甜玉米主要農(nóng)藝性狀與產(chǎn)量和食用品質的灰色關聯(lián)度分析

王俊花，邵林生，閆建賓，王瑞鋼，龐旭，梁海英，張雪彪，張沛敏，韋峰

（山西省農(nóng)業(yè)科學院高粱研究所，山西晉中030600）

甜玉米主要農(nóng)藝性狀與產(chǎn)量和食用品質的灰色關聯(lián)度分析

王俊花，邵林生，閆建賓，王瑞鋼，龐旭，梁海英，張雪彪，張沛敏，韋峰

（山西省農(nóng)業(yè)科學院高粱研究所，山西晉中030600）

為了探討甜玉米主要農(nóng)藝性狀對產(chǎn)量和食用品質影響的主次關系，以24個甜玉米雜交組合為研究對象，對株高、穗位高、生育期、穗位葉長、穗位葉寬、穗長、穗粗、穗行數(shù)、禿尖長、單穗凈鮮重10個主要農(nóng)藝性狀進行了田間調查，對鮮穗食用品質進行了室內蒸煮、品嘗與鑒定，并與單穗鮮凈重和食用品質進行了灰色關聯(lián)度分析。結果表明：單穗凈鮮重與其他各性狀的關聯(lián)順序為穗粗＞穗長＞穗位葉寬＞穗行數(shù)＞生育期＞穗位葉長＞穗位葉面積＞穗位高＞株高＞禿尖長，食用品質與其他各性狀的關聯(lián)順序為穗位葉寬＞禿尖長＞穗位葉面積＞穗長＞穗位高＞生育期＞穗位葉長＞穗粗＞穗行數(shù)＞株高。在甜玉米高產(chǎn)優(yōu)質育種中，要注重對果穗長且粗、穗位葉寬且面積較大材料的選擇。

甜玉米；農(nóng)藝性狀；產(chǎn)量；食用品質；灰色關聯(lián)度

甜玉米（Zea mays L.cv.Sweet）是受1個或多個隱性基因控制的胚乳突變體，具有較高的經(jīng)濟、營養(yǎng)和加工價值[1，2]。此外，其秸稈可以回收利用、加工成壓縮飼料，作為養(yǎng)殖業(yè)的青貯飼料應用，飼料售價一般為20元/袋，這樣，既避免了焚燒秸稈而導致的環(huán)境污染，保護了生態(tài)環(huán)境，為持續(xù)穩(wěn)定地發(fā)展農(nóng)業(yè)生產(chǎn)創(chuàng)造了有利環(huán)境，又增加了種植者的經(jīng)濟收益。近年來，由于市場需求不斷擴大，我國甜玉米產(chǎn)業(yè)得到了迅猛發(fā)展，使得甜玉米育種也在不斷改革和創(chuàng)新。為了順應市場發(fā)展需要，我國甜玉米育種目標也從單純的高產(chǎn)型向優(yōu)質高產(chǎn)型轉變，在保證品質優(yōu)良的前提下兼顧產(chǎn)量的提高。

灰色關聯(lián)度分析法是對一個發(fā)展變化系統(tǒng)動態(tài)的量化比較，關聯(lián)度越大，說明因素間變化的態(tài)勢越接近，其相互關系就越密切。高產(chǎn)是農(nóng)作物育種的主要目標之一。將灰色系統(tǒng)理論中的灰色關聯(lián)度分析法用于大豆、小麥、水稻、玉米、谷子等農(nóng)作物品種的綜合評估和高產(chǎn)育種主要經(jīng)濟性狀的選擇[3～15]，均收到了一定效果?；疑P聯(lián)分析在甜玉米上的研究多集中于穗部性狀或單株產(chǎn)量與株高、穗行數(shù)、穗位高等主要農(nóng)藝性狀間的關聯(lián)度大小[16～20]。趙元增等[16]研究表明，甜玉米單株產(chǎn)量與10個農(nóng)藝性狀的關聯(lián)度順序為株高＞穗行數(shù)＞行粒數(shù)＞葉片數(shù)＞莖粗＞穗粗＞穗長＞百粒重＞穗位高＞穗數(shù)；在影響穗形的穗部性狀中，穗粗、穗行數(shù)、軸粗作用較大，其次是是莖粗、葉片數(shù)和行粒數(shù)。稅紅霞等[19]研究顯示，甜玉米農(nóng)藝性狀與鮮穗產(chǎn)量的關聯(lián)度順序為穗行數(shù)＞穗長＞行粒數(shù)＞穗粗＞出苗-采收＞穗位高＞株高＞百粒重＞禿尖＞出籽率，穗行數(shù)是影響甜玉米鮮穗產(chǎn)量的主要因素，其次是穗長和行粒數(shù)，而出籽率對產(chǎn)量影響較?。粡堊他惖萚20]的研究表明，穗粗、行粒數(shù)、穗長對鮮質量的直接影響較大，穗行數(shù)對鮮質量的間接影響較大。但截至目前，鮮穗食用品質與主要農(nóng)藝性狀間的關聯(lián)度情況尚未見報道。利用灰色系統(tǒng)理論，探索甜玉米產(chǎn)量、食用品質與主要農(nóng)藝性狀間的關聯(lián)度以及這些性狀的變化情況，對指導甜玉米高產(chǎn)優(yōu)質育種具有重要意義。

