越冬甘藍主要農藝性狀的灰色關聯度分析及綜合評價

張秀榮，張保才，劉 崢

(四川種都高科種業有限公司，四川 成都 610041)

甘藍(BrassicaoleraceaL. var.capitataL.)是十字花科蕓薹屬甘藍種的一個變種，其營養豐富、適應性廣、抗逆性強、容易栽培、穩產、耐運輸[1-2]，在全國各地普遍種植，年種植面積約90萬hm2[2]。吉立柱[3]、李成瓊[4]、郭驚濤[5]、張恩惠[6]、岳智臣[7]等運用相關和通徑分析對甘藍單球重、葉球產量與其他農藝之間的關系進行了分析。吉立柱等[3]通過相關和通徑分析，研究了10個早熟甘藍品種(系)5個性狀與葉球重的關系，結果表明：對葉球重的相對重要性依次為葉球縱經、球形指數、中心柱長、株高和緊實度。郭驚濤等[4]采用相關和通徑分析，研究了10個甘藍品種(組合)6個性狀與單球重的關系，結果表明：各農藝性狀與單球重的直接貢獻的順序為：中心柱長>株高>外葉數>開展度>葉球縱經>葉球橫徑。方榮等[8]開展了甘藍球徑、球形指數和生育期等性狀遺傳力的估測及甘藍主要農藝性狀的因子分析。分析甘藍產量與其他農藝性狀間的相互關系，對于掌握各性狀因子對產量的作用有極大的重要性。前人主要對甘藍單球重的構成因素進行了分析。目前，關于越冬結球甘藍產量形成方面的研究較少。

灰色關聯度分析法是研究作物多元性狀相對重要性的良好方法，可以針對某個因素與其他多個因素進行灰色關聯分析，找出其中的主要因素[9-10]。灰色綜合評價所采用的灰色關聯分析是在聯合方差分析的基礎上，結合育種專家的經驗，對一系列性狀計算出關聯系數，直觀、全面地評價品種，是對傳統區試評價方法的一種補充[11]。近年來，在玉米[12-15]、水稻[16-17]、小麥[18-19]、大麥[20]、花生[21]、豆類[22-24]、馬鈴薯[25]、甜高粱[26]、棉花[27]、蔬菜[28-36]等作物的試驗分析中得到應用，并取得了一些有參考價值的研究成果。

灰色關聯度分析法是一種簡便有效的分析方法，尤其在對作物品種的綜合評判上得到廣泛應用，但應用該方法對越冬甘藍品種的評價還鮮見報道。為明確不同農藝性狀對越冬甘藍產量構成的相對重要性，本研究以9個越冬甘藍區試參試組合為研究對象，對越冬甘藍主要農藝性狀與產量的關系進行相關和灰色關聯度分析，以期明確各因素與產量性狀的關聯程度及相互間的關系，探討了灰色系統理論在甘藍育種中的綜合應用，皆在為提高甘藍育種效率，合理評價、準確篩選甘藍新組合提供參考依據。

1 材料與方法

1.1 材料

2014年越冬甘藍參試組合9個，編號分別為：Y1、Y2、Y3、Y4、Y5、Y6、Y7、Y8、Y9，均由中國農業科學院蔬菜花卉研究所提供。

1.2 試驗設計

試驗于2014年秋季在四川彭州蒙陽科技園區進行，試驗田前茬作物為辣椒，土層深厚，肥力中等，土地平整，排灌方便。各試驗品種于2014年8月7日采用72孔穴盤播種育苗，9月13日下午定植于露地。采用隨機區組設計，3次重復，四周設保護行，小區面積為11.25 m2。采用高畦栽培，整個生育期的栽培管理同大田生產。

1.3 農藝性狀調查

于各參試材料商品成熟期及時進行各農藝性狀調查記錄，每小區隨機選取5株標準單株測定甘藍主要農藝性狀。調查分析的主要農藝性狀為熟性、株高、株幅、外葉數、球高、球徑、球形指數、中心柱長、緊實度、單球重和小區產量。各參試組合主要農藝性狀的平均值作為原始數據。

1.4 統計分析

按照灰色系統理論，將甘藍性狀視為一個灰色系統，每一個性狀指標看作灰色系統中的一個因素，根據鄧聚龍[9]的方法計算系統中各因素的關聯度，關聯度大的數列(組合)與參考數列(組合)最為接近，反之亦然。

1.4.1 確定參考數列和比較數列 按照灰色系統理論要求，在分析各農藝性狀對產量的影響和各農藝性狀之間的相互影響時，將9個組合的10個農藝性狀看似一個灰色系統，以產量為參考數列，記為X0，其他各農藝性狀為比較數列，記作Xi(i=1，2，3, …,N)。在分析各性狀間的關系時，分別以甘藍各主要農藝性狀為參考數列，其他農藝性狀為比較數列，通過計算參考數列與各個比較數列的關聯系數和關聯度，構成關聯度矩陣Ri。Ri可以直接反映出各個參考數列和比較數列之間的相互關系。

