基于灰色關(guān)聯(lián)度分析的玉米新組合產(chǎn)量及相關(guān)性狀評(píng)價(jià)

魏 鋒，馬 毅，洪德峰，張學(xué)舜

(河南省新鄉(xiāng)市農(nóng)業(yè)科學(xué)院，河南新鄉(xiāng) 453003)

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基于灰色關(guān)聯(lián)度分析的玉米新組合產(chǎn)量及相關(guān)性狀評(píng)價(jià)

魏 鋒，馬 毅，洪德峰，張學(xué)舜*

(河南省新鄉(xiāng)市農(nóng)業(yè)科學(xué)院，河南新鄉(xiāng) 453003)

對(duì)2015年25個(gè)玉米新組合的13個(gè)性狀進(jìn)行灰色關(guān)聯(lián)度分析，結(jié)果表明各性狀與產(chǎn)量的關(guān)聯(lián)度依次是穗粗、百粒重、行粒數(shù)、穗長(zhǎng)、穗行數(shù)、倒伏倒折率、穗軸直徑、出籽率、生育期、株高、穗位高、100 d籽粒含水量，綜合評(píng)價(jià)最優(yōu)的組合為XX23，與育種目標(biāo)最接近，其次是XX24和XX21，綜合評(píng)價(jià)最差的組合為XX25，較差的還有XX22、XX14。多性狀、多點(diǎn)、多年度考察對(duì)玉米新組合評(píng)價(jià)十分重要，綜合灰色關(guān)聯(lián)度加權(quán)法使新品種的選育和評(píng)價(jià)更加科學(xué)和客觀。

灰色關(guān)聯(lián)度分析；玉米；組合；評(píng)價(jià)

品種選育是個(gè)復(fù)雜的過程，評(píng)價(jià)品種優(yōu)劣是對(duì)多項(xiàng)性狀指標(biāo)進(jìn)行綜合評(píng)估。過去對(duì)產(chǎn)量相關(guān)性狀多采用直觀分析，結(jié)果相互獨(dú)立，缺乏關(guān)聯(lián)性。灰色關(guān)聯(lián)度分析法可以避免常規(guī)分析方法的缺點(diǎn)，因其具有所需樣本小、方法簡(jiǎn)便、信息量大等優(yōu)點(diǎn)[1]，在作物育種、品種鑒定和篩選等方面得到了較廣泛的探索和試用，效果良好[2-3]。該研究利用灰色關(guān)聯(lián)度分析法評(píng)價(jià)25個(gè)玉米新組合，明確穗長(zhǎng)、穗粗、穗行數(shù)、行粒數(shù)、百粒重、出籽率、株高、穗位高等性狀與產(chǎn)量的密切程度，比較各種因素對(duì)玉米新組合的影響程度，以期為玉米新組合的準(zhǔn)確評(píng)估提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料 供試材料為25個(gè)雜交玉米新組合(編號(hào)XX1～XX25)及理想模型代表品種鄭單958、先玉335。試驗(yàn)于2015年在河南省新鄉(xiāng)市農(nóng)業(yè)科學(xué)院輝縣試驗(yàn)基地進(jìn)行，前茬作物為小麥。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì) 按完全隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，3次重復(fù)，小區(qū)面積9.6 m2，4行區(qū)，收獲中間2行計(jì)產(chǎn)，行長(zhǎng)4.0 m，行距0.6 m，種植密度為7.5×104株/hm2。大喇叭口期一次性追施尿素與復(fù)合肥各750 kg/hm2。

1.3 調(diào)查項(xiàng)目 調(diào)查穗粗、穗長(zhǎng)、穗行數(shù)、行粒數(shù)、穗軸直徑、百粒重、株高、穗位高、出籽率、生育期、100 d籽粒含水量、倒伏倒折率、產(chǎn)量13個(gè)性狀。

