不同糜黍品種灰色關(guān)聯(lián)度分析及綜合評價

景小蘭，史根生，史關(guān)燕

（山西省農(nóng)業(yè)科學(xué)院，太原030006）

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不同糜黍品種灰色關(guān)聯(lián)度分析及綜合評價

景小蘭，史根生，史關(guān)燕

（山西省農(nóng)業(yè)科學(xué)院，太原030006）

旨在通過對不同糜黍品種的主要農(nóng)藝性狀的綜合評價，探討高產(chǎn)育種途徑。采用聚類分析法進行分類，灰色關(guān)聯(lián)度法進行與產(chǎn)量相關(guān)的主要農(nóng)藝性狀關(guān)聯(lián)排序。結(jié)果表明：18個糜黍品種的8個農(nóng)藝性狀與產(chǎn)量的關(guān)聯(lián)度大小依次為：生育期＞株高＞出糜率＞單穗重＞支穗數(shù)＞穗長＞千粒重＞單穗粒重。鑒選出比對照‘晉黍4號’增產(chǎn)20%以上的糜黍品種6個，產(chǎn)量最高的是‘灰軟糜子（安塞）’4262 kg/hm2，比對照（3209 kg/hm2）增產(chǎn)高達31.11%。不同糜黍品種要獲得高產(chǎn)，在栽培技術(shù)上要適當延長生育期，通過密度調(diào)控株高和支穗數(shù)，增大出糜率，使群體和個體都達到生長發(fā)育的最佳狀態(tài)。

糜黍；品種鑒選；聚類分析；灰色關(guān)聯(lián)度

0　引言

糜黍是糜子和黍子的通稱，二者同種，只有粳糯之分，不粘者稱糜子，粘著稱黍子［1］。糜黍是山西干旱半干旱地區(qū)主要小雜糧作物之一，主要分布在土壤瘠薄的地區(qū)［2-3］，其生育期短，其產(chǎn)量變異系數(shù)為17.94%，穩(wěn)定性好，這有利于山西省干旱丘陵地區(qū)在干旱年份抗旱減災(zāi)，減少損失，是很好的抗旱減災(zāi)作物。常年播種面積超過33.3萬hm2，具有抗旱、耐瘠、耐鹽堿等特性，在干旱條件下能保持較高的葉水分和光合強度，對干旱有較強的適應(yīng)能力，同時有較強的耐瘠性［4］。但長期以來糜黍耕作栽培技術(shù)落后、品種布局不合理、機械化程度低、生產(chǎn)水平低、整體效益差。近年來，為了加快糜黍新品種、新技術(shù)的應(yīng)用范圍，實現(xiàn)糜黍優(yōu)質(zhì)、豐產(chǎn)、減本節(jié)支、高效生產(chǎn)，很多學(xué)者對糜黍進行各方面的研究：高俊山等［5］、王海崗等［6］對糜黍種質(zhì)進行抗旱性綜合評價，得出抗旱性與產(chǎn)量存在相關(guān)，穗重和株草重對抗旱性影響顯著的結(jié)論；育種家們還對糜黍的根系［17］、播期［18］、密度［19］、生態(tài)型［20］、品質(zhì)［21-22］都做了分析研究。但糜黍仍然存在品種生產(chǎn)布局不合理、機械化程度低、和生產(chǎn)效率低等現(xiàn)實問題，所以開展適合不同生態(tài)類型優(yōu)質(zhì)豐產(chǎn)糜黍品種鑒選，適時播種、合理密植、肥水高效利用等關(guān)鍵技術(shù)的研究試驗，尤其與高產(chǎn)相關(guān)的主要農(nóng)藝性狀的綜合評價顯得尤為重要。集成糜黍豐產(chǎn)栽培技術(shù)，統(tǒng)籌規(guī)劃糜黍品種種植，通過技術(shù)培訓(xùn)、中試和示范基地建設(shè)，進行大面積示范推廣，從而有效提高本區(qū)域糜黍產(chǎn)業(yè)發(fā)展水平，形成糜黍優(yōu)勢產(chǎn)業(yè)帶，輻射和帶動產(chǎn)區(qū)農(nóng)民增產(chǎn)增收，整體提升糜黍產(chǎn)業(yè)水平，推動旱作農(nóng)業(yè)發(fā)展，才能更好地為“三農(nóng)”服務(wù)，對產(chǎn)區(qū)的社會經(jīng)濟和旱作農(nóng)業(yè)發(fā)展具有重要意義。

