早熟玉米雜交組合主要農(nóng)藝性狀與產(chǎn)量的灰色關聯(lián)度分析

王美霞，陳保國，張之奇，王創(chuàng)云

(山西農(nóng)業(yè)大學農(nóng)學院,山西 太原 030031)

近年來，玉米播種面積和總產(chǎn)量增加明顯，但單產(chǎn)提高幅度較緩[1-2]。決定玉米產(chǎn)量的因素很多，如環(huán)境、栽培技術、管理水平、品種等[3-4]，在玉米育種工作中需要弄清楚各種性狀因子對產(chǎn)量影響的主次關系，為選育新品種提供科學依據(jù)[5-6]。

灰色系統(tǒng)理論能夠較好地應用于育種工作的數(shù)據(jù)分析[7]。李清超等[8]研究認為，玉米產(chǎn)量與單穗粒重、株高和穗位高關聯(lián)度較大；閔麗等[9]研究認為，玉米產(chǎn)量與株高、出籽率和穗位關聯(lián)度較大；李光發(fā)等[10]研究認為，玉米產(chǎn)量與百粒重，穗長和禿尖長度關聯(lián)度較大。

本研究應用灰色系統(tǒng)理論分析法，對山西省春播早熟區(qū)玉米雜交組合的產(chǎn)量和主要農(nóng)藝性狀進行灰色關聯(lián)度分析，找出對山西省春播早熟區(qū)玉米品種產(chǎn)量影響較大的農(nóng)藝性狀，為玉米育種工作提供理論參考。

1 材料與方法

1.1 供試材料

19個雜交組合及相關數(shù)據(jù)來源于2018年山西省區(qū)域試驗(春播早熟區(qū))匯總結果，19個雜交組合分別為：DF 880、HY 7733、JK 1403、JKY 305、豐碩599、華玉1號、輝玉7381、吉川809、君實668、科騰2號、利玉228、龍玉3號、青卓2號、日茂8號、賽博160、威卡738、忻玉1034、中德999和大豐30(ck)。

1.2 方 法

1.2.1試驗設計

試驗在山西共設8個試驗點，分別為大同2點、朔州2點、忻州1點、晉中1點、太原1點、呂梁1點。試驗采用隨機區(qū)組設計，3 次重復，小區(qū)面積20 m2，5 行區(qū)，實收中間3 行(面積12 m2)計產(chǎn)。試驗周邊設4行以上保護行。

田間記載項目、標準和品種抗性評價，按照《農(nóng)作物品種試驗技術操作規(guī)程 玉米》的相關要求執(zhí)行。

田間及室內(nèi)測量相關性狀：生育期、株高、穗位高、倒伏率、倒折率、穗長、穗粗、禿尖、穗行、行粒、百粒重、出籽率、含水率、產(chǎn)量。

1.2.2分析方法

采用灰色關聯(lián)度分析法對14個性狀進行分析。將產(chǎn)量視為參考數(shù)列(X0)，其余性狀視為比較數(shù)列，分別為生育期(X1)、株高(X2)、穗位高(X3)、倒伏率(X4)、倒折率(X5)、穗長(X6)、穗粗(X7)、禿尖(X8)、穗行(X9)、行粒(X10)、百粒重(X11)、出籽率(X12)、含水率(X13)。各農(nóng)藝性狀的平均值見表1。

1.2.3數(shù)據(jù)標準處理方法

應用Excel軟件和DPS軟件進行數(shù)據(jù)處理和灰色關聯(lián)度分析[11]。由于各性狀因素量綱不一致，為保證各性狀具有等效性和同序性[12]，用以下公式進行無量綱化處理：

2 結果與分析

2.1 玉米雜交組合產(chǎn)量與各性狀的基本表現(xiàn)

由表1可以看出，19份組合14個性狀表現(xiàn)各不相同。部分產(chǎn)量高的組合，其株高、倒折率、出籽率、含水率等性狀表現(xiàn)卻不理想。所以要綜合分析，才能較好的確定組合的優(yōu)劣。

