普通玉米高產(chǎn)品種產(chǎn)量與主要農(nóng)藝性狀的灰色關(guān)聯(lián)度分析

陳 燦，林秀芳，陳勤平，葉萬典

（廣西農(nóng)業(yè)科學(xué)院賀州分院/賀州市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所，廣西 賀州542813）

在生活水平日益改善的今天，作物高產(chǎn)仍是不變的主題，實現(xiàn)玉米增產(chǎn)也不例外。影響玉米增產(chǎn)的因素很多，既有各農(nóng)藝性狀的直接影響，也有其相互作用的間接影響。因此，探討影響玉米產(chǎn)量的各農(nóng)藝性狀的主次關(guān)系就顯得十分重要。相比方差分析、回歸分析等常規(guī)分析方法，灰色關(guān)聯(lián)度分析具有計算簡單、樣本范圍不限、能克服單位不同、數(shù)值不一、比較困難的弊端等優(yōu)點。目前，應(yīng)用該方法研究廣西省生態(tài)區(qū)玉米產(chǎn)量與主要農(nóng)藝性狀相關(guān)關(guān)系的報道較少[1]，而且已有研究也存在樣本數(shù)量少、材料代表性不強、研究結(jié)果與當(dāng)前育種目標(biāo)脫節(jié)等問題。為了探明廣西省生態(tài)區(qū)玉米產(chǎn)量與主要農(nóng)藝性狀之間的關(guān)系，研究以2008～2012年廣西普通玉米區(qū)試中一年兩季平均產(chǎn)量大于7 500 kg/hm2的37個玉米品種為研究對象，運用灰色關(guān)聯(lián)度分析法，摸清高產(chǎn)產(chǎn)品種產(chǎn)量與各農(nóng)藝性狀的內(nèi)在聯(lián)系及密切程度，為指導(dǎo)玉米高產(chǎn)育種和品種改良提供一定的理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

以桂0716、GD0818、XQ-2 等37個玉米雜交種為研究對象，利用廣西省近5年月日（2008～2012年）普通玉米區(qū)域試驗數(shù)據(jù)為資料。

1.2 試驗方法

（1）根據(jù)灰色系統(tǒng)理論原理[2]，將株高（X1）、穗位高（X2）、穗長（X3）、穗粗（X4）、穗行數(shù)（X5）、禿尖長（X6）、百粒重（X7）、出籽率（X8）等8個性狀數(shù)列設(shè)為比較數(shù)列，產(chǎn)量（X0）設(shè)為參考數(shù)列。

（2）采用數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化對原始數(shù)據(jù)進(jìn)行轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換值Xi（j）’=（Xi（j）-X（j））/S（j），Xi（j）表示第i個品種第j個性狀值，X（j）表示所有品種第j個性狀的平均值，S（j）表示所有品種第j個性狀的標(biāo)準(zhǔn)差，其中i=1，2，3，…，37；j=1，2，3，…，8。

（3）求參考數(shù)列與比較數(shù)列的絕對差值△i（j）=|Xi（0）-Xi（j）|。

（4）求灰色關(guān)聯(lián)系數(shù)ζi（j）=（m in（△i（j））+ρmax（△i（j））/（△i（j）+ρmax（△i（j）），ρ 為分辨系數(shù)，取ρ=0.5。

（5）求灰色關(guān)聯(lián)度rj=（∑(N)i=1ζi（j））/N，N 表示樣本個數(shù)，N=37。

2 結(jié)果與分析

2.1 高產(chǎn)普通玉米品種的各性狀表型數(shù)據(jù)分析

由表1 可知，廣西省高產(chǎn)玉米品種株高適中（均值為265.8 cm），穗位偏高（109.4 cm），果穗粗長，百粒重較大（32.7 g），出籽率較高（83%），禿尖較短（1.5 cm）。各性狀的變異系數(shù)大小順序為：禿尖長＞穗位高＞穗行數(shù)＞株高＞百粒重＞穗長＞穗粗＞出籽率＞產(chǎn)量。其中，禿尖長的變異系數(shù)最大（41.76），說明材料之間差異顯著，改良空間較大；其次是穗位高（13.54）、穗行數(shù)（9.25），說明這兩個性狀材料之間的差異也較大，可以通過降低穗位高，增加穗行數(shù)起到一定改良的作用；其他各性狀變異系數(shù)較小，說明對其改良的空間有限。

