11个春玉米新品种主要农艺性状与产量的灰色关联度分析

税红霞，何 丹，王秀全，张 华，卢庭启，蒋晓芳，庞启华

(绵阳市农业科学研究院，四川 绵阳 621023)

玉米是重要的粮食和饲料作物之一，我国玉米种植面积和总产量仅次于美国，是世界第二大玉米生产国[1]。高产始终是育种家追求的目标，育种家对玉米的性状与产量关系进行了大量研究，而灰色关联度分析法因具有所需样本小、方法简便、信息量大等优点[2]，在作物育种、品种鉴定和筛选等方面应用广泛[3-4]。本研究采用灰色关联度法对2018年西南玉米区试11个新组合的主要农艺性状与产量进行分析，找出影响产量的主要因素，为玉米育种及高产栽培提供科学依据。

1 材料与方法

1.1 供试材料

供试材料为2018年国家西南春玉米组区试1组的11个组合：永越1990、鲁单9088、黔1808、吉圣玉608、先玉1680、福玉1189、云瑞62、成单393、杰单009、渝单8号、青青302。

1.2 试验方法

采用随机区组设计，3次重复，小区面积20 m2，5行区。

1.3 计算方法

按照灰色系统理论[5]，将11个玉米新组合的产量和12个农艺性状视为一个系统，产量作为参考数列X0，其余12个性状为比较数列，分别记作：生育期(X1)、株高(X2)、穗位高(X3)、空秆率(X4)、倒伏率(X5)、倒折率(X6)、穗长(X7)、穗粗(X8)、秃尖长(X9)、穗行数(X10)、出籽率(X11)、百粒重(X12)。

1.3.1数据标准化

表1 主要性状与产量表现

组合名称平均产量X0(kg/667m2)生育期X1(d)株高X2(m)穗位X3(m)空秆率X4(%)倒伏率X5(%)倒折率X6(%)穗长X7(cm)穗粗X8(cm)秃尖X9(cm)穗行数X10(行)出籽率X11(%)百粒重X12(g)永越1990590.5116.12.761.050.60.30.718.84.80.616.085.034.0鲁单9088582.4112.62.610.970.40.10.219.04.80.713.886.536.9黔1808580.9118.32.821.170.80.20.218.25.30.816.082.035.3吉圣玉608578.2116.93.041.220.90.60.319.25.01.216.683.831.7先玉1680576.2117.22.941.190.80.10.320.04.61.114.186.334.0福玉1189570.1117.32.941.060.90.20.219.25.00.815.786.832.6云瑞62569.6119.22.671.111.20.50.019.14.81.114.985.134.6成单393564.6115.82.801.101.21.51.219.64.91.016.686.633.0杰单009562.4115.82.801.010.90.90.319.34.81.514.385.936.5青青302545.2117.02.701.030.71.20.719.14.90.615.984.833.6渝单8号552.4116.52.731.110.50.20.319.14.80.415.285.031.4

表2 数据标准化

组合名称生育期X1株高X2穗位X3空秆率X4倒伏率X5倒折率X6穗长X7穗粗X8秃尖长X9穗行数X10出籽率X11百粒重X12平均产量X0永越1990-0.3027-0.3169-0.5470-0.8207-0.47580.8885-0.7711-0.4600-0.90680.6375-0.17850.02041.5069鲁单9088-2.3836-1.4787-1.5711-1.6057-0.8945-0.5923-0.3247-0.4600-0.5951-1.59840.87361.64490.9048黔18081.00530.14790.9892-0.0357-0.6851-0.5923-2.11032.3511-0.28340.6375-2.28270.74860.7933吉圣玉6080.17301.85191.62930.35680.1522-0.29620.12170.66440.96351.2473-1.0202-1.26810.5926先玉16800.35131.07731.2453-0.0357-0.8945-0.29621.9074-1.58440.6518-1.29350.73330.02040.4440福玉11890.41081.0773-0.41900.3568-0.6851-0.59230.12170.6644-0.28340.33261.0840-0.7639-0.0095云瑞621.5404-1.01390.22111.5343-0.0571-1.1847-0.1015-0.46000.6518-0.4804-0.10840.3565-0.0466成单393-0.4810-0.00700.09311.53432.03632.36941.01460.10220.34011.24730.9437-0.5398-0.4183杰单009-0.4810-0.0070-1.05910.35680.7803-0.29620.3449-0.46001.8987-1.09020.45271.4209-0.5818青青3020.2324-0.7816-0.8030-0.42821.40830.8885-0.10150.1022-0.90680.5359-0.3188-0.2037-1.8604渝单8号-0.0649-0.54920.2211-1.2132-0.6851-0.2962-0.1015-0.4600-1.5303-0.1755-0.1785-1.4361-1.3252

1.3.2估算参考数列和比较数列的绝对差值

1.3.3计算各性状与产量的灰色关联系数

灰色关联系数ξi(k)=(Δmin+ρΔmax)/(Δi(k)+ρΔmax)(3)，Δmin为绝对差值Δi(k)的最小值，Δmax为绝对差值Δi(k)的最大值。ρ为分辨系数，0<ρ<1，一般取ρ=0.5。

1.3.4计算各性状与产量的灰色关联度

灰色关联度ri=1/ξi(k)(4)。

2 结果与分析

2.1 各组合主要农艺性状与产量表现

从表1看出，11个组合产量变幅在545.2～590.5 kg/667 m2之间，比对照渝单8号增产的组合有9个，减产组合有1个。产量排在第1位的组合是永越1990，青青302产量在该组中排最后1位。

