不同年份玉米雜交種主要農(nóng)藝性狀與產(chǎn)量的灰色關(guān)聯(lián)度分析

魏常敏，許衛(wèi)猛，邢永鋒，李偉房，萬彥偉，周恩忠，李桂芝，宋萬友，張傳量，周文偉

(周口市農(nóng)業(yè)科學(xué)院，河南 周口 466000)

玉米雜交種的產(chǎn)量是由微效多基因控制的數(shù)量性狀[1]，在實(shí)際生產(chǎn)中，受到品種、天氣和環(huán)境等多種因素影響。研究玉米產(chǎn)量相關(guān)的主要農(nóng)藝性狀，從而在育種工作中把握主要性狀，使選育工作更加有的放矢。在玉米的育種數(shù)據(jù)分析中，大部分研究使用回歸分析、方差分析、主成分分析等，這些方法大都存在要求大樣本量、樣本要有較好的分布規(guī)律、計算工作量大、可能出現(xiàn)量化結(jié)果與定性分析結(jié)果不符等缺點(diǎn)[2]。玉米常規(guī)育種中，受到許多因素的影響，數(shù)據(jù)難以使用上述方法分析。灰色關(guān)聯(lián)度分析作為灰色系統(tǒng)理論的一個分支，具有所需樣本小、方法簡便、信息量大等優(yōu)點(diǎn)，在玉米新品種篩選、區(qū)域試驗(yàn)和農(nóng)藝性狀相關(guān)性分析中得到越來越多的重視和應(yīng)用[3-5]。在玉米的灰色關(guān)聯(lián)度分析中，主要是對多品種的主要性狀的分析，而相同品種多年多點(diǎn)的分析較少。

本文分析了2004年、2005年河南省區(qū)試試驗(yàn)中，同一組別的相同品種、相同農(nóng)藝性狀連續(xù)2年試驗(yàn)18個點(diǎn)次的產(chǎn)量與主要農(nóng)藝性狀關(guān)聯(lián)度，對關(guān)聯(lián)度進(jìn)行排序，為該地區(qū)的玉米育種選擇提供理論支持。

1 材料與方法

1.1 材料

供試數(shù)據(jù)來源于河南省2004—2005年連續(xù)2年的區(qū)域試驗(yàn)數(shù)據(jù)。供試品種由各育種單位提供：洛301，河南省洛陽市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究院選育；周單9號，河南省周口市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究院選育；喜玉8號，河南省喜盈門種業(yè)有限公司選育；神玉6號，河南省國營黃泛區(qū)農(nóng)場農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所選育；LAY-04，安徽隆平高科種業(yè)有限公司選育；洛單236，河南省洛陽市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究院選育。鄭單958為對照品種，由河南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院糧食作物所選育。

1.2 方法

區(qū)試采用2年多點(diǎn)試驗(yàn)，2年共18點(diǎn)次。2004年試驗(yàn)試點(diǎn)有10個：安陽市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究院、河南省華慧種業(yè)有限公司、河南省浚縣種子公司、漯河市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究院、駐馬店市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究院、南陽市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究院、洛陽市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究院、溫縣農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所、鄲城縣農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所、河南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院；2005年試驗(yàn)試點(diǎn)有8個，分別為溫縣農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所、商丘慧業(yè)河南省華慧種業(yè)有限公司、新鄉(xiāng)市農(nóng)業(yè)科學(xué)院、濮陽市農(nóng)業(yè)科學(xué)院、河南省國營黃泛區(qū)農(nóng)場農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所、河南省浚縣種子公司、漯河市農(nóng)業(yè)科學(xué)院、河南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院；采用完全隨機(jī)區(qū)組排列，重復(fù)3次，4行區(qū)，行長8 m，行距0.67 m，株距0.25 m，每行播種32穴，密度為每667 m24 000株，小區(qū)面積為21 m2。成熟期收獲中間2行計算產(chǎn)量，面積為10.6 m2。試驗(yàn)管理同大田。

1.3 調(diào)查與分析

調(diào)查方法按《河南省玉米品種試驗(yàn)調(diào)查標(biāo)準(zhǔn)》執(zhí)行，室內(nèi)選擇有代表性果穗10穗考種。調(diào)查農(nóng)藝性狀包括：穗長、穗粗、穗行數(shù)、行粒數(shù)、千粒重、出籽率、株高、穗位高、生育期和產(chǎn)量等。株高：乳熟期每小區(qū)選發(fā)育正常定點(diǎn)10株，測量地面至雄穗頂端的高度，求其平均數(shù)，保留小數(shù)后1位；穗位高：測量地面到最上部果穗著生節(jié)的高度，求其平均數(shù)，保留小數(shù)后1位；千粒重：隨機(jī)取1 000粒籽粒，重復(fù)取樣3次，取相近2個數(shù)的平均數(shù)，按照標(biāo)準(zhǔn)水分(14%)折算千粒重；穗長為穗基部到頂端的長度；穗粗為果穗中間直徑；測量果穗頂部不結(jié)實(shí)部分的長度，求平均數(shù)。灰色關(guān)聯(lián)度分析：按照灰色系統(tǒng)理論，將玉米性狀視為一個灰色系統(tǒng)，每一個性狀指標(biāo)看作灰色系統(tǒng)中的一個因素，根據(jù)鄧聚龍[6]的方法計算系統(tǒng)中各因素的關(guān)聯(lián)度。設(shè)產(chǎn)量為參考數(shù)列為X0，其余性狀為比較數(shù)列Xi(1，2，…，N)。X1，X2，…，Xn為指定的某農(nóng)藝性狀，例如穗長設(shè)定為X1，穗粗為X2。

