玉米自交系2408 測(cè)配的雜交種產(chǎn)量及農(nóng)藝性狀分析

馬陳宇，劉朝睿，呂建國(guó)，周冬艷，葉芝蘭*

（1.大理大學(xué)農(nóng)學(xué)與生物科學(xué)學(xué)院，云南大理 671003；2.云南足豐種業(yè)有限公司，云南大理 671003）

隨著畜牧業(yè)和現(xiàn)代工業(yè)的迅速發(fā)展，對(duì)玉米的需求呈現(xiàn)出顯著增長(zhǎng)趨勢(shì)〔1〕。西南地區(qū)作為我國(guó)重要的玉米生產(chǎn)區(qū)和消費(fèi)區(qū)，年均種植面積僅占全國(guó)玉米種植總面積的15%，同時(shí)還存在玉米深加工程度低、品種單一等問題〔2〕，因此選育高產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)的玉米新品種十分重要。

關(guān)聯(lián)度分析法簡(jiǎn)單扼要，在多個(gè)性狀分析的基礎(chǔ)上定量分析，具有較強(qiáng)的可比性和可靠性，能全面覆蓋優(yōu)良的目標(biāo)性狀，獲得全面、符合客觀實(shí)際的結(jié)果〔3〕。能評(píng)估玉米品種及育種材料，分析某個(gè)因素與其他多個(gè)因素的關(guān)聯(lián)度，找出主要影響因素〔4〕。通過分析玉米相關(guān)性狀可以確定育種目標(biāo)，綜合考慮環(huán)境、氣候、栽培技術(shù)條件，明確不同性狀對(duì)玉米產(chǎn)量的影響〔5〕，對(duì)玉米雜交種選育有一定的指導(dǎo)作用〔6〕。目前該方法在作物研究中已有廣泛應(yīng)用〔7〕，尤其在玉米產(chǎn)量的研究中，王美霞等〔8〕通過灰色關(guān)聯(lián)度分析得出株高、生育期對(duì)玉米產(chǎn)量影響較大，穗粗對(duì)玉米產(chǎn)量的影響較??；陳良宇〔9〕研究遼寧不同區(qū)域不同農(nóng)藝性狀發(fā)現(xiàn)先玉335 的株高與玉米產(chǎn)量關(guān)聯(lián)度最大；葉開梅等〔10〕認(rèn)為穗位與玉米產(chǎn)量的關(guān)聯(lián)度最大，而株高與產(chǎn)量關(guān)聯(lián)度最小；王俊花等〔11〕、韓學(xué)坤等〔12〕、范繼征等〔13〕均認(rèn)為單株粒重與玉米產(chǎn)量的關(guān)聯(lián)度最大，禿尖長(zhǎng)與玉米產(chǎn)量的關(guān)聯(lián)度最小。

本實(shí)驗(yàn)以培育優(yōu)良玉米新品種為出發(fā)點(diǎn)，采用灰色關(guān)聯(lián)度分析，對(duì)106 個(gè)雜交玉米組合的產(chǎn)量及產(chǎn)量構(gòu)成因素進(jìn)行探究，以期明確產(chǎn)量和性狀的關(guān)系，探索不同農(nóng)藝性狀對(duì)玉米產(chǎn)量的影響，評(píng)價(jià)各性狀對(duì)玉米產(chǎn)量的貢獻(xiàn)作用，篩選出高產(chǎn)雜交玉米新品種和相應(yīng)優(yōu)良自交系，為云南省高原玉米的品種選育和推廣奠定基礎(chǔ)。

1 材料與方法

1.1 實(shí)驗(yàn)地概況實(shí)驗(yàn)地位于大理白族自治州巍山彝族回族自治縣，地處云貴高原西部、大理白族自治州南部，海拔1 600～1 800 m。全縣土地總面積2 200 km2，其中山地2 052 km2，占全縣總面積的93.3 %；壩區(qū)土地148 km2，占全縣總面積的6.7 %〔14〕。巍山彝族回族自治縣氣候溫和，年均氣溫14～16 ℃，年均降雨量900 mm 左右，日照充足，屬低緯度亞熱帶氣候地區(qū)，雨熱同期，光照資源豐富〔15〕。土壤為重壤土，有相對(duì)適宜的pH 值和速效鉀，且含有利于玉米生長(zhǎng)的有機(jī)質(zhì)、磷、堿解氮、硼等〔16〕。

