機(jī)收玉米籽粒破損率與農(nóng)藝性狀的關(guān)聯(lián)分析

魏常敏，周文偉，許衛(wèi)猛，邢永鋒，張傳量，宋萬友，李桂芝

(周口市農(nóng)業(yè)科學(xué)院，河南周口 466000)

玉米是重要的糧食作物，營(yíng)養(yǎng)豐富，具有較高的飼用和工業(yè)價(jià)值[1]。隨著城鎮(zhèn)化進(jìn)程的加快，玉米籽粒直收是玉米機(jī)械化生產(chǎn)發(fā)展的必然趨勢(shì)。但目前玉米機(jī)械化程度遠(yuǎn)低于其他作物，尤其是機(jī)械化籽粒收獲還處于較低水平[2，3]。玉米在機(jī)械化收獲過程中，破損率高，會(huì)增加玉米干燥、儲(chǔ)存和加工的困難，增加成本[2，4]。機(jī)械損傷的玉米籽粒，會(huì)在較短的時(shí)間內(nèi)發(fā)生霉變，給食用其產(chǎn)品的人類、家禽帶來嚴(yán)重影響，重則造成急性中毒、細(xì)胞癌變[5]。玉米機(jī)械粒收的質(zhì)量指標(biāo)主要包括籽粒破碎率、雜質(zhì)率和產(chǎn)量損失率，這三個(gè)指標(biāo)共同決定玉米品種是否適合機(jī)械化收獲[6]。目前機(jī)收籽粒的研究主要集中在收獲時(shí)的籽粒含水量[7，8]，對(duì)籽粒破損率的報(bào)道較少。本文以2018年國(guó)家黃淮海玉米區(qū)域試驗(yàn)機(jī)收組品種為試驗(yàn)材料，對(duì)收獲時(shí)籽粒破損率與產(chǎn)量、田間農(nóng)藝性狀(株高、穗位、倒折率、倒伏率、空稈率)、穗部性狀(穗長(zhǎng)、禿尖長(zhǎng)、百粒質(zhì)量)和收獲時(shí)籽粒性狀(籽粒雜質(zhì)率、籽粒含水量、籽粒脫落率、果穗脫落率)的關(guān)聯(lián)性進(jìn)行分析，旨在明確該地區(qū)玉米收獲時(shí)籽粒破損率與主要農(nóng)藝性狀的關(guān)系，為改良和選育適合本地區(qū)種植、籽粒破損率低的優(yōu)良機(jī)收品種提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 供試材料

2018年黃淮海夏玉米組區(qū)域試驗(yàn)機(jī)收組品種14個(gè)(含對(duì)照)：渭玉1838、萬盛106、先玉1867、豫紅301、登海527、德科501、中研985、京農(nóng)科738、保玉703、晟玉188、九和玉1號(hào)、陜單650、存玉629、鄭單958(CK)。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

共31個(gè)試驗(yàn)點(diǎn)，分布在河南、河北、山東、安徽、江蘇、陜西、山西、湖北8個(gè)省份。其中小區(qū)試驗(yàn)點(diǎn)17個(gè)，試驗(yàn)采用隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，3次重復(fù)，小區(qū)面積 20 m2，行數(shù) 5 行，行距60 cm，行長(zhǎng)6 m，適期收獲；機(jī)收性狀試驗(yàn)點(diǎn)14個(gè)，隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，2次重復(fù)，12行區(qū)，小區(qū)面積180 m2，貼茬播種，行距根據(jù)機(jī)械化操作確定(一般行距60 cm，行長(zhǎng)25 m)，實(shí)收中間8行(面積120 m2)，機(jī)播、機(jī)收籽粒，播種后110 d收獲。小區(qū)試驗(yàn)點(diǎn)和機(jī)收試驗(yàn)點(diǎn)種植密度均為7.5萬株/hm2，各試點(diǎn)播種期同當(dāng)?shù)厣a(chǎn)實(shí)際，田間管理同大田。

1.3 數(shù)據(jù)分析

利用Microsoft Excel 2007進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，DPS9.5進(jìn)行灰色關(guān)聯(lián)度[9]和相關(guān)分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 參試品種的表現(xiàn)

