黃淮海玉米區(qū)試品種農(nóng)藝性狀與產(chǎn)量的相關(guān)性及通徑分析

劉世敏 王同芹 劉兆麗

摘要 選用2014—2019年參加黃淮海夏玉米區(qū)域試驗(yàn)75 000株/hm2密度的426個(gè)品種為研究對(duì)象，對(duì)株高、穗位高、穗長(zhǎng)、穗行數(shù)、禿頂長(zhǎng)、百粒重 6個(gè)玉米農(nóng)藝性狀和產(chǎn)量表現(xiàn)進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)分析。相關(guān)分析結(jié)果表明，產(chǎn)量與穗位高、穗長(zhǎng)、株高、穗行數(shù)呈極顯著正相關(guān)關(guān)系，與禿頂長(zhǎng)呈極顯著負(fù)相關(guān)關(guān)系。通徑分析表明，穗長(zhǎng)、穗位高和穗行數(shù)的直接通徑系數(shù)較大，是影響產(chǎn)量的關(guān)鍵性狀，在選育玉米品種時(shí)，要注意對(duì)穗長(zhǎng)、穗位高和穗行數(shù)的選擇。

關(guān)鍵詞 玉米品種;產(chǎn)量;農(nóng)藝性狀;相關(guān)分析;通徑分析

中圖分類號(hào) S513 ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A ?文章編號(hào) 0517-6611（2020）21-0030-03

Abstract In order to analyze the relationship between agronomic characters and yield， we selected 426 maize varieties in HuangHuaiHai regional trial from 2014 to 2019 as the research material.The agronomic characters， including plant height， ear height， ear length， ear rows， the bald length and 100kernel weight were measured at post grainfilling stages.The correlation analysis showed that the yield showed extremely significant positive correlation with plant height， ear height， ear length and ear rows， had extremely significant negative correlation with bald length. Path analysis showed that ear length， ear height and ear rows had greater direct path coefficient with yield. Ear length， ear height and ear rows were the key characters affected the yield of maize， so that particular attention should be paid to the characters in the maize breeding.

Key words Maize varieties;Yield;Agronomic characters;Correlation analysis;Path analysis

基金項(xiàng)目 國(guó)家玉米產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系濰坊試驗(yàn)站（CARS-02-65）。

作者簡(jiǎn)介 劉世敏（1989—），男，山東昌邑人，助理研究員，碩士，從事玉米育種與栽培研究。*通信作者，高級(jí)農(nóng)藝師，碩士，從事玉米育種與栽培研究。

收稿日期 2020-03-18

玉米是我國(guó)第一大作物，是糧食穩(wěn)產(chǎn)增產(chǎn)的主力軍。近年來，我國(guó)玉米單產(chǎn)水平顯著提高，但與美國(guó)還有較大差距[1-3]。黃淮海夏玉米區(qū)是我國(guó)最大的玉米集中產(chǎn)區(qū)之一，該地區(qū)氣候復(fù)雜多變，玉米生育期較短，對(duì)品種提出了特殊的要求[4-5]。因此，培育高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)玉米品種、繼續(xù)提高玉米單產(chǎn)水平、筑牢糧食安全屏障意義重大[6]。

鑒于此，筆者利用2014—2019年黃淮海夏玉米區(qū)域試驗(yàn)濰坊試驗(yàn)點(diǎn)75 000株/hm2品種的試驗(yàn)數(shù)據(jù)，分析玉米產(chǎn)量與部分農(nóng)藝性狀間的關(guān)系，以期為玉米品種選育提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

該試驗(yàn)以2014—2019年黃淮海夏玉米區(qū)試濰坊試驗(yàn)點(diǎn)75 000株/hm2密度的426個(gè)品種為試驗(yàn)材料。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

根據(jù)黃淮海夏玉米區(qū)域試驗(yàn)的種植要求，采用隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，每個(gè)品種3次重復(fù)，小區(qū)面積20 m2，行長(zhǎng)6.67 m，行距0.60 m，5行區(qū)，試驗(yàn)地周圍設(shè)立不少于4行寬度的保護(hù)區(qū)（行）。