1.2 實(shí)驗(yàn)材料實(shí)驗(yàn)以玉米骨干自交系2408 和其他106 個(gè)玉米自交系為材料，將2408 分別和106個(gè)玉米自交系進(jìn)行測(cè)配，形成106 組雜交組合（雜交種）。雜交種的對(duì)照品種（CK）選用川單99。

1.3 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)采用隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，設(shè)3 個(gè)重復(fù)，小區(qū)長(zhǎng)20 m、寬0.8 m，面積16 m2。田間按5 行區(qū)設(shè)計(jì)種植，等行距種植，株距0.5 m，行距0.8 m。實(shí)收中間3 行計(jì)產(chǎn)量。四周設(shè)置不少于4 行的保護(hù)行，種植相對(duì)應(yīng)品種。第1 年，種植骨干自交系2408和另外106 個(gè)自交系，并分別進(jìn)行組間測(cè)配，成熟期收獲相應(yīng)組合的雜交種。第2 年，種植雜交種，測(cè)定產(chǎn)量和田間表型，收獲曬干后進(jìn)行考種。

1.4 調(diào)查統(tǒng)計(jì)在第2 年收獲期每小區(qū)取中間2行，從中隨機(jī)選取5 株測(cè)量穗位高、株高、雄穗分枝數(shù)；并隨機(jī)收獲5 株果穗，稱其鮮果質(zhì)量；晾曬后，進(jìn)行產(chǎn)量測(cè)定和考種工作，包括5 穗干重、穗型、粒型、粒色、軸色、5 穗籽粒重、百粒重、穗長(zhǎng)、穗粗、禿尖長(zhǎng)、穗行數(shù)、行粒數(shù)、水分含量、出籽率。

1.5 數(shù)據(jù)處理數(shù)據(jù)采用Excel 2016 軟件進(jìn)行基礎(chǔ)處理與作圖，用SPSSPRO 軟件進(jìn)行灰色關(guān)聯(lián)度分析，SPSS 17.0 軟件進(jìn)行多重性比較，P＜0.05 為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。玉米產(chǎn)量根據(jù)小區(qū)干籽粒產(chǎn)量進(jìn)行計(jì)算。計(jì)算公式如下：

2 結(jié)果

2.1 28 個(gè)玉米參實(shí)品種的產(chǎn)量比較與分析參實(shí)品種中產(chǎn)量超過CK 的組合有27 個(gè)。見表1。其中，2635、2709 和2674 產(chǎn)量相對(duì)較高，較CK 分別增長(zhǎng)了27.67%、27.52%和25.44%，與其他品種的產(chǎn)量差異顯著，有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.01）。2619、2690、2673和2648 的產(chǎn)量次之，較CK 分別增長(zhǎng)19.43%、16.91%、14.85%和13.83%；2609、2629、2634、2642與CK 相比增產(chǎn)不到1%。

表1 28 個(gè)玉米參實(shí)品種產(chǎn)量比較

由表2 方差分析結(jié)果可知，區(qū)組間差異不顯著F＝0.09，說明此次實(shí)驗(yàn)科學(xué)規(guī)范，數(shù)據(jù)可靠。各處理間差異極顯著（P＜0.01），表明28 個(gè)參實(shí)品種間差異達(dá)到顯著水平。

