玉米杂交种穗部性状对单株产量影响的研究

栗建枝 成锴 赵太存

摘 要：对58个玉米杂交种的7个穗部性状与单株产量间进行相关和通径分析，相关分析各性状与单株产量的相关性由大到小依次为出籽率>行粒数>百粒重>穗行数>穗长>穗粗>秃尖；进一步进行通径分析，各性状与单株产量的直接效应，由大到小依次为出籽率>穗粗>行粒数>百粒重>穗长>秃尖>穗行数。因此，出籽率对于提高产量是重要的，其次是行粒数和百粒重，协调好三者的关系，还要兼顾其他性状的协调，才能实现单株产量的提高。

关键词：玉米；果穗性状；相关分析；通径分析

文章编号： 1005-2690（2018）02-0096-03 中图分类号： S513 文献标志码： B

当前玉米生产和品种推广均以提高产量为重点，玉米的产量是受多基因控制的[1]，是多个农艺性状共同作用的结果，而这些性状之间又相互作用、相互影响[2]。有关农艺性状对玉米产量影响的大小，前人对此进行过许多研究，但由于研究地区、研究材料的不同，分析结果也不一致。李军虎等[3]研究发现果穗长、行粒数和千粒重对产量影响较大；梁晓玲等[4]认为千粒重、穗粗、穗长、出籽率对产量影响较大；广成等[5]报道果穗长、穗粗、出籽率对产量影响较大；何代元等[6]发现穗长、穗粗、千粒重对产量影响较大；刘帆等[7]认为穗行数和行粒数对产量影响较大；王大春等[8]认为果穗长和穗行数对产量影响较大；岳尧海等[9]认为行粒数、穗长、千粒重对产量影响较大；乐素菊等[10]、李永洪等[11]认为在鲜穗期，对产量作用最大的因素是穗长，而在完熟期，对产量作用最大的为行粒数；谢振江等[12]认为提高株粒数是提高玉米自交系产量的最重要因素。还有一些玉米育種工作者对玉米杂交种的产量及主要性状进行相关和通径分析[13～15]。

本研究从优良玉米杂交种穗部农艺性状的遗传入手，对影响和控制玉米产量的几个主要农艺性状做了相关与通径分析，了解每个农艺性状对玉米产量形成的相对重要性，为选育高产杂交种和当地玉米生产提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 试验概况

2016年在山西省农科院谷子所试验田进行试验，试验地为沙壤土，肥力中上等，有机质含量1.86 g/kg，全N含量74 mg/kg，碱解N含量58.99 mg/kg，速效P含量6.89 mg/kg，速效K含量195 mg/kg。前茬为玉米，秋收结束，粉碎秸秆，即时深翻还田，上冻前旋耕时施硝酸磷肥600 kg/hm2，复合肥300 kg/hm2，玉米拔节期追施尿素300 kg/hm2。播种后喷施玉米专用除草剂，玉米生长中期无灌溉，自然降水，拔节期人工除草2次。

1.2 试验材料与方法

试验品种由国家玉米产业技术体系长治综合试验站提供，有裕丰201、龙生2号、华美368、润民336、先玉335等58个玉米杂交种。田间设计按随机区组排列，3次重复，采用机械划行，人工播种。每个品种种5行，行长为5 m，行距为0.57 m，株距为0.26 m，密度为67 500 kg/hm2。田间管理、调查记载与一般试验相同，乳熟期每小区在中间1行调查10株，测定株高、穗位，收获时，每小区取2行果穗，去大去小选取20穗，充分风干，进行穗长、穗粗、秃尖、穗行数、行粒数、千粒重、出籽率、产量等项目考种。

1.3 统计分析

所有数据处理与分析应用Excel和DPS软件。

2 结果与分析

2.1 农艺性状与单株产量的相关分析

从表1主要农艺性状与单株产量相关分析的相关系数可以看出，各性状与单株产量的相关性由大到小依次为出籽率>行粒数>百粒重>穗行数>穗长>穗粗>秃尖，除秃尖与单株产量呈负相关外，其余性状不同程度地与单株产量成正相关，出籽率与单株产量达到显著相关。说明无秃尖或秃尖小，其他性状优良，才可以提高玉米杂交种的产量。

从表1还可看出，穗长与穗粗、秃尖、穗行数、百粒重呈负相关，与出籽率为正相关，与行粒数为显著正相关；穗粗与秃尖、穗行数、行粒数为正相关，与百粒重为负相关，与出籽率为显著负相关；秃尖与百粒重为正相关，与穗行数、行粒数为负相关，与出籽率为显著负相关；穗行数与行粒数为负相关；行粒数与出籽率为负相关。由此说明，各个性状的关联性很大，在育种过程中对各性状进行选择或改良时，应当注重各性状的特点和相互作用，具体分析和改良优选后才能应用。

由表1相关分析表明，7个主要穗部性状与单株产量有不同程度的相关，但相关程度的大小并不能完全代表各性状对提高单株产量的决定性和重要性。各性状间存在着相互作用，而相互作用的大小，通过通径分析进一步明确。

