基于主成分分析的花生新品种开农91主要农艺性状综合评价.pdf

试验研究 2023.8花生渊Arachis hypogaea Linn.冤是我国主要油料作物袁是食用植物油和蛋白质的重要来源之一袁在国家经济与社会发展中占有重要地位1-2遥 花生及其制品风味独特尧品质优良并具有良好的保健功能袁深得人们喜爱3-4遥 近年来袁由于花生种植效益高袁其种植规模逐年增加袁 适宜不同需求的新品种层出不穷遥 目前袁围绕花生的栽培管理技术已从种植密度尧适宜播期和水肥调控等方面进行了广泛研究遥 主成分分析是一种降维处理技术袁 是把原来多个变量划为少数几个综合指标的一种统计分析方法袁 是综合评价的一种有效方法遥 郭敏杰等5用此方法分析了 11 个冀花高油酸花生品种袁 得出用基因型数据更能准确反映品种内在遗传基础袁 为种质资源的分类和利用提供参考遥 范小玉等6通过对供试材料的农艺性状和品质性状进行主成分分析袁 为花生品种资源鉴定确定了主要观察性状遥 潘丽娟等7的研究发现袁高油酸花生在不同纬度种植袁产量存在极显著差异遥 花生的生长对气候尧土壤等具有选择性袁不同生态条件下的花生产量和品质差异较大8遥 为了更好地确定花生新品种开农 91 适宜种植区袁 本研究分析了开农 91 在国家北方片花生新品种多点试验中的农艺性状及产量表现袁 通过主成分分析法综合评价不同参试点影响花生产量的性状指标袁为确定开农 91 的适宜生产和推广区域及配套栽培管理技术提供依据遥1材料与方法1.1供试材料与试验设计开农 91 的农艺性状和产量表现数据来源于2017 年国家北方片 渊大粒一组冤 花生新品种多点试验遥 大粒一组共有 20 个承试点袁 分别为安徽泗县尧河北保定尧 辽宁大连尧 安徽固镇尧 山东菏泽尧 山东济宁尧 河南开封尧 山东临沂尧 河南漯河尧 河南濮阳尧 山东青岛尧 山东泰安尧 河南商丘尧 河北石家庄尧 山东潍坊尧 江苏徐州尧 山东烟台尧 河南郑州尧河南驻马店尧 北京密云遥基于主成分分析的花生新品种开农 91 主要农艺性状综合评价基金项目院国家花生产业技术体系渊CAR杂-13冤曰河南省重大科技专项渊221100110300冤曰河南省农业良种联合攻关项目渊20220100001冤遥作者简介院李军华渊1977-冤袁男袁本科袁副研究员袁从事花生新品种选育及新品种尧新技术示范研究遥 E-mail院通讯作者院任丽渊1972-冤袁女袁本科袁研究员袁从事花生新品种选育及新品种尧新技术示范研究遥 E-mail院李军华芦振华李绍伟李阳苗建利殷君华胡俊平任丽渊开封市农林科学研究院河南开封 475004冤摘要院为探究不同试验地点开农 91 产量差异的原因袁确定适合该品种适宜的生产和推广区域及配套栽培技术袁本文作者利用方差分析尧主成分分析等方法袁对开农 91 在国家北方片区域试验中主要农艺性状及产量表现进行了分析遥 结果表明袁不同地点间的产量存在极显著差异曰通过对主要农艺性状进行分析发现袁单株饱果数尧单株果数尧总分枝数和结果枝数等性状变异较大袁具有极强的可塑性曰主成分分析表明袁在第 1 主成分中袁百果重尧百仁重权重较大袁第 2 主成分和第 4 主成分中主茎高尧侧枝长权重较大袁第 3 主成分中单株果数和单株饱果数权重较大袁第 缘 主成分中总分枝数和结果枝数权重较大遥 由此可知袁在开农 91 实际种植过程中袁要注重主茎高尧侧枝长尧总分枝数和结果枝数等地上部营养生长充分袁以促进单株果数尧单株饱果数尧百果重和百仁重等地下部获得充分的养分供应袁从而发挥该品种的遗传潜力遥关键词院花生曰开农 91曰农艺性状曰主成分分析曰方差分析曰综合评价113-2023.8 试验研究田间试验设计均采用随机区组法排列袁 小区面积13.33 m2袁重复 3 次袁播种密度为 10 000 穴/亩袁每穴 2 粒袁穴距按当地习惯种植遥 栽培管理均按当地耕作习惯和水平进行遥 花生生育期间各承试单位均进行了出苗率渊1冤和生育期渊2冤等农艺性状调查记载遥通过观察荚果和种子表皮颜色判断收获时间袁 