14個水稻品種產(chǎn)量與農(nóng)藝性狀的灰色關(guān)聯(lián)度分析

錢建南，丁 穎，李玉楊，倪正斌*

（1.江蘇省沿海農(nóng)業(yè)發(fā)展有限公司，江蘇 鹽城 224200；2.江蘇沿海地區(qū)農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所，江蘇 鹽城 224002）

東臺市水稻常年種植面積3.33萬hm以上，年總產(chǎn)35萬t左右。近幾年來，隨著水稻品種的不斷推陳出新，水稻品種的利用呈現(xiàn)多樣化趨勢?；疑P(guān)聯(lián)度分析法因簡單好用被廣泛使用在大豆、水稻、玉米、小麥、青稞、谷子等農(nóng)作物上。利用灰色關(guān)聯(lián)度分析法綜合定量評價水稻新品種的農(nóng)藝性狀，克服了單靠產(chǎn)量性狀評價品種優(yōu)劣的弊端，能對多個品種的多個性狀進(jìn)行綜合分析，可以比較客觀地評價品種的優(yōu)劣，從而篩選出適合當(dāng)?shù)胤N植的優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)、多抗新品種。本文運用灰色關(guān)聯(lián)度分析方法，將14個水稻品種的12個性狀數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，旨在明確影響當(dāng)?shù)厮井a(chǎn)量的主要農(nóng)藝性狀，為當(dāng)?shù)赝茝V水稻優(yōu)良品種提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

2020年由市場購買遲熟中粳水稻品種14個，即常優(yōu)粳10號、中鹽稻83011、南粳9068、蘇香粳100、武香粳671、泰粳5241、泰粳3號、常優(yōu)粳11號、鎮(zhèn)稻31號、鎮(zhèn)稻33號、焦粳52107、華粳15號、華粳1803、淮稻5號，分別以代號為JDT01—JDT14表示，其中淮稻5號（JDT14）為對照。試驗于2020年5—10月在金東臺種業(yè)有限公司試驗田（120.85°E、32.95°N）進(jìn)行。試驗田選擇地勢平整、肥力中等偏上且均勻的田塊。按照完全隨機(jī)區(qū)組試驗設(shè)計，3次重復(fù)，共42個小區(qū)，小區(qū)面積13.3 m，長寬比2.4∶1。保護(hù)行6行，種植對應(yīng)小區(qū)品種。按當(dāng)?shù)卮筇锍Ｒ?guī)生產(chǎn)措施栽培管理，防蟲不治病。

1.2 性狀調(diào)查

于2020年5—10月在水稻田間分別調(diào)查生育期、基本苗、高峰苗、有效穗數(shù)。水稻成熟前后再每個材料隨機(jī)選取10個單株對其株高、總粒數(shù)、實粒數(shù)、千粒質(zhì)量進(jìn)行調(diào)查以及小區(qū)測產(chǎn)。

1.3 數(shù)據(jù)統(tǒng)計與分析

1.3.1 灰色關(guān)聯(lián)分析的原理。運用灰色關(guān)聯(lián)分析法，其基本原理是對一個發(fā)展變化的系統(tǒng)進(jìn)行定量描述和比較。利用曲線幾何形狀的相似程度來判斷相關(guān)程度。曲線的形狀越接近，則發(fā)展態(tài)勢越接近，關(guān)聯(lián)度就越大。

1.3.2 確定參考數(shù)列和比較數(shù)列。按照灰色系統(tǒng)理論要求，在分析各農(nóng)藝性狀對產(chǎn)量的影響和各品質(zhì)性狀之間的相互影響時，將14個品種的11個農(nóng)藝性狀看成一個灰色系統(tǒng)，以產(chǎn)量為參考數(shù)列，記為，其他各性狀為比較數(shù)列，記作X（=1，2，3，…，11），即：株高、全生育期、基本苗、高峰苗、分蘗率、有效穗數(shù)、成穗率、總粒數(shù)、實粒數(shù)、結(jié)實率、千粒質(zhì)量、產(chǎn)量分別為比較數(shù)列、、、、、、、、、、、。

1.3.3 數(shù)據(jù)無量綱化處理。由于各性狀因素量綱或單位不同，需對原始數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，消除量綱轉(zhuǎn)換為可比較的數(shù)據(jù)序列。本研究按數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化處理，先分別求出各個序列的平均值和標(biāo)準(zhǔn)差，然后將各原始數(shù)據(jù)減去平均值后再除以標(biāo)準(zhǔn)差，這樣得到的新數(shù)據(jù)序列即為標(biāo)準(zhǔn)化序列。再根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化序列的數(shù)據(jù)求參考數(shù)列與比較數(shù)列X的絕對差值△。

