5个玉米新组合产量与主要农艺性状的灰色关联度分析

陈春艳，杨 珊，李清超，马 俊，刘建新，程 娜

（毕节市农业科学研究所，贵州 毕节 551700）

0 引言

玉米是中国重要的粮食作物，2019年全国玉米播种面积 4128.406万 hm2，产量 26078万 t，单产6316.7 kg/hm2[1]。贵州省2019年由于产业结构调整，

玉米播总面积由2016年的104.163万hm2减少到530.59千hm2，产量 232.3万 t，单产 4377.8 kg/hm2[2]，单产仅占全国玉米单产的69.31%，可见单产差距较为明显，提高贵州玉米产量显得尤为重要。产量性状是一个复杂的数量性状，受到很多因素的共同影响，本研究为了探明主要农艺性状与产量形成的关系，对5个参试组合2018年7个试点的11个农艺性状数据进行灰色关联度分析，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[3]，在作物育种、品种鉴定和筛选等方面应用广泛[4-5]。目前已在玉米主要农艺性状与产量的关系[6-10]，电网规划[11]，生态文明建设[12]，民航发展[13]，空气质量[14]以及雷达外测数据[15]等领域得到广泛应用。旨在揭示主要农艺性状与产量间作用的主次关系，为玉米育种实践提供理论参考。

1 材料与方法

1.1 供试材料

5个玉米参试组合（‘盛农玉6号’、‘LCBB18-12’、‘百隆玉303’、‘惠农单5号’和‘西抗18’）及其相关数据来源于2018年贵州省高山组玉米新品种区域试验（2组）结果，每个参试组合在7个试点（六盘水、盘州、赫章、大方、纳雍、水城和威宁）种植，每个试点3次重复，取平均值用于数据分析，5个参试组合分别在7个试点的代号分别为：‘SNY-LPS’、‘SNY-PZ’、‘SNY-HZ’、‘SNY-DF’、‘SNY-NY’、‘SNY-SC’、‘SNY-WN’、‘LCB-LPS’、‘LCB-PZ’、‘LCB-HZ’、‘LCB-DF’、‘LCB-NY’、‘LCB-SC’、‘LCB-WN’、‘BLY-LPS’、‘BLY-PZ’、‘BLY-HZ’、‘BLY-DF’、‘BLY-NY’、‘BLYSC’、‘BLY-WN’、‘HND-LPS’、‘HND-PZ’、‘HND-HZ’、‘HND-DF’、‘HND-NY’、‘HND-SC’、‘HND-WN’、‘XK-LPS’、‘XK-PZ’、‘XK-HZ’、‘XK-DF’、‘XK-NY’、‘XK-SC’和‘XK-WN’，其中横线前面代表参试组合名称，后面代表试点，例如，‘SNY-LPS’代表‘盛农玉6号’在六盘水试点，田间及室内测量相关性状：生育期、株高、穗位高、穗长、穗粗、穗行数、行粒数、秃尖、单穗粒重、百粒重和产量。

实验采用随机区组排列，随机区组排列，3次重复，小区面积20 m2，长5 m，宽4 m，密度为54977株/hm2，每个小区5行，110株，每行11穴、22株。试验采取直播双株定苗，高海拔试点可采用覆膜栽培。施肥水平与当地生产相当，实验管理略高于当地生产水平。实收中间3行（面积12 m2）计产。每项田间管理和测定均在同一天内完成。供种单位见表1。

表1 供试品种

1.2 分析方法

本研究采用相关及灰色关联分析法对11个农艺性状进行统计分析，按照灰色系统理论要求[16-18]，将产量视为参考数列产量(X0)，其余10个农艺性状视为一个灰色系统，分别标示为生育期(X1)、株高(X2)、穗位高(X3)、穗长(X4)、穗粗(X5)、穗行数(X6)、行粒数(X7)、秃尖(X8)、单穗粒重(X9)和百粒重(X10)。采用SPSSPRO在线数据分析平台和Excel 2016进行数据处理与分析。

