11個谷子新品種的主要農(nóng)藝性狀灰色關(guān)聯(lián)度分析與綜合評價

周 花，戴麗君，李永平，黃小蘭，馬亞平

（1.彭陽縣科學技術(shù)局，寧夏 彭陽 756500；2.寧夏農(nóng)林科學院固原分院，寧夏 固原756000；3.彭陽縣水務局水土保持站，寧夏 彭陽 756500）

谷子又稱粟，是我國北方地區(qū)主要雜糧糧食作物之一，主要分布在干旱、半干旱區(qū)的丘陵山區(qū)，對水肥及氣候資源利用效率高，在農(nóng)作物中被列為小雜糧之首［1-2］。但受自然災害的影響，谷子品種間單產(chǎn)水平差異較大。灰色關(guān)聯(lián)分析是把作物眾多農(nóng)藝性狀綜合起來評定品種的優(yōu)劣，在多個性狀綜合定量評價上克服了僅靠產(chǎn)量性狀評價品種優(yōu)劣的弊端，能夠比較全面地評價作物品種的優(yōu)缺點［3-5］。谷子產(chǎn)量受遺傳特性、栽培方法、栽培條件、環(huán)境條件等多種因素影響［6］，而這些因素對產(chǎn)量的影響程度有較大差別［7-9］。高產(chǎn)始終是作物育種的追求目標，灰色關(guān)聯(lián)度分析在作物育種、品種鑒定和篩選等方面應用廣泛，尤其在玉米、小麥、花生和水稻等作物育種上報道較多［10-13］，但在谷子和糜子育種上的運用報道較少［6，14］。我們引進11個谷子新品種進行大區(qū)品種比較試驗和示范，采用滲水微膜覆蓋穴播種植方式，對主要農(nóng)藝性狀與產(chǎn)量之間的相互作用進行灰色關(guān)聯(lián)分析，擬篩選出適合于當?shù)厣a(chǎn)實際和氣候條件的高產(chǎn)品種，為高產(chǎn)高效種植提供參考。

1 材料與方法

1.1 參試品種

參試谷子品種共11個，名稱及來源見表1。

1.2 試驗方法

試驗于2019年在彭陽縣城陽鄉(xiāng)長城塬澇池村進行，該點為我國北方半干旱區(qū)長期建立的國家旱農(nóng)試驗區(qū)。前茬作物玉米，地力中等。海拔1 670 m，≥10℃積溫2 500～2 800℃，無霜期150 d左右，年均降水量450 mm，屬典型半干旱地區(qū)。試驗隨機區(qū)組設計，每個品種大區(qū)種植和小區(qū)控制相結(jié)合，大區(qū)面積為160 m2，3次重復，小區(qū)取樣測定控制面積為3.75 m2。田間調(diào)查和室內(nèi)考種按統(tǒng)一方案進行［5］，各性狀均為平均值。

參試品種全部采用滲水地膜穴播種植，滲水地膜幅寬1 300 mm、厚0.008 mm，人工覆膜，膜面110 cm。采用專用穴播機播種，每覆膜帶種植3行，平均行距40 cm、株距10 cm，穴播，密度為20.05萬穴/hm2（田間實際植株生長密度以定苗調(diào)查為準）。試驗于4月27日播種，播前整地時結(jié)合田間機耕一次性基施磷酸二銨225 kg/hm2、尿素150 kg/hm2，抽穗期遇降水追施尿素150 kg/hm2。苗期及時放苗、補苗、除草。9月27日成熟，按小區(qū)計產(chǎn)，每小區(qū)取中間行15 株考種［5］。