1.3 測(cè)定項(xiàng)目及方法

測(cè)定項(xiàng)目為玉米株高、穗位高、穗長(zhǎng)、穗行數(shù)、禿頂長(zhǎng)、百粒重和產(chǎn)量。產(chǎn)量為實(shí)收小區(qū)中間3行，轉(zhuǎn)化為14%含水量的1 hm2面積的產(chǎn)量。

1.4 試驗(yàn)數(shù)據(jù)和分析方法

數(shù)據(jù)來源于2014—2019年國(guó)家黃淮海夏玉米品種區(qū)域數(shù)據(jù)年終報(bào)告濰坊試驗(yàn)點(diǎn)數(shù)據(jù)，統(tǒng)計(jì)分析軟件為Excel和IBM SPSS Statistics 23.0，SPSS分析方法參考杜家菊等[7]的方法。

2 結(jié)果與分析

2.1 國(guó)家黃淮海夏玉米區(qū)域試驗(yàn)濰坊試驗(yàn)點(diǎn)情況

對(duì)2014—2019年國(guó)家黃淮海夏玉米區(qū)域試驗(yàn)濰坊試驗(yàn)點(diǎn)參試組合進(jìn)行描述統(tǒng)計(jì)。結(jié)果顯示，2014—2019年共有426個(gè)品種參加75 000株/hm2密度的試驗(yàn)，各年參試品種數(shù)量分別為53、61、103、87、64和58個(gè)。

2.2 參試品種農(nóng)藝性狀的描述統(tǒng)計(jì)

對(duì)2014—2019年參試品種的農(nóng)藝性狀進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，結(jié)果如表1所示。由表1可知，所有性狀中，禿頂長(zhǎng)的變異系數(shù)最大（73.04%），穗位高次之（15.26%），株高、穗長(zhǎng)、穗行數(shù)、百粒重的變異系數(shù)都較小。由此可知，在所有農(nóng)藝性狀中，禿頂長(zhǎng)的穩(wěn)定性較差，易受環(huán)境影響，但同時(shí)該性狀選擇潛力大;株高、穗長(zhǎng)、穗行數(shù)、百粒重等性狀較穩(wěn)定，受環(huán)境影響較小。

2.3 參試品種農(nóng)藝性狀與產(chǎn)量的相關(guān)分析

為了解各農(nóng)藝性狀與產(chǎn)量的關(guān)系，將各性狀與產(chǎn)量進(jìn)行相關(guān)分析，結(jié)果如表2所示。

由表2可知，各農(nóng)藝性狀與產(chǎn)量的相關(guān)系數(shù)由大到小依次排列為穗位高、穗長(zhǎng)、株高、穗行數(shù)、百粒重、禿頂長(zhǎng)。產(chǎn)量與穗位高（r=0.305**）、穗長(zhǎng)（r=0.257**）、株高（r=0219**）、穗行數(shù)（r=0.130**）呈極顯著正相關(guān)，與禿頂長(zhǎng)（r=-0.155**）呈極顯著負(fù)相關(guān)。各性狀中，株高與穗位高（r=0.511**）、穗長(zhǎng)（r=0.288**）、穗行數(shù)（r=0.192**）、禿頂長(zhǎng)（r=0.172**）、百粒重（r=0.143**）均呈極顯著正相關(guān);穗位高與禿頂長(zhǎng)（r=-0.121*）呈顯著負(fù)相關(guān)，與其他性狀相關(guān)性不顯著;穗長(zhǎng)與禿頂長(zhǎng)（r=0.294**）、百粒重（r=0210**）呈極顯著正相關(guān);穗行數(shù)與禿頂長(zhǎng)（r=0.283**）呈極顯著正相關(guān)，與百粒重（r=-0.387**）呈極顯著負(fù)相關(guān)。

