、株高等性状影响。灰色关联度分析表明9 个其他农艺性状与产量关系密切程度依次为单株重＞展幅长＞展幅宽=中心柱粗＞中心柱长＞球形指数＞株高＞叶球横径＞叶球纵径。张秀荣等[17]对甘蓝的研究结果表明其产量与中心柱长、叶球纵径、单球重的关联度较大，这与本研究中结球莴苣不同，因此不同蔬菜种类虽外形相似，但影响产量的因素不同。在结球莴苣品种选育中优先考虑单株重，结合展幅长、宽，注意中心柱粗、株高和中心柱长，最后酌情选择叶球纵径和叶球横径。

本项目研究运用相关分析和灰色关联度两种分析方法，这两种方法基于的理论基础不同，相关性分析结果只有单株重与产量直接显著相关，相关性分析需要具有典型概率分布的大量样本数据，在运用时具有一定的局限性，当数据不具备典型概率分布和数据量的要求时，可能造成分析结果存在一定偏差。而灰色关联度分析法不受样本量大小的影响，可在数据较少或分布不典型时，依据实际生产情况进行综合评定，能便捷、客观地反映事物的本质，抓住主要矛盾，适用于品种选育及作物品种的综合评价[21]。灰色关联度分析法是一种多因素统计分析方法，以各因素的样本数据为依据，用灰色关联度来描述因素间关系的强弱、大小和次序，若两因素变化的趋势（大小、方向和速度等）基本一致，则关联系数越接近于1，关联度越大，反之关联度较小。在作物新品种选育实践中，可将育种目标设定为特定因素，将其与其他相关因素进行关联分析，从而确定关键因素，应用于品种的综合评价和选育[21]。

另外，本研究是以丰产为目标，对结球莴苣产量影响较大的9 个性状进行了综合分析，但随着消费者对农产品品质要求的日趋增高，高品质蔬菜已经成为蔬菜品种选育的重要指标[23]，同时抗逆性也是影响蔬菜生产重要因素[24]，这些性状在本研究中并未涉及，因此对于综合评判结果有一定影响，有待于进一步研究。此外，环境因素如生产茬口、地点、设施类型等对参试材料的田间表现影响较大，同时灰色关联系统是一个不断变化的系统，也随环境变化而变化[23]，分析结果受到影响。因此，在结球莴苣品种的筛选和育种实践中，应根据实际生产条件和需求，综合分析育种材料特性，充分挖掘其生长潜力，筛选、培育出满足不同生产需求的优良品种。