不同密度条件下黄淮海夏玉米产量与相关性状的通径分析

2022-07-10别海陈一岩王保林乔旭冯贝贝王金召

作物研究 2022年3期

别海，陈一岩，王保林，乔旭，冯贝贝，王金召∗

(1郑州市农林科学研究所，河南郑州 450005；2河南应用技术职业学院，河南郑州 450042)

玉米是我国重要的禾谷类作物，对保障我国粮食安全具有重大作用。黄淮海是我国三大玉米主产区之一，每年的产量占我国玉米总产的30%以上[1]。近年来，我国玉米产量稳步增长，但增长速度低于需求的增长速度[2]。而且我国面临着各种作物特别是玉米和大豆的争地矛盾。提高单位面积产量是缓解国内需求压力和作物之间争地矛盾的重要途径之一[3]。玉米产量及相关农艺性状由多基因控制，受环境影响较大，且不同性状之间相互影响，深入分析产量与产量相关性状之间的相互关系对选育高产玉米品种具有重要指导意义。

通径分析能够分析多个自变量与因变量之间的线性关系，多被用于分析复杂的变量关系[4]，已经广泛应用于水稻[5]、小麦[6]、玉米[7]、大豆[8]、棉花[9]等作物产量与产量相关性状的分析。本研究利用2020年黄淮海普通籽粒夏玉米品种区域试验数据，分析不同密度下玉米产量和产量相关性状之间的相互关系，为选育适宜不同种植密度的高产品种提供参考。

1 材料和方法

1.1 数据来源

数据来源于2020年的4组黄淮海普通籽粒夏玉米品种区域试验总结。一组和二组种植密度为75 000株/hm2，为高密度(HD)；三组和四组种植密度为67 500株/hm2，为低密度(LD)。其中一组、二组和三组各含16个品种，四组含17个品种，具体品种见表1。选择产量及与产量密切相关的生育期、株高、穗位、穗长、秃尖长和百粒质量等性状进行分析。

表1 参试的65个品种Table 1 The information of sixty－five testing varieties

1.2 统计分析

将同一种植密度条件下的品种进行合并分析，高密度组32个品种，低密度组33个品种。采用Microsoft Excel 2010和SPSSstatistics 25.0对数据进行整理和分析。

2 结果与分析

2.1 产量与相关性状的统计分析

对高密度和低密度种植的玉米品种产量和相关农艺性状数据进行统计分析，结果如表2。高密度种植品种各性状的变异系数表现为:秃尖长>穗位>百粒质量>株高>穗长>产量>生育期；低密度种植品种各性状的变异系数由大到小为:秃尖长>穗位>百粒质量>株高>产量>穗长>生育期。2种密度条件下，秃尖长的变异系数均最大，分别为0.38和0.35，生育期的变异系数均最小，其余性状变异系数为0.03～0.08。高密度条件下玉米产量均值较高；低密度条件下玉米的生育期、株高、穗位、穗长、秃尖长均值较高。

表2 玉米产量及相关性状的统计分析结果Table 2 The result of statistical analysis about maize yield and related traits

2.2 相关性分析

对2种种植密度下玉米的产量与农艺性状进行相关性分析，结果如表3、表4。对于高密度种植的品种，对产量影响最大的性状是秃尖长，其与产量呈显著负相关(P<0.05)；穗位与生育期呈极显著正相关(P<0.01)，与株高呈显著正相关(P<0.05)；秃尖长与株高和穗长呈极显著正相关(P<0.01)；百粒质量与株高和秃尖长呈显著正相关(P<0.05)，与穗长呈极显著正相关(P<0.01)。对于低密度种植的品种，穗位对产量的影响最大，其与产量呈极显著负相关(P<0.01)；其次为穗长，其与产量呈显著正相关(P<0.05)；穗位与株高呈极显著正相关(P<0.01)；秃尖长与株高呈显著正相关(P<0.05)，与穗长呈极显著正相关(P<0.01)；生育期和株高均与产量呈负相关，但未达显著水平。种植密度不同，农艺性状对产量的影响、不同农艺性状之间的相互影响均存在差异。

表3 高密度种植品种主要性状的相关性分析结果Table 3 The result of correlation analysis about main characters of varieties planted with high density

表4 低密度种植品种主要性状的相关性分析结果Table 4 The result of correlation analysis about main characters of varieties planted with low density

2.3 通径分析

参照明道绪等[10]的方法，分别对高密度和低密度种植品种的产量及相关性状进行通径分析，计算农艺性状对产量的直接通径系数和农艺性状之间的间接通径系数。结果表明，高密度种植品种的直接通径系数大小表现为:穗长>穗位>株高>百粒质量>生育期>秃尖长(表5)。根据间接通径系数进行分析，株高、穗长和百粒质量通过影响秃尖长对产量产生负间接效应，其间接通径系数分别为－0.254 5、－0.328 4、－0.207 5；秃尖长通过影响穗长对产量产生正间接效应，间接通径系数为0.239 6；百粒质量通过影响穗长对产量产生正间接效应，其间接通径系数为0.211 7；其他性状之间的间接效应较小。穗长通过影响其他性状而对产量产生负间接效应，其间接通径系数之和为－0.346 5；而秃尖长则产生正间接效应，其间接通径系数之和为0.199 0。

表5 高密度种植品种产量及相关性状的通径分析结果Table 5 The result of path analysis on yield and related characters of high density varieties

根据低密度种植品种产量及相关性状的通径分析结果(表6)，直接通径系数的大小表现为:穗长>百粒质量>秃尖长>生育期>株高>穗位。根据间接通径系数进行分析，株高通过影响穗位对产量产生负间接效应，其间接通径系数为－0.211 8；秃尖长通过影响穗长对产量产生正间接效应，其间接通径系数为0.173 2；其余性状之间间接效应较小。株高和穗位分别通过影响其他农艺性状而对产量累计产生负间接效应，其间接通径系数之和分别为－0.164 8和－0.165 3。

表6 低密度种植品种产量及相关性状的通径分析结果Table 6 The result of path analysis on yield and related characters of low density varieties

2种种植密度条件下的玉米品种，其农艺性状的直接通径系数存在差异，但均为穗长的直接通径系数最大，对产量的正效应最大。

3 讨论

本研究中玉米秃尖长的变异系数最大，与吕莹莹等[11]和王楠等[12]的研究结果一致，说明秃尖长性状稳定性差，受环境影响大，可选择范围广；而生育期变异系数最小，可能是因为根据黄淮海区域的耕种制度，还需为玉米的下茬作物(小麦)留足整地播种时间，因此要求玉米生育期不宜过长。2种种植密度下玉米的穗位均与株高呈显著或极显著正相关，秃尖长与株高和穗长均呈显著或极显著正相关，这与吕莹莹等[11]、任洪蕾等[13]和贾亚涛等[14]的研究结果一致。本试验中生育期与产量呈负相关，这与任洪蕾等[15]的研究结果一致。综合分析，在品种选育过程中应选择具有适宜生育期的品种，因为生育期过长不利于产量提高。种植密度为75 000株/hm2时，应选择秃尖较短类型的玉米品种；种植密度为67 500株/hm2时，应选择穗位低、穗长较长的玉米品种。

本试验中，不同种植密度条件下的通径分析结果不一致，可能是由于农艺性状之间的相互影响与种植密度有关。在高密度种植条件下，农艺性状之间的相互影响要比低密度条件下更大。