1.3 分析方法

灰色關(guān)聯(lián)度能反映參試品種的穩(wěn)定性和優(yōu)劣性，用關(guān)聯(lián)度表示ξ1。試驗數(shù)據(jù)經(jīng)標準化處理后，計算參考量與比較量的絕對值，找出每個灰色系統(tǒng)的最大和最小絕對值，各農(nóng)藝性狀的關(guān)聯(lián)系數(shù)、關(guān)聯(lián)度越大表示品種綜合性狀好，反之較差［15］。參試品種以張雜谷13號為主要性狀參考指標對照，取值為當?shù)厣a(chǎn)中已實現(xiàn)的理想品種狀態(tài)值［16］；各性狀指標構(gòu)成參考數(shù)列，記作V0；參試品種（組合）各性狀值比較數(shù)列，記作Vi（i=1，2…，m），其中m為參試品種數(shù)，各性狀用T表示（T=1，2…，n），其中 n為性狀數(shù)［16-17］。

2 結(jié)果與分析

2.1 主要經(jīng)濟性狀

選取生育期（T1）、株高（T2）、主穗長（T3）、穗重（T4）、穗粒重（T5）、穗數(shù)（T6）、千粒重（T7）和產(chǎn)量（T8）等8個主要性狀數(shù)據(jù)的平均值進行統(tǒng)計分析。各性狀的原始數(shù)據(jù)列于表2。

表1 參試谷子品種及來源

2.2 數(shù)據(jù)無量綱化處理

因各個性狀量綱不一致，需將原始數(shù)據(jù)標準化。用各品種性狀數(shù)據(jù)分別除以參考品種各性狀數(shù)據(jù)，將原始數(shù)據(jù)統(tǒng)一量化在［0，1］ 的范圍內(nèi)（表3）［18］。

2.3 灰色關(guān)聯(lián)系數(shù)和關(guān)聯(lián)度分析

求得參考數(shù)列V0與參試品種的8個相應性狀的絕對差值，計算結(jié)果見表4。

由下列公式計算參試品種（組合）與參考品種之間的關(guān)聯(lián)系數(shù)［16-18］:

式中 ξi（T）為 X1對 X0在T點的關(guān)聯(lián)系數(shù)，P為分辨系數(shù)，取值范圍在（0～1），一般取0.5。mint|V0（T）-Vi（T）|和maxt|V0（T）-Vi（T）|分別為第1層次最小差和第1層次最大差，即在絕對差|V0（T）-Vi（T）|中按不同的T值分別挑選其中最小值和最大值maximaxt|V0（T）-Vi（T）|和分別為第2層次最小差和最大差，即在絕對差中選出最小值和最大值，得出各參試品種等權(quán)關(guān)聯(lián)度。將表4中|△i（T）|相應數(shù)值代入公式（2）即可得到V0對Ti各性狀的關(guān)聯(lián)系數(shù)。

表2 各參試品種（組合）與參考品種主要農(nóng)藝性狀

表3 數(shù)據(jù)無量綱化處理

表4 參試品種與參考品種的絕對差|△i（T）|

根據(jù)表5各參試品種與參考品種第1層和第2層的絕對差最小值和最大值分別乘以0.000和0.473，計算得到各參試品種的關(guān)聯(lián)度（表5）。

2.4 參試品種關(guān)聯(lián)度與綜合指標評價

2.4.1 關(guān)聯(lián)因子與產(chǎn)量的關(guān)聯(lián)度 由表6可以看出，對8個因素與產(chǎn)量關(guān)聯(lián)系數(shù)的影響程度由大到小依次為穗數(shù)、生育期、穗長、穗粒重、穗重、千粒重、株高。

2.4.2 各參試品種等權(quán)和加權(quán)關(guān)聯(lián)度 對各農(nóng)藝性狀與產(chǎn)量的關(guān)聯(lián)系數(shù)進行分析，根據(jù)關(guān)聯(lián)系數(shù)排序位次，確定比較數(shù)列對產(chǎn)量的影響主次關(guān)系。依據(jù)關(guān)聯(lián)系數(shù)分析原理，關(guān)聯(lián)系數(shù)越大，說明與理想品種各數(shù)列關(guān)系值越密切，反之亦然［19-20］。

