周得寶 王娟 王五洲 吳蘭云 徐茂林 李明兵 周言虎 竇樂
摘要[目的]研究淮北地區(qū)夏玉米品系(種)的產(chǎn)量與主要農(nóng)藝性狀關(guān)聯(lián)度。[方法]運用灰色關(guān)聯(lián)度分析方法,研究14個夏玉米品系(種)的產(chǎn)量與10個主要農(nóng)藝性狀間關(guān)聯(lián)的主次關(guān)系及各性狀間的相互關(guān)聯(lián)程度。[結(jié)果]有76.9%品系的產(chǎn)量顯著高于對照鄭單958;主要農(nóng)藝性狀與產(chǎn)量關(guān)聯(lián)度大小依次為禿尖長、株高、穗行數(shù)、穗長、行粒數(shù)、穗位高、百粒重、倒伏倒折率、出籽率、穗粗。[結(jié)論]在育種實踐中應(yīng)盡可能選擇禿尖短、株高中等偏上、穗行數(shù)較多和穗長較長的品系。
關(guān)鍵詞玉米;關(guān)聯(lián)度分析;產(chǎn)量;農(nóng)藝性狀
中圖分類號S513文獻標識碼A文章編號0517-6611(2017)26-0048-04
Comparison of Yield and Correlation Degree between Main Agronomic Traits of Summer Maize Lines(Varieties)
ZHOU Debao1,WANG Juan2,WANG Wuzhou3 et al
(1.Suzhou Academy of Agricultural Sciences,Suzhou,Anhui 234000;2.Anhui Huacheng Seed Industry Co.,Ltd.,Suzhou,Anhui 234000;3.Lingbi County Agriculture Committee,Suzhou,Anhui 234200)
Abstract[Objective]The yield of summer maize and correlation degree of agronomic traits in Huaibei region were studied.[Method] Based on the grey relational analysis method,the relationship between the yield of 14 summer maize lines(varieties) and 10 main agronomic traits and the correlation between the traits were studied.[Result] The yield of 76.9% lines was significantly higher than that of control Zhengdan 958. The correlation degree order of main agronomic traits and yield was as follows:bare top length,plant height,ear row number,ear length,row grains,ear height,100seed weight,lodging and stem broken rates,seedproducing percentage,ear diameter.[Conclusion]In the breeding practice, we should choose the long lines of the bald tip shorter,plant height higher,ear rows more.
Key wordsMaize;Correlation degree analysis;Yield;Agronomic traits