1　材料與方法

1.1試驗材料

試驗甜玉米雜交組合共24個（表1），均由山西省農(nóng)業(yè)科學院高粱研究所選育。

1.2試驗方法

1.2.1試驗設計試驗于2013～2014年在山西省農(nóng)業(yè)科學院高粱研究所修文試驗基地（海拔700 m，年活動積溫3 410℃）進行。前茬作物為高粱。采用單因素隨機區(qū)組設計，設甜玉米雜交組合24個處理，3次重復。小區(qū)長7.7 m、寬2.6 m，5行/區(qū)，四周設保護行。玉米播種前，撒施毒土殺滅地下害蟲1次，施氮磷鉀三元復合肥450 kg/hm2和農(nóng)家肥75 m3/hm2做基肥；5月10日播種，種植密度52500株/hm2；6月22日、7月11日、8月1日各澆水1次，其中，6月22日結合澆水追施尿素375 kg/hm2。其他田間管理措施同常規(guī)。

1.2.2調查項目與方法參照NY/T 2232—2012[21]，在乳熟期調查玉米的生物學性狀和經(jīng)濟性狀，指標包括植株株高（m）、穗位高（cm）、生育期（d）、穗位葉長（cm）、穗位葉寬（cm）、穗長（cm）、穗粗（cm）、穗行數(shù)（行）、禿尖長（cm）、單穗凈鮮重（g）。采用長寬系數(shù)法，計算葉面積（cm2，長×寬×0.75）。參照NY/T 523—2002[22]，對鮮穗食用品質打分。

1.2.3數(shù)據(jù)處理采用Excel 2003軟件進行數(shù)據(jù)的一般處理，利用DPS系統(tǒng)進行灰色關聯(lián)度分析。

按照鄧聚龍[4]的灰色系統(tǒng)理論，在分析各穗部性狀之間的關系時，將穗長、穗粗、行數(shù)、禿尖長、單穗凈重分別做參考數(shù)列和比較數(shù)列，即當確定某一性狀為參考數(shù)列時，其他性狀為比較數(shù)列，通過DPS系統(tǒng)計算各參考數(shù)列與各比較數(shù)列的關聯(lián)度，構成關聯(lián)矩陣。同理，分析生物學性狀之間的關系。

分析各性狀對產(chǎn)量的影響時，將24個雜交組合的10個農(nóng)藝性狀視為1個灰色系統(tǒng)，以產(chǎn)量為參考數(shù)列，其他各性狀為比較數(shù)列，利用DPS系統(tǒng)計算各性狀與產(chǎn)量的灰色關聯(lián)度和排序。同理，分析各性狀對食用品質的影響。