1　材料與方法

1.1試驗材料

試驗材料和數(shù)據(jù)來源于山西省農(nóng)科院征集的18個不同生態(tài)類型糜黍品種的品比試驗。供試品種：‘晉黍5號'、‘晉黍9號'、‘紅軟糜子（安塞）'、‘晉黍1號'、‘保黍01'、‘雁黍7號'、‘汾黍6號'、‘灰軟糜子（安塞）'、‘晉黍4號'、‘榆糜3號'、‘雁黍11號'、‘晉黍3號'、‘晉黍10號'、‘雁黍8號'、‘保黍03'、‘榆糜2號'、‘汾黍7號'、‘保黍02'。以‘晉黍4號'為對照，評價其余17個品種的產(chǎn)量水平。測定主要性狀：產(chǎn)量、生育期、株高、穗長、支穗數(shù)、單穗重、單穗粒重、出谷率等8個性狀。

1.2試驗設(shè)計與方法

1.2.1試驗設(shè)計 試驗于2014—2015年在山西省農(nóng)科院經(jīng)濟作物研究所試驗基地進行，采用隨機區(qū)組設(shè)計，3次重復(fù)，小區(qū)面積0.0033hm2，9行區(qū)，留苗67.5萬株/hm2，播種量少于侯?？〉龋?］留苗90萬株～95萬株/hm2，可能與地域和播種方式不同有關(guān)。試驗地是沙壤土，前茬作物馬鈴薯，肥力中等。播前每公頃施有機肥（雞糞）15 m3，魯西復(fù)合肥750 kg，磷酸二胺300 kg。整地前澆水1次，以保證出苗，中耕除草2次，各項田間管理措施按常規(guī)實施。成熟時，每區(qū)從中間4行隨機取樣20株，進行主要農(nóng)藝性狀測定考種，各供試材料各性狀的調(diào)查數(shù)據(jù)見（表1）。試驗結(jié)果采用聚類分析和灰色關(guān)聯(lián)度法進行評價分析，研究影響不同糜黍品種產(chǎn)量的因素及各主要農(nóng)藝性狀與產(chǎn)量之間的關(guān)聯(lián)度。

1.2.2試驗方法 首先對征集糜黍品種用DPS軟件進行系統(tǒng)聚類，然后將上述糜黍品種主要農(nóng)藝性狀視為一個灰色系統(tǒng)（按鄧聚龍方法［8］），并將產(chǎn)量性狀設(shè)定為母序列X0，生育期、株高、穗長、支穗數(shù)、單穗重、單穗粒重、出谷率7個性狀分別設(shè)定為比較數(shù)列X1、X2、X3、X4、X5、X6、X7。原始序列進行無量綱化轉(zhuǎn)換得到均值化序列，用DPS軟件進行灰色關(guān)聯(lián)度分析，計算其關(guān)聯(lián)系數(shù)和關(guān)聯(lián)度。

2　結(jié)果與分析

2.118個糜黍品種的聚類分析

用DPS軟件將18個糜黍品種進行系統(tǒng)聚類［9］（見圖1），在D=25.3處，可將其分為4類?！畷x黍5號'、‘雁黍11號'、‘雁黍8號'、‘保黍01'、‘紅軟糜子（安塞）'、‘晉黍3號'、‘榆糜2號'聚為一類，中熟型糜黍；‘雁黍7號'、‘保黍2號'、‘汾黍6號'、‘榆糜3號'、‘灰軟糜子（安塞）'和‘保黍03'聚為一類，中晚熟型糜黍；‘晉黍9 號'、‘晉黍10號'、‘晉黍1號'和‘晉黍4號'聚為一類，早熟型糜黍；‘汾黍7號'單獨聚為一類，晚熟型糜黍。

圖1　不同糜黍品種的聚類分析圖

2.218個糜黍品種的主要農(nóng)藝性狀分析

2.2.1生育特性 由表1可知：18個糜黍品種播種后，出苗比較整齊；不同品種抽穗期有顯著差異，最大相差21天；穗形均為側(cè)穗型；糜黍粒色很豐富，多達12種。

2.2.2農(nóng)藝性狀 通過對不同糜子品種的品種比較試驗，篩選出比對照‘晉黍4號'增產(chǎn)的品種13個，增產(chǎn)20%以上的6個，比對照減產(chǎn)的品種有4個。產(chǎn)量最高的為‘灰軟糜子（安塞）'4262 kg/hm2，比對照3209 kg/hm2增產(chǎn)高達31.11%。減產(chǎn)幅度最大的是‘汾黍7號'，比對照減產(chǎn)29.17%（見表2）。參照傅永斌等［10］對千粒重、魏仰浩［11］對生育期的分級標準，18個品種的千粒重變幅為6.3～9.5 g，小粒型（6.1～6.5 g）3份，中粒型（6.6～7.5 g）5份，大粒型（7.6～8.5 g）有9份，特大粒型（8.6～9.5 g）1份。極早熟（小于91天）6份，早熟組（91～100天）4份，中熟組（101～110天）5份，晚熟組（111～120天）3份。18個糜黍品種各性狀間變異程度不同：性狀之間變異系數(shù)最大的是單穗粒重，最小的是支穗數(shù)，其他依次為單穗重、產(chǎn)量、千粒重、穗長、出籽率、生育期和株高。為了進一步了解各性狀與產(chǎn)量的相互關(guān)系，對這些性狀按灰色關(guān)聯(lián)度法進行了分析。