2.2 农艺性状与单株产量的通径分析

从表2果穗主要性状与单株产量的通径分析结果可以看出，各穗部性状对单株产量直接通径系数除秃尖和穗行数为负向效应外，其他都为正向效应。各穗部性状与单株产量的直接效应，由大到小依次为出籽率>穗粗>行粒数>百粒重>穗长>秃尖>穗行数。由分析结果得出出籽率对单株产量的直接作用最大。

2.2.1 穗长对单株产量的效应

穗长对单株产量的直接通径系数为0.018 3，与单株产量的相关系数为0.056 8。通过穗粗、百粒重对单株产量所起的间接作用为较小的负向效应，通过穗行数、行粒数、出籽率的间接作用均为正值。从间接通径系数看，穗粗、百粒重制约穗长发挥增产的作用。从相关系数看，穗长与穗粗、秃尖、穗行数、百粒重的相关系数为-0.117 1、-0.111 8、-0.133 3、-0.142 8，但与出籽率呈正相关。所以在对穗长性状选择或改良时，要同时协调穗粗、秃尖、穗行数和百粒重的关系。

2.2.2 穗粗对单株产量的效应

穗长对单株产量的直接通径系数为0.460 8，为第2位，与单株产量的相关系数为0.006 7，处于第6位。通过行粒数对单株产量所起的间接作用为正向效应，通过其他穗部性状对单株产量所起的间接作用均为负向效应。从间接通径系数看，制约穗粗发挥增产作用的因素较多。从相关系数看，穗粗与百粒重的相关系数为-0.076 6，呈负相关，与出籽率的相关系数为-0.558 7，呈显著负相关。适当地增加穗粗能够提高单株的产量，但穗粗包括轴粗和籽粒深，若籽粒不深，单纯的轴粗而使单株产量增加作用不大，所以在对穗粗性状选择或改良时，要同时协调出籽率、穗行数和百粒重的关系。

2.2.3 秃尖对单株产量的效应

秃尖对单株产量的直接通径系数为-0.054 4，与单株产量的相关系数为-0.273 3，呈显著负相关。通过穗长、行粒数、出籽率对单株产量所起的间接作用为负向效应，通过穗粗、穗行数、百粒重的间接作用为正向效应。

2.2.4 穗行数对单株产量的效应

穗行数对单株产量的直接通径系数为-0.101 9，为第7位，与单株产量的相关系数为0.069，为第4位。通过穗长、行粒数对单株产量所起的间接作用为负向效应，通过穗粗、秃尖、百粒重和出籽率对单株产量所起的间接作用均为正向效应。从间接通径系数看，穗长、行粒数制约穗行数发挥增产的作用。从相关系数看，穗行数与穗长、秃尖和行粒数的相关系数为-0.133 3、-0.061 8、-0.017 4，呈负相关，但与穗粗、百粒重和出籽率呈正相关。所以选择穗行数的育种材料或对穗行数性状进行选择和改良时，要协调好穗长、行粒数的关系。

2.2.5 行粒数对单株产量的效应

行粒数对单株产量的直接通径系数为0.260 5，为第3位，与单株产量的相关系数为0.197 5，为第2位。通过百粒重对单株产量所起的间接作用为负向效应，其他性状对单株产量所起的间接作用均为正向效应，说明行粒数对提高产量作用较大。所以在选择高产组合时，要协调好行粒数和百粒重的关系。

2.2.6 百粒重对单株产量的效应

行粒数对单株产量的直接通径系数为0.080 1，为第4位，与单株产量的相关系数为0.108 1，为第3位。除通过出籽率对单株产量所起的間接作用为正向效应以外，其他性状的间接作用均为负向效应[16]，和前人研究结果一致。说明百粒重对单株产量的作用受穗行数、行粒数、秃尖的影响，所以在育种材料选择时要注重百粒重，同时要协调好穗行数、行粒数与百粒重的关系。

2.2.7 出籽率对单株产量的效应

出籽率对单株产量的直接通径系数为0.817 0，为第1位，与单株产量的相关系数为0.524 1，为第1位，达到了显著相关。通过穗粗、穗行数、行粒数对单株产量所起的间接作用为负向效应，通过穗长、秃尖、百粒重的间接作用为正向效应。出籽率与穗粗、秃尖呈显著负相关，说明穗粗、秃尖的关系对出籽率有制约，所以选择和改良出籽率的材料时，要协调好穗粗、秃尖的关系。

3 结论与讨论

（1）从相关和通径分析的结果看出，各性状与单株产量的相关系数和直接通径系数的结果不一致。说明各性状之间的相互作用是复杂的，既相辅相成，也互相制约，所以在进行育种时，在注重某个性状的选择时，要兼顾到其他性状的协调。

（2）出籽率对于提高产量是重要的，其次是行粒数和百粒重。它们对单株产量的作用较大，同时也受其他性状的制约。在对它们进行选择时要协调好穗长、穗粗、百粒重与行粒数、百粒重与穗行数之间的关系，不能为了一个性状的调节，而不顾其他性状的制约和关系。

（3）本研究的结论与前人的研究结果有区别，可能是选用材料、生态、地理条件、所选性状不同等因素造成的。所以应用通径分析方法对育种材料进行分析时，应在特定生态条件下进行。玉米育种针对某性状进行改良和选择时，应结合现代育种方法，同时要根据当地区域气候、地理、生产等的实际，才能更快更好地选育出品质优、产量高的杂交组合。

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（收稿日期：2017-11-29）