表1 高產(chǎn)普通玉米品種各性狀表型值

2.2 玉米產(chǎn)量與主要農(nóng)藝性狀的關(guān)聯(lián)度分析

由表2 可知，8個農(nóng)藝性狀與產(chǎn)量的關(guān)聯(lián)度大小順序為X4＞X7＞X5＞X6＞X8＞X1＞X3＞X2。其中，X4（穗粗）與產(chǎn)量的關(guān)聯(lián)度最大，說明其對產(chǎn)量的影響最大，關(guān)系最密切，實現(xiàn)玉米增產(chǎn)必須保證有較粗的果穗；X7（百粒重）、X5（穗行數(shù)）與產(chǎn)量的關(guān)聯(lián)度也較大，分別為0.693 2、0.683 1，說明其對產(chǎn)量的影響也較大，在玉米育種與品種改良中要注重選擇籽粒較重，穗行數(shù)較多材料；X2（穗位高）與產(chǎn)量的關(guān)聯(lián)度最小，說明穗位高對產(chǎn)量影響最小，這可能與當(dāng)前高產(chǎn)玉米品種穗位普遍偏高有關(guān)，穗位偏高易造成植株倒伏，不利于增產(chǎn)，因此通過降低穗位可以獲得一定的增產(chǎn)空間；X3（穗長）與產(chǎn)量的關(guān)聯(lián)度也較小，說明當(dāng)前高產(chǎn)玉米品種穗長比較適宜，通過增加穗長實現(xiàn)進(jìn)一步增產(chǎn)的潛力較小，而且與穗粗是一對相互制約的性狀，因此這兩個性狀的選擇必須兼顧，控制在一個適宜的范圍內(nèi)。對這37個高產(chǎn)玉米品種進(jìn)行回歸分析得出，與產(chǎn)量的相關(guān)系數(shù)大小依次為X4＞X7＞X5＞X2＞X1＞X8＞X3＞X6（具體過程略），其結(jié)果與灰色關(guān)聯(lián)度分析結(jié)果趨勢基本一致，說明灰色關(guān)聯(lián)度分析的結(jié)果客觀真實。

3 結(jié)論與討論

表2 普通玉米產(chǎn)量與8個農(nóng)藝性狀的關(guān)聯(lián)度及排序

該研究應(yīng)用灰色關(guān)聯(lián)度對高產(chǎn)玉米品種的主要農(nóng)藝性狀進(jìn)行了分析，結(jié)果表明，8個農(nóng)藝性狀與產(chǎn)量的關(guān)聯(lián)度大小順序為：穗粗＞百粒重＞穗行數(shù)＞禿尖長＞出籽率＞株高＞穗長＞穗位高，其中以穗粗、百粒重、穗行數(shù)對產(chǎn)量的影響較大。這說明在玉米高產(chǎn)育種與品種改良工作中，要選擇果穗較粗（大于5.00 cm）、籽粒較重（百粒重大于32 g）、穗行數(shù)較多（14～16行），同時降低穗位，減少禿尖長，其他各性狀保持當(dāng)前水平，可以實現(xiàn)進(jìn)一步的增產(chǎn)。

關(guān)于運用灰色關(guān)聯(lián)度研究玉米產(chǎn)量與主要農(nóng)藝性狀之間的相關(guān)關(guān)系的報道較多，影響產(chǎn)量的最主要的因子也不完全一致。解松峰[3]、李偉忠[4]、柳延濤[5]、汪燕芬[6]、王付娟[7]、李永洪[8]等人研究結(jié)果一致認(rèn)為穗粗與產(chǎn)量的關(guān)聯(lián)度最密切，這與該研究結(jié)果一致。但是其他研究結(jié)果并不都如此，有的認(rèn)為穗長對產(chǎn)量的影響最大[9-14]，有的認(rèn)為百粒重與產(chǎn)量關(guān)系最密切[15-18]，還有的認(rèn)為行粒數(shù)與產(chǎn)量的關(guān)聯(lián)度最大[19-20]。盡管結(jié)果不一樣，但是多數(shù)研究者結(jié)果表明，穗長、穗粗、百粒重3個性狀多數(shù)排在前3 位，是構(gòu)成產(chǎn)量最主要因子，這也與實際育種經(jīng)驗相一致。

灰色關(guān)聯(lián)度分析是研究系統(tǒng)發(fā)展動態(tài)量化的一種有效方法，不同的生態(tài)條件、時間、材料都會改變與產(chǎn)量之間的關(guān)聯(lián)度次序。這也說明了以上研究者的結(jié)果各不相同的原因。玉米區(qū)試品種代表當(dāng)前生態(tài)區(qū)玉米育種的最高水平，其中的高產(chǎn)普通玉米品種（產(chǎn)量大于7 500 kg/hm2）反映玉米區(qū)試中的最高水平，并與當(dāng)前廣西省玉米育種產(chǎn)量目標(biāo)定位（7 500 kg/hm2）相吻合[21]，說明該樣本材料代表性較強且符合育種實際目標(biāo)，同時其結(jié)果與回歸分析基本一致，起到了相互佐證的作用，因此該研究結(jié)果對于指導(dǎo)廣西生態(tài)區(qū)高產(chǎn)玉米育種有一定的指導(dǎo)意義。

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