河南省夏大豆新品種產(chǎn)量與主要農(nóng)藝性狀的灰色關(guān)聯(lián)度分析

竇士樹，馬海濤，朱紅彩，王玲燕，張素平，李軍利，鄭秋道

(新鄉(xiāng)市農(nóng)業(yè)科學(xué)院，河南 新鄉(xiāng) 453000)

大豆起源于中國，是世界四大作物之一。作為優(yōu)質(zhì)的植物蛋白資源和健康的食用植物油資源，成為近1個世紀以來發(fā)展最快，種植范圍擴展最廣的作物之一。隨著我國居民消費結(jié)構(gòu)升級，對大豆的需求量快速增加，國內(nèi)產(chǎn)需缺口不斷擴大。在恢復(fù)擴大種植面積的同時，努力提高單產(chǎn)，培育高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)廣適的大豆新品種，對保障國家糧油安全具有重大意義。

大豆產(chǎn)量是受多基因控制的數(shù)量性狀，是多個性狀相互作用、相互影響共同作用的結(jié)果。經(jīng)濟產(chǎn)量是由單位面積上的株數(shù)、單株粒數(shù)和百粒重3個產(chǎn)量因素構(gòu)成的。這些產(chǎn)量構(gòu)成因素又與生育期、有效分枝數(shù)、株高等農(nóng)藝性狀存在著密切的關(guān)系。明確大豆產(chǎn)量各構(gòu)成性狀對產(chǎn)量的貢獻大小，對大豆新品種選育和高產(chǎn)栽培有一定的指導(dǎo)作用。產(chǎn)量構(gòu)成性狀的表現(xiàn)既取決于基因型，又受外界影響較大，通常用生物統(tǒng)計方法難以評價多個性狀與產(chǎn)量的關(guān)系；根據(jù)灰色系統(tǒng)理論，應(yīng)用灰色關(guān)聯(lián)度分析法可以較好地解決這一問題[1-2]。之前，國內(nèi)外學(xué)者對不同品種大豆農(nóng)藝性狀和產(chǎn)量進行過許多研究[3-9]，發(fā)現(xiàn)大豆產(chǎn)量同主要農(nóng)藝性狀間存在密切關(guān)系。但因選用品種、試驗區(qū)域生態(tài)條件和生產(chǎn)水平不同，結(jié)果不盡相同。河南省是全國夏大豆主產(chǎn)省之一，常年種植面積在57萬hm2左右，位居全國夏大豆第2位，但單產(chǎn)低于全國平均水平。為篩選適合河南省種植的高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)大豆新品種，筆者對河南省夏大豆8個主要農(nóng)藝性狀與產(chǎn)量結(jié)果進行了灰色關(guān)聯(lián)度分析，以期為河南省篩選高產(chǎn)的夏播大豆品種和品種選育提供理論參考。

1 材料與方法

1.1 材料

以2019年河南省大豆比較試驗普通組的20個參試品種為試驗材料。分別為中豆6301(V1)、周豆46號(V2)、永鵬豆6號(V3)、國豆2號(V4)、洛豆16081(V5)、粟豆8號(V6)、駐豆35(V7)、尚豆1號(V8)、豫豐豆369(V9)、中黃321(V10)、濰豆22(V11)、許豆11(V12)、豫研豆086(V13)、駐豆36(V14)、科豆29(V15)、華育11(V16)、天成4號(V17)、道秋23(V18)、河豆66(V19)、國禾豆1號(V20)。設(shè)置8個試驗點，分別為新鄉(xiāng)市農(nóng)業(yè)科學(xué)院、河南農(nóng)業(yè)職業(yè)學(xué)院、新鄉(xiāng)市錦科棉花研究所、洛陽市嘉創(chuàng)農(nóng)業(yè)開發(fā)有限公司、開封市通許縣農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所、河南省許科種業(yè)有限公司、南陽師范學(xué)院、平頂山市寶豐縣農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所。

1.2 處理設(shè)計

試驗統(tǒng)一采用間比法排列，2次重復(fù)，統(tǒng)一供種，行長4 m，行距0.4 m，小區(qū)面積8 m2，株距12 cm，3粒擺播，單株留苗，密度為每667 m2種植1.4萬株，播種時留預(yù)備苗。收獲時去邊行，實收中間3行，計產(chǎn)面積4.8 m2。收獲前第1重復(fù)參試品種小區(qū)中間3行隨機取樣10株以備考種，考種性狀包括株高、底莢高、主莖節(jié)數(shù)、有效分枝數(shù)、單株有效莢數(shù)、單株粒重、單株粒數(shù)、百粒重。對照品種鄭196在有代表性的小區(qū)內(nèi)取樣。

各試驗點均于2019年6月中旬播種，同一試驗在同一天內(nèi)完成播種工作。田間管理嚴格按照試驗要求進行管理，性狀調(diào)查嚴格按照試驗要求進行；收獲時，成熟1個收獲1個，每個材料單獨脫粒、單獨晾曬。

1.3 分析方法

按照灰色關(guān)聯(lián)性系統(tǒng)理論的要求，將20個大豆品種的農(nóng)藝性狀作為1個灰色系統(tǒng)，每個性狀看作灰色系統(tǒng)中的1個因素。設(shè)產(chǎn)量性狀為參考數(shù)列X0；其他農(nóng)藝性狀為比較數(shù)列Xi，其中株高為X1，底莢高度為X2，主莖節(jié)數(shù)為X3，有效分枝數(shù)為X4，單株有效莢數(shù)為X5，單株粒數(shù)為X6，單株粒重為X7，百粒重為X8，構(gòu)成原始數(shù)據(jù)。由于各性狀原始數(shù)據(jù)單位不一致，不利于直接比較，在進行灰色關(guān)聯(lián)度分析時，各數(shù)據(jù)進行標準化處理。

