不同玉米品种主要农艺性状与产量的灰色关联度分析

吴兰芳，岑庆宋，张 超，钟 维，韦德斌，费永红，向 英

(1.广西农业科学院百色分院，广西 百色 533612；2.百色市农业科学研究所，广西 百色 533612)

玉米是广西重要的粮食作物之一，百色作为广西玉米主产区之一，玉米种植面积维持在12万hm2左右，产量较低，平均300 kg/667 m2左右。玉米产量受到品种、环境、栽培技术、管理水平等多种因素的影响，既有各农艺性状的直接影响，也有其相互作用的间接影响[1]。因此，在玉米育种工作中，研究各农艺性状对产量影响的主次关系，可为品种选育提供科学依据[2]。

灰色关联度分析法是一种简单实用的农作物综合分析法，在玉米、水稻、小麦、大豆、烤烟、毛木耳[3-12]等作物品种 (系) 的综合评价及产量与其他性状的关联度分析已得到广泛应用。目前，运用灰色关联度分析法对玉米产量与相关性状间关系进行分析的研究报道也很多。如税红霞等[13]研究结果表明：百粒重、生育期、秃尖等农艺性状对玉米产量的影响较大；王美霞等[2]研究结果表明：对玉米产量影响较大的因素是株高、生育期和倒折率，出籽率和穗粗对产量的影响程度相对较小。纪坤等[14]研究结果表明：与产量关系最为密切的性状是出籽率、行粒数和穗粗。

本研究采用灰色系统理论分析方法，对百色南部山区玉米品种的产量和农艺性状进行灰色关联度分析，找出对该地区玉米产量影响较大的农艺性状，为玉米育种工作提供理论参考。

1 材料与方法

1.1 供试材料及供试单位

供试品种共12个：庆红509、桂单552、桂单553、桂单6205、桂单662、桂单663、桂单681、兆玉215、桂青贮242、桂单239、桂单0826、新中玉801，以桂单162作为对照。

表1 供试材料及供试单位

1.2 试验设计

试验点位于百色市南部山区德保县，试验采用间比法排列，不设重复，10行区，小区面积56 m2，种植密度为3 500株/667 m2。实收中间4行(22.4 m2)计算产量。调查项目有生育期、株高、穗位高、倒伏率、倒折率、穗长、穗粗、秃尖、穗行数、行粒数、百粒重、出籽率、含水率、产量。调查方法按照《广西玉米试验记载项目和标准及测产方法》进行。

1.3 分析方法

参照邓聚龙[15]灰色关联度分析法，将产量设为参考数列X0，其 余 性 状 设 为 比 较 数 列Xi( 1，2，…，N) ，分别为生育期(X1)、绿叶率(X2)、株高(X3)、穗位高(X4)、茎粗(X5)、出籽率(X6)、百粒重(X7)、穗长(X8)、秃尖(X9)、穗粗(X10) 、穗行数(X11)、行粒数(X12)。采用Excel软件进行数据处理和分析。各农艺性状的平均值见表2。

表2 不同玉米品种的主要农艺性状平均值

1.3.1数据标准化处理

由于原始数据中各性状因素的量纲不同，需按公式进行无量纲化处理。

表3 各品种主要农艺性状数据标准化值

1.3.2计算绝对差值

计算产量与各性状数据标准化的绝对差：

Δi(k)=X0(k)-Xi

Δi为第k个品种的参考数列与第i个农艺性状第k个品种差的绝对值。结果见表4。

表4 产量与各农艺性状的绝对差值

1.3.3计算灰色关联系数

Δmin为最小绝对差值，Δmax为最大绝对差值，ρ是分辨系数，一般取0.5。

1.3.4计算灰色关联度

ri=1/ξi(k)

ri为第k个品种的参考数列与第i个农艺性状第k个品种的灰色关联度。

2 结果与分析

2.1 各品种产量与主要农艺性状的基本表现

12个品种产量变幅在323.05～580.93 kg/667 m2之间，比ck增产的品种有3个，分别是庆红509、桂单239、桂单6205，分别比ck增产18.79%、18.20%、3.32%。各品种中，禿尖长的变异系数最大为29.17%，说明品种间该性状差异显著。产量、穗位高、绿叶率三个性状的变异系数超过10%，说明这三个性状品种间差异较显著。

