飼料大麥鳳03-39 主要產(chǎn)量構(gòu)成因子與產(chǎn)量的相關(guān)分析和通徑分析

蔡秋華 官崇圭 楊俊青 劉 帆 李國強(qiáng) 李 江 張 睿 王 艷 嚴(yán)紹萍

（1 云南省大理白族自治州農(nóng)業(yè)科學(xué)推廣研究院，大理 671005；2 巍山彝族回族自治縣農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣站，云南巍山 672400）

鳳03-39 是大理州農(nóng)業(yè)科學(xué)推廣研究院糧作所采用系統(tǒng)育種方法選育的飼料大麥新品種，2013年通過云南省大麥品種登記，2019 年入選云南省大麥主導(dǎo)品種。該品種具有高產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)，抗條紋病、網(wǎng)斑病、條銹病和葉銹病，抗旱耐寒，適應(yīng)性廣，熟相好，糧草雙高等優(yōu)良特性，在大理州的多個(gè)縣及云南省大麥主產(chǎn)區(qū)具有較好的應(yīng)用前景[1]。有研究表明，大麥不同遺傳特性、生態(tài)條件和栽培管理措施等相互作用影響了品種的群體結(jié)構(gòu)和產(chǎn)量構(gòu)成因素，進(jìn)而決定了大麥產(chǎn)量[2-3]。建立合理的群體結(jié)構(gòu)，協(xié)調(diào)發(fā)展產(chǎn)量構(gòu)成因素是實(shí)現(xiàn)大麥高產(chǎn)的關(guān)鍵。

產(chǎn)量是育種研究的主要目標(biāo)之一，大麥產(chǎn)量與有效穗數(shù)、小穗數(shù)、單株粒重、穗實(shí)粒數(shù)、莖蘗總數(shù)、株高、穗長、千粒重、基本苗、生育期等性狀之間存在著復(fù)雜的相關(guān)關(guān)系[4-7]。不同的高產(chǎn)品種，其產(chǎn)量構(gòu)成因子對產(chǎn)量的貢獻(xiàn)以及相關(guān)程度也不盡相同；而同一品種在不同的生態(tài)條件和栽培措施下，其產(chǎn)量水平也有很大差異[8]。劉帆等[9]研究認(rèn)為有效穗數(shù)對啤酒大麥鳳大麥7 號的產(chǎn)量貢獻(xiàn)較大，穗實(shí)粒數(shù)次之，而最高莖蘗數(shù)和千粒重對產(chǎn)量則表現(xiàn)為負(fù)值。趙加濤[8]對保大麥14 號分析發(fā)現(xiàn)有效穗數(shù)與產(chǎn)量關(guān)系最密切，高產(chǎn)栽培需要協(xié)調(diào)好有效穗數(shù)、穗實(shí)粒數(shù)、千粒重三者的關(guān)系。郜戰(zhàn)寧等[10]通過對河南省13 個(gè)啤酒大麥品種（系）分析發(fā)現(xiàn)有效穗數(shù)與產(chǎn)量呈極顯著正相關(guān)，穗粒數(shù)與產(chǎn)量呈正相關(guān)，株高與產(chǎn)量呈負(fù)相關(guān)。明確產(chǎn)量構(gòu)成因素與產(chǎn)量及其間的相互關(guān)系，對于制定大麥高產(chǎn)栽培措施作用重大，以便在栽培上對產(chǎn)量構(gòu)成因素進(jìn)行合理調(diào)控，從而在生產(chǎn)上采取有效措施提高大麥產(chǎn)量。為了進(jìn)一步研究各性狀與產(chǎn)量的相關(guān)性，本試驗(yàn)通過對大理州農(nóng)科院糧作所選育的飼料大麥品種鳳03-39 的6 個(gè)產(chǎn)量構(gòu)成性狀進(jìn)行分析，旨在探究其合理的高產(chǎn)結(jié)構(gòu)和增產(chǎn)途徑，在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中采取適宜的栽培措施，促進(jìn)并協(xié)調(diào)好相關(guān)性狀的生長發(fā)育，實(shí)現(xiàn)高產(chǎn)、超高產(chǎn)目標(biāo)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料和試驗(yàn)基本情況材料為飼料大麥品種鳳03-39。采集2011-2013 年度大理州大麥品種區(qū)域試驗(yàn) 6 個(gè)試點(diǎn)共2 年的試驗(yàn)數(shù)據(jù)。試驗(yàn)點(diǎn)的設(shè)置包含了大理州不同自然生態(tài)環(huán)境、氣候類型和栽培條件。海拔范圍為1260～2200m。