表1　24個甜玉米雜交組合的來源Table1　24 combinations and sources of sweet corn

2　結果與分析

2.1甜玉米經(jīng)濟性狀間的相互關系

甜玉米果穗的經(jīng)濟性狀與甜玉米的種植經(jīng)濟收益直接相關，提高產(chǎn)量是農(nóng)作物育種工作最主要的內容，但產(chǎn)量性狀本身的遺傳率往往較低，所以通過與產(chǎn)量密切相關間接選擇效率高的性狀間接提高產(chǎn)量是常用的途徑之一[23]。產(chǎn)量構成性狀的一般配合力，最能代表產(chǎn)量潛力的性狀是單穗重，與甜玉米鮮穗產(chǎn)量直接關聯(lián)的穗部性狀有穗長、穗粗、穗行數(shù)、禿尖長度。當這5個性狀分別作為參考數(shù)列，求其他性狀對某個性狀的關聯(lián)度時，可構成關聯(lián)矩陣。結果（表2）顯示，各性狀與單穗凈鮮重的關系順序為穗粗＞穗長＞穗行數(shù)＞禿尖長，與穗長的關系順序為單穗凈鮮重＞穗行數(shù)＞禿尖長＞穗粗，與穗粗的關系順序為單穗凈鮮重＞穗行數(shù)＞穗長＞禿尖長，與禿尖長的關系順序為穗行數(shù)＞單穗凈鮮重＞穗長＞穗粗。可以看出，單穗凈鮮重、穗粗、穗長三者之間關系較為密切，穗行數(shù)與其他穗部性狀關系一般，禿尖長與其他穗部性狀關系最為疏遠。這就要求我們在甜玉米育種時，多注意穗粗和穗長的選擇，不要太在意禿尖的長短。

表2　甜玉米經(jīng)濟性狀間的關聯(lián)矩陣Table2　Incidence matrix of economic traits of sweet corn

2.2甜玉米生物學性狀間的相互關系

結果（表3）顯示，與甜玉米株高關系密切的農(nóng)藝性狀順序是穗位高＞穗位葉長＞生育期＞穗位葉面積＞穗位葉寬；與甜玉米穗位高關系密切的農(nóng)藝性狀順序是株高＞穗位葉長＞穗位葉面積＞生育期＞穗位葉寬；與甜玉米穗位葉面積關系密切的農(nóng)藝性狀順序是穗位葉長＞葉寬＞穗位高＞株高＞生育期；與甜玉米穗位葉長關系密切的農(nóng)藝性狀順序是穗位高＞穗位葉面積＞株高＞生育期＞穗位葉寬；與甜玉米穗位葉寬關系密切的農(nóng)藝性狀順序是穗位葉面積＞穗位葉長＞穗位高＞株高＞生育期；生育期長短與其他農(nóng)藝性狀關系較為疏遠。

在甜玉米選育過程中，要注意協(xié)調多個性狀間的平衡，對株高和穗位高適中、穗位葉面積大的材料優(yōu)先選擇，而生育期的長短則按照育種目標來定。

表3　甜玉米生物學性狀間的關聯(lián)矩陣Table3　Correlation matrix of biological character of sweet corn

2.3甜玉米產(chǎn)量與主要農(nóng)藝性狀的灰色關聯(lián)度分析

灰色關聯(lián)度分析結果（表4）顯示，甜玉米單穗凈鮮重與主要農(nóng)藝性狀的關聯(lián)度為0.686 5～0.821 8，關聯(lián)順序為穗粗＞穗長＞穗位葉寬＞穗行數(shù)＞生育期＞穗位葉長＞穗位葉面積＞穗位高＞株高＞禿尖長。表明穗長和穗粗對甜玉米鮮穗產(chǎn)量影響較大，其次是穗位葉寬、穗行數(shù)、生育期、穗位葉長和穗位葉面積，穗位高、株高、禿尖長對鮮穗產(chǎn)量影響較小。較高的生物產(chǎn)量是鮮穗高產(chǎn)的基礎，這就要求我們在甜玉米產(chǎn)量育種中，對葉面積大、株高適中、果穗又粗又長的材料多加選擇。

表4　甜玉米產(chǎn)量與主要農(nóng)藝性狀的關聯(lián)度和排序Table4　Correlative degree and sorting between yield and main agronomic traits of sweet corn

2.4甜玉米食用品質與主要農(nóng)藝性狀的灰色關聯(lián)度分析

灰色關聯(lián)度分析結果（表5）顯示，甜玉米食用品質與主要農(nóng)藝性狀的關聯(lián)度為0.701 8～0.771 5，關聯(lián)順序為穗位葉寬＞禿尖長＞穗位葉面積＞穗長＞穗位高＞生育期＞穗位葉長＞穗粗＞穗行數(shù)＞株高。從關聯(lián)度來看，這10個農(nóng)藝性狀對甜玉米食用品質的影響程度差別不大，主要是因為食用品質是由果皮柔嫩度、含糖量、糖分組成、蛋白質含量、脂肪含量、籽粒含水量等共同決定的，而這些指標有的是加性效應起作用，有的是非加性效應起作用，有的是加性效應與非加性效應共同起作用[23，24]。在甜玉米食用品質育種中，對穗位葉較寬、穗位葉面積較大、果穗較長的材料多加選擇。