当荚果和种子表皮颜色达到品种特性描述颜色且籽粒饱满时可以准备收获遥 收获前每个小区取样 10 株测量主茎高渊3冤尧侧枝长渊4冤尧总分枝数渊5冤尧结果枝数渊6冤尧单株饱果数渊7冤和单株果数渊8冤等性状指标曰测产时每小区实打实收袁晒后称干重遥 晒干后的种子在仓库平衡 10 d袁取样考种袁测量百果重渊9冤尧百仁重渊10冤和出仁率渊11冤等性状指标袁并以小区产量干重计算亩产量渊 冤遥1.2数据分析采用 Excel 2010 进行试验数据整理曰 采用 R 语言进行方差分析和主成分分析遥2结果与分析2.1不同地点开农 91 的产量表现花生产量的形成受多种因素的影响袁 气候尧 品种和栽培管理等都会影响花生产量袁 使不同地点的花生产量存在差异9遥 由表 1 和表 2 可知袁开农 91 在表 1不同地点开农 91 产量的方差分析变异来源自由度平方和均方值处理19438 49523 07920.37.30E-15残差4045 4711 137总计59483 966表 2不同地点开农 91 产量的多重比较分析试验地点产量均值渊kg/亩冤标准差5%显著水平1%极显著水平安徽泗县451.7757.88abAB河北保定348.4316.07bcBC辽宁大连250.4315.82cC安徽固镇501.7710.41abAB山东菏泽520.438.52aA山东济宁411.4380.28bAB河南开封273.9317.32cBC山东临沂317.2789.92bcBC河南漯河276.4717.85cBC河南濮阳298.634.15cBC山东青岛266.7728.43cBC山东泰安331.777.64bcBC河南商丘333.436.03bcBC河北石家庄271.837.40cBC山东潍坊255.2721.78cC江苏徐州326.775.03bcBC山东烟台247.6018.90cC河南郑州387.106.76bcB河南驻马店260.9340.60cC北京密云197.534.50cC114-试验研究 2023.8不同地点的产量表现存在极显著差异遥 产量表现好且达到 400 kg/亩以上的分别是山东菏泽尧安徽固镇尧安徽泗县和山东济宁袁 产量分别为 520.43 kg/亩尧501.77 kg/亩尧451.77 kg/亩尧411.43 kg/亩袁比最低产量表 现 的 北 京 密 云 增 产 分 别 为 62.05%尧60.63%尧56.28%和 51.99%遥说明不同生态环境尧栽培管理措施等影响开农 91 产量的形成袁不同生态区花生产量存在显著差异袁这与前人的研究结果一致10-11遥2.2不同地点农艺性状的变异分析由表 3 可知袁 多项农艺性状指标观测值之间存在较大程度的变异遥 其中以单株饱果数变异系数最大袁达 46.65%曰单株果数次之袁为 39.10%遥 总分枝数尧结果枝数尧亩产尧主茎高尧侧枝长变异系数也相对较高袁分别为 32.36%尧28.84%尧26.82%尧26.25%尧24.79%遥变异系数较大的农艺性状指标在品种栽培管理过程中有更高的塑造潜力遥 本试验中袁主茎高尧侧枝长和总分枝数等株型指标的变异系数大于出苗率尧 生育日数和出米率等指标的变异系数袁 这表明通过改进管理措施促进地上部干物质积累和单株饱果数的增加获得较高产量是可行的遥2.3KMO 和 Bartlett 检验Bartlett 球形检验结果显示袁显著水平小于 0.05袁说明该数据可以进行主成分分析渊表 4冤遥2.4农艺性状的主成分分析农艺性状的主成分分析以特征值跃1尧 方差贡献率跃85%为标准袁 对 12 个农艺性状进行主成分分析遥图 1 的碎石图中位于陡坡的主成分特征值大袁 所含信息量大遥 本试验中前 5 个主成分特征值位于陡坡且大于或接近 1袁且表 5 中这 5 个主成分累积方差贡献率达 90%袁 代表了开农 91 绝大部分的性状信息遥因此袁可用这 