用灰色絕對關(guān)聯(lián)度分析方法探討谷子產(chǎn)量與其它性狀之間的關(guān)系

齊光榮 蘇連順 關(guān)立 邢璐 李龍

(河南省安陽市農(nóng)業(yè)科學(xué)院，河南 安陽 455000)

谷子起源于中國黃河流域，在我國栽培歷史悠久，據(jù)考證已有超過7300a的栽培史[1]。作為重要的小雜糧作物，其具有較為突出的耐旱、耐瘠薄的特點，主要分布在西北、華北、東北干旱和半干旱地區(qū)[2]。2017年我國谷子種植面積為861千hm2，其中排名前3的地區(qū)為內(nèi)蒙古、山西、河北，播種面積分別為234.4千hm2、199.2千hm2、127.2千hm2。谷子不僅是我國主要糧食作物之一，也是家畜、家禽飼料的重要來源。建國以來，我國各地的育種單位，根據(jù)生態(tài)條件和栽培制度等特點，通過各種育種途徑，培育出了一大批谷子新品種。這些品種的大面積推廣，對提高產(chǎn)量、改進(jìn)品質(zhì)和發(fā)展我國谷子生產(chǎn)，發(fā)揮了極其重要的作用。然而，在現(xiàn)有品種基礎(chǔ)上進(jìn)一步提高產(chǎn)量，就需要弄清其限制因素。為此，本文采用灰色絕對關(guān)聯(lián)度分析方法[3]，對影響谷子公頃產(chǎn)量的因素或性狀進(jìn)行分析，期望為超高產(chǎn)谷子新品種選育目標(biāo)的制定提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

選取2020年全國谷子品種區(qū)域適應(yīng)性聯(lián)合鑒定試驗華北夏谷區(qū)常規(guī)組13個參試品種作為試驗材料，分別為“18K3307”、“鄭18-1678”、“K148”、“中雜谷16”、“寶谷935”、“泰谷004”、“濟(jì)谷27”、“張雜谷26號”、“豫谷36”、“安17h-8161”、“衡2020-2”、“保316”、“豫谷18”，其中“豫谷18”為對照。

1.2 試驗地點

試驗點共14個，分別為山東省農(nóng)業(yè)科學(xué)院作物研究所、泰安市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究院、淄博市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究院、河北省農(nóng)林科學(xué)院谷子研究所、滄州市農(nóng)林科學(xué)院、保定市農(nóng)業(yè)科學(xué)院、河北省農(nóng)林科學(xué)院旱作農(nóng)業(yè)研究所、邯鄲市農(nóng)業(yè)科學(xué)院、河南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院糧食作物研究所、安陽市農(nóng)業(yè)科學(xué)院、洛陽農(nóng)林科學(xué)院、中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院作物科學(xué)研究所、河北科技師范學(xué)院分析測試中心、錦州農(nóng)業(yè)科學(xué)院。

1.3 分析方法

采用灰色絕對關(guān)聯(lián)度分析方法。

視夏谷品種各性狀共同構(gòu)成一個灰色系統(tǒng)，每一個性狀均為該系統(tǒng)中的一個灰元。令公頃產(chǎn)量序列為參考序列，其余各性狀均為比較序列。具體計算與分析步驟如下。

1.3.1 對試驗數(shù)據(jù)進(jìn)行無量綱化處理

由于品種的各個性狀表示單位不盡相同，性狀之間無法直接進(jìn)行比較。所以，要先對原始數(shù)據(jù)進(jìn)行無量綱化處理(本文采用零化變換)。計算公式：

xi(k)d=xi(k)-xi(1),k=1,2,…,n

(1)

式中，xi(k)d表示第i個性狀第k個品種的零化變換值；xi(k)表示第i個性狀第k個品種的原始數(shù)據(jù)值；xi(1)則表示第i個性狀第1個品種的原始數(shù)據(jù)值。

1.3.2 求各比較性狀與參考性狀零化序列的絕對積分值

(2)

(3)

1.3.3 求各比較性狀與參考性狀零化序列的絕對積分差

(4)

式中，|si-s0|表示各比較性狀與參考性狀零化序列的絕對積分差。

1.3.4 求各性狀與公頃產(chǎn)量的灰色絕對關(guān)聯(lián)度

(5)