1.3 数据处理与分析

5个参试组合在7个试点的11个农艺性状的平均值列于表2。用SPSSPRO对数据进行灰色关联度分析。首先针对数据进行无量纲化处理，求解对比序列（生育期、株高、穗位高、穗长、穗粗、穗行数、行粒数、秃尖、单穗粒重和百粒重性状数据）和特征序列（产量性状数据）之间的灰色关联系数值，获得灰色关联度值，并进行关联度值排序。

表2 品种性状

续表2

2 结果与分析

由表3可知，针对10个评价项（生育期、株高、穗位高、穗长、穗粗、穗行数、行粒数、秃尖、单穗粒重和百粒重）以及35项数据进行灰色关联度分析，并且以产量作为“参考值”，研究10个评价项（生育期、株高、穗位高、穗长、穗粗、穗行数、行粒数、秃尖、单穗粒重和百粒重）与产量的关联关系。关联系数在0-1之间，其值越大，表明与产量的关联度越大。图1更直观的显示了各个品种10个性状分别与产量的关联度，代表生育期、株高、穗位高、穗长、穗粗、穗行数、行粒数、单穗粒重和百粒重的线在0.8上下范围波动，幅度较小，代表秃尖的线条则波动较大，并且关联系数值较小，关联系数越大，关联性越强。经综合排序，表5所示，10个评价对象（生育期、株高、穗位高、穗长、穗粗、穗行数、行粒数、秃尖、单穗粒重和百粒重）进行评价排序，评价排序依次为穗行数(0.85)、穗粗(0.846)、百粒重(0.845)、株高 (0.843)、单 穗 粒 重 (0.839)、生 育 期 (0.827)、穗 长(0.817)、行粒数(0.812)、穗位高(0.812)、秃尖(0.59)。

图1 关联系数图

表3 灰色关联系数表

3 讨论与结论

由以上分析可以看出，对产量关联度大小顺序依次为穗行数(0.85)＞穗粗(0.846)＞百粒重(0.845)＞株高(0.843)＞单穗粒重(0.839)＞生育期(0.827)＞穗长(0.817)＞行粒数(0.812)＞穗位高(0.812)＞秃尖(0.59)。所考察的10个性状中，穗行数(0.85)、穗粗(0.846)、百粒重(0.845)、株高(0.843)、单穗粒重(0.839)、生育期(0.827)、穗长(0.817)、行粒数(0.812)、穗位高(0.812)与产量的灰色关联系数均在0.8以上，说明，所考察的9个性状与产量形成都有很高的关联度，仅秃尖这一性状与产量的灰色关联系数为0.59，关联度相对较小。根据灰色关联分析理论可知，与产量关联度数据较大的性状，与产量的关系就越密切，与产量关联度数据越小，关系越疏远。可见，穗行数对产量的影响最大，其次为穗粗、百粒重，秃尖这一性状对产量的影响最小，这一结果与余慧明、贾晓军、王平喜的研究结果一致[6,19-21]。说明，秃尖这一性状在多品种中与产量的关联度并不大，在育种过程中，从产量上考虑，秃尖性状可不作为主要选择性状，从鲜食玉米商品性质上则又需作为一个考虑因素。穗行数对产量关联度最大，与先新等[7]的研究结果一致，但是秃尖这一性状与产量的关联度又有所差异。在与他人研究结果的比较当中，因为所涉及考察性状和参试材料均有所不同，所以关联系数会有所不同，但是与产量的关联性最紧密的多个性状基本是一致的。所以在玉米高产育种中，穗行数、穗粗、百粒重等性状是首要考虑的性状。

表4 灰色关联度结果

玉米产量性状是一个复杂的数量性状，由多个因素共同影响，各种影响因素的作用大小是育种实践中较为关心的问题，灰色关联分析法能将其他因素按照影响大小（关联度）区分开来。本研究对玉米主要农艺性状间的相互关系进行分析后发现，不同性状间均有各自最为密切的影响因数，而它们间又相互制约，相互影响。在进行育种实践时，根据育种目标，重点选择性状。