1.4 數(shù)據(jù)處理 由于各評(píng)價(jià)指標(biāo)的量化值所在區(qū)間不完全相同，因此對(duì)各評(píng)價(jià)值進(jìn)行無量綱化處理。該研究分別利用育種目標(biāo)各性狀值為參考行，將各個(gè)組合的穗粗、穗長(zhǎng)、穗行數(shù)、行粒數(shù)、穗軸直徑、百粒重、株高、穗位高、出籽率、生育期、100 d籽粒含水量、產(chǎn)量12個(gè)性狀數(shù)值除以育種目標(biāo)對(duì)應(yīng)性狀的數(shù)值，得到標(biāo)準(zhǔn)化值；倒伏倒折率以0為育種目標(biāo)，計(jì)算各組合未倒伏倒折率，得到標(biāo)準(zhǔn)化值。得到標(biāo)準(zhǔn)化值后，分別依據(jù)式(1)、(2)和(3)求關(guān)聯(lián)系數(shù)、等權(quán)關(guān)聯(lián)度和加權(quán)關(guān)聯(lián)度。

(1)

式中，ξi為關(guān)聯(lián)系數(shù)，Δmin為最小絕對(duì)差，Δmax為最大絕對(duì)差，|x0(k)-xi(k)|為各點(diǎn)絕對(duì)差，一般分辨系數(shù)ρ取0.5。

(2)

(3)

2 結(jié)果與分析

2.1 組合間比較

2.1.1 評(píng)價(jià)矩陣的構(gòu)建。通過統(tǒng)計(jì)、抽樣等方法對(duì)25個(gè)待評(píng)價(jià)組合的穗粗、穗長(zhǎng)、穗行數(shù)、行粒數(shù)等13個(gè)性狀進(jìn)行評(píng)價(jià)，得到原始評(píng)價(jià)值(表1)，對(duì)各評(píng)價(jià)值進(jìn)行無量綱化處理的結(jié)果見表2。

2.1.2 關(guān)聯(lián)系數(shù)計(jì)算。依據(jù)表2數(shù)據(jù)計(jì)算參考量與比較量的絕對(duì)差值，根據(jù)式(1)求得各組合各性狀的關(guān)聯(lián)系數(shù)(表3)。2.1.3 加權(quán)關(guān)聯(lián)度計(jì)算及評(píng)價(jià)。依據(jù)式(2)(3)計(jì)算等權(quán)關(guān)聯(lián)度和加權(quán)關(guān)聯(lián)度，結(jié)果見表4。

表1 13個(gè)性狀原始評(píng)價(jià)值

表2 13個(gè)性狀標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)據(jù)

接下表

表3 各性狀的關(guān)聯(lián)系數(shù)

表4 各組合的加權(quán)關(guān)聯(lián)度與關(guān)聯(lián)序

由表4可知，各組合加權(quán)關(guān)聯(lián)度排序與產(chǎn)量排序基本一致，等權(quán)關(guān)聯(lián)度排序與產(chǎn)量排序差異較大。XX23加權(quán)關(guān)聯(lián)度最大(0.931)，與育種目標(biāo)最接近，其關(guān)聯(lián)度排序和產(chǎn)量排序均為第1位，其次為XX24、XX21。這3個(gè)組合的綜合評(píng)價(jià)超過了鄭單958，是試驗(yàn)?zāi)甓缺憩F(xiàn)較好的3個(gè)組合，產(chǎn)量也居于前3位。XX25加權(quán)關(guān)聯(lián)度最小(0.698)，各性狀與育種目標(biāo)均相差甚遠(yuǎn)，其關(guān)聯(lián)度排序和產(chǎn)量排序均為最后1位。XX22、XX14也表現(xiàn)較差。

2.2 各性狀與產(chǎn)量關(guān)聯(lián)度 以產(chǎn)量作為參考數(shù)列，依據(jù)表2計(jì)算產(chǎn)量與各性狀間的絕對(duì)差值，結(jié)果見表5。

根據(jù)表5及式(1)計(jì)算產(chǎn)量與各性狀的灰色關(guān)聯(lián)系數(shù)，結(jié)果見表6。

表5 產(chǎn)量與各性狀的絕對(duì)差值

表6 產(chǎn)量與各性狀的灰色關(guān)聯(lián)系數(shù)

