谷子主要農藝性狀與產量的相關分析及通徑分析

王瑞 李中青 郭二虎 李齊霞 祁麗婷 王 敏 孫萬榮 鄔志遠 米鵬偉 張艾英 任先忠

摘要 對谷子品種“長農39”在5個試驗點的農藝性狀與產量進行了相關分析及通徑分析。結果表明，產量、株高、穗粒重、穗重的變異系數較大;穗重與產量、穗粒重相關系數呈正相關顯著水平，株高與產量呈負相關水平;穗重對產量的直接通徑系數和決策系數均最大，出谷率次之。谷子田間高產栽培技術應主要針對穗重、穗粒重、出谷率、株高采取措施;主攻穗重，兼顧穗粒重、出谷率及其他農藝性狀間的關系，適當調控株高的生長，以獲得較高的產量。

關鍵詞 谷子;農藝性狀;產量;相關分析;通徑分析

中圖分類號 S515文獻標識碼 A

文章編號 0517-6611（2019）11-0028-03

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2019.11.009

開放科學（資源服務）標識碼（OSID）：

Abstract Correlation analysis and path analysis of the yield and agronomic characters of Changnong 39 were carried out in five test sites. Results showed that the variation coefficient of yield， plant height， grain weight per spike and spike weight were relatively great. Spike weight showed significantly positive correlation with yield and grain weight per spike;plant height and yield showed negative correlation. The direct path coefficient and decision coefficient of spike weight to yield were both the highest， followed with millet grain percentage. Millet field highyield cultivation technology should pay attention to spike weight， grain weight per spike， millet grain percentage and plant height， as well as the correlation between grain weight per spike， millet grain percentage and other agronomic traits， so as to properly adjust the increase of plant height and to obtain relatively hight yield.

Key words Millet;Agronomic traits;Yield;Correlation analysis;Path analysis

基金項目 國家現代農業產業技術體系建設專項（CARS-06-13.5-A10）;山西省農業科學院攻關項目（YGG1644）;山西省農業科技成果轉化和示范推廣項目（2017CGZH29）;山西省農業科學院農業科技創新研究課題（YYS1703）;山西省農業科學院生物育種工程項目（17YZGC024）。

作者簡介 王瑞（1986—），女，山西霍州人，助理研究員，碩士，從事谷子栽培和生理生態研究。*通信作者：李中青，研究員，從事玉米育種和谷子示范推廣研究;郭二虎，研究員，從事谷子育種和栽培技術研究。

收稿日期 2018-11-07

谷子原產于我國，是我國古老的栽培作物之一，具有耐旱、耐貧瘠，籽粒營養豐富、谷草品質優良的特點，在農業生產中有糧、飼兼用等多用途，在可持續農業發展中具有不可替代的作用。谷子產量的提高對穩定我國谷子供給和需求具有至關重要的作用。如何在現有品種水平的基礎上，通過栽培管理措施發揮出谷子的生產潛力，研究農藝性狀和產量的關系具有重要的意義。 目前，研究主要集中在多個基因型谷子的產量與農藝性狀的相關性分析上[2-8]，而對于相同基因型谷子在多個生態環境中產量與主要農藝性狀的相關分析和通徑分析鮮見報道。鑒于此，筆者通過對谷子品種“長農39”在5個生態點的主要農藝性狀與產量進行相關分析及通徑分析，旨在為谷子的高產栽培技術提供依據，對谷子選育工作提供一定的參考。

1 材料與方法

1.1 材料

谷子品種“長農39”系山西省農業科學院谷子研究所以97F高-66作母本、晉谷21作父本雜交，經多代選育而成。該品種品質優、米色金黃、商品性好。農業部谷物及制品質量監督檢驗測試中心（哈爾濱）測定顯示，該品種小米粗蛋白（干基）含量為12.72%，初脂肪（干基）為3.54%，維生素B1為5.5 mg/kg，直鏈淀粉（占脫脂樣品）為15.53%，堿消值（級）為3.2，膠稠度為145 mm。2009年通過山西省農作物品種審定委員會認定，2011 年 8月通過了全國谷子品種鑒定委員會鑒定[9]。

