黑龍江西部半干旱地區(qū)玉米產(chǎn)量與農(nóng)藝性狀灰色關(guān)聯(lián)度分析

周長軍

（黑龍江省農(nóng)業(yè)科學院大慶分院，大慶 163316）

玉米雜交種的產(chǎn)量是由微效多基因控制的數(shù)量性狀[1]，在實際生產(chǎn)中，受到品種、土壤條件、氣候和栽培方式等多種因素影響。在玉米的育種數(shù)據(jù)分析中，大部分研究使用回歸分析、方差分析、主成分分析等，這些方法大都存在要求大樣本量、樣本要有較好的分布規(guī)律、計算工作量大、可能出現(xiàn)量化結(jié)果與定性分析結(jié)果不符等缺點[2]。而灰色關(guān)聯(lián)分析計算簡單，不需要數(shù)據(jù)服從一定的概率分布，數(shù)據(jù)有無規(guī)律均可，不會出現(xiàn)量化結(jié)果與定性分析不相符的現(xiàn)象，具有良好的穩(wěn)定性[3]。因此灰色關(guān)聯(lián)度分析在玉米新品種篩選、區(qū)域試驗和農(nóng)藝性狀相關(guān)性分析中得到越來越多的重視和應用[4-6]。黑龍江省是全國糧食主產(chǎn)區(qū)，而黑龍江省西部又是黑龍江省玉米的主要產(chǎn)區(qū)。本文分析了2019 年黑龍江省東華北中熟春玉米組聯(lián)合體區(qū)試數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)對13 個品種的12 個農(nóng)藝性狀與玉米產(chǎn)量進行了關(guān)聯(lián)度分析、排序，進而在育種工作中把握主要性狀，使選育工作更加有的放矢，為該地區(qū)的玉米育種選擇提供理論支持。

1 材料與方法

1.1試驗材料供試玉米品種來源于2019 年黑龍江省東華北中熟春玉米組2 區(qū)聯(lián)合體區(qū)試的參試組合，品種為FH16、AH691、HYD9、AYH158、FH17、XY510、XY195、XY58、JA021、GYS602、JD627、XX11 及對照品種先玉696，共計13 個品種。

1.2試驗設計試驗于2019 年在黑龍江省安達市良種場試驗基地進行，基地海拔150m，前茬為玉米秋起壟，土壤為黑鈣土，地勢平坦、土壤肥力中等。試驗采取隨機區(qū)組設計，重復3 次，小區(qū)種植面積20m2，行長6m，5 行區(qū)，行距0.67m。為確保出苗，播種時每穴3 粒，等行株距種植。保苗密度4500 株/667m2，四周設4 行保護行。大田常規(guī)管理。

1.3試驗方法試驗調(diào)查參照《玉米種質(zhì)資源描述規(guī)范和數(shù)據(jù)標準》[7]：在玉米植株生長期間，分別適時在田間調(diào)查記載生育日數(shù)、株高、穗位高、大斑??；玉米植株成熟后在每小區(qū)取連續(xù)10 個正常生長果穗，自然風干后，對穗長、穗粗、禿尖長、穗行數(shù)、行粒數(shù)、百粒重、出籽率、單穗粒重等性狀考種并記錄；收獲時，收取中間3 行，按照水分含量（14%）折算每hm2產(chǎn)量。

1.4數(shù)據(jù)分析方法按照鄧聚龍[8]灰色系統(tǒng)理論，將12 個玉米農(nóng)藝性狀視為一個灰色系統(tǒng)，每一個性狀指標看作灰色系統(tǒng)中的一個因素，即玉米產(chǎn)量為參考數(shù)列X0，其余12 個性狀為：生育日數(shù)X1、株高X2、穗位高X3、大斑病X4、穗長X5、穗粗X6、禿尖長X7、穗行數(shù)X8、行粒數(shù)X9、百粒重X10、出籽率X11、單穗粒重X12。

2 結(jié)果與分析

2.1玉米產(chǎn)量的方差分析13 個玉米品種的產(chǎn)量變幅在8935.5～11319.0kg/hm2之間，產(chǎn)量變化明顯，其中產(chǎn)量最高的為GYS602，最低的為JA021，對照先玉696 產(chǎn)量排第10 位。排名前9 位品種的產(chǎn)量與對照先玉696 存在極顯著差異（表1），排名前7位的品種之間產(chǎn)量不存在顯著差異。