表1　不同糜黍品種的生育特性

表2　18個糜黍品種主要農(nóng)藝性狀平均值

2.3灰色關(guān)聯(lián)度分析

2.3.1對原始數(shù)據(jù)進行無量綱化處理 在進行灰色關(guān)聯(lián)度分析時，一般都要進行數(shù)據(jù)的無量綱化處理。先分別求出各個原始序列的平均值，再用均值去除對應(yīng)序列中每個數(shù)據(jù)，便可得到新的數(shù)據(jù)列（見表3），即均值化序列。計算公式不再詳細列出。

續(xù)表2

表3　無量綱化處理

2.3.2灰色關(guān)聯(lián)度分析 用DPS軟件進行灰色關(guān)聯(lián)度分析，分辨系數(shù)取值區(qū)間為（0，1），具體試驗中ρ取值0.1。不同糜黍品種產(chǎn)量與主要農(nóng)藝性狀的灰色關(guān)聯(lián)系數(shù)見表4。

2.3.3主要農(nóng)藝性狀與產(chǎn)量性狀的關(guān)聯(lián)度與關(guān)聯(lián)序 關(guān)聯(lián)系數(shù)是比較數(shù)列與參考數(shù)列在各個時刻的關(guān)聯(lián)程度值，所以它的數(shù)不止一個，而程度值過于分散不便于進行整體性比較。因此有必要將各個時刻的關(guān)聯(lián)系數(shù)集中為一個值，作為比較數(shù)列與參考數(shù)列間關(guān)聯(lián)程度的數(shù)量表示，即關(guān)聯(lián)度ri（見表4）。

由表4計算結(jié)果可知，糜黍品種產(chǎn)量與各性狀的關(guān)聯(lián)度大小順序依次為：生育期＞株高＞出谷率＞單穗重＞支穗數(shù)＞穗長＞千粒重＞單穗粒重。依照關(guān)聯(lián)分析原則，關(guān)聯(lián)度大的數(shù)列與參考數(shù)列的關(guān)系最為密切，關(guān)聯(lián)度小的數(shù)列與參考數(shù)列關(guān)系則較遠。該分析中，生育期與產(chǎn)量的關(guān)聯(lián)度最大（r=0.42473），其次為株高（r= 0.4129），第3為出谷率（r=0.40257），第4為單穗重（r= 0.37465），第5為支穗數(shù)（r=0.36999）、第6為穗長（r= 0.34159）。這個結(jié)果與付永斌等［12］的研究結(jié)果略有不同，與馮佰利等［13］、趙敏等［14］對生育期研究結(jié)果一致。由于研究項目不同，生育期和株高的關(guān)聯(lián)序結(jié)果不同。株高、單穗重關(guān)聯(lián)度排序，與王顯瑞等［15］、閆峰等［16］研究結(jié)果一致，對產(chǎn)量影響力度較大。

表4　產(chǎn)量與各性狀的關(guān)聯(lián)系數(shù)

表5　各性狀與產(chǎn)量的灰色關(guān)聯(lián)度

3　討論

‘汾黍7號'在聚類分析中被單獨聚為一類，除了生育期111天晚熟這個原因外，產(chǎn)量較低也是一個因素。‘汾黍7號'的適口品質(zhì)比較好，格外受到鳥類的青睞，損失一部分產(chǎn)量；前期干旱，成熟期雨水偏多，密度沒有把控好，造成倒伏嚴重。這2個客觀因素存在，使它的實際產(chǎn)量偏低。

不同生態(tài)類型的糜黍品種想要獲得高產(chǎn)，與它相配套的栽培技術(shù)措施是很關(guān)鍵的因素。適宜的播期、合適的生育期、合理的密度等都是基礎(chǔ)條件。尤其近兩年氣候比較干旱，太晚熟籽粒成熟不飽滿，出糜率降低，也會導(dǎo)致減產(chǎn)。糜黍育種，可以在貧瘠嚴酷的試驗條件下鑒選創(chuàng)新優(yōu)異種質(zhì)，更要配套最佳的栽培措施使新種質(zhì)達到較高的產(chǎn)量，創(chuàng)造更好的效益。