表5　甜玉米鮮穗食用品質與主要農(nóng)藝性狀的關聯(lián)度和排序Table5　Correlative degree and sorting between fresh ear edible quality and agronomic characters of sweet corn

3　結論與討論

本研究結果顯示，在穗部經(jīng)濟性狀中，與穗長和穗粗關系最為密切的性狀都是穗行數(shù)，禿尖長與其他穗部性狀的關系最為疏遠，這與趙元增等[16]的研究結果不完全相同；穗長對甜玉米產(chǎn)量影響最大，穗粗次之，株高最小，這與張姿麗等[20]的研究結果基本相同。因此，在甜玉米產(chǎn)量育種中，要注重對穗長、穗粗和穗行數(shù)的選擇，放寬其他農(nóng)藝性狀的標準，只有各農(nóng)藝性狀相互協(xié)調，才能選出高產(chǎn)品種。

甜玉米的品質性狀主要分為2部分，一是果穗的外觀品質，二是食用品質和加工品質。通過對甜玉米食用品質與主要農(nóng)藝性狀進行灰色關聯(lián)度分析發(fā)現(xiàn)，雖然不同農(nóng)藝性狀與食用品質的關聯(lián)度大小不同，但彼此差別不大，關聯(lián)度為0.701 8～0.771 5。也就是說，對甜玉米食用品質要進行綜合評價，在對甜玉米進行品質改良時要協(xié)調多個性狀的平衡改良，同時兼顧農(nóng)藝性狀和產(chǎn)量的提高。

灰色關聯(lián)度分析法是建立在多個性狀定量分析的基礎上，結果有較強的可比性和可靠性，且具有良好的穩(wěn)定性。此外，相對于相關分析而言，灰色關聯(lián)度分析法具有所需樣本少、可綜合考慮多個性狀、方法簡便等優(yōu)點，更能客觀、合理地評價鮮食甜玉米雜交種的品質。甜玉米種皮厚度、可溶性糖含量、蛋白質含量、淀粉含量和脂肪含量與主要農(nóng)藝性狀間的關聯(lián)度大小，還有待進一步研究。

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Grey Correlative Degree Analysis of Main Agronomic Characters and Yield&Food Quality on Sweet Corn

WANG Jun-hua，SHAO Lin-sheng，YAN Jian-bin，WANG Rui-gang，PANG Xu，LIANG Hai-ying，ZHANG Xue-biao，ZHANG Pei-min，WEI Feng
（Sorghum Institute，Shanxi Academy of Agricultural Sciences，Jinzhong 030600，China）

In order to explore primary and secondary relations of main agronomic characters on yield and edible quality of sweet corn.Twenty-four sweet corn crosses done were studied in this paper.Ten main agronomic traits such as plant height，ear height，growth period，ear leaf length，ear leaf width，ear length，ear diameter，ear rows，bald tip length and fresh ear weight were investigated in the field.The edible quality of fresh ear were cooked，tasted and identified in the indoor.Grey relational analysis between 10 agronomic characters and fresh ear weight，edible quality was conducted.The results showed that in sweet corn，the correlation sequence between yield and other traits were ear diameter＞ear length＞ear leaf width＞ear row number＞growth period＞ear leaf length＞ear leaf area＞ear height＞plant height＞bald tip length.The correlation order between edible quality and other traits were ear leaf width＞bald tip length＞ear leaf area＞ear length＞ear length＞growth period＞ear leaf length＞ear diameter＞ear row number＞plant height.In sweet corn breeding of high yield and good quality，materials which had spike length，spike thick and ear leaf were especially noticed.

Sweet corn；Agronomic character；Yield；Food quality；Edible variety Grey correlative degree

S513

A

1008-1631（2016）05-0078-04

2016-03-17

山西省科技廳成果推廣項目（2014071001-1）；山西省農(nóng)業(yè)科學院育種工程項目（11yzgc026）

王俊花（1973-），女，山西垣曲人，副研究員，碩士，主要從事鮮食玉米育種研究。Tel：0354-8593513；E-mail：wangjunhua73@163.com。