5個(gè)玉米新組合產(chǎn)量與主要農(nóng)藝性狀的灰色關(guān)聯(lián)度分析

陳春艷，楊 珊，李清超，馬 俊，劉建新，程 娜

（畢節(jié)市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所，貴州 畢節(jié) 551700）

0 引言

玉米是中國重要的糧食作物，2019年全國玉米播種面積 4128.406萬 hm2，產(chǎn)量 26078萬 t，單產(chǎn)6316.7 kg/hm2[1]。貴州省2019年由于產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整，

玉米播總面積由2016年的104.163萬hm2減少到530.59千hm2，產(chǎn)量 232.3萬 t，單產(chǎn) 4377.8 kg/hm2[2]，單產(chǎn)僅占全國玉米單產(chǎn)的69.31%，可見單產(chǎn)差距較為明顯，提高貴州玉米產(chǎn)量顯得尤為重要。產(chǎn)量性狀是一個(gè)復(fù)雜的數(shù)量性狀，受到很多因素的共同影響，本研究為了探明主要農(nóng)藝性狀與產(chǎn)量形成的關(guān)系，對5個(gè)參試組合2018年7個(gè)試點(diǎn)的11個(gè)農(nóng)藝性狀數(shù)據(jù)進(jìn)行灰色關(guān)聯(lián)度分析，灰色關(guān)聯(lián)度分析法因具有所需樣本小、方法簡便、信息量大等優(yōu)點(diǎn)[3]，在作物育種、品種鑒定和篩選等方面應(yīng)用廣泛[4-5]。目前已在玉米主要農(nóng)藝性狀與產(chǎn)量的關(guān)系[6-10]，電網(wǎng)規(guī)劃[11]，生態(tài)文明建設(shè)[12]，民航發(fā)展[13]，空氣質(zhì)量[14]以及雷達(dá)外測數(shù)據(jù)[15]等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。旨在揭示主要農(nóng)藝性狀與產(chǎn)量間作用的主次關(guān)系，為玉米育種實(shí)踐提供理論參考。

1 材料與方法

1.1 供試材料

5個(gè)玉米參試組合（‘盛農(nóng)玉6號(hào)’、‘LCBB18-12’、‘百隆玉303’、‘惠農(nóng)單5號(hào)’和‘西抗18’）及其相關(guān)數(shù)據(jù)來源于2018年貴州省高山組玉米新品種區(qū)域試驗(yàn)（2組）結(jié)果，每個(gè)參試組合在7個(gè)試點(diǎn)（六盤水、盤州、赫章、大方、納雍、水城和威寧）種植，每個(gè)試點(diǎn)3次重復(fù)，取平均值用于數(shù)據(jù)分析，5個(gè)參試組合分別在7個(gè)試點(diǎn)的代號(hào)分別為：‘SNY-LPS’、‘SNY-PZ’、‘SNY-HZ’、‘SNY-DF’、‘SNY-NY’、‘SNY-SC’、‘SNY-WN’、‘LCB-LPS’、‘LCB-PZ’、‘LCB-HZ’、‘LCB-DF’、‘LCB-NY’、‘LCB-SC’、‘LCB-WN’、‘BLY-LPS’、‘BLY-PZ’、‘BLY-HZ’、‘BLY-DF’、‘BLY-NY’、‘BLYSC’、‘BLY-WN’、‘HND-LPS’、‘HND-PZ’、‘HND-HZ’、‘HND-DF’、‘HND-NY’、‘HND-SC’、‘HND-WN’、‘XK-LPS’、‘XK-PZ’、‘XK-HZ’、‘XK-DF’、‘XK-NY’、‘XK-SC’和‘XK-WN’，其中橫線前面代表參試組合名稱，后面代表試點(diǎn)，例如，‘SNY-LPS’代表‘盛農(nóng)玉6號(hào)’在六盤水試點(diǎn)，田間及室內(nèi)測量相關(guān)性狀：生育期、株高、穗位高、穗長、穗粗、穗行數(shù)、行粒數(shù)、禿尖、單穗粒重、百粒重和產(chǎn)量。