2 結(jié)果與分析

2.1 13個谷子品種各性狀和公頃產(chǎn)量的觀察值

表1系13個谷子參試品種的產(chǎn)量以及其它性狀的田間觀察記載值及考種數(shù)據(jù)。表中各品種公頃產(chǎn)量與其它性狀之間雖然均有一定的對應(yīng)關(guān)系，但卻不能直觀地看出哪些性狀具主要作用，哪些性狀具次要作用。為此，有必要采用灰色絕對關(guān)聯(lián)度分析方法對其作進(jìn)一步分析。

2.2 各性狀零化序列值

表2中公頃產(chǎn)量與各性狀零化序列值是零化變換的結(jié)果，使得各性狀之間的比較成為可能，這就為公頃產(chǎn)量與其余性狀之間的關(guān)系分析奠定了可比較的基礎(chǔ)。

表1 13個谷子品種各性狀和公頃產(chǎn)量的觀察值(14個試點平均值)

表2 14個試點谷子公頃產(chǎn)量和各性狀零化序列值

2.3 各比較性狀與公頃產(chǎn)量零化序列的絕對積分值及絕對積分值差

由表3、4可知，各性狀零化序列的絕對積分值以及各比較性狀與參考性狀零化序列的絕對積分值差大小不一，變化不盡一致，說明不同品種的公頃產(chǎn)量與其各個性狀之間的關(guān)系有一定差異，這種差異真實地反應(yīng)了品種之間的特異性。

表3 各性狀零化序列的絕對積分值

表4 各比較性狀與公頃產(chǎn)量零化序列的絕對積分值差

2.4 各比較性狀與公頃產(chǎn)量的灰色絕對關(guān)聯(lián)度

表5列出了品種各性狀與公頃產(chǎn)量的灰色絕對關(guān)聯(lián)度值及其排序。從表5可以看出，千粒重與公頃產(chǎn)量的灰色絕對關(guān)聯(lián)度最大(0.7324)，其次是成穗率(0.5848)，而株高、穗長、穗粗、單穗重、出谷率與公頃產(chǎn)量的灰色絕對關(guān)聯(lián)度則大體一致。說明對公頃產(chǎn)量影響最大的性狀是千粒重，其次是成穗率，而其它性狀對公頃產(chǎn)量的影響則較小，并且影響幾乎處于同一個水平。

表5 13個夏谷品種各性狀與公頃產(chǎn)量的灰色絕對關(guān)聯(lián)度

3 討論

在分析系統(tǒng)因素間關(guān)系的強(qiáng)弱、大小和次序時，常常采用灰色關(guān)聯(lián)度這個參數(shù)來描述。該參數(shù)所反映的信息可以決定因素的強(qiáng)弱或重要程度。灰色關(guān)聯(lián)度又包括灰色絕對關(guān)聯(lián)度、灰色相對關(guān)聯(lián)度和灰色綜合關(guān)聯(lián)度。由于這3種灰色關(guān)聯(lián)度考慮的角度不同，所以3種灰色關(guān)聯(lián)度值及灰色關(guān)聯(lián)序的結(jié)果并不完全一致。一般情況下，灰色絕對關(guān)聯(lián)度著眼從絕對量的關(guān)系來提出問題和認(rèn)識問題；灰色相對關(guān)聯(lián)度是從各時刻(或各品種)觀測數(shù)據(jù)相對于始點的變化速率來考慮；灰色綜合關(guān)聯(lián)度則是綜合了絕對量的關(guān)系和變化速率的關(guān)系之后考慮的。在實際問題中，可根據(jù)具體情況選擇其中的一種關(guān)聯(lián)序。本文采用灰色絕對關(guān)聯(lián)度分析方法進(jìn)行分析得出，在夏谷品種與公頃產(chǎn)量有關(guān)的千粒重、株高、穗長、穗粗、單穗重、出谷率等6個性狀中，千粒重對公頃產(chǎn)量影響最大，其次是成穗率；而株高、穗長、穗粗、單穗重、出谷率影響則較小。這充分說明，在現(xiàn)有的品種及栽培條件下，要進(jìn)一步提高產(chǎn)量，谷子新品種選育的主攻目標(biāo)應(yīng)該是增加千粒重和提高成穗率，從而加快選育進(jìn)程，提高育種效率，培育出更多、更好的谷子新品種。