绿豆[Vigna radiata (Linn.) Wilczek.],生育期短、适应性广、抗逆性强,一般砂土、山坡薄地、黑土、粘土均可生长,因而在世界各热带、亚热带地区均可广泛栽培。我国南北各地均有栽培,产区主要集中在黄、淮河流域及华北平原地区。播种面积和总产量均居世界前列,常年播种面积为80万~90万hm²,是绿豆出口国之一^[1]。同时由于绿豆具有固氮养地能力,全株又是很好的夏季绿肥,因而在农业生态结构调整和环境友好发展中发挥着重要作用。

近几年随着人们对饮食结构的重视,消费者对绿豆的需求越来越大^[2]。高产优质成为绿豆新品种选育的必然要求,明确各个性状对产量构成的影响,对挖掘种质资源的潜力具有重要意义。绿豆产量由多个性状决定,各个性状既相互影响又相互制约,侯小峰等^[3]通过灰色关联度分析认为,绿豆产量与主茎分枝数、单荚粒数的关联度较大;朱慧珺等^[4]认为单株荚数和百粒重对绿豆产量的影响较大;杨勇等^[5]通过通径分析认为主茎节数、百粒重和单株荚数对产量的直接效应最大;郑海泽等^[6]认为对单株产量的直接作用单株荚数>百粒质量>荚粒数。前人在不同地区针对绿豆产量与其主要农艺性状的相关性方面作过研究,但研究结果不尽相同,差异性较大,说明不同气候条件下,产量相关因子的作用不同。因此,本研究在山西大同以25个绿豆品种（系）为试验材料,对其进行变异、相关性及通径分析,探索影响绿豆产量构成的主要性状因子,以期为山西晋北地区绿豆高产体系的建立提供科学依据。

参试的25份不同来源的绿豆品种（系）均由国家食用豆产业技术体系提供,具体见表1。

试验分别于2016和2017年在山西省农业科学院高寒区作物研究所试验基地进行,所选试验地土壤为砂壤栗钙土,肥力中等偏下,含有机质14.77g/kg、全氮0.78g/kg、全磷0.64g/kg、全钾20.40g/kg、碱解氮61.24mg/kg、速效磷3.50mg/kg、速效钾60.00mg/kg,全盐0.56g/kg。前茬为马铃薯,春季施牛粪7 500kg/hm²、18∶18∶18复合肥375kg/hm²。秋耕春浇,旋耕机翻地,人工整地作畦,穴播。试验采用随机区组排列,3次重复,每小区长5m,宽2m,4行区,其中株距20cm,行距40cm,小区间培土隔离。2016年5月13日播种,2017年5月12日播种,其他管理措施均与大田管理相同。

参考《绿豆种质资源描述规范和数据标准》^[7]考察绿豆主要农艺性状,在绿豆成熟期每小区取样10株,分别对株高、主茎节数、主茎分枝数、单株荚数、荚长、荚粒数以及百粒重共7个性状进行考察,收获时,每个小区单独脱粒称重后折算为单位面积产量,最后把每年的测量值分别计算并进行变异性分析。

用SPSS Statistics 24.0和Excel 10进行数据统计分析。

对25个绿豆品种（系）主要农艺性状进行变异性分析,其结果（表2,表3）表明：2016年8个性状的变异系数最大的是产量,最小的是荚粒数,整体表现为产量>株高>单株荚数>主茎分枝数>主茎节数>百粒重>荚长>荚粒数,变化范围9.50%~35.86%。2017年8个性状的变异系数最大的是株高,最小的是荚粒数,整体表现为株高>产量>单株荚数>主茎节数>主茎分枝数>百粒重>荚长>荚粒数,变化范围7.30%~31.96%,变异幅度较大。