1.3.4 計算關(guān)聯(lián)系數(shù)與關(guān)聯(lián)度。關(guān)聯(lián)系數(shù)按如下公式計算：

式中：min△和max△分別表示所有比較序列絕對差值中的最小值與最大值；表示分辨系數(shù)，取值為0.5。

2 結(jié)果與分析

2.1 調(diào)查結(jié)果

水稻主要農(nóng)藝性狀及產(chǎn)量的調(diào)查結(jié)果見表1。對株高、全生育期、基本苗、高峰苗、分蘗率、有效穗數(shù)、成穗率、總粒數(shù)、實粒數(shù)、結(jié)實率、千粒質(zhì)量、產(chǎn)量12個性狀進(jìn)行描述統(tǒng)計分析，可以看出變異系數(shù)最大的是實粒數(shù)，為22.5%；其次是總粒數(shù)，為21.0%：說明水稻品種在總粒數(shù)、實粒數(shù)差異都比較大，有很大的選擇空間。變異系數(shù)最小的是全生育期，為0.5%，說明當(dāng)?shù)卮竺娣e推廣的品種生育期比較接近，生育期長的認(rèn)可度不高，生育期短的品種可能產(chǎn)量沒有優(yōu)勢。其余性狀變異系數(shù)為4.0%～10.0%，為中等變異，通過更換品種或者改變栽培技術(shù)，有一定的改善空間。

表1 參試水稻品種的農(nóng)藝性狀及產(chǎn)量均值

2.2 性狀數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化

根據(jù)表1的試驗數(shù)據(jù)，算出水稻的各個農(nóng)藝性狀及產(chǎn)量的平均值和標(biāo)準(zhǔn)差，然后將各數(shù)據(jù)減去平均值后再除以標(biāo)準(zhǔn)差，得到的數(shù)據(jù)即為標(biāo)準(zhǔn)化值（表2）。

表2 試驗數(shù)據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)化值

利用表2的數(shù)據(jù)求參考數(shù)列X與比較數(shù)列X的絕對差值△，絕對差值△=|X -X|。式中：為農(nóng)藝性狀序號，=1，2，3，……，11；為品種序號，=1，2，3，……，14（表3中 為JDT01，JDT02，JDT03……，JDT 14）。

表3 試驗數(shù)據(jù)的絕對差值

2.3 產(chǎn)量和各性狀關(guān)聯(lián)系數(shù)

由表3可知，產(chǎn)量與其他農(nóng)藝性狀的最小差值為0.015 3，最大差值為3.914 0，將表3中相應(yīng)的數(shù)據(jù)代入關(guān)聯(lián)系數(shù)計算公式，即可得到各品種性狀關(guān)聯(lián)系數(shù)ξ的值（表4）。

表4 參試水稻品種產(chǎn)量與各農(nóng)藝性狀之間的關(guān)聯(lián)系數(shù)

2.4 產(chǎn)量和各性狀關(guān)聯(lián)度

由表5可知，東臺推廣水稻品種產(chǎn)量與各農(nóng)藝性狀之間的關(guān)聯(lián)度從大到小的順序依次為千粒質(zhì)量、分蘗率、株高、高峰苗、基本苗、結(jié)實率、有效穗數(shù)、總粒數(shù)、實粒數(shù)、全生育期、成穗率。根據(jù)灰色關(guān)聯(lián)度分析的原則，關(guān)聯(lián)度越大的性狀與產(chǎn)量關(guān)系越密切，關(guān)聯(lián)度越小的性狀與產(chǎn)量關(guān)系越小，因此千粒質(zhì)量、分蘗率、株高對東臺推廣水稻品種產(chǎn)量的影響較大，總粒數(shù)、實粒數(shù)、全生育期、成穗率這4個農(nóng)藝性狀與東臺推廣水稻品種產(chǎn)量的關(guān)聯(lián)度在后4位，它們對東臺推廣水稻品種產(chǎn)量的影響較小。

表5 產(chǎn)量與各農(nóng)藝性狀之間的關(guān)聯(lián)度及排序

3 討論與小結(jié)

灰色關(guān)聯(lián)度分析表明，所研究的東臺推廣水稻品種的12個農(nóng)藝性狀中，千粒質(zhì)量是對東臺推廣水稻品種產(chǎn)量影響最大的性狀，其次分別是分蘗率和株高；而總粒數(shù)、實粒數(shù)、全生育期、成穗率4個性狀對當(dāng)?shù)厮井a(chǎn)量影響較小。聶守軍等研究發(fā)現(xiàn)，黑龍江省第二積溫帶水稻主栽品種產(chǎn)量因素對單株產(chǎn)量影響從大到小順序為穗長、千粒質(zhì)量、穗粒數(shù)、株高、食味分值、穴穗數(shù)、結(jié)實率、抗稻瘟病性、生育期、耐冷性，與本試驗結(jié)果接近。千粒質(zhì)量對水稻品種產(chǎn)量影響較大，這與譚可菲的研究結(jié)論一致。王先俱等研究發(fā)現(xiàn)，遼粳系列水稻新品系農(nóng)藝性狀間關(guān)聯(lián)度最高的是株高，但是高產(chǎn)育種中，株高是爭議的問題，推廣品種時應(yīng)限定株高范圍。袁定陽等研究認(rèn)為，千粒質(zhì)量是水稻單產(chǎn)的構(gòu)成因素之一，在一定的有效穗數(shù)和實粒數(shù)的前提下，水稻單產(chǎn)與千粒質(zhì)量呈顯著的正相關(guān)關(guān)系。根據(jù)關(guān)聯(lián)度分析結(jié)果可知，水稻要獲得超高產(chǎn)水平，首先要選擇千粒質(zhì)量大的品種,在栽培過程中注意提高分蘗率，并兼顧有適當(dāng)?shù)墓芾泶胧?。本結(jié)果對在東臺選擇適宜水稻品種進(jìn)行種植時具有指導(dǎo)作用。