臨麥4號主要經(jīng)濟(jì)性狀的相關(guān)與通徑分析

李龍 李寶強(qiáng) 劉飛 王靖 周忠新 孔令國 樊青峰

摘要 [目的]為生產(chǎn)上采取相應(yīng)的栽培措施及良種良法技術(shù)配套提供科學(xué)依據(jù)。[方法]采用逐步回歸、相關(guān)與通徑分析等多元分析方法研究了優(yōu)良小麥新品種臨麥4號的主要經(jīng)濟(jì)性狀與產(chǎn)量間的相關(guān)關(guān)系。[結(jié)果]穗數(shù)、穗粒數(shù)及千粒重與產(chǎn)量間達(dá)顯著或極顯著偏相關(guān)，各主要經(jīng)濟(jì)性狀對產(chǎn)量的直接效應(yīng)由大到小順序依次為穗粒數(shù)、穗數(shù)、千粒重、株高、冬前群體。穗數(shù)、穗粒數(shù)和千粒重是影響產(chǎn)量的主要經(jīng)濟(jì)性狀，冬前群體與株高能顯著影響穗數(shù)，但株高過高則影響穗粒數(shù)的增加。[結(jié)論]各性狀間的有機(jī)結(jié)合能使臨麥4號發(fā)揮出最大的增產(chǎn)效應(yīng)。

關(guān)鍵詞 冬小麥；逐步回歸；相關(guān)系數(shù)；通徑系數(shù)；效應(yīng)

中圖分類號 S512.1文獻(xiàn)標(biāo)識碼 A文章編號 0517-6611（2018）16-0047-04

Abstract [Objective]To provide scientific basis for adopting corresponding cultivation measures in production and good cultivar and technical support. [Method] Stepwise regression， correlation and path analysis and other multivariate analysis methods were used to research the correlation between major economic traits and yield of new wheat variety Linmai 4. [Result] Ear number， seeds per ear and 1 000grain weight had significant or extremely significant partial correlation with yield. The direct effects of major economic traits on yield from big to small was in the order of seeds per ear， ear number， 1 000grain weight， plant height， population before winter. Ear number， seeds per ear and 1 000grain weight were the major economic traits affecting the yield. Population before winter and plant height significantly affected the ear number， but overhigh plant influenced the increase of seeds per ear. [Conclusion] Linmai 4 could extert the maximum yield increasing effect only when the traits were organically combined.

Key words Winter wheat；Stepwise regression；Correlation coefficient；Path coefficient；Effect

臨麥4號[1]小麥新品種是山東省臨沂市農(nóng)科院采用雜交系圃法育種手段培育成功的優(yōu)良冬小麥新品種，已于2006年8月通過山東省農(nóng)作物品種審定委員會(huì)審定，并連續(xù)多年被列為山東省小麥秋種主推品種，為了充分發(fā)揮該品種豐產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)、多抗等優(yōu)良性狀，在生產(chǎn)中發(fā)揮增產(chǎn)增效的作用，由山東省科技廳立項(xiàng)、臨沂市農(nóng)業(yè)科學(xué)院承擔(dān)了“臨麥4號超高產(chǎn)小麥新品種示范與推廣”農(nóng)業(yè)科技成果資金轉(zhuǎn)化課題項(xiàng)目。在此基礎(chǔ)上，筆者綜合分析了影響臨麥4號產(chǎn)量的主要經(jīng)濟(jì)性狀間的相互關(guān)系，為生產(chǎn)上采取相應(yīng)的栽培措施及進(jìn)行良種良法技術(shù)配套提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)于2015—2016年在臨沂市農(nóng)業(yè)科學(xué)院進(jìn)行。前茬為夏大豆，土質(zhì)為黏壤土，播前取0～20 cm土層的土壤樣品經(jīng)風(fēng)干后化驗(yàn)分析，土壤有機(jī)質(zhì)1.160 0%，全氮0.096 5%，全磷0.148 3%，堿解氮98.6 mg/kg，速效磷18.5 mg/kg，速效鉀136.0 mg/kg。