1.2 試驗(yàn)方法試驗(yàn)均采用隨機(jī)區(qū)組排列，重復(fù)3次，小區(qū)面積10m2，四周設(shè)置保護(hù)行。選擇當(dāng)?shù)卮篼溩罴压?jié)令播種，田間管理及肥水調(diào)控措施略高于當(dāng)?shù)卮筇锼?，生育期間防蟲不防病。數(shù)據(jù)處理采用Excel 2007 和SPSS 20.0 軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)檢驗(yàn)，計(jì)算鳳03-39 的產(chǎn)量構(gòu)成6 因素（基本苗 x1、最高莖蘗數(shù) x2、有效穗數(shù)x3、穗實(shí)粒數(shù)x4、千粒重 x5、株高x6）的變異系數(shù)、相關(guān)系數(shù)和通徑系數(shù)，構(gòu)建各產(chǎn)量因素與產(chǎn)量的多元回歸方程，分析其對產(chǎn)量的影響及互作效應(yīng)。

2 結(jié)果與分析

2.1 產(chǎn)量及產(chǎn)量構(gòu)成因子的田間表現(xiàn)鳳03-39產(chǎn)量及各因子2 年6 個(gè)試點(diǎn)的性狀表現(xiàn)見表1。每667m2基本苗為 10.4 萬～19.2 萬，平均為16.6 萬；最高莖蘗數(shù)49.7 萬～95.3 萬，平均為65.5 萬；有效穗數(shù)29.0 萬～65.9 萬，平均為41.0 萬；成穗率為62.72%；穗實(shí)粒數(shù)30.8～47.8 粒，平均為39.5 粒；千粒重28.5～39.4g，平均為33.5g；株高63～99cm，平均為82.8cm；產(chǎn)量318.9～688.9kg，平均為501.0kg?？梢姡P03-39 是一個(gè)穗實(shí)粒數(shù)多、株高適中、高產(chǎn)、增產(chǎn)潛力大的品種。

表1 鳳03-39 產(chǎn)量及產(chǎn)量構(gòu)成因子性狀表現(xiàn)

2.2 產(chǎn)量與產(chǎn)量構(gòu)成因子的變異性分析產(chǎn)量及產(chǎn)量構(gòu)成因子變異系數(shù)大小順序?yàn)椋河行霐?shù)>產(chǎn)量>最高莖蘗數(shù)>穗實(shí)粒數(shù)>基本苗>株高>千粒重（表2）。結(jié)果說明有效穗數(shù)、產(chǎn)量、最高莖蘗數(shù)受栽培環(huán)境的影響最大，穗實(shí)粒數(shù)、基本苗、株高次之，千粒重受環(huán)境的影響最小。

表2 鳳03-39 產(chǎn)量及各因素變異系數(shù)

2.3 產(chǎn)量與產(chǎn)量構(gòu)成因子的相關(guān)性分析由表3可知，各因素與產(chǎn)量（y）的簡單相關(guān)系數(shù)除穗實(shí)粒數(shù)（x4）為負(fù)值外，其余均為正值，分別為：r1y=0.093，r2y=0.659，r3y=0.790，r4y=-0.138，r5y=0.306，r6y=0.401。相關(guān)系數(shù)（絕對值）大小依次為：有效穗數(shù)（x3）>最高莖蘗數(shù)（x2）>株高（x6）>千粒重（x5）>穗實(shí)粒數(shù)（x4）>基本苗（x1），除穗實(shí)粒數(shù)與產(chǎn)量呈較小的負(fù)相關(guān)外，其他性狀與產(chǎn)量呈正相關(guān)性。其中，各因子與產(chǎn)量之間：有效穗數(shù)、最高莖蘗數(shù)與產(chǎn)量呈極顯著正相關(guān)性；各因子之間：有效穗數(shù)與穗實(shí)粒數(shù)呈極顯著負(fù)相關(guān)，最高莖蘗數(shù)與千粒重呈極顯著正相關(guān)，穗實(shí)粒數(shù)與千粒重呈顯著正相關(guān)。值得注意的是，最高莖蘗數(shù)、有效穗數(shù)等反映群體的性狀與穗實(shí)粒數(shù)、千粒重等反映植株個(gè)體的性狀間存在相互制約或相互促進(jìn)的關(guān)系，說明鳳03-39 的群體與植株個(gè)體之間相互影響，高產(chǎn)栽培措施應(yīng)通過構(gòu)建合理群體，處理好群體與個(gè)體間的矛盾，才能達(dá)到穩(wěn)產(chǎn)、高產(chǎn)的目的。

