黃淮海糯玉米鮮穗和鮮籽粒產量與農藝性狀的灰色關聯度分析

魏常敏，周文偉，許衛猛，邢永鋒，李桂芝，宋萬友，張傳量

(河南省周口市農業科學院，河南 周口 466000)

糯玉米也稱蠟質玉米、粘玉米，是由普通玉米發生突變經人工選育而成[1]。糯玉米的胚乳淀粉幾乎全由支鏈淀粉組成，蒸煮后，口感綿軟適口、甜粘清香。2016年，農業部全國種植業結構調整規劃指出：為適應居民消費升級的需要，擴大鮮食玉米種植，為居民提供營養健康的膳食纖維和果蔬。因此亟需加快糯玉米的選育進程，選育出集適口性好、高產、優質、多抗等優良特性于一體的糯玉米新品種。由于產量受多基因控制，并受到品種、環境等多種因素影響，在育種和栽培過程中不易把握。因此，研究鮮食糯玉米主要農藝性狀之間的關系，對于指導糯玉米育種具有重要意義。

灰色關聯度分析作為灰色系統理論的一個分支，是對一個發展變化態勢的定量描述和比較，具有所需樣本小、方法簡便、信息量大等優點[2～3]?；疑P聯度分析最先應用于棉花[4]，而后在玉米[5～6]、小麥[7]、水稻[8]其它作物上等廣泛應用。黃淮海地區作為優勢玉米主產區，雨熱同期，在玉米生產中起著舉足輕重的作用，南甜北糯的消費格局，使得黃淮海地區的糯玉米的選育工作更加重要。筆者分析了2018年黃淮海鮮食糯玉米組區試試驗中的18個品種15個農藝性狀的數據，求得鮮穗產量和鮮籽粒產量與主要農藝性狀的關聯度，并對關聯度進行排序，為黃淮海地區糯玉米育種選擇提供理論支持。

1 材料與方法

1.1 試驗方法

試驗中的供試材料為2018年北方(黃淮海)鮮食糯玉米組區域試驗周口試點的18個組合。供試品種由各育種單位提供。試驗密度為52 500株·hm-2，小區面積24 m2，6行區，行長6 m，行距0.67 m，株距0.28 m，每行播種21穴，成熟時只收中間4行記產，記產面積為16 m2。2018年6月6日整地直播，播前施周科牌玉米專用肥750 kg·hm-2，播后噴蒙頭水，一播全苗，7月6日，追施尿素300 kg·hm-2，8月21-28日根據授粉日期收獲品嘗。調查方法按《國家玉米品種試驗調查標準》執行，室內選擇有代表性果穗10穗考種，調查農藝性狀包括：出苗至采收期(出苗-采收)、株高、穗位、雙穗率、空稈率、穗長、穗粗、禿尖長、穗行數、行粒數、鮮百粒重、子粒深度、鮮出籽率、鮮穗產量(不帶苞葉)、鮮籽粒產量等。

1.2 分析方法

灰色關聯度分析，按照灰色系統理論，將玉米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[9]，根據鄧聚龍的方法計算系統中各因素的關聯度。

1.2.1 設定參考數列 設參考數列為X0，其余性狀為比較數列Xi(1,2… N )。

1.2.2 數據標準化處理 由于各個性狀(原始數據)的量綱不一致，無法進行比較，采用標準差法對表中的數據進行無量綱化處理:

1.2.3 計算灰色關聯系數及關聯度 灰色關聯系數εi(k)按照下列公式計算：

2 結果與分析

2.1 各組合的主要農藝性狀與產量

各組合的考種數據見表1。從表1中可以看出，小區鮮穗產量最高的組合是鄭白甜糯1號，為19.82 kg, 產量最低的組合為斯達糯41，僅為10.62 kg，兩者相差9.2 kg，比例達46.4%；鮮籽粒產量最高的是鄭白甜糯1號，為12.74 kg，產量最低的品種是徽甜糯810，為6.13 kg，相差6.61 g，比例達51.9%，說明不同品種鮮穗產量和鮮籽粒產量差別較大。整體來看，與對照蘇玉糯2號相比，鮮穗小區產量超過對照的有5個，分別為鄭白甜糯1號，萬糯158，鄭白糯976，萬糯2018，鄭白甜糯3號。鮮籽粒小區產量超過對照的有5個，分別為鄭白甜糯1號，鄭白糯976，萬糯2018，鄭白甜糯3號，蘇玉糯1802。

2.2 鮮穗產量與其他農藝形狀的關聯系數和關聯度

由表2可知，鮮穗產量與各農藝性狀的關聯度的次序為：鮮籽粒產量>鮮百粒重>穗長>禿尖長>穗粗>穗行數>籽粒深度>雙穗率>空稈率>行粒數>出苗-采收>鮮出籽率>穗位>株高。依據關聯分析原則，關聯度越大的數列對參考數列的影響越高，反之則低。在筆者研究中，鮮籽粒產量(γ=0.8970)對糯玉米鮮穗產量的影響最大，其次為鮮百粒重(γ=0.8093)，再次為穗長(γ=0.7975)，第四位是禿尖長(γ=0.7836)，而與糯玉米鮮穗產量關聯度最低得為株高(γ=0.6533)。整體來看，關聯度超過0.8的有兩個，為鮮籽粒產量和鮮百粒重；關聯度小于0.7的有3個，分別為鮮出籽率，穗位和株高。因此，在鮮食果穗的糯玉米選育過程中，應重視對鮮籽粒產量、鮮百粒重和穗長的選擇，而對穗位和株高的要求應降低。