1.2 材料

供試品種為臨麥4號。

1.3 方法

采用五因素二次正交旋轉(zhuǎn)組合設(shè)計(jì)試驗(yàn)方法，（1/2）實(shí)施[2]，處理因素分別為基施純氮量、追施純氮量、五氧化二磷、氧化鉀及基本苗，試驗(yàn)共36個(gè)小區(qū)，不設(shè)重復(fù)[3-5]。10月6日播種，試驗(yàn)共計(jì)36個(gè)小區(qū)，長6.67 m，寬2.00 m，面積13.34 m2，各處理隨機(jī)排列，區(qū)內(nèi)條播8行小麥。生育期間澆好越冬水、起身拔節(jié)水和灌漿水，其他如化學(xué)除草防治病蟲害等措施適時(shí)進(jìn)行，每小區(qū)單收單打，統(tǒng)計(jì)產(chǎn)量。按不同處理小區(qū)調(diào)查冬前群體、最大群體、株高及穗數(shù)，并計(jì)算成穗率。成熟時(shí)，每小區(qū)選取有代表性的植株各20株，用作室內(nèi)考種，調(diào)查穗粒數(shù)及單穗粒重，從小區(qū)產(chǎn)量中取樣調(diào)查千粒重。

1.4 數(shù)據(jù)處理

采用山東農(nóng)業(yè)大學(xué)研制的AMS軟件包在計(jì)算機(jī)中處理數(shù)據(jù)。

2 結(jié)果與分析

2.1 最優(yōu)回歸方程的確立

為了明確臨麥4號小麥產(chǎn)量與主要經(jīng)濟(jì)性狀間的定量關(guān)系，進(jìn)行逐步回歸分析，剔除作用不顯著的效應(yīng)性狀。結(jié)果表明，冬前群體、株高、穗數(shù)、穗粒數(shù)及千粒重極顯著影響臨麥4號的產(chǎn)量，其線性最優(yōu)回歸方程為：

Y=-991.231 9+0.062 4X1+0.700 5X4+16.086 2X5+13.253 9X6+6.668 4X7。

顯著性測驗(yàn)顯示，F(xiàn)=83.854 2>F0.01（5，30）=3.70，復(fù)相關(guān)系數(shù)為0.966 0，達(dá)極顯著水平。雖然該產(chǎn)量三要素間存在相互制約關(guān)系，但通過實(shí)行精種細(xì)管、改善植株?duì)I養(yǎng)、協(xié)調(diào)個(gè)體與群體生長發(fā)育、不同生育階段實(shí)行合理促控等一系列管理措施，可緩解該3者之間的制約關(guān)系，使其平衡發(fā)展。由表1可知，各處理產(chǎn)量結(jié)構(gòu)三要素變化范圍較廣，穗數(shù)變幅為405.0萬～555.0萬/hm2，穗粒數(shù)為35.3～52.7，千粒重為44.5～47.0 g，說明優(yōu)良的環(huán)境使三要素協(xié)調(diào)發(fā)展，對提高臨麥4號小麥產(chǎn)量有明顯的效果。

2.2 主要經(jīng)濟(jì)性狀間的相關(guān)分析

簡單相關(guān)系數(shù)可采用以下公式求得：

其中，SQR表示平方根，Cij為Rij之逆矩陣。根據(jù)上式求得簡單相關(guān)系數(shù)及偏相關(guān)系數(shù)（表2）。

2.2.1 簡單相關(guān)分析。 簡單相關(guān)系數(shù)反映了兩兩性狀間的相互關(guān)系，因而能直觀地表示性狀間的依存程度，是間接控制的依據(jù)。從表2可以看出，臨麥4號產(chǎn)量與穗粒數(shù)及單穗粒重的相關(guān)達(dá)顯著水平，與穗數(shù)間的相關(guān)也達(dá)到10%顯著水平，與其他性狀間的相關(guān)不明顯。因而，在提高小麥產(chǎn)量促控經(jīng)濟(jì)性狀時(shí)，應(yīng)首先采取措施促進(jìn)穗粒數(shù)及單穗粒重的增加，從構(gòu)成產(chǎn)量結(jié)構(gòu)的因素方面看，穗數(shù)是小麥的群體特征，而穗粒數(shù)及單穗粒重是小麥穗部個(gè)體發(fā)育的象征，所以從實(shí)踐指導(dǎo)意義上對臨麥4號各經(jīng)濟(jì)性狀進(jìn)行合理促控時(shí)，既要考慮群體穩(wěn)健均衡發(fā)展，又要保證小麥穗部個(gè)體的發(fā)育，才有益于小麥產(chǎn)量的進(jìn)一步提高。

