14个水稻品种产量与农艺性状的灰色关联度分析

钱建南，丁 颖，李玉杨，倪正斌*

（1.江苏省沿海农业发展有限公司，江苏 盐城 224200；2.江苏沿海地区农业科学研究所，江苏 盐城 224002）

东台市水稻常年种植面积3.33万hm以上，年总产35万t左右。近几年来，随着水稻品种的不断推陈出新，水稻品种的利用呈现多样化趋势。灰色关联度分析法因简单好用被广泛使用在大豆、水稻、玉米、小麦、青稞、谷子等农作物上。利用灰色关联度分析法综合定量评价水稻新品种的农艺性状，克服了单靠产量性状评价品种优劣的弊端，能对多个品种的多个性状进行综合分析，可以比较客观地评价品种的优劣，从而筛选出适合当地种植的优质、高产、多抗新品种。本文运用灰色关联度分析方法，将14个水稻品种的12个性状数据进行分析，旨在明确影响当地水稻产量的主要农艺性状，为当地推广水稻优良品种提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料

2020年由市场购买迟熟中粳水稻品种14个，即常优粳10号、中盐稻83011、南粳9068、苏香粳100、武香粳671、泰粳5241、泰粳3号、常优粳11号、镇稻31号、镇稻33号、焦粳52107、华粳15号、华粳1803、淮稻5号，分别以代号为JDT01—JDT14表示，其中淮稻5号（JDT14）为对照。试验于2020年5—10月在金东台种业有限公司试验田（120.85°E、32.95°N）进行。试验田选择地势平整、肥力中等偏上且均匀的田块。按照完全随机区组试验设计，3次重复，共42个小区，小区面积13.3 m，长宽比2.4∶1。保护行6行，种植对应小区品种。按当地大田常规生产措施栽培管理，防虫不治病。

1.2 性状调查

于2020年5—10月在水稻田间分别调查生育期、基本苗、高峰苗、有效穗数。水稻成熟前后再每个材料随机选取10个单株对其株高、总粒数、实粒数、千粒质量进行调查以及小区测产。

1.3 数据统计与分析

1.3.1 灰色关联分析的原理。运用灰色关联分析法，其基本原理是对一个发展变化的系统进行定量描述和比较。利用曲线几何形状的相似程度来判断相关程度。曲线的形状越接近，则发展态势越接近，关联度就越大。

1.3.2 确定参考数列和比较数列。按照灰色系统理论要求，在分析各农艺性状对产量的影响和各品质性状之间的相互影响时，将14个品种的11个农艺性状看成一个灰色系统，以产量为参考数列，记为，其他各性状为比较数列，记作X（=1，2，3，…，11），即：株高、全生育期、基本苗、高峰苗、分蘖率、有效穗数、成穗率、总粒数、实粒数、结实率、千粒质量、产量分别为比较数列、、、、、、、、、、、。

1.3.3 数据无量纲化处理。由于各性状因素量纲或单位不同，需对原始数据进行处理，消除量纲转换为可比较的数据序列。本研究按数据标准化处理，先分别求出各个序列的平均值和标准差，然后将各原始数据减去平均值后再除以标准差，这样得到的新数据序列即为标准化序列。再根据标准化序列的数据求参考数列与比较数列X的绝对差值△。

1.3.4 计算关联系数与关联度。关联系数按如下公式计算：

式中：min△和max△分别表示所有比较序列绝对差值中的最小值与最大值；表示分辨系数，取值为0.5。

2 结果与分析

2.1 调查结果

水稻主要农艺性状及产量的调查结果见表1。对株高、全生育期、基本苗、高峰苗、分蘖率、有效穗数、成穗率、总粒数、实粒数、结实率、千粒质量、产量12个性状进行描述统计分析，可以看出变异系数最大的是实粒数，为22.5%；其次是总粒数，为21.0%：说明水稻品种在总粒数、实粒数差异都比较大，有很大的选择空间。变异系数最小的是全生育期，为0.5%，说明当地大面积推广的品种生育期比较接近，生育期长的认可度不高，生育期短的品种可能产量没有优势。其余性状变异系数为4.0%～10.0%，为中等变异，通过更换品种或者改变栽培技术，有一定的改善空间。

表1 参试水稻品种的农艺性状及产量均值

2.2 性状数据标准化

根据表1的试验数据，算出水稻的各个农艺性状及产量的平均值和标准差，然后将各数据减去平均值后再除以标准差，得到的数据即为标准化值（表2）。

表2 试验数据的标准化值

利用表2的数据求参考数列X与比较数列X的绝对差值△，绝对差值△=|X -X|。式中：为农艺性状序号，=1，2，3，……，11；为品种序号，=1，2，3，……，14（表3中 为JDT01，JDT02，JDT03……，JDT 14）。

表3 试验数据的绝对差值

2.3 产量和各性状关联系数

由表3可知，产量与其他农艺性状的最小差值为0.015 3，最大差值为3.914 0，将表3中相应的数据代入关联系数计算公式，即可得到各品种性状关联系数ξ的值（表4）。

表4 参试水稻品种产量与各农艺性状之间的关联系数

2.4 产量和各性状关联度

由表5可知，东台推广水稻品种产量与各农艺性状之间的关联度从大到小的顺序依次为千粒质量、分蘖率、株高、高峰苗、基本苗、结实率、有效穗数、总粒数、实粒数、全生育期、成穗率。根据灰色关联度分析的原则，关联度越大的性状与产量关系越密切，关联度越小的性状与产量关系越小，因此千粒质量、分蘖率、株高对东台推广水稻品种产量的影响较大，总粒数、实粒数、全生育期、成穗率这4个农艺性状与东台推广水稻品种产量的关联度在后4位，它们对东台推广水稻品种产量的影响较小。

表5 产量与各农艺性状之间的关联度及排序

3 讨论与小结

灰色关联度分析表明，所研究的东台推广水稻品种的12个农艺性状中，千粒质量是对东台推广水稻品种产量影响最大的性状，其次分别是分蘖率和株高；而总粒数、实粒数、全生育期、成穗率4个性状对当地水稻产量影响较小。聂守军等研究发现，黑龙江省第二积温带水稻主栽品种产量因素对单株产量影响从大到小顺序为穗长、千粒质量、穗粒数、株高、食味分值、穴穗数、结实率、抗稻瘟病性、生育期、耐冷性，与本试验结果接近。千粒质量对水稻品种产量影响较大，这与谭可菲的研究结论一致。王先俱等研究发现，辽粳系列水稻新品系农艺性状间关联度最高的是株高，但是高产育种中，株高是争议的问题，推广品种时应限定株高范围。袁定阳等研究认为，千粒质量是水稻单产的构成因素之一，在一定的有效穗数和实粒数的前提下，水稻单产与千粒质量呈显著的正相关关系。根据关联度分析结果可知，水稻要获得超高产水平，首先要选择千粒质量大的品种,在栽培过程中注意提高分蘖率，并兼顾有适当的管理措施。本结果对在东台选择适宜水稻品种进行种植时具有指导作用。