5 个主成分代表 12 个农艺指标评价开农 91 的综合性状遥由表 5 可知袁 第 1 主成分的方差贡献率为表 3不同地点开农 91 主要农艺性状分布性状平均值最大值最小值极差标准差变异系数渊%冤出苗率渊%冤95.77100.0088.3011.703.583.73生育日数渊d冤124.00136.00111.0025.006.174.98主茎高渊cm冤52.7684.8035.0049.8013.8526.25侧枝长渊cm冤57.9090.0037.3152.6914.3524.79总分枝数渊条冤8.6119.004.2014.802.7932.36结果枝数渊条冤7.3015.004.1010.902.1128.84单株饱果数渊个冤11.9125.003.0022.005.5646.65单株果数渊个冤16.6234.206.5027.706.5039.10百果重渊g冤228.21313.40181.33132.0736.0215.78百仁重渊g冤92.48118.6070.5348.0713.9115.04出米率渊%冤69.1676.1463.0413.103.695.34亩产渊kg冤327.68521.81197.97323.8487.9026.82表 4KMO 和 Bartlett 检验取样足够度的 Kaiser-Meyer-Olkin 度量0.39Bartlett 球形检验Bartletts K-squared539.57Df11Sig.0图 1主成分分析碎石图115-2023.8 试验研究表 5主成分分析旋转后的成分载荷值尧初始特征值尧方差贡献率及累计贡献率主成分载荷值特征值方差贡献率渊%冤累计贡献率渊%冤1234567891011RC100.030.060.160.210.090.140.190.950.920.610.822.9224.0024.00RC20.210.420.980.970.120.01-0.05-0.030.060.10-0.110.222.2118.0042.00RC30.180.08-0.03-0.060.160.310.960.890.010.080.330.272.0817.0059.00RC50.06-0.070.060.070.930.930.180.300.160.020.100.171.9416.0075.00RC4-0.870.790.010.01-0.120.01-0.05-0.05-0.050.140.43-0.181.6414.0089.0024.00%袁百果重尧百仁重和亩产量在第 1 主成分上有较大的载荷袁且均与与第 1 主成分呈正相关曰第 2 主成分的方差贡献率为 18.00%袁主茎高和侧枝长在第 2主成分上有较大的载荷袁其中除了单株饱果数尧单株果数和出仁率与第 2 主成分呈负相关外袁 其余农艺性状与第 2 主成分均呈正相关曰 第 3 主成分的方差贡献率为 17.00%袁 单株果数和单株饱果数在第 3 主成分上有较大的载荷袁且与第 3 主成分呈正相关袁主茎高和侧枝长与第 3 主成分呈负相关曰 第 5 主成分的方差贡献率为 16.00%袁总分枝数和结果枝数在第 4主成分上有较大的载荷袁且与其呈正相关曰第 4 主成分的方差贡献率为 14.00%袁 主茎高和侧枝长在第 4主成分上有较大的载荷袁 其中主茎高与第 4 主成分呈负相关袁侧枝长与其呈正相关遥3讨论与结论高产是花生育种和栽培最主要的目标之一袁同一品种在不同生态区有不同的表现袁 新品种在某一生态环境下能否发挥品种的遗传潜力袁 需要经过大田生产试验袁 参加品种区域试验是新品种进入生产的一个重要环节遥 品种区域试验是连接试验室尧小规模试验田到最终在大田进行大规模生产的桥梁袁是品种从科研尧生产尧市场直至最终成为一个产业的连接枢纽12袁在筛选优良品种尧提高农作物产量方面具有重要作用13遥 张忠信等14通过对远杂 