在各經(jīng)濟(jì)性狀之間，穗粒數(shù)與單穗粒重間呈極顯著正相關(guān)，最大群體與成穗率達(dá)10%的顯著負(fù)相關(guān)，與穗數(shù)間達(dá)10%的顯著正相關(guān)。

2.2.2 偏相關(guān)分析。簡單相關(guān)系數(shù)只是在表觀上反映了性狀之間的相互聯(lián)系，而未從根本上反映其相互關(guān)系。實(shí)際上，臨麥4號這些經(jīng)濟(jì)性狀皆為數(shù)量性狀，它們不僅受環(huán)境栽培因素影響較大，而且各性狀之間也相互制約、相互影響。上述的簡單相關(guān)分析只是從表觀上反映性狀間的相互聯(lián)系，而忽略了其他性狀的影響，而偏相關(guān)分析是建立在綜合性狀中其余性狀不變的基礎(chǔ)上該2個(gè)性狀間的相互關(guān)系，因此更具有科學(xué)性、可靠性和真實(shí)性，能真正反映出2者相互依賴、相互制約的相關(guān)關(guān)系。從而為生產(chǎn)中農(nóng)藝措施的決策提供主攻方向。

由表2可知，在各經(jīng)濟(jì)性狀中，只有穗數(shù)和穗粒數(shù)與小麥產(chǎn)量間的偏相關(guān)達(dá)到10%顯著正相關(guān)水平，因此合理促進(jìn)2個(gè)性狀值的增加能大幅度提高產(chǎn)量。冬前群體及株高與產(chǎn)量間偏相關(guān)系數(shù)為0.037 3和0.049 2，為正向相關(guān)關(guān)系，因此適當(dāng)加大冬前群體對提高幼苗素質(zhì)，增強(qiáng)抗逆能力，促進(jìn)產(chǎn)量的提高具有重要意義[6]。千粒重與小麥產(chǎn)量間偏相關(guān)系數(shù)達(dá)0.214 5，千粒重是構(gòu)成產(chǎn)量的有效組成成分，又是構(gòu)成小麥籽粒品質(zhì)的重要因素，因此生產(chǎn)管理上也應(yīng)給予重視。小麥株高雖然與產(chǎn)量間的偏相關(guān)系數(shù)為正值，但株高增加易引起養(yǎng)分向非產(chǎn)量器官轉(zhuǎn)移，致使群體過大、田間郁閉、莖桿細(xì)弱、田間通風(fēng)透光條件差、易引起倒伏和抗病能力下降、不利于產(chǎn)量水平的進(jìn)一步提高，因此應(yīng)控制株高82～84 cm為宜。最大群體、成穗率與穗數(shù)間偏相關(guān)系數(shù)，穗粒數(shù)、千粒重與單穗粒重間偏相關(guān)系數(shù)均為極顯著正相關(guān)，最大群體與成穗率之間、穗粒數(shù)與千粒重之間的偏相關(guān)系數(shù)達(dá)極顯著負(fù)向相關(guān)，因此在對有利于產(chǎn)量提高的性狀促控中，上述顯著或極顯著偏相關(guān)關(guān)系不容忽視。

2.3 主要經(jīng)濟(jì)性狀的通徑分析

在相關(guān)分析的基礎(chǔ)上進(jìn)行通徑分析，可更清楚地了解各性狀對臨麥4號產(chǎn)量的直接和間接影響程度。為了更確切地了解各經(jīng)濟(jì)性狀對產(chǎn)量作用的大小和作用方向、提高分析精度，應(yīng)采用莫惠棟通徑分析理論。即在逐步回歸分析的基礎(chǔ)上，剔除那些對產(chǎn)量無顯著效應(yīng)的經(jīng)濟(jì)性狀，并盡可能多地保留基礎(chǔ)信息。經(jīng)過上述處理后，剔除了最大群體、成穗率和單穗粒重。在此基礎(chǔ)上，以5個(gè)重要經(jīng)濟(jì)性狀為自變量，以小麥產(chǎn)量為依變量作通徑分析，即在估算相關(guān)系數(shù)的前提下，將各Rij代入下列聯(lián)立方程組：