14個(gè)參試品種的表型值見表1。14個(gè)參試品種的產(chǎn)量平均值為9516.0 kg/hm2，變異范圍8979.0～9948.0 kg/hm2；籽粒雜質(zhì)率平均值為2.82%，變異范圍2.05%～3.47%；果穗脫落率平均值為0.24%；籽粒脫落率平均值為12.70%；籽粒含水量平均值為26.96%，變異范圍24.70%～31.20%；籽粒破損率平均值為6.46%，變異范圍4.78%～10.87%。株高、穗位平均值分別為258.93、88.07 cm；倒伏率、倒折率平均值分別為2.13%和1.19%；空稈率平均值為0.92%；穗長(zhǎng)、禿尖長(zhǎng)平均值分別為17.52、1.19 cm；百粒質(zhì)量平均值為32.53 g。

各性狀的變異系數(shù)差異較大，表現(xiàn)為倒折率>倒伏率>空稈率>果穗脫落率>禿尖長(zhǎng)>籽粒破損率>籽粒脫落率>籽粒雜質(zhì)率>穗位>百粒質(zhì)量>株高>籽粒含水量>穗長(zhǎng)>產(chǎn)量，倒伏率和倒折率變異系數(shù)較大，分別為92.36%、93.58%，籽粒含水量、穗長(zhǎng)和產(chǎn)量變異系數(shù)較小，分別為5.74%、4.04%和3.26%，籽粒破損率居中，為26.60%。

表1 14個(gè)參試品種各性狀的表型值及變異系數(shù)

續(xù)表1

2.2 收獲時(shí)籽粒破損率與主要農(nóng)藝性狀的相關(guān)分析

從表2可知，株高、穗位、倒伏率、倒折率、空稈率、籽粒雜質(zhì)率、籽粒脫落率、籽粒含水量與收獲時(shí)籽粒破損率呈正相關(guān)，其中穗位、倒伏率、倒折率與收獲時(shí)籽粒破損率顯著相關(guān)，籽粒雜質(zhì)率和籽粒含水量與籽粒破損率極顯著相關(guān)，可見籽粒雜質(zhì)率和籽粒含水量與收獲時(shí)籽粒破損率關(guān)系密切，相互影響較大；穗長(zhǎng)、禿尖長(zhǎng)、百粒質(zhì)量、果穗脫落率和產(chǎn)量與收獲時(shí)籽粒破損率呈負(fù)相關(guān)，但未達(dá)到顯著水平。籽粒破損率與穗長(zhǎng)、空稈率、禿尖長(zhǎng)呈中度相關(guān)，相關(guān)系數(shù)絕對(duì)值在0.30～0.40之間。籽粒破損率與株高、籽粒脫落率、產(chǎn)量、百粒質(zhì)量和果穗脫落率呈現(xiàn)弱相關(guān)，相關(guān)系數(shù)絕對(duì)值小于0.20。

表2 籽粒破損率與各性狀的相關(guān)系數(shù)

2.3 收獲時(shí)籽粒破損率與主要農(nóng)藝性狀的灰色關(guān)聯(lián)分析

從表3可以看出，各因素與收獲時(shí)籽粒破損率相關(guān)程度從大到小依次為：籽粒雜質(zhì)率、籽粒含水量、穗長(zhǎng)、穗位、產(chǎn)量、株高、空稈率、籽粒脫落率、百粒質(zhì)量、禿尖長(zhǎng)、果穗脫落率、倒折率、倒伏率。籽粒雜質(zhì)率和籽粒含水量與籽粒破損率關(guān)聯(lián)度較大，說明這兩個(gè)性狀與籽粒破損率關(guān)系密切；倒伏率和倒折率與籽粒破損率關(guān)聯(lián)度較低，說明該性狀對(duì)籽粒破損率的影響較小。