表2 玉米產(chǎn)量結(jié)果方差分析

2.2 28 個(gè)玉米參實(shí)品種各農(nóng)藝性狀與產(chǎn)量的灰色關(guān)聯(lián)度分析以28 個(gè)玉米品種的產(chǎn)量作為參考序列，13 個(gè)農(nóng)藝性狀作為比較序列，進(jìn)行灰色關(guān)聯(lián)度分析。見表3?；疑P(guān)聯(lián)度系數(shù)越大，表明農(nóng)藝性狀與產(chǎn)量的關(guān)系越密切；反之，越疏遠(yuǎn)。由表3 可知，玉米品種產(chǎn)量與13 個(gè)農(nóng)藝性狀關(guān)聯(lián)度大小為：株高＞穗粗＞出籽率＞水分＞穗行數(shù)＞行粒數(shù)＞穗長(zhǎng)＞穗位＞5 穗干重＞5 穗籽粒重＞百粒重＞雄穗分枝數(shù)＞禿尖，即株高、穗粗、出籽率與產(chǎn)量關(guān)系最密切，其次是水分、穗行數(shù)、行粒數(shù)、穗長(zhǎng)、穗位、5 穗干重、5 穗籽粒重，最后是百粒重、雄穗分枝數(shù)、禿尖。

表3 28 個(gè)玉米參實(shí)品種主要農(nóng)藝性狀與產(chǎn)量的灰色關(guān)聯(lián)度分析結(jié)果

2.3 28 個(gè)玉米參實(shí)品種各農(nóng)藝性狀間的灰色關(guān)聯(lián)度分析由表4 可知，以5 穗干重為參考序列，其他農(nóng)藝性狀為比較序列，關(guān)聯(lián)度大小為：5 穗籽粒重＞百粒重＞穗長(zhǎng)＞穗粗＞行粒數(shù)＞株高＞出籽率＝穗行數(shù)＞水分＞穗位＞雄穗分枝數(shù)＞禿尖。其中，5 穗籽粒重、百粒重、穗長(zhǎng)、穗粗對(duì)5 穗干重的影響較大，禿尖對(duì)5 穗干重的影響最小。

表4 28 個(gè)玉米參實(shí)品種農(nóng)藝性狀間的關(guān)聯(lián)度矩陣

以5 穗籽粒重為參考序列，其他農(nóng)藝性狀為比較序列，關(guān)聯(lián)度大小為：5 穗干重＞百粒重＞穗長(zhǎng)＞穗粗＞出籽率＞株高＝行粒數(shù)＞穗行數(shù)＞水分＞穗位＞雄穗分枝數(shù)＞禿尖。其中，5 穗干重、百粒重、穗長(zhǎng)對(duì)5穗籽粒重的影響較大，禿尖對(duì)5 穗籽粒重的影響最小。

以百粒重為參考序列，其他農(nóng)藝性狀為比較序列，關(guān)聯(lián)度大小為：5 穗籽粒重＝5 穗干重＞穗粗＞穗長(zhǎng)＞出籽率＞株高＞水分＞行粒數(shù)＞穗行數(shù)＞穗位＞雄穗分枝數(shù)＞禿尖。其中，5 穗籽粒重、5 穗干重、穗粗、穗長(zhǎng)、出籽率對(duì)百粒重的影響較大，禿尖對(duì)百粒重的影響最小。

以出籽率為參考序列，其他農(nóng)藝性狀為比較序列，關(guān)聯(lián)度大小為：株高＞穗粗＞水分＞百粒重＞5 穗籽粒重＞穗長(zhǎng)＝穗行數(shù)＞行粒數(shù)＞5 穗干重＞穗位＞雄穗分枝數(shù)＞禿尖。其中，株高、穗粗、水分對(duì)出籽率的影響較大，禿尖對(duì)出籽率的影響最小。

以水分為參考序列，其他農(nóng)藝性狀為比較序列，關(guān)聯(lián)度大小為：株高＞出籽率＞穗粗＞穗位＞行粒數(shù)＝百粒重＞穗行數(shù)＞5 穗干重＞穗長(zhǎng)＞5 穗籽粒重＞雄穗分枝數(shù)＞禿尖。其中，株高、出籽率、穗粗對(duì)水分影響較大，禿尖對(duì)水分的影響最小。

以穗粗為參考序列，其他農(nóng)藝性狀為比較序列，關(guān)聯(lián)度大小為：出籽率＝穗行數(shù)＞株高＞百粒重＝5穗干重＞水分＞5 穗籽粒重＞行粒數(shù)＞穗位＞雄穗分枝數(shù)＞禿尖。其中，出籽率、穗行數(shù)、株高對(duì)穗粗的影響較大，禿尖對(duì)穗粗的影響最小。