2.3.1 冬前群體與產(chǎn)量間的效應(yīng)。雖然冬前群體對產(chǎn)量間效應(yīng)的相關(guān)系數(shù)為較大的正值（0.348 2），但其本身對產(chǎn)量的直接效應(yīng)卻較?。?.010 5），雖具有一定的正向促進(jìn)效應(yīng)，但主要作用是由于冬前群體棵壯、發(fā)達(dá)，為生產(chǎn)管理帶來了方便，而形成較多的穗數(shù)，通過穗數(shù)對產(chǎn)量產(chǎn)生較大的間接促進(jìn)效應(yīng)而達(dá)較大的正值（0.361 6），因此生產(chǎn)中應(yīng)采取適期早播、適宜基本苗的基礎(chǔ)上，通過間苗、補(bǔ)苗等措施，達(dá)到苗全、苗勻、苗壯，形成穩(wěn)健的冬前群體，同時(shí)應(yīng)做好澆灌冬水、化學(xué)除草及早春中耕劃鋤等栽培措施，以鞏固群體質(zhì)量，為壯蘗及形成足夠的穗數(shù)打好基礎(chǔ)。此外，冬前群體又通過穗粒數(shù)及千粒重對產(chǎn)量產(chǎn)生較小的負(fù)效應(yīng)，在生產(chǎn)實(shí)踐中也應(yīng)引起注意。

2.3.2 株高與產(chǎn)量間的效應(yīng)。株高是植株形態(tài)性狀的重要指標(biāo)，雖然在表觀上看其與產(chǎn)量間呈正向促進(jìn)關(guān)系，但實(shí)際上株高對產(chǎn)量的直接通徑系數(shù)卻較小，主要是若株高較高，勢必引起春季最大群體過大，造成田間通風(fēng)透光條件較差，莖桿細(xì)弱，抗病抗倒能力降低，光合產(chǎn)物積累分配失衡，不孕小花增加，導(dǎo)致穗粒數(shù)減少，千粒重降低，從而限制了產(chǎn)量的進(jìn)一步提高。從表3可以看出，株高通過穗粒數(shù)和千粒重對產(chǎn)量產(chǎn)生了較大的負(fù)效應(yīng)，間接通徑系數(shù)分別為-0.315 1和-0.040 6，這充分說明了株高對粒重的影響。但株高通過冬前群體及穗數(shù)對產(chǎn)量卻產(chǎn)生較大的正向促進(jìn)效應(yīng)，特別是通過穗數(shù)對產(chǎn)量的間接通徑系數(shù)達(dá)0.403 8，說明促進(jìn)株高增高，群體過大，易形成較大的穗數(shù)。春季麥田肥水管理應(yīng)與后期增粒重措施相配套，促進(jìn)穗、粒、重3因素協(xié)調(diào)發(fā)展。

2.3.3 穗數(shù)與產(chǎn)量間的效應(yīng)。穗數(shù)是小麥產(chǎn)量結(jié)構(gòu)的重要組成成分，其與產(chǎn)量的表觀相關(guān)系數(shù)為0.593 2，直接通徑系數(shù)為0.700 9，僅次于穗粒數(shù)的增產(chǎn)效果。從表3可以看出，穗數(shù)通過穗粒數(shù)及千粒重對產(chǎn)量均產(chǎn)生負(fù)效應(yīng)，這表明穗數(shù)雖然對產(chǎn)量的形成具有較大的促進(jìn)作用，但又同多個(gè)重要經(jīng)濟(jì)性狀間存在相互制約關(guān)系，因此生產(chǎn)中盲目追求穗數(shù)，大播量大群體的生產(chǎn)模式是不可取的，不應(yīng)偏面追求穗數(shù)的提高而帶來其他負(fù)效應(yīng)。一般應(yīng)保證穗數(shù)480萬～540萬/hm2為宜。

