黑龍江西部半干旱地區玉米產量與農藝性狀灰色關聯度分析

周長軍

（黑龍江省農業科學院大慶分院，大慶 163316）

玉米雜交種的產量是由微效多基因控制的數量性狀[1]，在實際生產中，受到品種、土壤條件、氣候和栽培方式等多種因素影響。在玉米的育種數據分析中，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律、計算工作量大、可能出現量化結果與定性分析結果不符等缺點[2]。而灰色關聯分析計算簡單，不需要數據服從一定的概率分布，數據有無規律均可，不會出現量化結果與定性分析不相符的現象，具有良好的穩定性[3]。因此灰色關聯度分析在玉米新品種篩選、區域試驗和農藝性狀相關性分析中得到越來越多的重視和應用[4-6]。黑龍江省是全國糧食主產區，而黑龍江省西部又是黑龍江省玉米的主要產區。本文分析了2019 年黑龍江省東華北中熟春玉米組聯合體區試數據，數據對13 個品種的12 個農藝性狀與玉米產量進行了關聯度分析、排序，進而在育種工作中把握主要性狀，使選育工作更加有的放矢，為該地區的玉米育種選擇提供理論支持。

1 材料與方法

1.1試驗材料供試玉米品種來源于2019 年黑龍江省東華北中熟春玉米組2 區聯合體區試的參試組合，品種為FH16、AH691、HYD9、AYH158、FH17、XY510、XY195、XY58、JA021、GYS602、JD627、XX11 及對照品種先玉696，共計13 個品種。

1.2試驗設計試驗于2019 年在黑龍江省安達市良種場試驗基地進行，基地海拔150m，前茬為玉米秋起壟，土壤為黑鈣土，地勢平坦、土壤肥力中等。試驗采取隨機區組設計，重復3 次，小區種植面積20m2，行長6m，5 行區，行距0.67m。為確保出苗，播種時每穴3 粒，等行株距種植。保苗密度4500 株/667m2，四周設4 行保護行。大田常規管理。

1.3試驗方法試驗調查參照《玉米種質資源描述規范和數據標準》[7]：在玉米植株生長期間，分別適時在田間調查記載生育日數、株高、穗位高、大斑病；玉米植株成熟后在每小區取連續10 個正常生長果穗，自然風干后，對穗長、穗粗、禿尖長、穗行數、行粒數、百粒重、出籽率、單穗粒重等性狀考種并記錄；收獲時，收取中間3 行，按照水分含量（14%）折算每hm2產量。

1.4數據分析方法按照鄧聚龍[8]灰色系統理論，將12 個玉米農藝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，即玉米產量為參考數列X0，其余12 個性狀為：生育日數X1、株高X2、穗位高X3、大斑病X4、穗長X5、穗粗X6、禿尖長X7、穗行數X8、行粒數X9、百粒重X10、出籽率X11、單穗粒重X12。

2 結果與分析

2.1玉米產量的方差分析13 個玉米品種的產量變幅在8935.5～11319.0kg/hm2之間，產量變化明顯，其中產量最高的為GYS602，最低的為JA021，對照先玉696 產量排第10 位。排名前9 位品種的產量與對照先玉696 存在極顯著差異（表1），排名前7位的品種之間產量不存在顯著差異。

表1 方差分析表

2.2標準化處理數據將參試玉米品種各農藝性狀原始數據（表2）進行標準化處理。由于各個性狀的量綱不一致，無法進行比較，因此用標準差法對數據進行無量綱化處理，得到標準化處理結果。即用某一品種的某一性狀的原始數據減去該性狀的平均值，然后再除以該性狀的標準差得到的結果就是標準化處理結果（表3）。根據標準化處理結果，進一步求出產量與12 個農藝性狀的絕對差值（表4），公式為：Δi（k）=|X0（k）-Xi（k）|，X0（k）為產量的標準化值，Xi（k）為各個農藝性狀的標準化值。

灰色關聯系數公式：

式中，ρ為分辨系數，取0.5，可計算出各個農藝性狀與產量的關聯系數。本試驗中，max max=|X0（k）-Xi（k）|=3.2146，|X0（k）-Xi（k）|=0.0097，由關聯度公式得到該農藝性狀與產量的關聯度。

2.3產量與各農藝性狀的關聯度由表5 可見，同一玉米品種不同農藝性狀間的關聯系數不同，同一農藝性狀在不同品種之間的關聯系數也不同。按照關聯分析原則，農藝性狀關聯度大的數列與產量數列最為密切，關聯度小的數列與產量數列關系較遠。從表6 中可以看出產量與12 個農藝性狀的關聯度從大到小排列為：出籽率＞單穗粒重＞行粒數＞百粒重＞穗行數＞禿尖長＞株高＞穗粗＞穗長＞大斑病＞生育日數＞穗位高。

表2 參試玉米品種的農藝性狀

表3 無綱量化數據

表4 產量標準化值與農藝性狀標準化值的絕對差值

表5 玉米產量與主要農藝性狀的關聯系數

表6 各性狀與產量關聯度及排序

本試驗中出籽率（γ=0.7389）與產量的關聯度最大，其次是單穗粒重（γ=0.7199）和行粒數（γ=0.7092），關聯度都超過0.7；關聯度最小的是穗位高（γ=0.5980）；其他農藝性狀與產量的關聯度均介于0.6～0.7 之間。由此可以推測出籽率、單穗粒重、行粒數對產量的影響最大，穗位高與產量的關系最遠，相對于其他性狀對玉米產量的影響最小。

3 討論

灰色關聯分析是對一個發展變化系統進行動態量化比較的一種分析方法，在這個變化的系統中，某一性狀對玉米產量影響的主要地位也是變化的，因此由于土壤條件、氣候因素、栽培方式的不同得到的結果也不盡相同。稅紅霞等[9]研究認為株高、百粒重、穗粗、穗位高、行粒數對玉米產量的影響較大；李春霞等[10]研究發現生育期與產量的關聯度最大；唐海濤等[11]、韓學坤等[12]、連曉榮等[13]的試驗結果表明，與玉米雜交種產量相關的性狀是單穗粒重。安治良[14]研究認為單穗粒重、百粒重、穗行數、出籽率、穗長對產量的影響較大。由此可以看出，不同地點、不同時間、不同環境和不同品種都可能造成產量的主導因素改變。

本研究認為出籽率與產量的關聯度最大，其次是單穗粒重和行粒數，關聯度最小的是穗位高，這與前人研究結果大致相同。因此在黑龍江省西部半干旱地區育種過程中，想要培育出產量高的玉米品種，需加強對出籽率、單穗粒重、行粒數的選擇。