1.2 方法

試驗于2016—2017年分別在壺關、武鄉、黎城、陵川、長治5個試驗點進行。田間管理按照當地常規方法進行。成熟期在田間采用等距離取樣法，將試驗點等分為3個樣方，在每個樣方的前1 m內取樣，取代表性的10株在田間調查株高、穗長;將每個樣方的谷穗進行室內考種，測量平均穗重、千粒重、穗粒重、出谷率，產量。田間數據調查和室內考種參照國家谷子、糜子產業技術（體系）研發中心，中國農業科學院作物科學研究所2011年7月制定的《谷子農藝性狀形態特征鑒定標準》。

1.3 數據分析

采用Microsoft Excel 2007和SPSS 18軟件進行數據統計和分析[10]。

2 結果與分析

2.1 “長農39”主要農藝性狀和產量的變異分析

變異系數是衡量性狀變異的數量指標[11]，可用來評定試驗地的均勻性和規劃試驗。但變異系數的大小受到標準差和平均數比值的制約。因此，在采用變異系數表示試驗結果或進行變異程度的比較時，應同時列舉其標準差和平均值，以免引起誤解[12]。

由表1可知，長農39在5個不同試驗點種植，變異系數最大的為產量，變異范圍為3 715.4～5 829.8 kg/hm2，平均值為4 653.2 kg/hm2，變異系數為21.3%;其次為株高，變異范圍為122.5～163.5 cm，平均值為143.5 cm，變異系數為103%;變異系數最小的為出谷率，變異范圍為83.2%～871%，平均值為85.2%，變異系數為1.7%。除產量外，主要農藝性狀中變異系數由大到小依次為株高>穗粒重>穗重>穗長>千粒重>出谷率，說明種植地區生態條件或栽培管理措施等外部條件對“長農39”谷子株高、穗粒重、穗重的影響較大，在栽培技術上應主攻株高、穗粒重、穗重。

2.2 “長農39”主要農藝性狀與產量的相關性分析

相關分析是處理變量與變量之間關系的一種統計方法。相關系數r絕對值越大（越接近1），表明變量之間的線性相關程度愈高。人們通常利用相關系數的大小來解釋變量間相互關系的大小[13]。由表2可知，谷子主要農藝性狀與產量的相關性由大到小依次為穗重（r=0.880）>穗粒重（r=0.737）>出谷率（r=0725）>株高（r=-0.631）>穗長（r=0.335）>千粒重（r=0143），其中穗重與產量呈顯著相關;穗重與穗粒重（r=0915）呈顯著相關，與穗長（r=0.672）、出谷率（r=0.322）呈正相關，與株高（r=-0.308）、千粒重（r=-0.216）呈負相關;株高與產量呈負相關。這說明谷子性狀間的相互作用是復雜的，既相輔相成，又相互制約，在谷子栽培技術上應以提高谷子的穗重為根本，同時兼顧其他性狀，適當調控株高來促進產量的提高。

2.3 “長農39”主要農藝性狀與產量的通徑分析

通徑分析通過自變量和因變量之間的相關分解來研究因變量（性狀）的相對重要性，已在眾多領域廣泛應用[14]。袁志發等[15]提出了通徑分析中的決策指標——決策系數，可以把各自變量對相應變量的綜合作用進行排序，以確定主要決策變量和限制變量。通過杜家菊等[16]、宋小園等[17]介紹的方法獲得通徑系數。根據袁志發等[15]提供的方法，獲得決策系數。

由表3可知，在獲得通徑系數的過程中，從所有可供選擇的自變量中逐步選擇加入或剔除某個自變量，對產量Y有影響的自變量僅剩穗重X1和出谷率X2。穗重的直接作用最大，出谷率次之。通過分析各個間接通徑系數發現，穗重通

過出谷率對產量的間接作用（r12×p2y=0.159）小于出谷率通

過穗重對產量的間接作用（r21×p1y=0.233），但是由于穗重對產量的直接作用P1y值較大，從而穗重對產量的影響最大，二

者的簡單相關系數達0.880，出谷率對產量的簡單相關系數為P2y+r21×P1y=0.725，使得出谷率對產量的影響也較大。因此，穗重和出谷率對谷子產量的增加具有重要作用。決策系數R2（1）>R2（2），且X1的直接作用最大，故X1為主要決策變量。因此，要提高產量，必須提高穗重，同時考慮出谷率。