1.4.2 原始數據無量綱化處理

(1)

1.4.3 求參考數列與比較數列的絕對差值

△i(k)=|yi(k)-y0(k)|

(2)

根據無量綱化值計算參考數列與比較數列的絕對差值。

1.4.4 確定各性狀權重值(Wi) 由于反映品種優劣的各性狀指標的重要性不同而使各性狀有不同的權重系數，以產量為參考序列，其余10個性狀為比較序列，求出各性狀與產量性狀的灰色關聯度并對其進行規一化處理，計算出各性狀的權重系數Wi。

1.4.5 計算關聯系數與關聯度

(3)

(4)

其中，εi(k)為灰色關聯系數，ri為灰色關聯度，△min為兩極最小差，△max為兩極最大差，ρ為灰色分辨系數，一般取ρ=0.5。

1.4.6 各雜交組合灰色綜合評判值ri′(灰色加權關聯度)的計算

(5)

2 結果與分析

2.1 各農藝性狀的變異系數

由表1可知，甘藍11個農藝性狀的變異系數存在明顯的差異。各性狀變異系數由高到低依次為：產量>單球重>緊實度>熟性>中心柱長>株高>球徑>球高>球形指數>株幅>外葉數。其中，產量和單球重的變異系數較高分別為13.60%和11.47%，表明供試材料在這2個性狀上變異較為豐富，其次為緊實度和熟性，變異系數分別為10.60%和10.00%。外葉數的變異系數最小，整體看來，甘藍外葉數變化范圍比較穩定。株幅、球形指數、球高、球徑等性狀變化范圍不大，變異系數低于10%。綜上所述，本試驗參試甘藍組合在外葉數、株幅和球高變異系數低，差異不大，但在產量和單球重等性狀上存在較大的差異。

表1 甘藍各農藝性狀變異系數

2.2 農藝性狀與產量、單球重相關和關聯度分析

2.2.1 農藝性狀之間的相關性分析 由表2可知，株幅與熟性呈極顯著正相關；株高與株幅呈極顯著正相關；球高與株幅、株高呈顯著正相關，與外葉數呈極顯著負相關；球徑與球高、株幅、熟性呈極顯著正相關，與株高呈顯著正相關，與外葉數呈負相關不顯著；球形指數與熟性呈極顯著負相關，與球徑呈顯著負相關；中心柱長與球徑、株高、球高呈顯著正相關；緊實度與球徑、球高呈極顯著負相關；單球重與球徑、球高、株幅、中心柱長呈極顯著正相關，與株高呈顯著正相關，與外葉數、緊實度呈極顯著或顯著負相關；越冬甘藍產量與單球重、球高、球徑呈極顯著正相關，與中心柱長呈顯著正相關，與株幅、株高呈正相關但不顯著，與外葉數、緊實度、熟性呈負相關但不顯著。由此可見，越冬甘藍產量的形成主要受球徑、球高、株幅、中心柱長、株高、熟性、外葉數、緊實度等性狀的影響。

表2 甘藍各農藝性狀間的相關性分析

2.2.2 甘藍主要農藝性狀間的關聯度分析 分別以結球甘藍各主要農藝性狀為參考數列，其他農藝性狀為比較數列，計算各農藝性狀之間的關聯系數和關聯度，構成關聯度矩陣(表3)。按照灰色關聯分析原則，灰色關聯度大的數列與參考數列的關系最為密切，灰色關聯度小的數列與參考數列的關系較為疏遠，即灰色關聯度越大，因素的相似程度就越高；反之，則越低。

與熟性關系最密切的是球徑，其次為株幅、單球重和株高；與株幅關系最密切的是株高，其次為球徑、單球重和球高；與株高關系最密切的是株幅，其次為中心柱長、球徑和球高；與球形指數關系最密切的是球高，其次為緊實度、株幅和球徑；與球徑關系最密切的是單球重，其次為株幅、熟性、株高和中心柱長；與球高關系最密切的是單球重，其次為中心柱長、球形指數、株幅和球徑。

球高、球徑、中心柱長、株幅與單球重的關聯度較大，說明這些性狀在越冬甘藍單球重形成過程中起著重要的作用；其次為熟性和株高；球形指數、外葉數和緊實度的關聯度較小，對單球重影響較小。綜合分析可知，越冬甘藍單球重主要受球高、球徑、中心柱長、株幅、熟性、株高等因素的影響。