2.2 各品种产量与主要农艺性状关联度分析

由表5可以看出，各品种间产量与农艺性状的关联度排序为：出籽率>百粒重>穗粗>行粒数>穗行数>穗位高>秃尖>穗长>株高>生育期>茎粗>绿叶率。其中，出籽率的关联系数最大(0.764 0)，其次是百粒重，关联系数为0.758 7，再次是穗粗，关联系数为0.741 7，根据灰色理论分析原理，关联度越大，关系越紧密，说明出籽率、百粒重、穗粗三个性状对产量影响最大，茎粗、绿叶率对产量的影响较小。

表5 产量与农艺性状的关联系数

2.3 各品种间主要农艺性状关系分析

根据灰色关联分析原理，将不同农艺性状分别作为参考序列，其他性状作为比较序列，得出农艺性状间的关联矩阵(表6)。从表中可以看出，与生育期关系最密切的性状是株高；与株高关系最密切的性状是穗位高，其次是生育期、行粒数；与绿叶率关系最密切的性状是茎粗；与穗位高关系最密切的性状是株高，其次是行粒数、穗长；与茎粗关系最密切的性状是绿叶率，其次是出籽率、生育期；与出籽率关系最密切的性状是穗长，其次是秃尖、行粒数；与百粒重关系最密切的性状是出籽率，其次是行粒数、穗位高；与穗长关系最密切的性状是行粒数，其次是秃尖、出籽率；与秃尖关系最密切的性状是穗长，其次是穗粗、出籽率；与穗粗关系最密切的性状是秃尖，其次是出籽率、穗行数；与穗行数关系最密切的性状是出籽率，其次是穗长、秃尖；与行粒数关系最密切的性状是穗位高，其次是穗长、株高。

表6 各农艺性状间关联矩阵

由此可见，株高和穗位高的关系较为密切，这与倪正斌等[16]、李清超等[17]研究结果一致。出籽率、行粒数、穗长与大部分性状关联度较大，说明以上三个性状是与其他多个性状相互影响的重要农艺性状。因此，玉米育种工作要结合各性状进行综合考虑。

3 结论与讨论

玉米的产量由多个农艺性状综合决定，各性状对产量的影响程度不同，灰色关联度分析方法能对玉米品种的多个性状进行综合评价，是一种比较客观全面的分析方法。陈灿等[1]研究表明，穗粗、百粒重、穗行数等农艺性状是影响玉米产量的主要因素。税红霞等[13]研究表明，百粒重、生育期、秃尖等性状对产量的影响较大。倪正斌等[16]研究表明，千粒重、出籽率、行粒数对玉米杂交种产量的影响较大。孟静娇等[18]研究表明，穗长、株高和百粒重等农艺性状对玉米产量的影响较大。陈荣丽等[21]研究表明，穗粗对甜玉米鲜穗产量的影响较大。本研究表明，出籽率、百粒重、穗粗等性状对百色地区玉米产量影响较大。尽管结果不一样，但是多数研究结果表明，出籽率、百粒重、穗粗3个性状大多排在前3位，是影响产量最主要的因素。

玉米的产量受多种因素的影响，各性状间是相互影响，相互作用的。魏常敏等[19]研究表明，同一品种在不同年份，相同农艺性状与产量的关联度有所变化。陈静等[20]研究表明，不同时间、地点、环境、品种等因素都可能造成玉米产量主导因素的变化。因此，百色地区玉米育种工作中，除了注重出籽率、百粒重、穗粗等性状的选择外，也要综合考虑各个性状间的相互关系，以选育出适合当地的高产优质玉米新品种。