接下表

由表6和式(2)計(jì)算產(chǎn)量與各性狀的灰色關(guān)聯(lián)度，結(jié)果見表7。

表7 產(chǎn)量與各性狀的灰色關(guān)聯(lián)度

由表7可知，各農(nóng)藝性狀對(duì)產(chǎn)量的貢獻(xiàn)從大到小排序?yàn)樗氪帧倭Ｖ亍⑿辛?shù)、穗長(zhǎng)、穗行數(shù)、倒伏倒折率、穗軸直徑、出籽率、生育期、株高、穗位高、100 d籽粒含水量，排在前5位的性狀均與穗部相關(guān)。

3 結(jié)論與討論

(1)前人使用灰色關(guān)聯(lián)度分析評(píng)價(jià)玉米雜交組合或組合優(yōu)劣的研究中主要考察產(chǎn)量、出籽率、穗行數(shù)、行粒數(shù)、穗粗、百粒重、株高、穗位高等性狀[4-5]。該研究除了考察與品種高產(chǎn)性密切相關(guān)的產(chǎn)量等性狀之外，還選擇了生育期、100 d籽粒含水量、倒伏倒折率等性狀，這均是當(dāng)前早熟耐密宜機(jī)收玉米新組合選育中需要考慮的性狀[6-7]。

(2)該研究中倒伏倒折率與產(chǎn)量的灰色關(guān)聯(lián)度在13個(gè)性狀中排第6位，生育期與產(chǎn)量的灰色關(guān)聯(lián)度高于株高、穗位高2個(gè)性狀，證實(shí)了多性狀考察在玉米新組合評(píng)價(jià)中的重要性。

(3)洪德峰等[8]通過對(duì)11個(gè)玉米雜交組合的產(chǎn)量和8個(gè)產(chǎn)量因素進(jìn)行灰色關(guān)聯(lián)分析，認(rèn)為影響產(chǎn)量的8個(gè)因素從大到小排序?yàn)槌鲎崖省⑺腴L(zhǎng)、行粒數(shù)、穗位高、株高、穗粗、穗行數(shù)、百粒重。李偉忠等[9]對(duì)黑龍江省玉米品種進(jìn)行研究，認(rèn)為穗粗、百粒重和穗長(zhǎng)對(duì)玉米單株粒重較為重要。該研究中出籽率、株高、穗位高對(duì)產(chǎn)量的貢獻(xiàn)較小，而穗粗、百粒重、行粒數(shù)和穗長(zhǎng)對(duì)產(chǎn)量的貢獻(xiàn)較大。得出的不同結(jié)論可能是由試驗(yàn)材料、試驗(yàn)地點(diǎn)及當(dāng)年氣象條件的差異引起的。

(4)2個(gè)理想模型代表品種鄭單958與先玉335表現(xiàn)差異較大，先玉335綜合排序?yàn)榈?位，鄭單958為第22位。主要是由產(chǎn)量差異引起的，先玉335以高產(chǎn)性為特點(diǎn)，而鄭單958以廣泛的適應(yīng)性和穩(wěn)產(chǎn)性為特點(diǎn)[10]，再次說明了多性狀、多點(diǎn)、多年度考察在玉米新組合評(píng)價(jià)中的重要性。

(5)該研究利用綜合灰色關(guān)聯(lián)度加權(quán)法對(duì)25個(gè)玉米新組合進(jìn)行評(píng)價(jià)，其中綜合評(píng)價(jià)值最大的是XX23，其次是XX24和XX21，最小的是XX25，與產(chǎn)量排序基本相同，表明所考察的性狀及賦予的權(quán)重與產(chǎn)量關(guān)系較為密切。在實(shí)際生產(chǎn)中，不能只考慮與產(chǎn)量相關(guān)的性狀，還應(yīng)增加對(duì)抗病性、抗倒伏性等重要性狀進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)。綜合灰色關(guān)聯(lián)度加權(quán)法使新品種的選育、評(píng)價(jià)和鑒定更科學(xué)、客觀。

[1] 劉錄祥，孫其信，王士蕓.灰色系統(tǒng)理論應(yīng)用于作物新品種綜合評(píng)估初探[J].中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)，1989，22(3)：22-27.