9847 在不同生态区的产量表现进行研究袁发现远杂 9847 在不同生态区产量间差异极显著遥潘丽娟等15为客观评价高油酸花生花育 917 的生产适应性袁 在 8 个花生主产区参加生产试验袁结果表明袁不同生产区产量存在显著差异遥 本试验中袁开农 91 在不同地点间的产量呈现出极显著差异袁 产量表现最好的山东菏泽比产量表现最差的北京密云每亩高出 322.9 kg遥说明不同生态环境尧栽培管理措施等因素限制了开农 91 产量潜力的发挥袁该结果对选择开农 91 适宜种植区域及区域间引种进行大规模生产具有重要的指导作用遥花生是地上开花尧地下结果的作物袁花生的农艺性状表现直接影响花生产量的形成遥 花生农艺性状又受到环境及栽培管理措施等方面的影响遥 适期早播和增施氮肥可以促进花生植株干物质积累和氮素积累袁通过增加单株结果数和百果重获得花生高产16遥张翔等17研究发现袁施氮量影响花生的株高尧总分枝数尧侧枝长尧结果枝数和干物质积累遥 种植密度通过影响分枝数和结果枝数袁进而影响产量形成18遥 通过对不同地点开农 91 的农艺性状进行变异分析发现袁变异系数较大的农艺性状依次为单株饱果数尧 单株果数尧总分枝数尧结果枝数尧主茎高和侧枝长袁产量的变化是地上部和地下部共同作用的结果袁 这与前人的研究结果一致10遥对开农 91 的 12 个农艺性状进行主成分分析结果表明袁开农 91 的主要农艺性状可归纳为 5 个主成分袁 这 5 个主成分累计贡献率达到89.00%袁 每个主成分都比较客观地反映了所控制的各性状之间的相互关系袁 这些因子在方差贡献上均具有活跃作用袁在确定开农 91 适宜种植区域及栽培管理措施中具有重要地位遥 其中百果重尧 百仁重在第 1 主成分中的特征值均较高袁 说明这 2 个性状在花生主要农艺性状占有很重要地位袁在开农 91 栽培管理中应着重考虑二者对产量的影响遥 从产量性状和农艺性状综合考虑袁在开农 91 栽培管理中应注重使第 1 主成分尧 第 3 主成分和第 5 主成分值偏高袁第 2 主成分和第 4 主成分适中袁即使开农 91 具有结果枝数尧单株果数和单株饱果数多袁主茎高和侧枝长适用的综合性状遥 因此袁在开农 91 实际栽培管理过程中袁 应根据不同生态条件同时结合主成分因子的选择确定相应的栽培管理措施遥综上所述袁花生新品种开农 91 在国家北方片区域试验中袁主要农艺性状和具有丰富的变异多样性袁各个性状间存在紧密联系袁 且每个性状对产量影响116-试验研究 2023.8各不相同遥 大多数花生品种具有不同的生态适应性6遥因此袁在开农 91 实际推广应用过程中袁要根据当地生态环境尧栽培措施等因素袁综合考虑其对产量和主成分因子相关主要农艺性状的影响袁 以此确定开农91 适宜的栽培管理措施袁 最大程度发挥品种的遗传潜力遥参考文献1廖伯寿袁殷艳袁马霓.中国油料作物产业发展回顾与展望J.农学学报袁2018袁8渊1冤院107-112.2冯喜梅袁聂江文袁彭良斌袁等.全球花生生产和贸易的时空动态变化研究J.花生学报袁2021袁50渊4冤院1-8.3吴紫萱袁薛其勤袁杨会袁等.花生种皮颜色研究进展J.山东农业科学袁2022袁54渊1冤院152-156.4刘程宏袁杨海棠.我国高油酸花生研究进展J.食品安全质量检测学报袁2021袁12渊16冤院6573-6578.5郭敏杰袁邓丽袁李玉荣袁等.基于主成分和聚类分析的冀花高油酸花生品种综合评价J.中国油料作物学报袁2022袁44渊6冤院1210-1217.6范小玉袁陈雷袁贺群领袁等.黄淮海中南片小粒花生主要农艺性状尧品质性状相关性及主成分分析J.山东农业科学袁2021袁53渊1冤院20-25.7潘丽娟袁王通袁许静袁等.不同纬度对高油酸大花生产量及品质性状的影响J.花生学报袁2020袁49渊4冤院73-78.8杨丽萍袁郭洪海袁朱振林袁等.中国花生生态适宜性评价研究J.中国油料作物学报袁2019袁41渊3冤院461-468.9芦振华袁李绍伟袁刘紫霞袁等.