21个玉米品种在鲁南地区的适应性评价

张春艳，吴荣华，庄克章，齐孝峰，李新新，李 静

(临沂市农业科学院，山东临沂 276012)

玉米不仅是世界上重要的粮食和工业原料作物，也是重要的饲料及经济作物，在国民经济中具有战略性地位[1，2]。玉米作为我国第一大秋粮作物，其产量高低影响到国家粮食安全和畜牧业的健康发展[3]。

鲁南地区位于山东南部，包括日照、临沂、枣庄、济宁和菏泽5市，降水丰沛，热量资源丰富，夏季高温多雨[4，5]，是山东省主要玉米种植区之一，常年玉米种植面积约133万公顷，面积大、总产高。由于自然环境和人为因素，品种具有明显地域性，因此必须对引进品种进行鉴定和综合评价[6]。品种适应性对玉米产量具有重要作用，除特殊年份受非自然因素影响外，气候条件对玉米产量影响较大，甚至起着决定性作用[7，8]，因此应该根据鲁南地区气候条件，选择种植适应性好的玉米品种。

1 材料与方法

1.1 试验地概况

试验在山东省临沂市农业科学院试验田进行(118°26′92″N，35°10′83″E)。当地属暖温带季风气候，常年降水量840 mm左右，无霜期200 d 以上。土壤为潮土，前茬小麦，0～20 cm耕层土壤含全氮127.6 mg/kg、全磷14.25 mg/kg、速效钾 135 mg/kg、有机质119 mg/kg。

1.2 供试材料

试验材料为鲁南地区主要种植的郑单985、登海606、农大372等21个品种(表1)。

表1 供试的玉米品种

1.3 试验设计

试验采用随机区组设计，3次重复，每小区5行，行长6.67 m，行距0.6 m，密度67 500株/hm2。2018年6月10日播种，播种前结合整地施用艳阳天复合肥(15-15-15)750 kg/hm2，大喇叭口期施用尿素(含N46%)150 kg/hm2，3叶展时喷施玉米苗后除草剂，病虫害防控按照当地高产大田进行。

收获时随机取10株考种，测定株高、穗位高、穗长、穗粗、秃尖长、穗行数、行粒数、百粒重，于收获后脱粒测产，并计算玉米出籽率。成熟后取中间3行测产。

1.4 数据处理

采用Excel 2003进行数据统计，采用SPSS 19.0软件进行相关性分析和主成分分析。计算公式[9，10]如下：

隶属函数值：

Di=(Xi-Xmin)/(Xmax-Xmin)(i=1,2,3,…,n)

(1)

式中：Xi—第i个因子的得分值；Xmin—第i个因子得分值最小值；Xmax—第i个因子得分值最大值。

权重：

(2)

式中：Wi—第i个因子在所有公因子中的重要程度；Pi—各品种第i个因子贡献率。

综合评价：

(3)

式中：D—不同玉米品种综合评价值。

2 结果与分析

2.1 生育期

21个供试玉米品种生育期为99～111 d，伟科702生育期最长为111 d，鲁单9066生育期最短为99 d，21个玉米品种在鲁南地区均能正常成熟(表2)。

表2 21个玉米品种的生育期

2.2 农艺性状及产量

玉米各性状间有着密切的关系，明确其间的关系对玉米品种的选育具有重要意义[11]。

对21个品种性状进行比较，株高、穗位最高的是创玉358，分别为306 cm和124 cm，登海618株高、穗位最低，分别为238 cm和75 cm；伟科702的穗长和秃尖长最长，分别为21.2 cm和1.8 cm；穗粗最粗的是良玉99，为62.5 cm；穗行数各品种间差异不大，鲁单9066行粒数最大，为38.7粒；出籽率最高的是迪卡517，为89.3%，其次为金博士509、登海618、郑单309；百粒重最大是登海618，为37.9 g。产量超过10 000 kg/hm2的玉米品种由高到低依次为先玉047、联创808、伟科702、农大372、浚单20、金博士509、登海618、郑单958、良玉99、迪卡517(表3)。

表3 21个玉米品种性状及产量比较

2.3 玉米果穗主要性状与产量的相关分析

在不同的生态环境下，各农艺性状对产量的影响存在一定差异，各个农艺性状间相互影响的程度也不完全相同[12]。对21个玉米品种的产量性状与产量的相关性进行分析，结果表明，穗长与穗粗之间呈负相关，秃尖长与穗长呈显著正相关；出籽率、百粒重与产量呈极显著正相关，相关系数分别为0.601和0.705；产量与穗长、行粒数、穗粗、穗行数和秃尖长的相关系数分别为0.433、0.390、0.342、0.185、-0.147(表4)。

表4 玉米各性状之间的相关系数

2.4 主成分分析及隶属函数分析

对21个玉米品种的10个指标进行主成分分析，根据累积贡献率≥85%的原则取主成分，将原来的10个单项指标转化为5个新的综合指标，其中5个主成分的贡献率分别为29.799%、18.483%、14.377%、12.543%、10.493%，累积贡献率为85.695%(表5)。第一成分中主要因子包含产量、出籽率、百粒重，穗粒数；第二主成分包含穗长、穗粗、秃尖长；第三主成分的主要因子是株高、穗位；第四主成分中穗行数为主因子。根据贡献率大小，可知各综合指标的相对重要程度。前 4个成分包含的9个指标特征值高，包含的信息量大，在10个指标中的重要程度高。根据21个品种的因子得分值，由隶属函数公式(1)计算出各个品种的隶属函数值，然后根据各因子的贡献率由公式(2)计算5个因子的权重，分别为：0.348、0.216、0.168、0.146和0.122。由公式(3)计算出各品种综合得分，然后根据综合得分由高到低进行排序(表6)。在21个供试玉米品种中，伟科702得分最高，为0.779，综合评价排名第一。综合得分在0.5以上的品种还有迪卡517、联创808、先玉047、郑单309、金博士509、登海618、浚单20、郑单958、登海605、农大372、华美1号、鲁单9066。

表5 成份载荷矩阵

表6 21个玉米品种的隶属函数值及综合评价结果

3 讨论与结论

对于玉米品种的综合评价，因其农艺性状指标和产量指标多，而且各个指标间又存在着一定的相关，如果仅根据经验对其外观进行直接筛选，会造成一定的片面性。而主成分分析法是各个主因子互不相关的指标体系，各主成分之间相互独立，可以更加科学准确地评价每个引进品种对本生态区的适应性[13，14]。因此，利用主成分分析法和隶属函数法来评价玉米品种的适应性，可以避免单一指标评价的片面性，使得评价更趋科学、合理[15]。

在本试验中，21个玉米品种在鲁南地区都能正常完成其生育期。根据21个玉米品种各性状的相关性分析可以明确与玉米产量密切相关的因子依次是百粒重、出籽率、穗长、行粒数、穗行数。吴荣华等[16]研究认为，对玉米产量影响较大的性状分别为出籽率、百粒重、行粒数、穗行数、穗长、穗粗。这可能是因为玉米品种、试验材料的容量、生产条件和生态环境的不同导致的差异。

利用主成分分析和隶属函数法对21个玉米品种的综合分析结果表明：伟科702、迪卡517、联创808、先玉047、郑单309、金博士509、登海618、浚单20、郑单958、登海605等玉米品种表现较好，可以在鲁南地区推广种植。

本试验仅对21个玉米品种的农艺性状进行相关分析和主成分分析，没有考虑玉米品种的营养品质和抗病性等性状，今后还需要进行更深入的研究，使结论更合理、更科学。