摘要:为筛选适宜在高寒阴湿区种植的优良蚕豆品种,以青蚕13、青蚕14和青蚕25为供试材料,分析不同蚕豆品种形态特征及产量差异,采用相关性分析和主成分分析进一步明确品种的适宜性。结果表明,青蚕13和青蚕25的单株重、单株粒数、单株粒重、单株荚重、荚数均显著高于青蚕14;青蚕13和青蚕25的生态适宜性较强,其鲜产量分别比青蚕14高1 974.30、1 453.95 kg/hm2。青蚕13和青蚕25在甘肃省高寒阴湿区产量高、收益好,宜在该地区推广种植。
关键词:蚕豆;高寒阴湿区;品种比较;适宜性分析
中图分类号:S643.6 文献标志码:A 文章编号:2097-2172(2024)07-0615-05
doi:10.3969/j.issn.2097-2172.2024.07.006
Adaptability Study of Vicia faba Varieties in Alpine Humid Areas
WEI Guojun, JIAO Xusheng, WEI Chunlei, SHI Liwei
(Dingxi Economic Crop Technology Extension Station, Dingxi Gansu 743000, China)
Abstract: To select excellent Vicia faba varieties suitable for planting in alpine humid areas, high-yielding varieties Qingcan 13, Qingcan 14, and Qingcan 25 were used as test materials. Morphological characteristics and yield differences of different Vicia faba varieties were analyzed, and correlation analysis and principal component analysis were used to further determine the suitability of the varieties. The results showed that Qingcan 13 and Qingcan 25 had significantly higher weight per plant, kernel number per plant, kernel weight per plant, pod weight per plant, and pod number per plant compared to Qingcan 14. Qingcan 13 and Qingcan 25 exhibited strong ecological suitability, with fresh yields 1,974.30 kg/ha and 1,453.95 kg/ha higher than Qingcan 14, respectively. Qingcan 13 and Qingcan 25 are high-yielding and profitable in the high cold and humid areas of Gansu Province, and are suitable for promotion in these areas.
Key words: Vicia faba L.; Alpine humid area; Variety comparison; Suitability analysis
蚕豆(Vicia faba L.),别名南豆、胡豆等,属豆科野豌豆属一年生或越冬生草本植物,具有丰富的营养价值和高产潜力,我国蚕豆种植面积和总产量均居世界首位[1 - 2 ]。蚕豆具有播种适期长、固氮作用显著、抗旱性和耐贫瘠性强及应用广泛等特点,在国内被大规模种植,种植历史有4 000~ 5 000年[3 - 6 ]。蚕豆属于冷凉型农作物,适宜在温带和凉爽的环境种植和生长,我国种植区域主要分布在青海、甘肃、新疆及河北等地[7 ]。不同品种、栽培方式、种植环境对蚕豆的形态特征、生长质量及产量等方面具有重要影响[8 - 10 ]。
