夏玉米育種目標(biāo)和主要農(nóng)藝性狀與產(chǎn)量的相關(guān)通徑分析

丁傳禮

摘 要：通過開展30個玉米雜交種展示和41個新組合比較試驗，結(jié)果表明，黃淮海應(yīng)培育和推廣高產(chǎn)、中早熟、耐密、抗逆性強(qiáng)、適合機(jī)械作業(yè)的新雜交種。禿尖長、銹病級別、穗軸質(zhì)量、百粒重和穗行數(shù)變異系數(shù)較大。穗粒重與百粒重、生育期、穗軸質(zhì)量和株高正相關(guān)，與銹病級別負(fù)相關(guān)，與百粒重、穗行數(shù)、行粒數(shù)多元直線相關(guān)。選擇新組合應(yīng)將百粒重放在首位，其次是行粒數(shù)、穗行數(shù)。選擇穗行數(shù)時，要兼顧百粒重、行粒數(shù)。

關(guān)鍵詞：夏玉米；農(nóng)藝性狀；產(chǎn)量；相關(guān)分析；通徑分析

中圖分類號 S513 文獻(xiàn)標(biāo)識碼 A 文章編號 1007-7731（2016）02-24-04

玉米是世界上最重要的糧經(jīng)飼兼用作物，黃淮海地區(qū)是我國最大的玉米產(chǎn)區(qū)。前人研究結(jié)果表明，玉米穗粒重是微效多基因控制的數(shù)量性狀，受多個農(nóng)藝性狀的共同作用和影響[1-2]。受有關(guān)單位的委托，2015年楊柳農(nóng)業(yè)科學(xué)實驗站進(jìn)行了夏玉米雜交種展示和組合比較（4組）。筆者以參試雜交種（組合）為研究對象，分析優(yōu)勢雜交種的產(chǎn)量表現(xiàn)，淺析育種目標(biāo)；對主要性狀等進(jìn)行相關(guān)分析、通徑分析，建立多元線性回歸方程，力求篩選出影響穗粒重的主要因子，為夏玉米高產(chǎn)育種提供參考。

1 材料與方法

1.1 供試材料和試驗設(shè)計 供試雜交種由濉溪縣農(nóng)技推廣中心搜集提供，共30個，以鄭單958為對照；供試雜交組合由山東冠豐、河南地神、安徽月生和中種國際種業(yè)提供，共41個雜交新組合，以鄭單958為對照（表1）。

1.2 試驗方法 試驗于2015年6～9月在楊柳實驗站進(jìn)行，土壤砂姜黑土，粘壤土，肥力中等。前茬小麥，產(chǎn)量7 500kg/hm2。小麥?zhǔn)斋@后秸稈機(jī)械粉碎覆蓋，播種機(jī)基施三元（NPK比例為28-6-6）復(fù)合肥600kg/hm2。行距60cm。6月19～20日播種，9月24～28日相繼成熟，10月2～3日收獲。田間管理按高產(chǎn)田管理要求進(jìn)行。6月21日微噴40min。7月5日煙嘧秀去津定向噴霧除草，7月27日人工拔草。7月7日阿維菌素·甲維鹽噴霧防治害蟲，7月13日遇雨撒施尿素180kg/hm2。收?。ㄖ虚g）2行計產(chǎn)。期間調(diào)查生育期和病害、倒伏（倒折）情況，吐絲后每小區(qū)取10株測定株高、穗位高，脫粒時取10個果穗，測定穗長、穗周長、禿尖長、穗軸質(zhì)量、穗行數(shù)、行粒數(shù)和穗粒重，從計產(chǎn)樣品中取樣測定百粒重。

1.3 數(shù)據(jù)處理 數(shù)據(jù)采用各組合的平均值，運(yùn)用Excel 2007和DPS v7.05軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，計算變異系數(shù)、相關(guān)系數(shù)和通徑系數(shù)。分析時，以穗粒重為應(yīng)變量，記作Y，其它各性狀為自變量，即株高（X1），穗位高（X2）、穗長（X3）、穗周長（X4）、禿尖長（X5）、穗行數(shù)（X6）、行粒數(shù)（X7）、銹病級別（X8）、穗軸質(zhì)量（X9）、百粒重（X10）、生育期（播種—成熟，X11）。

1.4 氣候特點 濉溪縣2015年6月中旬至9月下旬氣溫持續(xù)偏低，降水少但均勻，日照正常。平均氣溫21.1℃，比歷年平均25.4℃低4.3℃；積溫2 367.8℃·d，比歷年平均2 848.2℃·d少480.4℃·d。旬平均氣溫較歷年平均低1.3～5.4℃。灌漿期氣溫低，銹病偏重發(fā)生。降水量321.8mm，比歷年平均528.4mm少215.6mm，總量偏少。但關(guān)鍵時段都有適宜的降水量，全生育期未出現(xiàn)旱情。日照時數(shù)698.9h，比歷年平均725.3h少26.4h。屬于正常范圍。旬日照時數(shù)除7月中旬至8月上旬、8月下旬至9月中旬外，比歷年平均少4.0～36.1h。