千粒重受種植密度和水肥條件等因素影響較大，稀植比密植千粒重相對要大，水肥條件好的地塊比貧瘠地塊千粒重相對也大；單穗粒重受出谷率、穗長和支穗數(shù)互作影響較大。兩者都不能作為影響產(chǎn)量的關(guān)鍵因素。生育期、株高、出谷率、單穗重、支穗數(shù)和穗長對產(chǎn)量高低有重要影響。灰色關(guān)聯(lián)分析是對一個發(fā)展變化系統(tǒng)進行動態(tài)量化比較的一種分析方法，不同試驗材料和不同的分析項目都可能造成產(chǎn)量主要性狀關(guān)聯(lián)序的改變，分析結(jié)果不盡相同，要結(jié)合實際用辯證的觀點看待。

4　結(jié)論

18個糜黍品種聚類分析結(jié)果表明，歐氏距離25.3處，可以將它們劃分為4個不同的生態(tài)類型。其平均生育期早熟型94天（平均產(chǎn)量3033 kg/hm2），中熟型100天（平均產(chǎn)量3724 kg/hm2），中晚熟102天（平均產(chǎn)量4156 kg/hm2），晚熟111天（平均產(chǎn)量2321 kg/hm2），隨著生育期的增加產(chǎn)量也逐漸增加。只有單獨聚為一類的‘汾黍7號'，晚熟但產(chǎn)量較低。

試驗鑒選出產(chǎn)量超過對照‘晉黍4號'20%以上（平均產(chǎn)量3209 kg/hm2）的糜黍品種6個，屬于中晚熟類型，比對照減產(chǎn)的品種有4個。產(chǎn)量最高的達到4262 kg/hm2，是‘灰軟糜子（安塞）'，比對照增產(chǎn)高達31.11%。它的生育期106天，株高151.2 cm，支穗數(shù)26.4，出糜率82.4%，千粒重7.7 g，綜合性狀較優(yōu)。

糜黍品種產(chǎn)量與各性狀的關(guān)聯(lián)度大小順序依次為：生育期＞株高＞出谷率＞單穗重＞支穗數(shù)＞穗長＞千粒重＞單穗粒重。生育期與產(chǎn)量的關(guān)聯(lián)度最大（r= 0.42473），其次為株高（r=0.4129），第3為出谷率（r=0.40257），第4為單穗重（r=0.37465），第5為支穗數(shù)（r= 0.36999）、第6為穗長（r=0.34159）。糜黍育種中，生育期適當延長，抗倒伏性好的情況下提升株高和穗長，增大出糜率，調(diào)控增加支穗數(shù)，是高產(chǎn)育種的有效途徑。

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Grey Correlative Degree Analysis and Comprehensive Evaluation of Different Varieties of Broomcorn Millet

Jing Xiaolan，Shi Gensheng，Shi Guanyan
（Shanxi Academy of Agricultural Sciences，Taiyuan 030006，Shanxi，China）

The aim was to discuss high yield breeding through comprehensive evaluation of main agronomic characters of different broomcorn millet varieties.The classification was conducted using cluster analysis methods，and the correlation degree between the main agronomic characters and yield was ranked by the gray correlation degree method.The results showed that the correlation degree between 8 agronomic characters of 18 broomcorn millet varieties and yield was as follows:growth duration＞stem height＞rates of broomcorn millet＞spike weight per ear＞number of branches＞spike length＞1000-seed weight＞single ear weigh.6 of the 18 tested varieties had 20%more yield than that of the control‘Jinshu 4'.Among them，the yield of‘soft grey broomcorn millet（Ansai）'reached 4262 kg/hm2and ranked the first，which was 31.11%higher than that of the control variety‘Jinshu34'which was 3209 kg/hm2.In order to obtain the high yield of different varieties，the cultivation period should be extended，stem height and branching spike number should be regulated by density to improve the rates of broomcorn millet，and make groups and individual reach the best state in growth and development.

Broomcorn Millet；Variety Selection；Cluster Analysis；Grey Correlative Degree

S516

A論文編號：cjas16030017

“十二五”國家科技支撐計劃子課題“晉北糜黍高效豐產(chǎn)技術(shù)研究集成與示范”（2014BAD07B03-06）。

景小蘭，女，1960年出生，山西汾陽人，副研究員，本科，主要從事農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣和科技開發(fā)研究工作。通信地址：030006山西省太原市龍城大街81號山西省農(nóng)業(yè)科學(xué)院技術(shù)推廣處，Tel：0351-7075975，E-mail：jingxiaolan1960@126.com。

史關(guān)燕，女，1968年出生，河南息縣人，副研究員，本科，主要從事谷子遺傳育種和栽培研究。通信地址：032200山西省農(nóng)科院經(jīng)濟作物研究所山西省汾陽市南門外經(jīng)作所，Tel：0358-3338768，E-mail：jzsguanyan@126.com。

2016-03-21，

2016-05-20。