表3 相關(guān)系數(shù)及顯著檢驗(yàn)結(jié)果

偏相關(guān)分析是指當(dāng)2 個(gè)變量同時(shí)與第3 個(gè)變量相關(guān)時(shí)，將第3 個(gè)變量的影響剔除，只分析另外2個(gè)變量之間相關(guān)程度的過程[12]。偏相關(guān)分析結(jié)果顯示（表4），產(chǎn)量與有效穗數(shù)（x3）的偏相關(guān)系數(shù)最大；其次是穗實(shí)粒數(shù)（x4）；產(chǎn)量與最高莖蘗數(shù)（x2）、千粒重（x5）、株高（x6）的偏相關(guān)系數(shù)較小；產(chǎn)量（y）與基本苗（x1）的偏相關(guān)系數(shù)表現(xiàn)為負(fù)值。結(jié)果表明，剔除其他因素的影響，有效穗數(shù)和穗實(shí)粒數(shù)對鳳03-39 的影響較大，在高產(chǎn)創(chuàng)建中，應(yīng)重點(diǎn)關(guān)注這2個(gè)因素。

表4 偏相關(guān)系數(shù)

2.4 對因變量y 實(shí)施正態(tài)性檢驗(yàn)正態(tài)性檢驗(yàn)用于檢驗(yàn)數(shù)據(jù)是否符合正態(tài)分布。Kolmogorov-Smirnov 適用于大樣本的檢測，而Shapiro-Wilk 適用于小樣本的檢驗(yàn)[13]。本研究n=12 屬于小樣本（表5），因此對因變量y 進(jìn)行正態(tài)性檢驗(yàn)后利用Shapiro-Wilk 的 輸 出 結(jié) 果。Shapiro-Wilk 統(tǒng) 計(jì) 量0.932，顯著水平Sig.=0.406 >0.05，所以因變量y 服從正態(tài)分布，即y 是正態(tài)變量，可以進(jìn)行回歸分析。

表5 正態(tài)性檢驗(yàn)輸出結(jié)果

2.5 產(chǎn)量與產(chǎn)量構(gòu)成因子的逐步回歸分析回歸分析結(jié)果見表6～8。由表6 可知，回歸方程的相關(guān)系數(shù)R 和決策系數(shù)R2隨著產(chǎn)量構(gòu)成因子被逐步引入方程而逐漸增大，說明引入的產(chǎn)量構(gòu)成因子對產(chǎn)量的作用在增加。決定系數(shù)R2=0.882，而剩余因子，該值較大，說明對鳳03-39 產(chǎn)量有影響的自變量不僅有有效穗數(shù)（x3）、穗實(shí)粒數(shù)（x4）這2 個(gè)因子，還有一些影響較大的因素沒有考慮到，有待今后進(jìn)一步研究。

表6 模型匯總c

表7 可得回歸方程為：

顯著性檢驗(yàn)結(jié)果表明，有效穗數(shù)（x3）、穗實(shí)粒數(shù)（x4）的偏回歸系數(shù)的顯著性檢驗(yàn)均小于0.05，說明有效穗數(shù)（x3）、穗實(shí)粒數(shù)（x4）與產(chǎn)量（y）之間存在顯著性差異，建立的回歸方程有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。當(dāng)2 個(gè)自變量中的1 個(gè)取值固定在試驗(yàn)范圍內(nèi)某一水平時(shí)，有效穗數(shù)（x3）每增加1 萬穗，產(chǎn)量（y）增加12.075kg；穗實(shí)粒數(shù)（x4）每增加1 粒，產(chǎn)量（y）增加12.802kg。