玉米是重要的糧食作物、飼料作物和經(jīng)濟作物,在我國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和國民經(jīng)濟發(fā)展中占有重要的地位。根據(jù)玉米種植結(jié)構(gòu)調(diào)整規(guī)劃,到2020年我國玉米種植面積將減少333萬hm2。提高單產(chǎn)水平將是進一步增加玉米產(chǎn)量的重要途徑。產(chǎn)量是一個復(fù)雜的數(shù)量性狀,受多個性狀因素共同影響,弄清各個因素對產(chǎn)量的影響,將對育種家選育優(yōu)良品系有極大的參考價值。目前,評價作物產(chǎn)量與性狀關(guān)系的方法大體上有方差分析、決定系數(shù)分析、回歸分析、通徑分析等,但各有優(yōu)缺點。而灰色關(guān)聯(lián)度分析法是研究作物多元性狀相對重要性的良好方法[1],該方法是在20世紀80年代提出的一種分析理論,能較好地反映事物的本質(zhì),具有所需樣本小、方法簡便、信息量大的優(yōu)點。在玉米產(chǎn)量與性狀的關(guān)系上,運用灰色關(guān)聯(lián)度分析法進行分析此前報道較多并取得一定的結(jié)果。尹麗俠等[2]研究認為行粒數(shù)、單位面積穗數(shù)、株高、出籽率與夏玉米產(chǎn)量關(guān)聯(lián)度較大;魏鋒等[3]研究認為各性狀與產(chǎn)量的關(guān)聯(lián)度依次是穗粗、百粒重、行粒數(shù)、穗長、穗行數(shù)、倒伏倒折率、穗軸直徑、出籽率、生育期、株高、穗位高、100 d 籽粒含水量;李清超等[4]研究表明各性狀與產(chǎn)量的關(guān)聯(lián)度大小依次為單穗粒重、株高、穗位高、穗行數(shù)、百粒重、禿尖、生育期、穗長;陳舉林[5]研究認為灰色關(guān)聯(lián)度分析可作為品種區(qū)域試驗中對參試品種進行綜合評判的一種有效方法;王麗華等[6]研究認為主要主要農(nóng)藝性狀與產(chǎn)量的關(guān)聯(lián)度依次為百粒重、穗長、行粒數(shù)、葉片數(shù)、雄穗分枝數(shù)、穗柄長度、穗粗、禿頂、穗位高、行粒數(shù)、株高;孫峰成等[7]研究認為與產(chǎn)量密切相關(guān)的農(nóng)藝性狀是出籽率、行粒數(shù)、穗粗、百粒質(zhì)量、株高等;與粗蛋白、粗脂肪、粗淀粉和賴氨酸含量等營養(yǎng)品質(zhì)密切相關(guān)的農(nóng)藝性狀是穗粒數(shù)、百粒質(zhì)量、行粒數(shù)、出籽率、穗行數(shù)。在保證適當(dāng)株高的前提下,要注重選育出籽率、百粒質(zhì)量較高品種。賈曉軍等[8]研究表明穗粗、葉片數(shù)、穗長、株高和穗行數(shù)與產(chǎn)量關(guān)聯(lián)度較大。前人相關(guān)研究中,因試驗區(qū)域生態(tài)條件、生產(chǎn)水平及所選用材料不同,造成結(jié)果不盡相同??梢?,灰色關(guān)聯(lián)度分析受氣候、田間肥力、材料等多個因素制約,在實際中,必須針對特定環(huán)境作物品種進行研究。筆者利用灰色關(guān)聯(lián)分析法對淮北地區(qū)夏玉米品系(種)的產(chǎn)量與其性狀關(guān)聯(lián)度進行分析,以期為當(dāng)?shù)赜衩灼废担ǚN)選擇、栽培生產(chǎn)提供理論參考。
1材料與方法
1.1材料
參試玉米品系(種)有SZ01、SZ02、SZ03、SZ04、SZ05、SZ06、SZ07、SZ08、SZ09、SZ10、SZ11、SZ12、SZ13和CK(鄭單958)共14個。
1.2試驗設(shè)計
2016年6—10月將參試玉米品系(種)種植于安徽省宿州市紫蘆湖良種繁殖場科研所試驗田中,該田塊地勢平坦,耕層厚度26 cm左右,土壤為砂姜黑土,肥力中等,有機質(zhì)15.34 g/kg、全氮 0.76 g/kg、有效磷7.7 mg/kg、速效鉀90 mg/kg、堿解氮65 mg/kg,pH 7.6。采取隨機區(qū)組排列,3次重復(fù),5行區(qū),行長6.67 m,行距0.60 m、株距0.22 m,密度7.5萬株/hm2,實收中間3行計產(chǎn)。
1.3測定項目
田間性狀調(diào)查:從每小區(qū)第1行第4棵開始連續(xù)測量10株正常生長植株;室內(nèi)考種性狀調(diào)查:從第1行第4棵開始連續(xù)取10個符合標準果穗測量,再以3次重復(fù)平均值進行數(shù)據(jù)分析。調(diào)查性狀有株高、穗位高、倒伏倒折率、穗長、穗行數(shù)、禿尖長、百粒重、出籽率、行粒數(shù)、穗粗和小區(qū)產(chǎn)量。
1.4分析方法