實(shí)驗(yàn)采用隨機(jī)區(qū)組排列，隨機(jī)區(qū)組排列，3次重復(fù)，小區(qū)面積20 m2，長5 m，寬4 m，密度為54977株/hm2，每個(gè)小區(qū)5行，110株，每行11穴、22株。試驗(yàn)采取直播雙株定苗，高海拔試點(diǎn)可采用覆膜栽培。施肥水平與當(dāng)?shù)厣a(chǎn)相當(dāng)，實(shí)驗(yàn)管理略高于當(dāng)?shù)厣a(chǎn)水平。實(shí)收中間3行（面積12 m2）計(jì)產(chǎn)。每項(xiàng)田間管理和測定均在同一天內(nèi)完成。供種單位見表1。

表1 供試品種

1.2 分析方法

本研究采用相關(guān)及灰色關(guān)聯(lián)分析法對11個(gè)農(nóng)藝性狀進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，按照灰色系統(tǒng)理論要求[16-18]，將產(chǎn)量視為參考數(shù)列產(chǎn)量(X0)，其余10個(gè)農(nóng)藝性狀視為一個(gè)灰色系統(tǒng)，分別標(biāo)示為生育期(X1)、株高(X2)、穗位高(X3)、穗長(X4)、穗粗(X5)、穗行數(shù)(X6)、行粒數(shù)(X7)、禿尖(X8)、單穗粒重(X9)和百粒重(X10)。采用SPSSPRO在線數(shù)據(jù)分析平臺(tái)和Excel 2016進(jìn)行數(shù)據(jù)處理與分析。

1.3 數(shù)據(jù)處理與分析

5個(gè)參試組合在7個(gè)試點(diǎn)的11個(gè)農(nóng)藝性狀的平均值列于表2。用SPSSPRO對數(shù)據(jù)進(jìn)行灰色關(guān)聯(lián)度分析。首先針對數(shù)據(jù)進(jìn)行無量綱化處理，求解對比序列（生育期、株高、穗位高、穗長、穗粗、穗行數(shù)、行粒數(shù)、禿尖、單穗粒重和百粒重性狀數(shù)據(jù)）和特征序列（產(chǎn)量性狀數(shù)據(jù)）之間的灰色關(guān)聯(lián)系數(shù)值，獲得灰色關(guān)聯(lián)度值，并進(jìn)行關(guān)聯(lián)度值排序。

表2 品種性狀

續(xù)表2

2 結(jié)果與分析

由表3可知，針對10個(gè)評(píng)價(jià)項(xiàng)（生育期、株高、穗位高、穗長、穗粗、穗行數(shù)、行粒數(shù)、禿尖、單穗粒重和百粒重）以及35項(xiàng)數(shù)據(jù)進(jìn)行灰色關(guān)聯(lián)度分析，并且以產(chǎn)量作為“參考值”，研究10個(gè)評(píng)價(jià)項(xiàng)（生育期、株高、穗位高、穗長、穗粗、穗行數(shù)、行粒數(shù)、禿尖、單穗粒重和百粒重）與產(chǎn)量的關(guān)聯(lián)關(guān)系。關(guān)聯(lián)系數(shù)在0-1之間，其值越大，表明與產(chǎn)量的關(guān)聯(lián)度越大。圖1更直觀的顯示了各個(gè)品種10個(gè)性狀分別與產(chǎn)量的關(guān)聯(lián)度，代表生育期、株高、穗位高、穗長、穗粗、穗行數(shù)、行粒數(shù)、單穗粒重和百粒重的線在0.8上下范圍波動(dòng)，幅度較小，代表禿尖的線條則波動(dòng)較大，并且關(guān)聯(lián)系數(shù)值較小，關(guān)聯(lián)系數(shù)越大，關(guān)聯(lián)性越強(qiáng)。經(jīng)綜合排序，表5所示，10個(gè)評(píng)價(jià)對象（生育期、株高、穗位高、穗長、穗粗、穗行數(shù)、行粒數(shù)、禿尖、單穗粒重和百粒重）進(jìn)行評(píng)價(jià)排序，評(píng)價(jià)排序依次為穗行數(shù)(0.85)、穗粗(0.846)、百粒重(0.845)、株高 (0.843)、單 穗 粒 重 (0.839)、生 育 期 (0.827)、穗 長(0.817)、行粒數(shù)(0.812)、穗位高(0.812)、禿尖(0.59)。