2 結(jié)果與分析

2.1 夏大豆各主要農(nóng)藝性狀

各主要農(nóng)藝性狀考種結(jié)果見表1。用Excel 2019和DPSv 9.50對上述各性狀進行灰色關(guān)聯(lián)度分析。數(shù)據(jù)處理采用DPS灰色關(guān)聯(lián)度分析法，執(zhí)行灰色關(guān)聯(lián)度分析時，輸入母序列1，數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換選擇標準化，分辨系數(shù)取0.5，最小絕對差值選擇No，標準化處理結(jié)果見表2。

表1 各品種產(chǎn)量與主要農(nóng)藝性狀

絕對差值是參考數(shù)列與各比較數(shù)列之差的絕對值。根據(jù)公式△i(k)=∣X0(k)-Xi(k)∣(其中k表示品種代號)。求出表2中Xi與X0對應(yīng)點的絕對差值，結(jié)果見表3。其中最小差值絕對值為0.012 4，最大差值絕對值為3.361 7。

2.2 產(chǎn)量與各性狀的關(guān)聯(lián)系數(shù)和關(guān)聯(lián)度

關(guān)聯(lián)系數(shù)§i(k)可由下列公式計算：

§i(k)=(Δmin+aΔmax)/(△i(k)+aΔmax)。

式中，§i(k)為產(chǎn)量與各性狀的關(guān)聯(lián)系數(shù)，Δmin為參考數(shù)列與各比較數(shù)列之差的最小絕對值，Δmax為參考數(shù)列與各比較數(shù)列之差的最大絕對值，

表2 原始數(shù)據(jù)標準化處理結(jié)果

表3 產(chǎn)量與農(nóng)藝性狀的絕對差值

△i(k)為參考數(shù)列與各比較數(shù)列之差對應(yīng)的絕對差值，a為分辨系數(shù)，文中取a=0.5。將表3中相應(yīng)數(shù)值代入公式，§i(k)=(0.012 4+0.5×3.361 7)/(△i(k)+0.5×3.361 7)，計算出產(chǎn)量與其他相關(guān)性狀的關(guān)聯(lián)系數(shù)。關(guān)聯(lián)度是關(guān)聯(lián)系數(shù)的算術(shù)平均值，即關(guān)聯(lián)度=(1/n)Σ§i(k)，n為比較序列的數(shù)據(jù)個數(shù)。分別求出各產(chǎn)量與性狀的關(guān)聯(lián)度和排序。

從表4可以看出，大豆產(chǎn)量與主要農(nóng)藝性狀的關(guān)聯(lián)度大小順序為：有效分枝數(shù)(0.737 5)>單株粒重(0.725 7)>單株粒數(shù)(0.702 2)>株高(0.690 9)>主莖節(jié)數(shù)(0.688 8)>底莢高(0.678 9)>有效莢數(shù)(0.666 7)>百粒重(0.636 7)。根據(jù)關(guān)聯(lián)度分析原理，灰色系統(tǒng)中各因子的重要性以關(guān)聯(lián)度表示，關(guān)聯(lián)度值越大，表示該性狀關(guān)聯(lián)性越重要，與目標性狀的關(guān)系越密切。因此，主要農(nóng)藝性狀對產(chǎn)量影響因子中，對夏大豆產(chǎn)量影響最大的是有效分枝數(shù)，影響較大的是單株粒重、單株粒數(shù)、株高和主莖節(jié)數(shù)，底莢高、有效莢數(shù)、百粒重對產(chǎn)量制約力依次變小。在選育適宜河南種植的高產(chǎn)夏大豆品種時，應(yīng)重點選擇有效分枝多、單株粒重高、單株粒數(shù)多、株高適宜的品系。

表4 產(chǎn)量與各性狀的關(guān)聯(lián)系數(shù)和關(guān)聯(lián)度

3 小結(jié)與討論

灰色關(guān)聯(lián)分析法是對一個發(fā)展變化而關(guān)系又不十分明朗的系統(tǒng)，進行發(fā)展動態(tài)量化比較的一種分析方法。在這一變化的灰色系統(tǒng)中，某一因素對其他因素的影響會隨著地點、時間、環(huán)境、品種、樣本數(shù)量的變化而變化。因此，應(yīng)用灰色關(guān)聯(lián)分析法對不同條件下的不同大豆材料應(yīng)做具體分析，以便采取相應(yīng)技術(shù)措施。灰色關(guān)聯(lián)度分析克服了僅以產(chǎn)量作為大豆新品系進行評價的片面性，將參試材料的農(nóng)藝性狀進行綜合比較。該方法具有直觀、準確、便捷等特點。

從結(jié)果可以看出，有效分枝數(shù)、單株粒重、單株粒數(shù)、株高是影響河南省夏大豆產(chǎn)量的主要因素，大體趨勢與汪寶卿等[9]的研究結(jié)果相一致。有效分枝數(shù)成為主要影響因素可能與本試驗密度不高，有效分枝數(shù)的增加促進了單株粒數(shù)的增多有關(guān)。大豆產(chǎn)量是由多個性狀因素共同作用的結(jié)果，同時也受生態(tài)條件、氣候因素、生產(chǎn)水平等外界因素影響，對不同生態(tài)區(qū)域不同品種要做具體分析，以便采取相應(yīng)的技術(shù)措施，選出最主要的性狀和品種。