表1 方差分析表

2.2標準化處理數(shù)據(jù)將參試玉米品種各農(nóng)藝性狀原始數(shù)據(jù)（表2）進行標準化處理。由于各個性狀的量綱不一致，無法進行比較，因此用標準差法對數(shù)據(jù)進行無量綱化處理，得到標準化處理結(jié)果。即用某一品種的某一性狀的原始數(shù)據(jù)減去該性狀的平均值，然后再除以該性狀的標準差得到的結(jié)果就是標準化處理結(jié)果（表3）。根據(jù)標準化處理結(jié)果，進一步求出產(chǎn)量與12 個農(nóng)藝性狀的絕對差值（表4），公式為：Δi（k）=|X0（k）-Xi（k）|，X0（k）為產(chǎn)量的標準化值，Xi（k）為各個農(nóng)藝性狀的標準化值。

灰色關(guān)聯(lián)系數(shù)公式：

式中，ρ為分辨系數(shù)，取0.5，可計算出各個農(nóng)藝性狀與產(chǎn)量的關(guān)聯(lián)系數(shù)。本試驗中，max max=|X0（k）-Xi（k）|=3.2146，|X0（k）-Xi（k）|=0.0097，由關(guān)聯(lián)度公式得到該農(nóng)藝性狀與產(chǎn)量的關(guān)聯(lián)度。

2.3產(chǎn)量與各農(nóng)藝性狀的關(guān)聯(lián)度由表5 可見，同一玉米品種不同農(nóng)藝性狀間的關(guān)聯(lián)系數(shù)不同，同一農(nóng)藝性狀在不同品種之間的關(guān)聯(lián)系數(shù)也不同。按照關(guān)聯(lián)分析原則，農(nóng)藝性狀關(guān)聯(lián)度大的數(shù)列與產(chǎn)量數(shù)列最為密切，關(guān)聯(lián)度小的數(shù)列與產(chǎn)量數(shù)列關(guān)系較遠。從表6 中可以看出產(chǎn)量與12 個農(nóng)藝性狀的關(guān)聯(lián)度從大到小排列為：出籽率＞單穗粒重＞行粒數(shù)＞百粒重＞穗行數(shù)＞禿尖長＞株高＞穗粗＞穗長＞大斑病＞生育日數(shù)＞穗位高。

表2 參試玉米品種的農(nóng)藝性狀

表3 無綱量化數(shù)據(jù)

表4 產(chǎn)量標準化值與農(nóng)藝性狀標準化值的絕對差值

表5 玉米產(chǎn)量與主要農(nóng)藝性狀的關(guān)聯(lián)系數(shù)

表6 各性狀與產(chǎn)量關(guān)聯(lián)度及排序

本試驗中出籽率（γ=0.7389）與產(chǎn)量的關(guān)聯(lián)度最大，其次是單穗粒重（γ=0.7199）和行粒數(shù)（γ=0.7092），關(guān)聯(lián)度都超過0.7；關(guān)聯(lián)度最小的是穗位高（γ=0.5980）；其他農(nóng)藝性狀與產(chǎn)量的關(guān)聯(lián)度均介于0.6～0.7 之間。由此可以推測出籽率、單穗粒重、行粒數(shù)對產(chǎn)量的影響最大，穗位高與產(chǎn)量的關(guān)系最遠，相對于其他性狀對玉米產(chǎn)量的影響最小。

3 討論

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，在這個變化的系統(tǒng)中，某一性狀對玉米產(chǎn)量影響的主要地位也是變化的，因此由于土壤條件、氣候因素、栽培方式的不同得到的結(jié)果也不盡相同。稅紅霞等[9]研究認為株高、百粒重、穗粗、穗位高、行粒數(shù)對玉米產(chǎn)量的影響較大；李春霞等[10]研究發(fā)現(xiàn)生育期與產(chǎn)量的關(guān)聯(lián)度最大；唐海濤等[11]、韓學坤等[12]、連曉榮等[13]的試驗結(jié)果表明，與玉米雜交種產(chǎn)量相關(guān)的性狀是單穗粒重。安治良[14]研究認為單穗粒重、百粒重、穗行數(shù)、出籽率、穗長對產(chǎn)量的影響較大。由此可以看出，不同地點、不同時間、不同環(huán)境和不同品種都可能造成產(chǎn)量的主導因素改變。

本研究認為出籽率與產(chǎn)量的關(guān)聯(lián)度最大，其次是單穗粒重和行粒數(shù)，關(guān)聯(lián)度最小的是穗位高，這與前人研究結(jié)果大致相同。因此在黑龍江省西部半干旱地區(qū)育種過程中，想要培育出產(chǎn)量高的玉米品種，需加強對出籽率、單穗粒重、行粒數(shù)的選擇。