式中，Wt為權(quán)重系數(shù)，一定程度反映各參試品種的優(yōu)劣性（表6）。

對參試品種關(guān)聯(lián)度（表5）對應品種的生育期（T1）、株高（T2）、穗長（T3）、穗重（T4）、穗粒重（T5）、穗數(shù)（T6）、千粒重（T7）和產(chǎn)量（T8）等8個指標依次賦權(quán)重0.05、0.02、0.03、0.04、0.12、0.10、0.04、0.60，分別計算得到各參試品種的加權(quán)關(guān)聯(lián)系數(shù)與位次排序，對數(shù)據(jù)整理得到各參試品種等權(quán)關(guān)聯(lián)度和加權(quán)關(guān)聯(lián)度（表7）。

根據(jù)表7分別對等權(quán)關(guān)聯(lián)度和加權(quán)關(guān)聯(lián)度排序，并結(jié)合參試品種田間生長表現(xiàn)及其他指標進行綜合評價?？紤]到品種的成熟性和抗病性等抗逆性因素，對生產(chǎn)可能造成風險的品種有V1、V5、V8。綜合性狀排序比較好的品種第1位為V11（張雜谷13），中熟逆性強，高產(chǎn)，可重點推廣種植；第3位為V6（白良谷），中熟，抗倒，高產(chǎn)，可推介在生產(chǎn)中種植。其次為V2（黃金苗）和V3（隴谷13），可根據(jù)當?shù)厣a(chǎn)和氣候立地條件因地制宜選擇種植。

3 小結(jié)與討論

對引進的11個谷子品種的主要性狀與產(chǎn)量關(guān)聯(lián)系數(shù)的影響程度進行分析，其關(guān)聯(lián)系數(shù)由大到小依次為穗數(shù)（0.819 8）、生育期（0.817 7）、穗長（0.779 4）、穗粒重（0.767 9）、主穗重（0.764 3）、千粒重（0.757 5）、株高（0.725 1）。通過等權(quán)關(guān)聯(lián)系數(shù)和加權(quán)關(guān)聯(lián)系數(shù)進行分析和排序，結(jié)合參試品種田間表現(xiàn)及其他指標記載進行綜合評價［4，12，16］，綜合性狀較好的品種為張雜谷13、白良谷、黃金苗?？紤]到品種的成熟性和抗病性等抗逆性因素，對生產(chǎn)可能造成風險的品種為冀雜金谷、晉谷40和糯谷。

表5 參試品種關(guān)聯(lián)度

表6 產(chǎn)量與各關(guān)聯(lián)因子的關(guān)聯(lián)序

表7 參試谷子品種關(guān)聯(lián)度和排序及綜合評價

在當?shù)貧夂蛸Y源和生產(chǎn)條件下的推廣應用谷子高產(chǎn)品種，一定要進行多年多點試驗，并經(jīng)受不同干旱年份的考驗，尤其是晚熟品種更要慎重，這些品種對氣候的選擇性較強，如遇到風調(diào)雨順和氣候適宜的年份，早霜期推后的情況下，往往能夠發(fā)揮出品種固有的潛在生產(chǎn)力，容易獲得高產(chǎn)。反之，在氣候異常年份，降水和溫度不能滿足作物品種生理生態(tài)對氣候條件需求的情況下，可能對生產(chǎn)造成災害性損失。本試驗試驗年限較少，應該經(jīng)歷干旱年份和豐水年份并在不同區(qū)域進行多點試驗。如2019年為豐水年型，品種冀雜金谷和晉谷40屬晚熟品種，在寧南山區(qū)當?shù)胤N植表現(xiàn)為高產(chǎn)，遇到干旱年或春夏連旱的年份，旱地種植可能存在一定風險。晚熟品種可在寧夏中部干旱帶引黃補灌區(qū)水熱資源條件比較好的地區(qū)種植。另外，糯谷子屬中晚熟品種，高產(chǎn)，但黑穗病較重，不建議在生產(chǎn)中推廣。