2 結(jié)果與分析

2.1 數(shù)據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)化處理

表1 2004和2005年河南省區(qū)試玉米品種的農(nóng)藝性狀

2.2 產(chǎn)量與各個農(nóng)藝性狀的關(guān)聯(lián)系數(shù)與關(guān)聯(lián)度

ε(k)=

表2 農(nóng)藝性狀標(biāo)準(zhǔn)差標(biāo)準(zhǔn)化的數(shù)據(jù)

表3 產(chǎn)量標(biāo)準(zhǔn)化值與農(nóng)藝性狀標(biāo)準(zhǔn)化值的絕對差值△i(k)

最后按照關(guān)聯(lián)度高低，將關(guān)聯(lián)度排序，結(jié)果見表4。

按關(guān)聯(lián)分析原則，關(guān)聯(lián)度大的數(shù)列與參考數(shù)列

表4 玉米產(chǎn)量與主要農(nóng)藝性狀的關(guān)聯(lián)系數(shù)和關(guān)聯(lián)度

最為密切，關(guān)聯(lián)度小的數(shù)列與參考數(shù)列關(guān)系較遠(yuǎn)。從表4可見，2004年區(qū)試中，產(chǎn)量與9個農(nóng)藝性狀的關(guān)聯(lián)度從大到小排列為出籽率>生育期>穗位高>穗粗>千粒重>穗行數(shù)>行粒數(shù)>株高>穗長，其中，出籽率和生育期的關(guān)聯(lián)度超過了0.7，而關(guān)聯(lián)度較小的株高和穗長，關(guān)聯(lián)度均低于0.6，穗位高、穗粗、千粒重、穗行數(shù)、行粒數(shù)與產(chǎn)量的關(guān)聯(lián)度介于0.6～0.7。2005年區(qū)試中，產(chǎn)量與9個農(nóng)藝性狀的關(guān)聯(lián)度順序?yàn)樯?出籽率>行粒數(shù)>千粒重>穗位高>穗長>穗粗>穗行數(shù)>株高，生育期、出籽率、行粒數(shù)、千粒重和穗位高與產(chǎn)量的關(guān)聯(lián)度均大于0.7，與產(chǎn)量關(guān)聯(lián)度最小的是株高(小于0.6)，穗長、穗粗和穗行數(shù)與產(chǎn)量的關(guān)聯(lián)度介于0.6～0.7。

比較2年的試驗(yàn)結(jié)果可知，在不同年份，相同品種、相同農(nóng)藝性狀與產(chǎn)量的關(guān)聯(lián)度有所變化。關(guān)聯(lián)度變化最大的是行粒數(shù)，2年分別為0.602和0.763，變化最小的是穗粗，分別為0.617和0.619。從關(guān)聯(lián)度的排序來看，變化最大的依然是產(chǎn)量與行粒數(shù)，相差4個位次，排名相差較小的是產(chǎn)量與千粒重、產(chǎn)量與出籽率、產(chǎn)量與生育期，排名變化在1個位次。2年平均來看，對產(chǎn)量貢獻(xiàn)率最大的是出籽率(γ=0.759)；其次是生育期(γ=0.742)；再次是穗位高(γ=0.717)；而穗行數(shù)、穗長、株高對產(chǎn)量的影響較小，其中，株高對產(chǎn)量的影響最小。因此，在育種過程中，我們要加強(qiáng)對出籽率和生育期的選擇，在平衡生育期的同時，盡量選擇出籽率高的品種，而對株高的要求可以適當(dāng)降低。

3 討論

灰色關(guān)聯(lián)分析是對一個發(fā)展變化系統(tǒng)進(jìn)行發(fā)展動態(tài)量化比較的一種分析方法，在這個發(fā)展變化的系統(tǒng)中，某一因素對玉米產(chǎn)量影響的主導(dǎo)地位也是變化的。李春霞等[7]通過對10個玉米雜交種6個相關(guān)因素與籽粒產(chǎn)量的灰色關(guān)聯(lián)度分析，得到了生育期與產(chǎn)量的關(guān)聯(lián)度最大：唐海濤等[8-10]的試驗(yàn)結(jié)果表明，與玉米雜交種產(chǎn)量相關(guān)的性狀是單穗粒重。不同地點(diǎn)、不同時間、不同環(huán)境和不同品種都可能造成產(chǎn)量的主導(dǎo)因素改變，本試驗(yàn)結(jié)果也證實(shí)了這一點(diǎn)。

盡管產(chǎn)量與9個農(nóng)藝性狀的灰色關(guān)聯(lián)度是變化的，我們依然可以發(fā)現(xiàn)一些規(guī)律。與產(chǎn)量關(guān)聯(lián)度比較密切的出籽率和生育期穩(wěn)居前2位，產(chǎn)量與株高的關(guān)聯(lián)度較低。穗長、穗行數(shù)、行粒數(shù)和穗粗均出現(xiàn)了較大的變化，這可能與試驗(yàn)當(dāng)年的天氣、環(huán)境等因素有關(guān)，穗行數(shù)和行粒數(shù)直接與穗粒數(shù)相關(guān)，在某一品種千粒重一定的情況下，天氣環(huán)境通過影響穗粒數(shù)影響產(chǎn)量。