2 結(jié)果與分析

2.1 展示雜交種主要農(nóng)藝性狀與產(chǎn)量的表現(xiàn) 30個參試雜交種產(chǎn)量7 353.3～10 062.9kg/hm2，比臨近對照增產(chǎn)的有16個。金陰7號、聯(lián)創(chuàng)10號、裕豐303、華農(nóng)877、蘇玉24、浚單509、魯單9088、美玉5號、豐樂718和夢玉908表現(xiàn)較好，比相鄰對照增產(chǎn)8.0%以上。展示雜交種主要農(nóng)藝性狀表現(xiàn)見表2。

2.2 夏玉米育種目標(biāo)淺析 黃淮海夏玉米近幾年形成了少數(shù)幾個主推品種（鄭單958、魯單981、浚單20等）占絕對優(yōu)勢的局面，主推品種都具有熟期適中、中稈中穗、耐密等特征。

2.2.1 高產(chǎn) 高產(chǎn)是玉米生產(chǎn)和育種者追求的永恒目標(biāo)。穩(wěn)產(chǎn)是高產(chǎn)的基礎(chǔ)，抗倒是高產(chǎn)不可或缺的必要條件。適應(yīng)性廣、抗逆性強(qiáng)是穩(wěn)產(chǎn)的前提[3]。目前，黃淮海玉米產(chǎn)量已接近10 500kg/hm2。新組合選育潛在產(chǎn)量應(yīng)超過13 500kg/hm2，小面積（1～2hm2）試驗超過12 000kg/hm2。

2.2.2 多抗 玉米的綜合抗逆性包括抗病、抗蟲、抗倒伏、耐旱澇、耐陰、耐貧瘠等。應(yīng)把抗倒性和耐旱性擺在首要位置，至少抗4種以上主要病害，如小斑病、莖腐病、病毒病和銹病等。

2.2.3 中早熟 黃淮海夏玉米區(qū)光熱資源有限，種植制度主要為一年兩熟。應(yīng)重點選育生育期90～105d的品種。

2.2.4 耐密 黃淮海夏玉米生育期短，營養(yǎng)生長與果穗發(fā)育對營養(yǎng)物質(zhì)的競爭激烈，難于在較短時間內(nèi)滿足大果穗的營養(yǎng)供應(yīng)需求，應(yīng)以選擇中大果穗、耐密植的雜交種為發(fā)展方向[4]。穗行數(shù)14～18行，行粒數(shù)40粒左右。適合67 500株/hm2以上的密度水平，在密度為75 000株/hm2左右時空株率<2%、禿尖長<2cm。

2.2.5 適合機(jī)械作業(yè) 隨著我國工業(yè)化、城市化和農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化進(jìn)程的推進(jìn)，玉米機(jī)械化生產(chǎn)作業(yè)水平必然相應(yīng)提高。這就要求種子角質(zhì)化程度高，出苗快，適應(yīng)單粒播種；莖稈堅韌抗倒，便于田間作業(yè)；后期持綠性好，穗位適中；成熟后籽粒脫水快。

2.3 主要農(nóng)藝性狀與產(chǎn)量的相關(guān)和通徑分析

2.3.1 不同組合的產(chǎn)量表現(xiàn) 41個參試雜交組合產(chǎn)量7 850.4～12 688.0kg/hm2，比對照增產(chǎn)優(yōu)勢組合的有31個，增產(chǎn)0.3%～37.2%。主要農(nóng)藝性狀表現(xiàn)見表3。性狀的變幅和變異系數(shù)越大，表明相應(yīng)指標(biāo)選擇的范圍越廣，潛力越大[5]。主要農(nóng)藝性狀變異系數(shù)由大到小依次為：禿尖長>銹病級別>穗軸質(zhì)量>百粒重>穗行數(shù)>穗位高>穗長>穗周長>株高>行粒數(shù)>生育期。禿尖長、銹病級別、穗軸質(zhì)量和百粒重變異系數(shù)>10%，說明通過雜交改良和改善栽培措施等辦法，可以使這些性狀獲得較大程度提高；而穗行數(shù)、穗位高、穗長、穗周長、株高、行粒數(shù)和生育期等性狀的變異系數(shù)相對低一些，這些性狀也能通過人工雜交和栽培措施等獲得一定的改善[6]。因此，在玉米新組合選育中，應(yīng)重點關(guān)注禿尖長、銹病級別、穗軸質(zhì)量、百粒重和穗行數(shù)等。