表7 回歸系數(shù)輸出結(jié)果a

其他產(chǎn)量構(gòu)成因子，即基本苗（x1）、最高莖蘗數(shù)（x2）、千粒重（x5）和株高（x6）等對產(chǎn)量的貢獻(xiàn)不明顯，所以未被引入回歸方程中而被排除（表8）。

2.6 產(chǎn)量與產(chǎn)量構(gòu)成因子的通徑系數(shù)分析通徑分析是簡單相關(guān)分析的繼續(xù)，在多元回歸的基礎(chǔ)上將相關(guān)系數(shù)加以分解，通過直接通徑、間接通徑及總通徑系數(shù)分別表示某一變量對因變量的直接作用效果、通過其他變量對因變量的間接作用效果和綜合作用效果[14]。因此，建立在通徑系數(shù)概念之上的通徑分析，比相關(guān)分析和回歸分析更為精確，同時(shí)能考慮到兩兩（原因）對結(jié)果的影響，使多變量資料的統(tǒng)計(jì)分析更為合理[15]。

由表7 可知，基于回歸分析的結(jié)果，得出有效穗數(shù)（x3）、穗實(shí)粒數(shù)（x4）對產(chǎn)量（y）的通徑系數(shù)（直接作用）分別為：P3y=1.234、P4y=0.674。結(jié)果表明，有效穗數(shù)對產(chǎn)量的直接作用最大，穗實(shí)粒數(shù)的直接作用最小，其他產(chǎn)量構(gòu)成因子對產(chǎn)量的作用不明顯，已在回歸分析階段被排除，而未列入通徑分析中。

表8 已排除的變量c

公式：

簡單相關(guān)系數(shù)（riy）=xi 與y 的直接通徑系數(shù)（Piy）+所有xi 與y 的間接通徑系數(shù) （1）

xi 與y 的間接通徑系數(shù)=相關(guān)系數(shù)（rij）通徑系數(shù)（Pjy） （2）

由公式（1）可以計(jì)算出x3、x4 與y 的簡單相關(guān)系數(shù)：

r3y=P3y+X3y=P3y+r34P4y=1.234+（-0.658×0.674）=0.790

r4y=P4y+X4y=P4y+r43P3y=0.674+（-0.658×1.234）=-0.138（結(jié)果與表4 一致）

由公式（2）可以計(jì)算出x3、x4 與y 的間接通徑系數(shù)：

通過分析間接通徑系數(shù)發(fā)現(xiàn)（表9），有效穗數(shù)（x3）通過穗實(shí)粒數(shù)（x4）對產(chǎn)量（y）的間接負(fù)作用僅為-0.443，但有效穗數(shù)對產(chǎn)量的直接作用較大（P3y=1.234），從而使有效穗數(shù)（x3）對產(chǎn)量（y）的影響較大，其簡單相關(guān)系數(shù)r3y達(dá)到了0.790；穗實(shí)粒數(shù)（x4）通過有效穗數(shù)（x3）對產(chǎn)量（y）的間接負(fù)作用較大，其間接通徑系數(shù)達(dá)-0.812，但穗實(shí)粒數(shù)（x4）對產(chǎn)量（y）的直接作用較?。≒4y=0.674），從而穗實(shí)粒數(shù)（x4）對產(chǎn)量（y）的影響較小，二者的簡單相關(guān)系數(shù)r4y僅為-0.138。另外，產(chǎn)量構(gòu)成因子之間相關(guān)性分析發(fā)現(xiàn)，有效穗數(shù)（x3）和穗實(shí)粒數(shù)（x4）呈極顯著負(fù)相關(guān)關(guān)系，r34達(dá)到-0.658（表3）。因此，協(xié)調(diào)好有效穗數(shù)（x3）和穗實(shí)粒數(shù)（x4）二者之間的關(guān)系對鳳03-39 的增產(chǎn)意義較大，結(jié)論與前人研究結(jié)果[16]一致。從結(jié)果看來，在生產(chǎn)中應(yīng)盡可能地提高有效穗的數(shù)量，避免穗實(shí)粒數(shù)對產(chǎn)量的負(fù)面作用，才能保證鳳03-39 達(dá)到高產(chǎn)。