表3 收獲時(shí)籽粒破損率與各因素的關(guān)聯(lián)度

3 討論與結(jié)論

機(jī)械化收獲籽粒時(shí)破損率受到品種特性和收獲機(jī)械等多因素的影響。有研究表明，籽粒含水率與籽粒破碎率之間呈顯著正相關(guān)，收獲時(shí)籽粒含水量是影響籽粒破損率的重要因素之一[10]。本研究以13個(gè)機(jī)收玉米新品種為材料，通過對(duì)產(chǎn)量、田間農(nóng)藝性狀(株高、穗位、倒折率、倒伏率、空稈率)、穗部性狀(穗長(zhǎng)、禿尖長(zhǎng)、百粒質(zhì)量)、收獲時(shí)籽粒性狀(籽粒雜質(zhì)率、籽粒含水量、籽粒脫落率、果穗脫落率)進(jìn)行相關(guān)分析和灰色關(guān)聯(lián)分析，結(jié)果表明：籽粒雜質(zhì)率和籽粒含水量與籽粒破損率之間呈極顯著正相關(guān)，籽粒含水量與籽粒破損率之間呈顯著正相關(guān)，與前人研究結(jié)果一致，但籽粒雜質(zhì)率和破損率相關(guān)性不盡相同[11，12]。

對(duì)2個(gè)具備相關(guān)性的性狀進(jìn)行分析，衡量?jī)烧叩拿芮谐潭?，并且能夠判斷性狀間影響是正相關(guān)還是負(fù)相關(guān)，而灰色關(guān)聯(lián)度分析是根據(jù)因素之間發(fā)展態(tài)勢(shì)的相似或相異程度，來衡量其關(guān)聯(lián)程度，揭示事物動(dòng)態(tài)關(guān)聯(lián)的特征與程度，可以減少因信息部分缺失帶來的損失，但不能確定相關(guān)性的方向[13，14]。本文采用兩種方法分析，以期找到可靠的、穩(wěn)定的影響籽粒破損率的相關(guān)性狀。相關(guān)分析和灰色關(guān)聯(lián)度分析結(jié)果存在異同。比較兩種方法得到的相關(guān)性位次可以發(fā)現(xiàn)，籽粒雜質(zhì)率、籽粒含水量、空稈率位次均為第一、第二和第七位，2種方法的結(jié)果一致，說明籽粒雜質(zhì)率和籽粒含水量與籽粒破損率關(guān)系密切，相互影響較大，而籽粒脫落率對(duì)籽粒破損率的影響居中；2種分析方法位次差異較大的是倒伏率、倒折率和產(chǎn)量與籽粒破損率，這可能與兩種分析方法理論基礎(chǔ)不同有關(guān)，相關(guān)分析法直接分析兩個(gè)性狀的相關(guān)數(shù)據(jù)得到相關(guān)系數(shù)，根據(jù)臨界值判定相關(guān)性是否達(dá)到顯著水平，而灰色關(guān)聯(lián)分析通過模擬發(fā)展態(tài)勢(shì)來研究相關(guān)性，找到最能解釋整體變化趨勢(shì)的關(guān)聯(lián)系數(shù)。本研究中，品種倒伏、倒折影響產(chǎn)量，而產(chǎn)量與籽粒破損率在相關(guān)分析中呈負(fù)相關(guān)，在灰色關(guān)聯(lián)度分析中，綜合了這三者因素之間的相互影響，這也可能是倒伏率、倒折率和產(chǎn)量位次差別較大的主要原因。

通過對(duì)2018年黃淮海籽粒機(jī)收組玉米的籽粒破損率與產(chǎn)量相關(guān)性狀、農(nóng)藝性狀和機(jī)收性狀的相關(guān)和灰色關(guān)聯(lián)分析，發(fā)現(xiàn)機(jī)收籽粒玉米的籽粒破損率與收獲時(shí)籽粒雜質(zhì)率和籽粒含水量相關(guān)性最大，與穗位、穗長(zhǎng)、空稈率和籽粒脫落率相關(guān)性中等。因此，在機(jī)收品種選育時(shí)，應(yīng)優(yōu)先關(guān)注籽粒脫水率，兼顧穗位、穗長(zhǎng)和籽粒脫落率等其它農(nóng)藝性狀，特別要關(guān)注哪些種質(zhì)資源表現(xiàn)出果穗的生理成熟和脫水同步進(jìn)行。