圖1 關(guān)聯(lián)系數(shù)圖

表3 灰色關(guān)聯(lián)系數(shù)表

3 討論與結(jié)論

由以上分析可以看出，對產(chǎn)量關(guān)聯(lián)度大小順序依次為穗行數(shù)(0.85)＞穗粗(0.846)＞百粒重(0.845)＞株高(0.843)＞單穗粒重(0.839)＞生育期(0.827)＞穗長(0.817)＞行粒數(shù)(0.812)＞穗位高(0.812)＞禿尖(0.59)。所考察的10個(gè)性狀中，穗行數(shù)(0.85)、穗粗(0.846)、百粒重(0.845)、株高(0.843)、單穗粒重(0.839)、生育期(0.827)、穗長(0.817)、行粒數(shù)(0.812)、穗位高(0.812)與產(chǎn)量的灰色關(guān)聯(lián)系數(shù)均在0.8以上，說明，所考察的9個(gè)性狀與產(chǎn)量形成都有很高的關(guān)聯(lián)度，僅禿尖這一性狀與產(chǎn)量的灰色關(guān)聯(lián)系數(shù)為0.59，關(guān)聯(lián)度相對較小。根據(jù)灰色關(guān)聯(lián)分析理論可知，與產(chǎn)量關(guān)聯(lián)度數(shù)據(jù)較大的性狀，與產(chǎn)量的關(guān)系就越密切，與產(chǎn)量關(guān)聯(lián)度數(shù)據(jù)越小，關(guān)系越疏遠(yuǎn)?？梢?，穗行數(shù)對產(chǎn)量的影響最大，其次為穗粗、百粒重，禿尖這一性狀對產(chǎn)量的影響最小，這一結(jié)果與余慧明、賈曉軍、王平喜的研究結(jié)果一致[6,19-21]。說明，禿尖這一性狀在多品種中與產(chǎn)量的關(guān)聯(lián)度并不大，在育種過程中，從產(chǎn)量上考慮，禿尖性狀可不作為主要選擇性狀，從鮮食玉米商品性質(zhì)上則又需作為一個(gè)考慮因素。穗行數(shù)對產(chǎn)量關(guān)聯(lián)度最大，與先新等[7]的研究結(jié)果一致，但是禿尖這一性狀與產(chǎn)量的關(guān)聯(lián)度又有所差異。在與他人研究結(jié)果的比較當(dāng)中，因?yàn)樗婕翱疾煨誀詈蛥⒃嚥牧暇兴煌躁P(guān)聯(lián)系數(shù)會(huì)有所不同，但是與產(chǎn)量的關(guān)聯(lián)性最緊密的多個(gè)性狀基本是一致的。所以在玉米高產(chǎn)育種中，穗行數(shù)、穗粗、百粒重等性狀是首要考慮的性狀。

表4 灰色關(guān)聯(lián)度結(jié)果

玉米產(chǎn)量性狀是一個(gè)復(fù)雜的數(shù)量性狀，由多個(gè)因素共同影響，各種影響因素的作用大小是育種實(shí)踐中較為關(guān)心的問題，灰色關(guān)聯(lián)分析法能將其他因素按照影響大?。P(guān)聯(lián)度）區(qū)分開來。本研究對玉米主要農(nóng)藝性狀間的相互關(guān)系進(jìn)行分析后發(fā)現(xiàn)，不同性狀間均有各自最為密切的影響因數(shù)，而它們間又相互制約，相互影響。在進(jìn)行育種實(shí)踐時(shí)，根據(jù)育種目標(biāo)，重點(diǎn)選擇性狀。