从表2和表3可以看出两年各性状的变化趋势总体接近,所占位次变化也较小,因此把两年的数据进行平均,参考文献[8,9,10]综合分析25个绿豆品种（系）的农艺性状和产量的简单相关系数,得到相关性距阵（表4）。产量与荚长、荚粒数均呈极显著正相关,相关系数分别为0.609和0.679;株高与主茎节数、荚粒数呈极显著正相关;主茎节数与主茎分枝数、荚粒数呈显著正相关;主茎分枝数与单株荚数呈显著正相关;单株荚数与百粒重呈显著负相关;荚长与荚粒数呈显著正相关,与百粒重呈极显著正相关。

KMO和Bartlettr的球形度检验用于因子分析的适应性检验,其中KMO检验变量间的偏相关是否较小,即是否适合进行因子分析。球形度检验Sig.=0.000<0.01,说明各性状间具有较强的相关性。KMO的统计值为0.538,说明各性状间信息的重叠程度不是很高,所代表的信息都不可替代。

通过对绿豆产量与主要农艺性状的回归分析,得到的最佳回归方程为：y=-71.179+0.536x₁-4.826x₂-3.921x₃+0.498x₄+8.210x₅+5.306x₆+1.543x₇。式中,y为产量,x₁~x₇分别为株高、主茎节数、主茎分枝数、单株荚数、荚长、荚粒数和百粒重。

由回归方程可知,株高（当x₂、x₃、x₄、x₅、x₆、x₇固定时）、单株荚数（当x₁、x₂、x₃、x₅、x₆、x₇固定时）、荚长（当x₁、x₂、x₃、x₄、x₆、x₇固定时）、荚粒数（当x₁、x₂、x₃、x₄、x₅、x₇固定时）和百粒重（当x₁、x₂、x₃、x₄、x₅、x₆固定时）每增加一个单位,产量将会分别提高0.536、0.498、8.210、5.306、1.543kg;主茎节数（当x₁、x₃、x₄、x₅、x₆、x₇固定时）、主茎分枝数（当x₁、x₂、x₄、x₅、x₆、x₇固定时）每增加1个单位,产量将会分别减少4.826、3.921kg。

多元回归分析结果表明,在绿豆的高产育种中,荚长、株高、荚粒数、单株荚数、百粒重相对于另外2个性状具有更直接的作用,但是也要注意其他性状的影响,不能忽略各个性状之间相互影响而形成的间接作用^[11]。

通径分析是一种多元统计技术^[12],它可以通过对自变量和因变量间相关性的分解,来研究自变量对因变量的直接重要性和间接重要性,从而为统计决策提供可靠的依据,在众多领域得到广泛应用^[13,14,15]。通径分析结果（表5）表明,7个主要农艺性状对绿豆产量的直接贡献大小顺序为：荚长>株高>荚粒数>单株荚数>百粒重>主茎分枝数>主茎节数。株高、单株荚数、荚长、荚粒数、百粒重对产量有正向作用,而主茎节数、主茎分枝数则对产量有负向作用。各性状对单株产量的间接影响中,株高、主茎分枝数和单株荚数为负值,其余均为正值。

在考察的7个性状中,荚长对产量的直接作用最大（0.530）,尽管由于主茎节数、主茎分枝数和单株荚数对产量的间接作用削弱了荚长对产量的影响,但通过株高、荚粒数和百粒重对产量的间接正向效应,导致综合间接效应还是正向作用,且荚长与产量间存在着极显著正相关（表4）,因此对荚长性状进行直接选择是绿豆高产育种的有效途径之一。株高的直接作用位居第2（0.508）,株高主要通过主茎节数对产量的间接作用产生的负效应而导致最终的间接作用为负效应,因此在高产育种中株高应给予足够的重视。荚粒数对产量的直接作用位居第3（0.319）,与产量呈极显著正相关（表4）,且荚粒数对产量的间接作用主要通过株高和荚长对产量的正效应而实现,同时综合间接效应还略大于直接效应,因而表明荚粒数在绿豆高产育种中发挥重要作用。单株荚数对产量的直接作用位居第4（0.239）,对产量的间接效应通过主茎节数、主茎分枝数、荚长及百粒重对产量的间接作用而被削弱,表现为负向效应,但直接正效应大于间接负效应,因此在育种中,尽量选择单株荚数多的品种。主茎节数对产量的直接效应是负值（-0.470）,通过株高、荚长、荚粒数对产量的正向效应从而对产量间接地起到正向作用,且间接正向效应远大于直接影响的负效应,因此在育种选择中应尽量选择主茎节数适中的品种。主茎分枝数对产量的直接作用是负值（-0.111）,主要通过主茎节数、荚粒数及百粒重对产量的负效应从而对产量起间接负效应,通过株高、单株荚数、荚长对产量的间接作用而对产量起正效应,但其综合间接效应仍表现为负作用,因此在育种选择中尽量减少主茎分枝数。百粒重对产量的直接效应是正值（0.079）,主要通过株高、单株荚数对产量产生间接负向效应,其对产量的正向效应主要是通过荚长对产量的间接正效应来实现的,其综合间接效应大于直接效应,因此在育种选择中对百粒重要给予一定的重视。