3 結論與討論

作物產量是由產量構成因素決定的，如何協調和利用各產量因素之間的關系，是育種家和栽培專家的首要目標[18]。性狀間的相互作用是復雜的，既相輔相成，又相互制約。為了提高產量，應該抓住某個主要性狀進行選擇和調控，同時兼顧其他性狀[19]。該試驗谷子品種“長農39”的主要農藝性狀與產量的變異分析顯示，產量、株高、穗粒重、穗重的變異系數較大，說明可以通過改善栽培措施使這些性狀獲得一定程度的改善。相關性分析結果顯示，穗重、穗粒重、出谷率、穗長、千粒重與產量呈正相關，其中穗重與產量呈顯著正相關;穗重與穗粒重呈顯著相關，與穗長、出谷率呈正相關，與株高、千粒重呈負相關;株高與產量呈負相關。通徑分析顯示，穗重和出谷率對谷子產量的影響較大，其中穗重對谷子產量的增加影響最大。綜上所述，可以通過合理的栽培措施實現穗重與出谷率的最優狀態;通過適當調控長農39的株高，提高長農39的穗重、穗粒重，進而增加長農39的產量。

在生產實踐中必須協調好各個農藝性狀之間的關系以發揮每個農藝性狀對谷子產量的最大作用。采用合理的栽培措施，協同改善產量構成因素是谷子產量提高的關鍵，也是谷子高產栽培研究的重要方向。

參考文獻

[1] 朱志華，李為喜，劉方，等.谷子種質資源品質性狀的鑒定與評價[J].雜糧作物，2004，24（6）：329-331.

[2] 楊慧卿，王軍，袁峰，等.西北春谷區中晚熟組谷子主要農藝性狀的相關和通徑分析[J].河北農業科學，2010，14（11）：105-106，111.

[3] 李曉宇，王昆鵬，劉迎春，等.谷子主要農藝性狀分析[J].內蒙古農業大學學報（自然科學版），2015，36（2）：26-30.

[4] 張霞，馮永忠.神木縣不同谷子品種主要農藝性狀及產量分析[J].西北農業學報，2017，26（1）：32-37.

[5] 劉斌，李書田，王顯瑞，等.谷子主要農藝性狀的分析[J].種子，2014，33（5）：88-90.

[6] 袁峰，楊慧卿，王軍，等.谷子產量相關性狀的主成分分析[J].河北農業科學，2010，14（11）：112-114.

[7] 王歡歡，賈亞濤，許鵬飛，等.谷子主要農藝性狀與產量的關系[J].山西農業科學，2014，42（7）：657-659，754.

[8] USHA KIRAN G，PANDURANGA RAO C，SAMBA MURTHY J S V，et al.Correlation and path analysis over environments in Italian millet [J].Andhra agricultural journal，2012，59（1）：20-23.

[9] 李齊霞，李中青，郭二虎，等.不同播期·密度·施肥量對“長農 39 號”產量及農藝性狀的影響[J].安徽農業科學，2016，44（12）：41-43，46.

[10] 郭春華.常用統計軟件在生命科學中的應用[M].北京：科學出版社，2011：74-155.

[11] 楊勇，周斌，楊超華，等.夏播綠豆不同品種產量與主要農藝性狀的相關分析[J].作物雜志，2015（4）：65-68.

[12] 郭平毅.生物統計學[M].北京：中國林業出版社，2006：26-29.

[13] 嚴麗坤.相關系數與偏相關系數在相關分析中的應用[J].云南財貿學院學報，2003，19（3）：78-80.

[14] 張琪，叢鵬，彭勵.通徑分析在Excel和SPSS中的實現[J].農業網絡信息，2007（3）：109-110.

[15] 袁志發，周靜芋，郭滿才，等.決策系數——通徑分析中的決策指標[J].西北農林科技大學學報（自然科學版），2001，29（5）：131-133.

[16] 杜家菊，陳志偉.使用 SPSS線性回歸實現通徑分析的方法[J].生物學通報，2010，45（2）：4-6.

[17] 宋小園，朱仲元，劉艷偉，等.通徑分析在 SPSS 逐步線性回歸中的實現[J].干旱區研究，2016，33（1）：108-113.

[18] 游俊梅，陳能剛，陳惠查，等.優質香稻黔香優302 農藝性狀與產量的相關性分析[J].種子，2010，29（7）：80-82.

[19] 亓振，趙廣才，常旭紅，等.小麥產量與農藝性狀的相關分析和通徑分析[J].作物雜志，2016（3）：45-50.