2.3 鮮籽粒產量與其他農藝形狀的關聯系數和關聯度

鮮籽粒產量與其它農藝性狀灰色關聯系數和關聯度見表3，可見：與鮮籽粒產量關聯系數從大到小排序為鮮穗產量>穗長>禿尖長>鮮百粒重>雙穗率>穗行數>空稈率>穗粗>鮮出籽率>出苗-采收>行粒數>籽粒深度>穗位>株高。與鮮籽粒產量關聯度最高的是鮮穗產量(γ=0.8862)，其次是穗長(γ=0.7714)，再次是禿尖長(γ=0.7575)，第四為鮮百粒重(γ=0.7448)，與鮮籽粒產量關聯度最小的是株高(γ=0.6238)。關聯度超過0.8的有1個，即鮮穗小區產量，關聯度小于0.7的有5個，分別為出苗-采收，株高，穗位，行粒數，籽粒深度。籽粒深度與鮮籽粒產量的相關度相對較低，但是對于籽粒加工型的糯玉米品種，從生產角度看，需要籽粒深度滿足一定條件。因此，對于籽粒加工型糯玉米品種，在籽粒深度達到要求情況下，鮮穗產量應作為重要選擇條件，并且重視對穗長、禿尖長和鮮百粒重的選擇。

2.4 主要農藝性狀間的相互關系

分別以每一個農藝性狀為參考數列，其他農藝性狀為比較數列，計算出18個糯玉米品種13個農藝性狀之間的關聯系數和關聯度，構成關聯度矩陣。見表4。與出苗-采收關聯度最高的性狀是穗粗，其后依次為空稈率和株高；與株高關聯度最高的性狀為出苗-采收，其后依次為穗位和空稈率；與穗位關聯度最高的為鮮出穗率，其后依次為空稈率和株高；與雙穗率關聯度最高的為穗行數，其后依次為空稈率和出苗-采收；與空稈率關聯度最高的為鮮出籽率，其后依次為穗位和行粒數；與穗長關聯度最高的為籽粒深度，其后依次為禿尖長和空稈率；與穗粗關聯度最高的為出苗-采收，其后依次為空稈率和穗長；與禿尖長關聯度最高的是穗長，其后依次為籽粒深度和鮮百粒重；與穗行數關聯度最高的為雙穗率，其后依次為行粒數和穗粗；與行粒數關聯度最高的為空稈率，其后依次為穗行數和穗粗；與鮮百粒重關聯度最高的為穗長，其后依次為穗粗和禿尖長；與籽粒深度關聯度最高的為穗長，其后依次為穗粗和出苗-采收；與鮮出籽率關聯度最高的為空稈率，其后依次為穗位和雙穗率。

表1 參試組合鮮穗產量、鮮籽粒產量與主要農藝性狀平均值

表2 鮮穗產量與其他農藝形狀的灰色關聯系數和關聯度

表3 鮮籽粒產量與其他農藝形狀的灰色關聯系數和關聯度

表4 主要農藝性狀的關聯度矩陣

3 結論與討論

試驗發現，與鮮穗產量關聯度較大的有：鮮籽粒產量，鮮百粒重，穗長，禿尖長，穗粗，穗行數，與鮮籽粒產量關聯度較大的有鮮穗小區產量，穗長，禿尖長，鮮百粒重，雙穗率，穗行數。穗長，禿尖長、鮮百粒重和穗行數，這4個農藝性狀與鮮穗產量和鮮籽粒產量關聯度都較大。鮮穗產量與鮮籽粒產量關聯度最大，關聯系數近0.9。因此，在鮮食糯玉米育種中，不管是鮮食果穗或者籽粒，都要高度重視產量因素，加強對穗長、鮮百粒重、禿尖長和穗行數的選擇。

灰色關聯分析是對一個發展變化系統進行發展動態量化比較的一種分析方法，在農業科學研究中被廣泛應用[10～14]。在這個發展變化的系統中，某一因素對玉米產量影響的主導地位也是變化的。不同研究的環境條件及品種不同，可能導致主導因素不同，這已經在普通玉米的試驗研究中得到證實[15～20]，稅紅霞[21]通過對四川省的鮮食甜糯玉米對研究對象進行灰色關聯度分析，得到與鮮穗產量關聯度最大是穗行數，其次為穗行；蔡成雄[22]試驗證明糯玉米的鮮穗產量與穗行數的關聯度最大，陳榮麗[23]發現甜玉米鮮穗產量關聯度最大是穗粗，其次為穗長，楊俊偉[24]試驗得出與糯玉米鮮穗產量關聯度較高的農藝性狀為穗粗和鮮百粒重。因此，不同區域在育種和栽培中，應注意區域差異，按照選育目標，在灰色關聯度分析指導下，選育適應當地生態環境和生產實際的玉米新品種，探索區域化特色的栽培模式[25～26]。