1.4.1采用Excel和DPS 7.05進行數(shù)據(jù)處理和分析。根據(jù)灰色系統(tǒng)理論要求[9-11],將14個參試品系(種)的10個農(nóng)藝性狀看作一個灰系統(tǒng)。在分析性狀對產(chǎn)量的影響時,以產(chǎn)量為參考數(shù)列,記作X0,其他各性狀為比較數(shù)列,記作株高(X1)、穗位高(X2)、倒伏倒折率(X3)、穗長(X4)、穗行數(shù)(X5)、禿尖長(X6)、百粒重(X7)、出籽率(X8)、行粒數(shù)(X9)、穗粗(X10)。而在分析所有性狀間的相互關(guān)系時,各性狀分別作為參考數(shù)列和比較數(shù)列,即可構(gòu)建出各個性狀間的關(guān)聯(lián)矩陣。
1.4.2數(shù)據(jù)標準化。各個性狀間存在單位不一致的情況,要對數(shù)據(jù)進行標準化(無量綱化)處理,公式Xi′(K)=[Xi(K)-]/Si,式中Xi′(K)為標準化后的處理值;Xi(K)為各性狀原始數(shù)據(jù);為同一性狀平均值;Si為同一性狀標準差。
1.4.3參考序列(產(chǎn)量)與比較序列(其他性狀)的絕對差值。根據(jù)無量綱化值計算參考序列(產(chǎn)量)與比較序列(其他性狀)的絕對差值,即絕對差值Δi(K)= | Xi′(K)-X0′(K)|。
1.4.4產(chǎn)量與各性狀的關(guān)聯(lián)系數(shù)。灰色關(guān)聯(lián)系數(shù) ξi(K)=(Δmin+ρΔmax)/[Δi(K)+ρΔmax]。Δmin為絕對差值 Δi(K)的最小值(0),Δmax為絕對差值 Δi(K)的最大值(3.892 9),ρ為分辨系數(shù),0<ρ<1,一般取 ρ=0.5。
1.4.510個比較性狀對產(chǎn)量的關(guān)聯(lián)度和關(guān)聯(lián)序。
按公式γi=(1/N)×ξi(k)計算,求得各比較數(shù)列與參考數(shù)列的關(guān)聯(lián)度和關(guān)聯(lián)序。
2結(jié)果與分析
2.114個玉米品系(種)產(chǎn)量分析
由表1可知,與CK相比產(chǎn)量達到極顯著差異的有9個品系,分別是SZ06、SZ02、SZ13、SZ09、SZ05、SZ03、SZ11、SZ08和SZ12,分別比CK增產(chǎn)28.0%、25.0%、22.1%、13.4%、12.6%、11.9%、11.7%、10.6%、8.5%;SZ10比CK增產(chǎn)6.1%,差異達到顯著水平;其他3個品系比CK產(chǎn)量低,但差異不顯著。
方差分析結(jié)果表明,區(qū)組間P=0.220 7>0.05,區(qū)組間無差異,表明該次試驗田間肥力較勻、排列合理、試驗科學(xué)規(guī)范;處理間P=0.000 1<0.01,表明品系間產(chǎn)量差異達到極顯著水平。
2.214個玉米品系(種)主要農(nóng)藝性狀與產(chǎn)量的關(guān)聯(lián)度分析
將14個品系(種)10個農(nóng)藝性狀的平均值列于表2,并對各性狀數(shù)據(jù)進行標準化(無量綱化)處理(表3)。根據(jù)無量綱化值計算參考序列(產(chǎn)量)與比較序列(其他性狀)的絕對差值,結(jié)果見表4。各品系(種)產(chǎn)量與各性狀的關(guān)聯(lián)系數(shù)見表5。10個比較性狀對產(chǎn)量的關(guān)聯(lián)度及關(guān)聯(lián)序見表6。從表6可以看出,淮北地區(qū)夏玉米產(chǎn)量與各農(nóng)藝性狀的灰色關(guān)聯(lián)度大小依次為禿尖長、株高、穗行數(shù)、穗長、行粒數(shù)、穗位高、百粒重、倒伏倒折率、出籽率、穗粗。根據(jù)灰色關(guān)聯(lián)度分析原則,灰色關(guān)聯(lián)度大的比較序列與參考序列的關(guān)系密切,關(guān)聯(lián)度小的比較序列與參考數(shù)列關(guān)系較遠,說明與產(chǎn)量關(guān)聯(lián)較緊密的農(nóng)藝性狀是禿尖長和株高,其次是穗行數(shù)、穗長、行粒數(shù)和穗位高,最后是百粒重、倒伏倒折率、出籽率和穗粗。在新品系選育中,應(yīng)注重禿尖短、株高中等偏上、穗行數(shù)較多和穗長較長的品系。
2.3玉米品種(系)10個主要農(nóng)藝性狀間關(guān)聯(lián)度分析