开封地区花生产量差异原因分析及对策J.农业科技通讯袁2021渊3冤院242-243袁290.10张忠信袁刘华袁韩锁义袁等.不同生态区播期和密度对花生远杂 9847 产量与品质的影响J.花生学报袁2021袁50渊2冤院44-49.11吴正锋袁王才斌袁杜连涛袁等.山东省不同生态区花生产量及产量性状稳定性分析J.中国生态农业学报袁2008渊6冤院1439-1443.12姚洛平.浅谈农作物品种区域试验工作J.种子科技袁2011袁29渊11冤院13-15.13张群远袁孔繁玲袁廖琴袁等.作物品种区域试验的评价体系及评价方法J.农业系统科学与综合研究袁2000渊2冤院81-86.14张忠信袁刘华袁韩锁义袁等.不同生态区播期和密度对花生远杂 9847 产量与品质的影响J.花生学报袁2021袁50渊2冤院44-49.15潘丽娟袁王通袁韩鹏袁等.高油酸新品种花育 917 在花生主产区的展示试验J.花生学报袁2019袁48渊1冤院62-65.16王建国袁唐朝辉袁张佳蕾袁等.播期与施氮量对花生干物质尧产量及氮素吸收利用的影响J.植物营养与肥料学报袁2022袁28渊3冤院507-520.17张翔袁张新友袁张玉亭袁等.施氮量对不同花生品种生长及干物质积累的影响J.花生学报袁2011袁40渊1冤院23-29.18刘俊华袁吴正锋袁党彦学袁等.密度对不同株型花生单粒精播群体质量及产量的影响J.作物学报袁2023袁49渊2冤院459-471.初期袁 政府可配套相关政策适当引导经营户进行转移袁 保证规模化花卉市场的形成与稳定发展遥 加快建立新型经营主体与花农紧密利益联结机制袁 政府投入一部分资金引导社会力量共同培育温州花卉市场袁促其健康发展遥 同时袁政府要加大力度支持花卉产品流通体系建设袁建立公平尧合理尧高效尧低成本和信息共享的流通体系遥 加快推动温州花卉产业发展壮大袁 为温州花卉产业打造建设一个规模大尧档次高尧功能全的大型花木综合交易平台遥3.3创新经营模式袁拓展花卉交易模式目前袁我国花卉市场主要通过对手交易尧拍卖交易尧电商平台尧期货交易等 源 种方式进行交易遥 温州花卉产业尤需加强信息化建设袁构建准确尧高效的花卉信息网络袁发挥花卉管理组织作用袁组建一支专业队伍袁集中尧定期收集数据并进行统计分析袁为产业发展提供翔实尧准确的信息资源遥 充分利用政策优势和信息技术优势袁推进电商销售平台建设力度袁建设区域花卉集散中心袁构建现代花卉物流配送网络袁形成高效尧快捷的花卉销售与物流体系3遥3.4合理布局袁打造花卉全产业链大格局坚持市场导向袁充分考虑消费需求袁综合分析温州花卉产业资源特点尧区域优势与产业基础袁形成规模化实体花卉市场在近郊尧 零售花店在中心城区的格局袁打造电商花卉交易平台袁充分发挥花卉产业所形成的生态优势袁以野政府+中介服务组织+市场+基地+生产者+经营者冶模式袁链接起文化创意产业尧休闲旅游产业尧艺术展览产业尧商业服务产业尧科普教育产业等野花卉+冶全方位生态产业链袁并延伸发展花卉精深加工业袁发展花卉食品尧保健尧日化等产业袁培育新的消费增长点袁推动野花卉+冶深度融合发展袁开拓产业联动发展的新格局遥参考文献1程堂仁,王佳,张启翔.发展我国创新型花卉产业的战略思考J.中国园林,2013袁29渊2冤:73-78.2白占芳.新时代下花卉市场行业发展的思考J.中国花卉园艺,2019渊7冤:20-21.3田大翠,严萍,郭明鑫袁等.深圳市花卉产业现状和可持续发展建议J.热带农业科技,2022,45渊4冤:47-50.4陈治宇,李永前,陈蕊袁等.荷兰花卉产业成功经验对云南花卉产业发展的启示J.农业展望,2019袁15渊4冤:118-121袁127.5张启翔.野一带一路冶下中国花卉产业的机遇和挑战J.中国花卉园艺,2017渊18冤:24-27.6张旭乐.温州市花卉产业现状分析与发展研究J.农业科技通讯,2021渊6冤:4-7.渊上接 16 页冤117-