通过对绿豆各个农艺性状的统计分析可以看出,性状间变异系数的变化范围较大,而变异系数是衡量作物各个性状受环境条件影响发生变异程度的一个指标^[16],产量性状及其相关构成因素变异系数的大小可反映该作物在生产中的丰产性和稳产性^[17,18]。本研究结果显示,株高的变异系数仅次于产量,荚粒数的变异系数最小,说明各个品种（系）的株高差异性较大,易受外界环境影响,品种选择潜力较大,而荚粒数比较稳定,受环境影响较小,较能反映一个品种（系）的稳产性,因此高产育种中,荚粒数是直接进行选择的对象。

绿豆主要农艺性状与产量的相关性分析可以反映各性状与产量及各性状之间的相互关系。阐明主要农艺性状与产量间的相关性对绿豆的品种选育具有极其重要的指导意义^[19]。本研究中,各性状与产量的相关性大小为荚粒数>荚长>株高>主茎节数>百粒重>单株荚数>主茎分枝数。相关性分析表明：株高越高,主茎节数和荚粒数越多;主茎节数增多的同时,主茎分枝数、荚粒数也在增多;主茎分枝越多,单株荚数也同时增多;单株荚数越多,则百粒重越小;而荚长越长,荚粒数越多,百粒重越大,产量则越高。主茎分枝越多,产量反而越低。

荚长与产量的直接通径系数排在7个性状之首,且与产量呈极显著正相关,并且变异系数也较小;荚粒数与产量的直接通径系数位居第3,但与产量呈极显著正相关,且对产量的直接效应和间接效应接近,均表现为正值,变异系数最小;主茎分枝数与产量的相关系数与直接通径系数均为负数;主茎节数通过其他6个性状对产量的间接作用较大（0.735）;百粒重与产量呈正相关,且直接效应与间接效应均表现为正值。因此可以说明,荚粒数对绿豆产量的影响最大,荚长与百粒重的影响次之,荚粒数对产量的贡献与郑海泽等^[6]的研究结果较一致。

绿豆高产是由多种因素决定的,除气候、环境因素、栽培措施外,品种(系)自身的特性也起到非常重要的作用。近几年,晋北地区春旱、伏旱严重,生长后期降水量又较大。往往是苗期干旱缺水,营养生长受到限制,导致营养物质贮备不足,而在开花期又往往降水量较多影响授粉结实,从而直接导致部分品种产量严重下降。苗期严重干旱、植株生长缓慢,后期降水充足有利于主茎节数及主茎分枝数的增多,从而促进了荚长与荚粒数的增加,但由于前期营养生长受阻影响了生殖生长的转化,因而导致百粒重偏低。所以,在晋北区进行绿豆高产育种时,首先应选择荚粒数较多和荚长较长的种质,其次是对株高和百粒重进行合理选择。建立绿豆高产体系时,在合理栽培技术支持的前提下,既要增加荚长与荚粒数,又要适当重视株高、单株荚数和百粒重,且适当注意主茎节数,同时控制主茎分枝数,防止主茎分枝的过度增多造成收获产量的降低。