2.4 參試品種農(nóng)藝性狀的通徑分析

為進(jìn)一步厘清各性狀與產(chǎn)量的直接和間接關(guān)系，需要進(jìn)行通徑分析。模型摘要輸出結(jié)果顯示，R=0.484，R2=0.234，調(diào)整后R2=0.223，標(biāo)準(zhǔn)估算的誤差為934.702 68。其中，決定系數(shù)R2=0.234，則剩余因子e=1-R2=0.875 2，該值較大，說明對(duì)產(chǎn)量有影響的自變量除百粒重、穗位高、禿頂長(zhǎng)、穗長(zhǎng)、穗行數(shù)、株高這6個(gè)因素外，還有很多。

表3列出了各自變量的偏回歸系數(shù)、截距、標(biāo)準(zhǔn)化系數(shù)（即通徑系數(shù)）以及顯著性結(jié)果，可以得出線性回歸方程：y=2 881.555+1.194x1+17.188x2+256 537x3+129.331x4-346591x5-23.106x6

從通徑系數(shù)可以看出，自變量對(duì)y的直接作用分別是：

P1y=0.022;P2y=0.24;

P3y=0.336;P4y=0.173;

P5y=-0.274;P6y=-0.059。

計(jì)算間接通徑系數(shù)，由表3的相關(guān)性輸出結(jié)果可知自變量與因變量、各自變量之間的相關(guān)系數(shù)。

x1通過x2對(duì)y的間接通徑系數(shù)為：r12×P2y=0.511×0.24=0.122 64;

x1通過x3對(duì)y的間接通徑系數(shù)為：r13×P3y=0.288×0.336=0.096 8;

x1通過x4對(duì)y的間接通徑系數(shù)為：r14×P4y=0.192×0.173=0.033 2;

x1通過x5對(duì)y的間接通徑系數(shù)為：r14×P5y=0.172×（-0.274）=-0.047 1;

x1通過x6對(duì)y的間接通徑系數(shù)為：r16×P6y=0.143×（-0.059）=-0.008 4。

用同樣的方法可以計(jì)算x2、x3、x4、x5、x6對(duì)y的間接通徑系數(shù)，結(jié)果如表4所示。

由表4可知，各性狀的直接通徑系數(shù)從大到小依次為穗長(zhǎng)、穗位高、穗行數(shù)、株高、百粒重、禿頂長(zhǎng)。進(jìn)一步分析各性狀間與產(chǎn)量的間接關(guān)系如下：

（1）穗長(zhǎng)對(duì)產(chǎn)量的效應(yīng)。穗長(zhǎng)和產(chǎn)量的直接通徑系數(shù)為0.336 0，間接通徑系數(shù)為正效應(yīng)的性狀有株高0.006 3，穗位高0.008 4，有負(fù)效應(yīng)的性狀分別為穗行數(shù)-0.000 9，禿頂長(zhǎng)-0.080 6，百粒重-0.012 4，負(fù)效應(yīng)大于正效應(yīng)，穗長(zhǎng)對(duì)產(chǎn)量的綜合效應(yīng)為r=0.257**。穗長(zhǎng)對(duì)產(chǎn)量所起的作用較大，在選育品種時(shí)，要選擇穗長(zhǎng)較長(zhǎng)的品種，但同時(shí)要考慮穗行數(shù)、禿頂長(zhǎng)和百粒重等性狀。

（2）穗位高對(duì)產(chǎn)量的效應(yīng)。穗位高和產(chǎn)量的直接通徑系數(shù)為0.240 0，所有性狀的間接通徑系數(shù)均為正值，都為正效應(yīng)，說明在穗位高增加的同時(shí)，其他性狀都會(huì)起正作用。穗位高對(duì)產(chǎn)量的綜合效應(yīng)為r=0.305**。穗位高對(duì)產(chǎn)量的作用非常大，選育品種時(shí)在滿足抗倒伏、倒折的前提下，可選擇穗位盡量高的組合。

（3）穗行數(shù)對(duì)產(chǎn)量的效應(yīng)。穗行數(shù)和產(chǎn)量的直接通徑系數(shù)為0.173 0，間接通徑系數(shù)為正效應(yīng)的性狀有株高0.004 2，穗位高0.009 8、百粒重0.022 8，為負(fù)效應(yīng)的性狀有穗長(zhǎng)-0.001 7、禿頂長(zhǎng)-0.077 5，負(fù)效應(yīng)大于正效應(yīng)。穗行數(shù)對(duì)產(chǎn)量的綜合效應(yīng)為r=0.130**，說明在選擇穗行數(shù)多的品種時(shí)，要同時(shí)注意對(duì)穗長(zhǎng)和禿頂長(zhǎng)等性狀的選擇。