[2] 王士強(qiáng)，胡銀崗，佘奎軍，等.小麥抗旱相關(guān)農(nóng)藝性狀和生理生化性狀的灰色關(guān)聯(lián)度分析[J].中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)，2007，40(11)：2452-2459.

[3] 汪寶卿，張禮鳳，慈敦偉，等.黃淮海地區(qū)夏大豆農(nóng)藝性狀與產(chǎn)量的相關(guān)性及灰色關(guān)聯(lián)度分析[J].山東農(nóng)業(yè)科學(xué)，2010(3)：20-25.

[4] 姚希勤，李偉忠.玉米品種農(nóng)藝性狀與產(chǎn)量的相關(guān)性及灰色關(guān)聯(lián)分析[J].安徽農(nóng)業(yè)科學(xué)，2013，41(30)：11989-11990，12056.

[5] 呂學(xué)高，趙軍華，樓肖成，等.灰色關(guān)聯(lián)度分析評(píng)價(jià)普通玉米新組合的探討[J].浙江農(nóng)業(yè)科學(xué)，2013(9)：1065-1069.

[6] 王文娟，姬社林.適于機(jī)械化收獲的玉米新品種選育[J].中國(guó)種業(yè)，2012(6)：18-19.

[7] 趙延明，董樹亭，宋希云，等.玉米育種目標(biāo)與生產(chǎn)機(jī)械化[J].山東農(nóng)業(yè)科學(xué)，2007(4)：24-26.

[8] 洪德峰，任轉(zhuǎn)灘，馬毅，等.利用灰色關(guān)聯(lián)度評(píng)價(jià)玉米新組合產(chǎn)量與產(chǎn)量構(gòu)成因子的關(guān)系[J].山東農(nóng)業(yè)科學(xué)，2008(4)：14-16.

[9] 李偉忠，閔麗，蔣洪蔚，等.黑龍江省玉米品種農(nóng)藝性狀與單株粒重的灰色關(guān)聯(lián)分析[J].東北農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2012，43(2)：38-42.

[10] 宋向東，劉文國(guó).從分析鄭單958和先玉335優(yōu)缺點(diǎn)看吉林省玉米育種與種子生產(chǎn)方向[J].吉林農(nóng)業(yè)科學(xué)，2009，34(4)：11-13，20.

Comprehensive Evaluation of Yield and Correlative Traits of New Corn Combination on the Basis of Grey Correlative Analysis

WEI Feng, MA Yi, HONG De-feng,ZHANG Xue-shun*et al

(Xinxiang Academy of Agricultural Sciences, Xinxiang,Henan 453003)

Gray correlative analysis was used to evaluate 25 new corn combinations comprehensively. The result showed the order of correlative traits of yield by the related degree from large to small was: ear diameter，hundred kernel weight，kernels per row，ear length，ear row number，lodging and break rate，corncob diameter，seed producing rate，period，plant height，ear height，100 d moisture. Variety XX23recorded highest comprehensive evaluation value and was the nearest to breeding target, followed by variety XX24and variety XX21.Variety XX25was the lowest among all varieties, variety XX22and variety XX14were less perfect either. It’s important to study the varieties by multi-traits and in multi-loci as well as on multi-ages. The grey correlative analysis makes the breeding and evaluation of new varieties more scientific and objective.

Grey correlative analysis; Corn; Combination; Evaluation

國(guó)家現(xiàn)代玉米產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系建設(shè)專項(xiàng)(CARS-02-58)。

魏鋒(1984- )，男，河南原陽人，助理研究員，碩士，從事玉米遺傳育種研究。*通訊作者，研究員，從事玉米遺傳育種研究。

2016-09-07

S 513

A

0517-6611(2016)32-0012-05