2.2 玉米产量与主要农艺性状的绝对差值

按公式(1)将表1数据进行无量纲化处理，见表2。依据公式(2)估算出参考数列(平均产量)与比较数列(12个主要农艺性状)的绝对差值，见表3，从而得出最小差值Δmin=0.010 5，最大差值Δmax=3.288 5。

2.3 玉米新组合产量与主要农艺性状的关联系数

如表4所示，根据公式(3)求出平均产量与主要农艺性状的关联系数。可以看出，同一组合在不同农艺性状之间的关联系数是不同的，而同一农艺性状在不同组合之间的关联系数也是不相同的。

2.4 玉米新组合产量与主要农艺性状的关联度

11个新组合产量和主要农艺性状的关联度及排序如表5所示。产量和主要农艺性状的关联度排序为：百粒重>生育期>秃尖>穗位>穗粗>穗行数>空秆率>出籽率>株高>穗长>倒折率>倒伏率。与产量关联度最大的性状为百粒重，r=0.709 8；其次是生育期(r=0.700 4)，再次是秃尖(r=0.677 0)，与产量关联度最小的性状是倒伏率，r=0.594 9。说明百粒重与产量关系最近，对产量的影响最大；而倒伏率与产量的关系最远，对产量的影响相对最小。

表3 产量与主要农艺性状的绝对差值

ΔiΔ1Δ2Δ3Δ4Δ5Δ6K11.80961.82382.05392.32761.98270.6184K23.28852.38352.47602.51051.79931.4972K3-0.21200.6455-0.19590.82901.47851.3857K40.4197-1.2592-1.03670.23580.44040.8888K50.0926-0.6333-0.80130.47971.33840.7401K6-0.4202-1.08680.4095-0.36630.67570.5829K7-1.58710.9673-0.2677-1.58100.01051.1381K80.0628-0.4113-0.5114-1.9526-2.4546-2.7877K9-0.1008-0.57480.4772-0.9386-1.3621-0.2857K10-2.0928-1.0788-1.0573-1.4322-3.2687-2.7489K11-1.2603-0.7759-1.5463-0.1120-0.6400-1.0290ΔiΔ7Δ8Δ9Δ10Δ11Δ12K12.27801.96692.41380.86941.68551.4866K21.22951.36481.49992.50320.0313-0.7401K32.9036-1.55781.07670.15583.07600.0447K40.4709-0.0718-0.3709-0.65461.61281.8607K5-1.46342.0284-0.20781.7374-0.28930.4236K6-0.1312-0.67390.2739-0.3421-1.09340.7544K70.05480.4134-0.69840.43380.0618-0.4031K8-1.4328-0.5205-0.7584-1.6656-1.36200.1215K9-0.9268-0.1218-2.48050.5084-1.0345-2.0027K10-1.7589-1.9626-0.9535-2.3962-1.5415-1.6566K11-1.2237-0.86520.2051-1.1496-1.14660.1110

表4 产量与主要农艺性状的关联系数

ξiξ1ξ2ξ3ξ4ξ5ξ6K10.47910.47710.44740.41660.45620.7313K20.33550.41080.40160.39830.48050.5267K30.89140.72270.89920.66900.52990.5461K40.80170.56990.61720.88010.79380.6532K50.95270.72650.67660.77910.55480.6940K60.80150.60590.80570.82300.71330.7430K70.51210.63360.86540.51311.00000.5947K80.96940.80500.76760.46000.40370.3734K90.94820.74570.78000.64060.55040.8574K100.44280.60770.61250.53790.33680.3767K110.56970.68370.51860.94220.72440.6190ξiξ7ξ8ξ9ξ10ξ11ξ12K10.42190.45820.40780.65830.49700.5285K20.57580.54990.52630.39900.98760.6940K30.36380.51680.60810.91920.35060.9797K40.78230.96430.82110.71980.50800.4721K50.53250.45050.89340.48930.85580.8002K60.93200.71380.86260.83310.60440.6898K70.97390.80420.70630.79630.96990.8082K80.53770.76440.68870.49990.55040.9371K90.64360.93690.40120.76870.61770.4537K100.48620.45880.63700.40950.51940.5013K110.57700.65940.89470.59230.59290.9427

3 讨 论

灰色关联度法是一种较好的分析玉米相关性状从而确定育种目标的方法。在本文中，采用灰色关联度法对11个春玉米新组合的12个农艺性状与产量进行了分析，得出关联度排序为：百粒重>生育期>秃尖>穗位>穗粗>穗行数>空秆率>出籽率>株高>穗长>倒折率>倒伏率，百粒重、生育期和秃尖对产量影响大，在筛选玉米品种时，可以对这3个性状着重考虑和选择，但也不能忽视其他性状的表现。

表5 产量与主要农艺性状的关联度(ri)和排序(R)

性状riR生育期0.70042株高0.63539穗位0.67204空秆率0.64187倒伏率0.594912倒折率0.610511穗长0.620610穗粗0.66165秃尖0.67703穗行数0.64416出籽率0.64128百粒重0.70981

受环境、气候等不同自然因素和栽培技术条件的影响，不同性状对玉米产量的影响有可能不同。如连晓荣等[6]在高密植条件下对玉米性状与产量进行分析，发现穗粒重、百粒重、生育期对产量影响较大。魏锋等[7]的研究结果表明，穗粗、百粒重、行粒数对产量影响大。陈灿等[8]对高产品种性状与产量进行分析表明，穗粗、百粒重、穗行数对产量影响占前3位。