2.3.4 穗粒數(shù)與產(chǎn)量間的效應(yīng)。穗粒數(shù)對產(chǎn)量影響的直接通徑系數(shù)為0.781 7，處于各經(jīng)濟(jì)性狀中第一位，其通過其他性狀對產(chǎn)量的間接效應(yīng)中，雖然均為負(fù)效應(yīng)值，但所占比例較小，而且與產(chǎn)量間表觀相關(guān)系數(shù)達(dá)0.654 3，達(dá)顯著水平，是影響產(chǎn)量的最重要的經(jīng)濟(jì)性狀。因此，增加臨麥4號小麥良種的穗粒數(shù)對挖掘其豐產(chǎn)潛力，實(shí)現(xiàn)高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)具有不可忽視的作用。

2.3.5 千粒重與產(chǎn)量間的效應(yīng)。千粒重對產(chǎn)量影響的直接通徑系數(shù)為0.087 6，僅次于穗數(shù)和穗粒數(shù)，居第三位，但通過株高、冬前群體、穗數(shù)及穗粒數(shù)均產(chǎn)生負(fù)效應(yīng)，由于千粒重又是小麥籽粒品質(zhì)的重要指標(biāo)，特別是在小麥后期管理中，應(yīng)采取防治小麥病蟲害、化學(xué)調(diào)控、合理肥水管理、防止小麥倒伏等措施，增強(qiáng)臨麥4號抗逆能力，保證正常落黃，促進(jìn)粒重提高。

綜上所述，在生產(chǎn)管理中，臨麥4號創(chuàng)高產(chǎn)的關(guān)鍵是在足夠穗數(shù)的基礎(chǔ)上，爭取穗大、粒重，充分發(fā)揮臨麥4號豐產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、抗病、多抗等優(yōu)良品質(zhì)性狀。在生產(chǎn)中，應(yīng)首先培育冬前群體，在勻苗壯苗的基礎(chǔ)上，加強(qiáng)春季肥水管理，促成適宜的穗數(shù)，并加強(qiáng)后期管理，使產(chǎn)量結(jié)構(gòu)三要素穗、粒、重協(xié)調(diào)發(fā)展，才能充分挖掘其豐產(chǎn)潛力。

該研究中，剩余性狀效應(yīng)Pe=0.258 4，決定系數(shù)R2=0.933 2，表明已有93.32%的主要經(jīng)濟(jì)性狀和信息被考慮進(jìn)來，研究結(jié)果具有重要的實(shí)踐指導(dǎo)意義。

3 結(jié)論

臨麥4號產(chǎn)量主要受穗數(shù)、穗粒數(shù)、千粒重、冬前群體及株高的影響，其線性最優(yōu)回歸方程為Y= -911.231 9+0.062 4X1+0.700 5X4+16.086 2X5 +13.253 9X6 +6.668 4X7。

簡單相關(guān)系數(shù)從外觀現(xiàn)象中反映出性狀直接的關(guān)聯(lián)程度，試驗(yàn)結(jié)果表明，臨麥4號穗粒數(shù)與產(chǎn)量間相關(guān)系數(shù)為0.654 3，達(dá)顯著水平，與單穗粒重間也明顯相關(guān)，只有促成穗粒數(shù)、穗數(shù)及單穗粒重的提高，才有益于臨麥4號豐產(chǎn)潛力的發(fā)揮。

偏相關(guān)分析是建立在綜合性狀中其余性狀固定基礎(chǔ)上的相關(guān)關(guān)系，與簡單相關(guān)系數(shù)相比，更具有科學(xué)性與可靠性。試驗(yàn)結(jié)果顯示，在各經(jīng)濟(jì)性狀中，只有穗數(shù)和穗粒數(shù)與小麥產(chǎn)量間的偏相關(guān)達(dá)到較高的顯著正相關(guān)水平，合理促進(jìn)這2個(gè)性狀值的增加能大幅度提高產(chǎn)量。但其余各性狀間也產(chǎn)生顯著或極顯著影響，應(yīng)引起足夠重視。

在相關(guān)分析基礎(chǔ)上進(jìn)行各性狀對產(chǎn)量效應(yīng)的通徑分析，可更加明確各經(jīng)濟(jì)性狀的直接或間接影響程度。其中，直接效應(yīng)的影響程度由大到小依次為穗粒數(shù)、穗數(shù)、千粒重、株高、冬前群體。

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