2.2 玉米產(chǎn)量與主要農(nóng)藝性狀的關聯(lián)度

由表2和表3可以看出，山西省春播早熟區(qū)玉米雜交組合的產(chǎn)量與主要農(nóng)藝性狀的關聯(lián)度大小排序為：株高>生育期>倒折率>穗行>行粒>禿尖>含水量>百粒重>穗位高>倒伏率>穗長>出籽率>穗粗。按照灰色系統(tǒng)理論關聯(lián)分析原則，關聯(lián)度大的數(shù)列與參考數(shù)列關系最密切，關聯(lián)度小的數(shù)列與參考數(shù)列關系較遠，表明山西省春播早熟區(qū)影響玉米雜交組合產(chǎn)量的關鍵因素是株高、生育期和倒折率，出籽率和穗粗對產(chǎn)量的影響程度相對較小。因此，在綜合考慮相關因素的前提下，選育和篩選玉米雜交組合時，應注重對倒折率低的、株高適宜、生育期短的品種的選擇。

表2 各品種(組合)主要農(nóng)藝性狀標準化值Table 2 Standardized values of main agronomic traits of each variety (combination)

表3 產(chǎn)量與各性狀關聯(lián)度及排序Table 3 Correlation degree and order between yield and each trait

2.3 玉米主要性狀間的關系

根據(jù)灰度理論分析法，將不同性狀分別作為參考數(shù)列，其他性狀為比較數(shù)列，獲得不同農(nóng)藝性狀間的關聯(lián)矩陣(表4)。由表4可知，與生育期最密切的性狀是倒折率，其次是倒伏率和出籽率；與株高最密切的性狀是倒伏率，其次是倒折率和產(chǎn)量；與穗位高最密切的性狀是穗粗，其次是倒伏率和株高；與倒伏率最密切的性狀是倒折率，其次是生育期和穗粗；與倒折率最密切的性狀是倒伏率，其次是生育期和穗粗；與穗長最密切的性狀是禿尖，其次是穗粗和行粒；與穗粗最密切的性狀是倒折率，其次是產(chǎn)量和倒伏率；與禿尖最密切的性狀是穗長，其次是倒伏率和穗位高；與穗行最密切的性狀是穗粗，其次是產(chǎn)量和出籽率；與行粒最密切的性狀是倒折率，其次是倒伏率和穗粗；與百粒重最密切的性狀是穗粗，其次是倒折率和產(chǎn)量；與出籽率最密切的性狀是穗行，其次是生育期和倒伏率；與含水量最密切的性狀是產(chǎn)量，其次是倒折率和倒伏率。

表4 各性狀間關聯(lián)矩陣Table 4 Correlation matrix among traits

可以看出，倒伏率、穗粗、倒折率與大部分性狀的關聯(lián)度較大，說明三者是與多個性狀相互影響的重要農(nóng)藝性狀，這與《主要農(nóng)作物品種審定標準(國家級)》中對玉米抗倒伏的要求相符。

3 結論與討論

灰色關聯(lián)度分析方法能將分散信息綜合考慮，評價客觀，分析結果與試驗表現(xiàn)一般比較吻合，能綜合判別品種的優(yōu)劣，廣泛的應用于作物科學研究中,為篩選適宜優(yōu)良品種提供了可靠的依據(jù)[2,4,7-10,12-19]。

本研究表明，影響山西省春播早熟區(qū)玉米雜交組合產(chǎn)量的關鍵因素是株高、生育期和倒折率，出籽率和穗粗對產(chǎn)量的影響程度相對較小。魏常敏等[20]研究認為，產(chǎn)量與出籽率、生育期關聯(lián)度最大；陳榮麗等[21]認為，穗粗是影響甜玉米鮮穗產(chǎn)量的主要因素?？梢?，不同品種，不同區(qū)域及不同年份都有可能改變影響玉米產(chǎn)量的主導因素。

玉米產(chǎn)量的形成受多種因素影響，本研究結果表明在山西省玉米育種過程中，選育春播早熟區(qū)品種，應該注重對株高、生育期和倒折率的選擇。各個性狀間的相互關系也不同，它們不能獨立存在，而是相互影響，相互作用，所以還要綜合考慮各個性狀之間的相互關系，才能更有效地培育出高產(chǎn)，綜合性狀好的品種。