以穗位為參考序列，其他農(nóng)藝性狀為比較序列，關(guān)聯(lián)度大小為：水分＞株高＞行粒數(shù)＞出籽率＞穗粗＞穗長(zhǎng)＞百粒重＞5 穗干重＞雄穗分枝數(shù)＞5 穗籽粒重＞穗行數(shù)＞禿尖。其中，水分、株高、行粒數(shù)對(duì)穗位的影響較大，禿尖對(duì)穗位的影響最小。

以穗行數(shù)為參考序列，其他農(nóng)藝性狀為比較序列，關(guān)聯(lián)度大小為：穗粗＞出籽率＞穗長(zhǎng)＞株高＞5 穗干重＞水分＝行粒數(shù)＞百粒重＝5 穗籽粒重＞雄穗分枝數(shù)＞穗位＞禿尖。其中，穗粗、出籽率、穗長(zhǎng)、株高對(duì)穗行數(shù)的影響較大，禿尖對(duì)穗行數(shù)的影響最小。

以穗長(zhǎng)為參考序列，其他農(nóng)藝性狀為比較序列，關(guān)聯(lián)度大小為：5 穗干重＞穗粗＝5 穗籽粒重＝株高＞百粒重＞行粒數(shù)＞出籽率＞穗行數(shù)＞水分＞穗位＞雄穗分枝數(shù)＞禿尖。其中，穗粗、5 穗干重、株高對(duì)穗長(zhǎng)的影響較大，禿尖對(duì)穗長(zhǎng)的影響最小。

以禿尖為參考序列，其他農(nóng)藝性狀為比較序列，關(guān)聯(lián)度大小為：株高＞5 穗籽粒重＞5 穗干重＝行粒數(shù)＞百粒重＞出籽率＝穗粗＝雄穗分枝數(shù)＞穗長(zhǎng)＞穗位＞穗行數(shù)＞水分，且關(guān)聯(lián)度均不高，在0.700～0.726之間。

以行粒數(shù)為參考序列，其他農(nóng)藝性狀為比較序列，關(guān)聯(lián)度大小為：穗長(zhǎng)＞穗粗＝出籽率＞株高＞5 穗干重＞水分＞5 穗籽粒重＞百粒重＞穗行數(shù)＞穗位＞雄穗分枝數(shù)＞禿尖。其中，穗長(zhǎng)、株高、穗粗、出籽率對(duì)行粒數(shù)的影響較大，禿尖對(duì)行粒數(shù)的影響最小。

以雄穗分枝數(shù)為參考序列，其他農(nóng)藝性狀為比較序列，關(guān)聯(lián)度大小為：行粒數(shù)＞株高＝出籽率＞穗粗＞穗位＞穗行數(shù)＞百粒重＞穗長(zhǎng)＞水分＞5 穗干重＞5穗籽粒重＞禿尖。其中，株高、行粒數(shù)、出籽率、穗位對(duì)雄穗分枝數(shù)的影響較大，其他幾個(gè)對(duì)雄穗分枝數(shù)影響較小。

以株高為參考序列，其他農(nóng)藝性狀為比較序列，關(guān)聯(lián)度大小為：出籽率＞水分＞穗粗＞穗長(zhǎng)＞行粒數(shù)＞穗行數(shù)＞穗位＝百粒重＝5 穗干重＞5 穗籽粒重＞雄穗分枝數(shù)＞禿尖。其中，出籽率、水分、穗粗、穗長(zhǎng)、穗位對(duì)株高的影響較大，禿尖對(duì)株高的影響最小。