甘肃省定西市地处黄土高原、青藏高原和西秦岭交汇地带,属典型的高寒阴湿区,是蚕豆种植的适宜区。近年来,由于品种种性退化和病虫害等问题,严重制约了蚕豆产业的发展。我们选用3个蚕豆品种,对其形态特征和产量指标进行了比较分析,以期为筛选适宜高寒阴湿区种植的高产蚕豆品种提供生产依据。
1 材料与方法
1.1 试验地概况
试验在定西市临洮县康家集镇黄家顶村(35°12′ 49.92″ N,104° 0′ 21.83″ E)进行。当地海拔约2 255 m,年平均气温5.8 ℃,无霜期90 d,年平均日照时数2 437 h,年均降水量530 mm。
1.2 供试品种
供试蚕豆品种为青蚕13、青蚕14和青蚕25,均由定西市农业科学研究院提供。
1.3 试验设计
试验随机排列,选择远离主干道且土壤肥力较好的地块[11 ],3次重复,小区面积75 m2(15 m×5 m),株行距20 cm×25 cm。试验于2023年4月11日种植,7月24日测定其形态特征指标,9月4日收获测产。栽培管理同当地大田。
1.4 指标测定
株高,植株地上部分的垂直高度;株幅,植株垂直投影的宽度;节长,基部往上第5节节间距离;茎粗,茎基部往上第5节直径;主茎节数,最长分枝的节数;单株荚数,单株蚕豆豆荚总数;荚长、荚宽为生长健康豆荚的长、宽;始结荚位,基部往上开始有果荚的节位数;单株重,单株蚕豆的总重;单株粒数、单株荚重、单株荚数分别为单株蚕豆的种粒数、果荚总重、果荚总数。
1.5 数据分析及处理
使用KMO检验和Bartlett球形检验进行综合分析适用性检验,一般情况下,KMO值 > 0.5则可进行因子分析;Bartlett球形检验统计值显著性水平应小于0.01[12 - 13 ]。
使用Excel 2010进行数据整理和作图,使用SPSS 26.0软件进行方差分析,采用Duncan法进行多重比较,所有数据均采用平均值±标准差(Mean±SE)。
2 结果与分析
2.1 形态特征指标
从表1可以看出,青蚕14的株高最低,极显著低于青蚕13和青蚕25(P < 0.01),青蚕13和青蚕25之间差异不显著。青蚕14的茎粗显著低于青蚕13和青蚕25(P < 0.05),青蚕13和青蚕25之间差异不显著。青蚕25的主茎节数最多,为22.67个,极显著高于青蚕14(P < 0.01)。青蚕13的单株荚数最多,为12.40个,极显著高于青蚕14(P <0.01),显著高于青蚕25(P <0.05)。青蚕13的荚长和荚宽均最小,其中荚长显著低于青蚕25(P <0.05),荚宽极显著低于青蚕14和青蚕25(P <0.01)。青蚕13的始结荚位为6.13节,显著高于青蚕14和青蚕25(P <0.05)。株幅、叶长、叶宽、节长和果节数在不同品种间无显著性差异。
2.2 产量相关指标
2.2.1 产量相关性状 从表2可以看出,青蚕13和青蚕25的单株重、单株粒数、单株粒重、单株荚重和荚数等产量相关指标均显著高于青蚕14(P <0.05),青蚕13与青蚕25之间差异不显著。
2.2.2 产量差异 由图1可知,3个品种蚕豆的产量由高到低依次为青蚕13、青蚕25、青蚕14。青蚕13和青蚕25的干产量和鲜产量均显著高于青蚕14(P <0.05)。其中青蚕13的干产量比青蚕25、青蚕14分别高388.95、985.80 kg/hm2。鲜产量也以青蚕13最高,为5 568.75 kg/hm2,青蚕25次之,为 5 048.40 kg/hm2,比青蚕14分别高 1 974.30、1 453.95 kg/hm2。
2.3 生长发育指标相关性
由表3可以看出,株高与茎粗、单株重、单株粒重、单株荚重呈极显著正相关(P <0.01),与主茎节数和荚数显著正相关(P <0.05)。茎粗与单株重呈极显著正相关(P <0.01)。主茎节数与产量呈显著正相关(P <0.05),与单株重、单株粒数、单株粒重、单株荚重及荚数均呈极显著正相关(P <0.01)。荚长和荚宽与始结荚位呈显著负相关(P <0.05)。单株重与单株粒数呈显著正相关(P <0.05),与单株粒重、单株荚重及荚数呈极显著正相关(P <0.01)。单株粒数与单株粒重、单株荚重、荚数及产量呈极显著正相关(P <0.01)。单株粒重与单株荚重、荚数及产量呈极显著正相关(P <0.01)。单株荚重与荚数呈极显著正相关(P <0.01),与产量呈显著正相关(P <0.05)。单株荚数与产量呈极显著正相关(P <0.01)。