2.3.2 相關(guān)分析 分析表明：穗粒重與百粒重、生育期、穗軸質(zhì)量和株高極顯著正相關(guān)，與銹病級別極顯著負(fù)相關(guān)。農(nóng)藝性狀間的相關(guān)程度為：株高與穗長、穗軸質(zhì)量、生育期極顯著正相關(guān)，穗長與穗軸質(zhì)量顯著正相關(guān)；禿尖長與行粒數(shù)極顯著負(fù)相關(guān)，與穗行數(shù)、穗軸質(zhì)量極顯著、顯著正相關(guān)；穗行數(shù)與行粒數(shù)、百粒重極顯著負(fù)相關(guān)，銹病級別與生育期、百粒重、穗軸質(zhì)量極顯著負(fù)相關(guān)，穗軸質(zhì)量與百粒重、生育期顯著正相關(guān)，百粒重與生育期極顯著正相關(guān)（表4）。性狀間的相互作用關(guān)系復(fù)雜，既有相輔相成的，也有相互制約的，某一性狀的加強(qiáng)常伴隨一些性狀作用的加強(qiáng)和另一些性狀作用的削弱。玉米高產(chǎn)育種應(yīng)注意選擇百粒重、穗軸質(zhì)量高，株高、穗位適中，抗病、生育期長、穗粗、行粒數(shù)多的玉米材料[7]。同時兼顧穗行數(shù)與行粒數(shù)、百粒重和行粒數(shù)與禿尖長互相制約的關(guān)系。

2.3.3 回歸方程的建立 以穗粒重為應(yīng)變量，進(jìn)行逐步回歸分析，建立多元線性回歸方程如下：

Y=-257.24+0.156X1+1.716X4+7.173X6+2.533X7+4.745X10

相關(guān)系數(shù)R=0.859 8，F(xiàn)值為21.554 6，達(dá)極顯著水平，說明建立的回歸方程是可靠的。與相關(guān)分析比較顯示，銹病級別、生育期和穗軸質(zhì)量被踢出多元相關(guān)序列，而穗行數(shù)、行粒數(shù)和穗周長則被引人方程。偏相關(guān)系數(shù)依次為：百粒重X10（r=0.796 9）>穗行數(shù)X6（r=0.588 8） >行粒數(shù)X7（r=0.445 7）>株高X1（r=0.243 5）>穗周長X4（r=0.168 5）。經(jīng)t檢驗，百粒重、穗行數(shù)和行粒數(shù)的置信度>99%。

2.3.4 通徑分析 玉米主要性狀對穗粒重的通徑系數(shù)見表5。決定系數(shù)=0.739 3，剩余通徑系數(shù)=0.510 6。

2.3.4.1 百粒重的產(chǎn)量效應(yīng) 百粒重對產(chǎn)量的直接通徑系數(shù)最大（P=0.979 7）。通過穗行數(shù)對產(chǎn)量的負(fù)向間接作用較大，總間接作用為-0.277 1。說明百粒重對穗粒重的效應(yīng)來自其本身，直接選擇效果較好，選擇百粒重大的雜交組合容易獲得高產(chǎn)，這與周旭海[8]等人的研究結(jié)果一致。高產(chǎn)育種應(yīng)選擇百粒重30g以上的組合。

2.3.4.2 行粒數(shù)的產(chǎn)量效應(yīng) 行粒數(shù)對穗粒重的直接通徑系數(shù)（P=0.316 5）較大。通過其它性狀對產(chǎn)量的正、負(fù)向間接作用相互平衡，總間接作用為-0.091 2。說明行粒數(shù)對穗粒重的正效應(yīng)來自本身，直接選擇效果較好[9]。

2.3.4.3 穗行數(shù)的產(chǎn)量效應(yīng) 穗行數(shù)對產(chǎn)量的直接效應(yīng)P=0.602 4。通過株高、穗周長對產(chǎn)量起正向的間接效應(yīng)很小，而通過行粒數(shù)、百粒重對產(chǎn)量起負(fù)向的間接效應(yīng)較大，總間接作用為-0.766 9，超過直接作用。以至于穗行數(shù)與穗粒重的相關(guān)系數(shù)很小。因此，對穗行數(shù)選擇時，要兼顧百粒重、行粒數(shù)的負(fù)向作用[10]。

3 結(jié)論與討論

3.1 雜交新組合選育 黃淮海夏玉米育種要以穩(wěn)產(chǎn)、多抗、廣適為前提，以耐密、抗倒為突破口，以適應(yīng)機(jī)械化生產(chǎn)要求為發(fā)展趨勢，以高產(chǎn)為最終目標(biāo)。

3.2 玉米各性狀變異系數(shù)和相關(guān)性 分析表明：禿尖長、銹病級別、穗軸質(zhì)量、百粒重和穗行數(shù)變異系數(shù)較大。穗粒重與百粒重、生育期、穗軸質(zhì)量和株高極顯著正相關(guān)，與銹病級別極顯著負(fù)相關(guān)。

3.3 玉米主要性狀對產(chǎn)量的通徑分析 玉米產(chǎn)量除受自然環(huán)境影響之外，遺傳因素占有很重要的地位，特別是玉米數(shù)量性狀間的相互作用對籽粒產(chǎn)量有重要影響。分析表明：穗粒重與百粒重、穗行數(shù)、行粒數(shù)和株高、穗周長多元直線正相關(guān)。在新組合選擇中應(yīng)將百粒重放在首位，其次是行粒數(shù)、穗行數(shù)。對穗行數(shù)選擇時，要兼顧百粒重、行粒數(shù)。

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