表9 簡單相關(guān)系數(shù)的分解

3 結(jié)論與討論

通過分析發(fā)現(xiàn)，鳳03-39 產(chǎn)量構(gòu)成因子的變異系數(shù)、相關(guān)性、回歸分析和通徑分析的結(jié)果不完全一致。在變異系數(shù)分析中，其大小順序?yàn)椋河行霐?shù) > 最高莖蘗數(shù) > 穗實(shí)粒數(shù) > 基本苗 > 株高 > 千粒重；相關(guān)性分析中，與產(chǎn)量相關(guān)程度大小依次為：有效穗數(shù) > 最高莖蘗數(shù) > 株高 > 千粒重 > 穗實(shí)粒數(shù) > 基本苗；回歸分析中，經(jīng)過逐步回歸分析、顯著性檢驗(yàn)，篩選出有效穗數(shù)（x3）和穗實(shí)粒數(shù)（x4）2 個(gè)主要產(chǎn)量影響因子，建立最優(yōu)擬合模型為：y=-499.698+12.075x3+12.802x4；通徑分析中，基于回歸分析計(jì)算出二者對產(chǎn)量的影響大小依次為：有效穗數(shù) > 穗實(shí)粒數(shù)。多種分析方法證明鳳03-39 產(chǎn)量構(gòu)成因子中有效穗數(shù)與產(chǎn)量的關(guān)系最為密切，提高有效穗數(shù)是獲得高產(chǎn)的關(guān)鍵，這與前人研究結(jié)果[8-10]一致。穗實(shí)粒數(shù)對產(chǎn)量的直接作用僅次于有效穗數(shù)呈正效應(yīng)，穗實(shí)粒數(shù)通過有效穗數(shù)對產(chǎn)量有負(fù)向間接效應(yīng)，應(yīng)對其進(jìn)行合理控制，與楊金華等[11]、陳霞[17]、徐建龍等[18]研究結(jié)果一致，與趙加濤[8]、郜戰(zhàn)寧等[10]的研究結(jié)果略有差異。推測可能由于鳳03-39 屬于多棱大麥，每穗實(shí)粒數(shù)在30.8～47.8 粒之間，對于本品種適應(yīng)性而言已經(jīng)達(dá)到了當(dāng)?shù)刈罡咚?，若再盲目追高恐因莖稈無法承受造成倒伏而影響產(chǎn)量。最高莖蘗數(shù)對產(chǎn)量的直接作用為正值，其他產(chǎn)量構(gòu)成因子（基本苗、千粒重、株高）對產(chǎn)量的直接作用不大。因此，鳳03-39 的高產(chǎn)栽培技術(shù)應(yīng)注意協(xié)調(diào)好有效穗數(shù)、最高莖蘗數(shù)與穗實(shí)粒數(shù)三者的關(guān)系，重點(diǎn)關(guān)注有效穗的數(shù)量，通過適當(dāng)?shù)幕久鐢?shù)量來合理提高最高莖蘗數(shù)從而增加有效穗數(shù)，避免穗實(shí)粒數(shù)盲目追高，協(xié)調(diào)好群體與個(gè)體之間的關(guān)系，是獲得高產(chǎn)栽培的前提。

生產(chǎn)中，鳳03-39 高產(chǎn)高效栽培技術(shù)應(yīng)把握好以下幾點(diǎn)：一是選擇肥力中上等的田地，掌握土壤墑情適時(shí)播種，合理密植，確保麥苗齊、全、勻、壯，防止苗弱和預(yù)防后期倒伏，培育壯苗是關(guān)鍵；二是及時(shí)灌好出苗、拔節(jié)、孕穗抽穗和灌漿水，增施有機(jī)肥、重施基種肥、適施分蘗肥，保證分蘗力，提高有效穗數(shù)；三是做好田間管理，因有效穗數(shù)和穗實(shí)粒數(shù)相互制約，應(yīng)合理協(xié)調(diào)二者之間的關(guān)系，注重群體有效穗數(shù)的提高，避免個(gè)體穗實(shí)粒數(shù)的盲目增大；四是掌握在蠟熟末期或完熟期適時(shí)收獲，保證籽粒質(zhì)量。