2.4 不同品种蚕豆在定西市的适合度分析
根据相关性分析结果,筛选了株高、主茎节数、单株重、单株粒数、单株粒重、单株荚重和产量等7个指标,应用KMO检验和Bartlett球形检验进行综合分析适用性检验。结果显示,KMO值为0.683,Bartlett球形检验的值为87.443,sig= 0.000,说明KMO检验和Bartlett球形检验都满足要求,适合进行因子分析。
碎石图可以直观地看出主成分因子特征值下降的坡度,确立最优的主成分因子及数量[14 ]。由图2可见,第1个因子主成分的特征值较大,位于陡坡,累积方差贡献率为84.515%,说明其对解释变量的贡献最大。后6个因子形成平台,特征值均小于1,作用较弱,表明第1个因子可以用来评价不同品种蚕豆在该地区的适合度。
由表5可知,主成分1中株高、主茎节数、单株重、单株粒数和单株粒重的负荷量的绝对值较高,说明主成分1主要是这些指标的反映。
由综合评价指数可以看出,在高寒阴湿地区的适合度依次为青蚕25、青蚕13、青蚕14(表6)。
3 结论与讨论
蚕豆是一种冷季生长作物,在我国各地均有种植,其营养丰富,蛋白质含量达25%~34%,是可食用豆类中仅次于大豆的高蛋白作物[15 ]。蚕豆的生长性状主要包括株高、茎粗、单株荚数、荚长和荚宽等,而不同品种蚕豆在不同环境下生长性状差别较大。肖亚冬等[16 ]对9个品种鲜食蚕豆进行对比发现,株高、底荚高度、荚数、节数及有效分枝数等生长性状在不同品种间表现出较大差异。本研究中,青蚕13始结荚位最高,单株荚数最多;青蚕25的始结荚位低,荚长最长,主茎节数最多;青蚕14的株高最低、茎粗最细、主茎节数最少、始结荚位较低。王莉霞等[17 ]研究发现,平川区种植的青蚕13和青蚕14的单株荚数均为10.0个,青蚕25为9.7个,而本研究中青蚕13的单株荚数为12.4个,可能是因为当地环境更适宜青蚕13的生长。
蚕豆的产量主要由单株实荚数、有效荚数、百粒重等指标构成。本研究中,青蚕13和青蚕25能更好地适应高寒阴湿区的气候特征,开花后连续的高温和干旱天气虽然导致少量花荚脱落,但仍取得了较可观的产量,其鲜产量分别比青蚕14高1 974.30、1 453.95 kg/hm2,这与王莉霞等[17 ]人所指出的青蚕13抗旱能力突出的研究结果一致。研究发现,青海蚕豆的品质除了与品种有关系外还受种植环境的影响[18 ]。本研究中,青蚕14的产量与前人研究结果略有出入,可能是因为青蚕14更适合青海循化县、湟中县、庄浪县等地的气候,以及盛花期高温干旱天气对坐果率造成的影响[19 - 21 ]。
有效分枝和实粒数与产量呈极显著正相关,是影响产量最重要的因素[22 ]。李程勋等[23 ]对10个蚕豆品种在福建地区进行了种质资源评价试验,研究表明生育日数、单株实荚数、单荚鲜重、荚宽、鲜籽粒百粒重、分枝数与鲜荚产量存在正相关关系。杨生华等[24 ]对554份蚕豆品种种子表型性状进行了综合分析,结果表明种子表型变异范围广,百粒重的变异最大,粒重、种子投影面积、周长、粒长、粒宽和直径等表型性状之间具有较高的相关性。本研究中,株高、主茎节数、单株重、单株粒数、单株粒重、单株荚重、荚数及产量间存在显著正相关性,与前人研究结果相似。其中青蚕13和青蚕25的株高、单株重、单株粒数、单株粒重、单株荚重和荚数等指标均显著高于青蚕14,进一步说明青蚕13和青蚕25生长表现及适宜性优于青蚕14。综上所述,青蚕25和青蚕13较青蚕14更适宜高寒阴湿区的气候特征。
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收稿日期:2024 - 04 - 10
基金项目:定西市科技创新合作项目(DX2023AH01)。
作者简介:魏国军(1978 —),男,甘肃定西人,农艺师,主要从事经济作物技术推广工作。Email: 1316679668@qq.com。
通信作者:师立伟(1976 —),男,甘肃临洮人,正高级农艺师,研究方向为中药材、蔬菜栽培。Email: zx8068@163.com。