綜上可知，（1）5 穗籽粒重和5 穗干重是最緊密相關(guān)的一對(duì)性狀，關(guān)聯(lián)度達(dá)到0.990，其他各個(gè)性狀對(duì)這2 個(gè)性狀的影響趨勢(shì)基本一致，且對(duì)百粒重和穗長(zhǎng)均有很大影響。（2）表4 關(guān)聯(lián)度矩陣中：株高與出籽率的關(guān)聯(lián)度r＝0.980、株高與水分r＝0.978、株高與穗粗r＝0.976、株高與穗行數(shù)r＝0.966、穗粗與出籽率r ＝0.978、穗粗與水分r＝0.970、穗粗與穗行數(shù)r＝0.977、出籽率與水分r＝0.974、出籽率與穗行數(shù)r＝0.967、水分與穗行數(shù)r＝0.960，分析發(fā)現(xiàn)這10 組的關(guān)聯(lián)度都超過0.950，則株高、穗粗、出籽率、水分、穗行數(shù)之間的關(guān)系密切，相互作用，相互影響。（3）禿尖與其他12 個(gè)農(nóng)藝性狀的關(guān)聯(lián)度都在0.698～0.723，禿尖對(duì)其他12 個(gè)農(nóng)藝性狀的貢獻(xiàn)最小。因此，在根據(jù)性狀進(jìn)行優(yōu)良品種選擇時(shí)，要綜合考慮各農(nóng)藝性狀間的相互作用，不能單一控制某一性狀。

3 討論

實(shí)驗(yàn)表明雜交種2635、2709、2674 的產(chǎn)量相對(duì)其他雜交種高。28 個(gè)玉米參實(shí)品種農(nóng)藝性狀與產(chǎn)量的灰色關(guān)聯(lián)度分析結(jié)果表明：株高、穗粗與玉米產(chǎn)量關(guān)聯(lián)度最大，即對(duì)玉米產(chǎn)量影響最大，禿尖與玉米產(chǎn)量的關(guān)聯(lián)度最小，對(duì)產(chǎn)量的貢獻(xiàn)作用最小。由關(guān)聯(lián)度矩陣結(jié)果可知，玉米各農(nóng)藝性狀之間存在相互關(guān)聯(lián)作用，農(nóng)藝性狀之間相互影響。出籽率、水分、穗行數(shù)可以通過影響株高和穗粗間接影響產(chǎn)量，同時(shí)，株高、穗粗、出籽率、水分、穗行數(shù)等也對(duì)產(chǎn)量產(chǎn)生了直接影響。因此，在選育玉米雜交種時(shí)，應(yīng)注重選育株高適中且偏上、果穗偏粗、籽粒飽滿、出籽率高的長(zhǎng)穗型品種，且不能忽略對(duì)穗位、穗長(zhǎng)的選擇。孟靜嬌等〔17〕認(rèn)為對(duì)產(chǎn)量影響較大的是株高，影響較小的是禿尖，這與賈曉軍等〔18〕和莫云錦等〔19〕在研究鮮食甜玉米新品種產(chǎn)量的研究一致，且與本實(shí)驗(yàn)結(jié)果相吻合；邢寶龍等〔20〕在早熟玉米產(chǎn)量的研究中表明株高對(duì)產(chǎn)量影響最大，穗位對(duì)產(chǎn)量的影響最小，稅紅霞等〔21〕在西南區(qū)玉米新品種的研究中提到與產(chǎn)量關(guān)聯(lián)度最大的是株高，最小的是生育期，這與本實(shí)驗(yàn)結(jié)果基本吻合；孫峰成等〔22〕認(rèn)為玉米主要農(nóng)藝性狀對(duì)產(chǎn)量的影響以出籽率最大，禿尖長(zhǎng)度對(duì)產(chǎn)量的影響最小，與本實(shí)驗(yàn)結(jié)果較為相近，但也存在著一定的差異。因此，在分析不同地區(qū)、不同玉米的產(chǎn)量與農(nóng)藝性狀的關(guān)系時(shí)，要考慮栽培環(huán)境、地理位置、氣候條件、管理措施、玉米本身特性等因素的影響，即應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行具體分析。

在高產(chǎn)雜交玉米選育過程中，不僅要加大對(duì)玉米產(chǎn)量起重要作用的農(nóng)藝性狀指標(biāo)的選擇力度，還必須兼顧玉米品種各農(nóng)藝性狀之間的協(xié)同關(guān)聯(lián)作用，做到綜合考慮、統(tǒng)籌兼顧，從而推動(dòng)篩選優(yōu)良雜交玉米的育種進(jìn)程，為云南省高原玉米的品種選育和推廣奠定基礎(chǔ)。