（4）株高對(duì)產(chǎn)量的效應(yīng)。株高和產(chǎn)量的直接通徑系數(shù)為0.022 0，間接通徑系數(shù)為正效應(yīng)的性狀有穗位高0.122 6、穗長(zhǎng)0.096 8、穗行數(shù)0.033 2，為負(fù)效應(yīng)的性狀有禿頂長(zhǎng)-0.047 1、百粒重-0.008 4，正向效應(yīng)大于負(fù)向效應(yīng)，綜合效應(yīng)為r=0.219**，株高對(duì)產(chǎn)量的影響較大，在選育品種時(shí)，在滿足抗倒伏、倒折的前提下，可選擇株高盡量高的組合。

（5）禿頂長(zhǎng)對(duì)產(chǎn)量的效應(yīng)。禿頂長(zhǎng)和產(chǎn)量的直接通徑系數(shù)為-0.274 0，間接通徑系數(shù)為正效應(yīng)的性狀有株高0.003 8、穗長(zhǎng)0.098 8、穗行數(shù)0.049 0，為負(fù)效應(yīng)的性狀有穗位高-0.029 0、百粒重-0.004 3，綜合效應(yīng)為r=-0.155**，說明禿頂長(zhǎng)對(duì)產(chǎn)量的影響很大，在育種過程中要選擇封頂性好的品種。

（6）百粒重對(duì)產(chǎn)量的影響。百粒重和產(chǎn)量的直接通徑系數(shù)為-0.059 0，間接通徑系數(shù)為正效應(yīng)的性狀有株高0.003 1、穗長(zhǎng)0.070 6，為負(fù)效應(yīng)的性狀有穗位高-0.006 5、穗行數(shù)-0.067 0、禿頂長(zhǎng)-0.020 0，正負(fù)效應(yīng)相互抵消，百粒重對(duì)產(chǎn)量的綜合效應(yīng)為-0.078，為不顯著負(fù)相關(guān)。

3 結(jié)論與討論

參加試驗(yàn)的6個(gè)農(nóng)藝性狀的變異系數(shù)由大到小依次為禿頂長(zhǎng)、穗位高、穗行數(shù)、穗長(zhǎng)、百粒重、株高，這與呂瑩瑩等[8]、許衛(wèi)猛等[9]、李新娜等[10]的研究結(jié)果基本一致。禿頂長(zhǎng)的變異系數(shù)最大，說明性狀穩(wěn)定性差。

各農(nóng)藝性狀與產(chǎn)量的相關(guān)性由大到小依次為穗位高、穗長(zhǎng)、株高、穗行數(shù)、百粒重、禿頂長(zhǎng)，這與王楠等[11]、魯珊等[12]、賈亞濤等[13]的研究結(jié)果基本一致。在玉米新品種選育時(shí)，要注重對(duì)穗長(zhǎng)和穗位高的選擇，同時(shí)要特別注意選擇封頂性好的品種。

各農(nóng)藝性狀與產(chǎn)量的通徑系數(shù)由大到小排列為穗長(zhǎng)、穗位高、穗行數(shù)、株高、百粒重、禿頂長(zhǎng)。穗長(zhǎng)、穗位高和穗行數(shù)對(duì)產(chǎn)量正效應(yīng)明顯，禿頂長(zhǎng)對(duì)產(chǎn)量負(fù)效應(yīng)影響較大，這與時(shí)成俏等[14]、李光發(fā)等[15]的研究結(jié)果基本一致。

綜上可知，玉米品種要獲得高產(chǎn)，應(yīng)具備適宜的株高和穗位高、較多的穗行數(shù)和較長(zhǎng)的穗長(zhǎng)。在育種中，要注意對(duì)某些關(guān)鍵性狀的選擇，同時(shí)要協(xié)調(diào)各性狀之間的關(guān)系[16]。

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