由表7可知,株高與其他農(nóng)藝性狀的關(guān)聯(lián)度從大到小為禿尖長、倒伏倒折率、百粒重、穗位高、穗長、穗行數(shù)、行粒數(shù)、穗粗、出籽率;穗位高與其他農(nóng)藝性狀的關(guān)聯(lián)度從大到小為行粒數(shù)、穗行數(shù)、株高、倒伏倒折率、穗長、出籽率、百粒重、禿尖長、穗粗;倒伏倒折率與其他農(nóng)藝性狀的關(guān)聯(lián)度從大到小為株高、行粒數(shù)、出籽率、穗位高、穗長、穗行數(shù)、穗粗、禿尖長、
百粒重;穗長與其他農(nóng)藝性狀的關(guān)聯(lián)度從大到小為株高、禿尖長、穗位高、行粒數(shù)、倒伏倒折率、穗行數(shù)、百粒重、出籽率、穗粗;穗行數(shù)與其他農(nóng)藝性狀的關(guān)聯(lián)度大到小為穗位高、禿
尖長、株高、倒伏倒折率、行粒數(shù)、穗長、穗粗、百粒重、出籽
率;禿尖長與其他農(nóng)藝性狀的關(guān)聯(lián)度從大到小為株高、穗行數(shù)、穗長、倒伏倒折率、行粒數(shù)、百粒重、穗位高、穗粗、出籽率;百粒重與其他農(nóng)藝性狀的關(guān)聯(lián)度從大到小為株高、穗位高、穗粗、穗行數(shù)、倒伏倒折率、行粒數(shù)、穗長、禿尖長、出籽率;出籽率與其他農(nóng)藝性狀的關(guān)聯(lián)度從大到小為倒伏倒折率、行粒數(shù)、穗位高、穗粗、穗行數(shù)、穗長、禿尖長、百粒重、株高;行粒數(shù)與其他農(nóng)藝性狀的關(guān)聯(lián)度從大到小為穗位高、倒伏倒折率、出籽率、穗長、株高、穗行數(shù)、禿尖長、穗粗、百粒重;穗粗與其他農(nóng)藝性狀的關(guān)聯(lián)度從大到小為倒伏倒折率、百粒重、出籽率、穗行數(shù)、行粒數(shù)、穗長、禿尖長、穗位高、株高。
由以上分析可以看出,株高同時與多個性狀的關(guān)聯(lián)度較大,說明株高是一個同時與多個性狀相互影響的重要農(nóng)藝性狀。同時可以看出,玉米是一個有機的整體,性狀間均存在相互影響,生產(chǎn)上兼顧各性狀的協(xié)調(diào)發(fā)展,以最大限度地發(fā)揮玉米品種自身各因素的增產(chǎn)潛力。
3 結(jié)論與討論
從該次產(chǎn)量比較結(jié)果來看,有76.9%材料產(chǎn)量顯著高于CK(鄭單958),說明在玉米育種過程中,近幾年取得了比較可喜的成績,但新選材料能否大面積推廣應(yīng)用,還需要多年多點考察。
灰色關(guān)聯(lián)度是灰色數(shù)學(xué)中的一種方法,其用來研究事物相互關(guān)聯(lián)、相互作用的復(fù)雜因素的影響作用,確定影響事物的本質(zhì)因素,使各種影響因素之間的“灰色”關(guān)系清晰化[12]。該研究通過灰色關(guān)聯(lián)度分析得出,禿尖長、株高、穗行數(shù)及穗長與產(chǎn)量的關(guān)聯(lián)度較大,其中李光發(fā)等[13]研究表明與產(chǎn)量關(guān)聯(lián)度較大的農(nóng)藝性狀有禿尖長和穗長,但在位次上有差別;株高與前人[14]的研究報道一致;穗長與李春霞等[15]的報道結(jié)果一致。說明灰色關(guān)聯(lián)度分析在該研究中具有很好的應(yīng)用價值。
玉米產(chǎn)量是受多種因素共同影響的復(fù)雜數(shù)量性狀,不同生態(tài)區(qū)農(nóng)藝性狀對產(chǎn)量的貢獻也是有差別的,而灰色關(guān)聯(lián)分析法是一種能夠?qū)⑵渌蛩匕凑沼绊懘笮^(qū)分開來的一種方法。該研究分析表明,對產(chǎn)量影響關(guān)聯(lián)度大小順序為禿尖長、株高、穗行數(shù)、穗長、行粒數(shù)、穗位高、百粒重、倒伏倒折率、出籽率、穗粗。試驗材料、試驗地點及當(dāng)年氣象條件的差異,可能會造成不同研究存在一定的差異。
該研究分析表明,株高是一個極為敏感且重要的農(nóng)藝性狀,其中與倒伏倒折率、穗長、禿尖長和百粒重關(guān)聯(lián)度第一,與產(chǎn)量關(guān)聯(lián)度第二,與出籽率和穗粗關(guān)聯(lián)度較小。在新品系選育工作中應(yīng)選擇禿尖短、株高中等偏上、穗行數(shù)較多和穗長較長的品系,協(xié)調(diào)源與庫的關(guān)系,保證產(chǎn)量的增加。
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