表3 甘藍主要農藝性狀的關聯度矩陣

2.2.3 農藝性狀與產量的關聯度分析 由表4可知，球徑、中心柱長、單球重、球高的關聯度較大，說明球徑、中心柱長、單球重、球高對越冬甘藍產量的影響較大，是產量形成的重要因素；其次，球形指數、熟性、株高、株幅對產量形成有一定的影響；緊實度、外葉數與產量的關聯度較小，對產量的貢獻小。

表4 甘藍各主要農藝性狀與產量的關聯度及排序

2.2.4 甘藍各品種的綜合評判 按照灰色理論關聯分析原理，關聯度越大的數列與最優性狀數列越接近，即關聯度最大的雜交組合最接近最優性狀(育種目標要求)。等權關聯度分析結果表明：組合Y9在參試品種中表現最優，其次是組合Y4、Y1和Y2；但按照加權關聯度進行分析即灰色綜合評判值r′，排序情況有一些變化，將灰色綜合評判值按大小順序排列，評定雜交組合等級，將其分為三類，r′>0.74為一級組合，0.74>r′>0.63為二級組合，r′<0.63為三級組合。表現最優的為組合Y1，其次為組合Y2、Y9和Y4(表4)。具體分析：從產量、等權關聯度和加權關聯度三方面看，排在前3位的組合各不相同。產量前3位由高到低組合編號依次為Y8、Y6、Y1；等權關聯度方面依次為組合Y9、Y4、Y1；加權關聯度方面依次為組合Y1、Y2、Y9。

3 討論與結論

本試驗表明：各農藝性狀變異系數由大到小依次為：產量>單球重>緊實度>熟性>中心柱長>株高>球徑>球高>球形指數>株幅>外葉數。本試驗各供試材料在外葉數、株幅和球高等性狀上變異系數低于12%，說明供試材料在各性狀上的表現整齊一致。 相關性分析結果表明：單球重與球徑、球高、株幅、中心柱長、株高呈極顯著或顯著正相關，與外葉數、緊實度呈極顯著或顯著負相關，球高、中心柱長、株高、緊實度、球形指數與單球重的相關分析結果與吉立柱[3]等的研究結果一致。單球重與球徑的相關分析結果與李成瓊[4]、方榮[8]的研究結果一致。單球重與外葉數的研究結果與李成瓊[4]研究結果相近，與方榮[8]的研究結果相反，這可能與試驗材料以及栽培環境不同引進的。本文的研究結果也較好地解釋了目前扁球形品種的葉球質量要普遍大于圓球形品種的現象；產量與單球重、球高、球徑呈極顯著正相關，與中心柱長呈顯著正相關。進一步的灰色關聯度分析結果表明：球高、球徑、中心柱長、株幅、熟性和株高在越冬甘藍單球重形成過程中起著重要的作用；球徑、中心柱長、單球重、球高是越冬甘藍產量形成的重要因素。

表5 各雜交組合的產量、關聯度排序及灰色綜合評判結果

因此，本研究認為在以豐產為主要育種目標的實踐過程中，首先應把單球重、球高、球徑、中心柱作為選育的重點性狀，根據市場需求對生育期、中心柱、球形指數進行選擇，在保證株高、株幅、中心柱長穩定的前提下，應注重提高組合的球高、球徑、單球重，選擇緊實度、生育期和球形指數符合市場需求，長勢健壯，外葉數少的雜交組合。同時考慮與單球重、產量相關的各農藝性狀間存在一定程度的相關性，要注意協調好各性狀間的關系，發揮甘藍增產的最大潛力。

在對各參試組合進行綜合評判時，根據灰色綜合評判值(加權關聯度)將9個組合分成3類，其中表現優良的組合有Y1、Y2、Y9，表現較好的組合有Y4、Y3，與實際生產中的表現基本一致。應用灰色關聯度分析法評價雜交組合、育種材料時，各生態區應根據生產實際確定評價指標、確定各性狀權重系數，避免了由單一性狀指標來判斷參試材料優劣所造成的偏差。本研究對越冬甘藍雜交組合進行綜合評判時，僅分析了對甘藍產量影響較大的10個性狀，其他性狀如抗性、品質等未作分析，這些性狀對綜合評判結果也有一定影響，有待于進一步研究。

本研究所采用的2種分析方法在對越冬甘藍各性狀分析時結果基本一致，個別性狀存在某些出入，主要是因為2種方法基于不同的系統理論，在數據較少或分布不典型時，關聯分析的結果更可靠些。對作物性狀間的相互關系的分析，采用灰色關聯度分析不僅能較好地反映事物的本質，而且該分析方法比相關性分析更能抓住主要矛盾，在作物性狀分析上是行之有效的。