11個谷子新品種的主要農藝性狀灰色關聯度分析與綜合評價

周 花，戴麗君，李永平，黃小蘭，馬亞平

（1.彭陽縣科學技術局，寧夏 彭陽 756500；2.寧夏農林科學院固原分院，寧夏 固原756000；3.彭陽縣水務局水土保持站，寧夏 彭陽 756500）

谷子又稱粟，是我國北方地區主要雜糧糧食作物之一，主要分布在干旱、半干旱區的丘陵山區，對水肥及氣候資源利用效率高，在農作物中被列為小雜糧之首［1-2］。但受自然災害的影響，谷子品種間單產水平差異較大。灰色關聯分析是把作物眾多農藝性狀綜合起來評定品種的優劣，在多個性狀綜合定量評價上克服了僅靠產量性狀評價品種優劣的弊端，能夠比較全面地評價作物品種的優缺點［3-5］。谷子產量受遺傳特性、栽培方法、栽培條件、環境條件等多種因素影響［6］，而這些因素對產量的影響程度有較大差別［7-9］。高產始終是作物育種的追求目標，灰色關聯度分析在作物育種、品種鑒定和篩選等方面應用廣泛，尤其在玉米、小麥、花生和水稻等作物育種上報道較多［10-13］，但在谷子和糜子育種上的運用報道較少［6，14］。我們引進11個谷子新品種進行大區品種比較試驗和示范，采用滲水微膜覆蓋穴播種植方式，對主要農藝性狀與產量之間的相互作用進行灰色關聯分析，擬篩選出適合于當地生產實際和氣候條件的高產品種，為高產高效種植提供參考。

1 材料與方法

1.1 參試品種

參試谷子品種共11個，名稱及來源見表1。

1.2 試驗方法

試驗于2019年在彭陽縣城陽鄉長城塬澇池村進行，該點為我國北方半干旱區長期建立的國家旱農試驗區。前茬作物玉米，地力中等。海拔1 670 m，≥10℃積溫2 500～2 800℃，無霜期150 d左右，年均降水量450 mm，屬典型半干旱地區。試驗隨機區組設計，每個品種大區種植和小區控制相結合，大區面積為160 m2，3次重復，小區取樣測定控制面積為3.75 m2。田間調查和室內考種按統一方案進行［5］，各性狀均為平均值。

參試品種全部采用滲水地膜穴播種植，滲水地膜幅寬1 300 mm、厚0.008 mm，人工覆膜，膜面110 cm。采用專用穴播機播種，每覆膜帶種植3行，平均行距40 cm、株距10 cm，穴播，密度為20.05萬穴/hm2（田間實際植株生長密度以定苗調查為準）。試驗于4月27日播種，播前整地時結合田間機耕一次性基施磷酸二銨225 kg/hm2、尿素150 kg/hm2，抽穗期遇降水追施尿素150 kg/hm2。苗期及時放苗、補苗、除草。9月27日成熟，按小區計產，每小區取中間行15 株考種［5］。

1.3 分析方法

灰色關聯度能反映參試品種的穩定性和優劣性，用關聯度表示ξ1。試驗數據經標準化處理后，計算參考量與比較量的絕對值，找出每個灰色系統的最大和最小絕對值，各農藝性狀的關聯系數、關聯度越大表示品種綜合性狀好，反之較差［15］。參試品種以張雜谷13號為主要性狀參考指標對照，取值為當地生產中已實現的理想品種狀態值［16］；各性狀指標構成參考數列，記作V0；參試品種（組合）各性狀值比較數列，記作Vi（i=1，2…，m），其中m為參試品種數，各性狀用T表示（T=1，2…，n），其中 n為性狀數［16-17］。

2 結果與分析

2.1 主要經濟性狀

選取生育期（T1）、株高（T2）、主穗長（T3）、穗重（T4）、穗粒重（T5）、穗數（T6）、千粒重（T7）和產量（T8）等8個主要性狀數據的平均值進行統計分析。各性狀的原始數據列于表2。

表1 參試谷子品種及來源

2.2 數據無量綱化處理

因各個性狀量綱不一致，需將原始數據標準化。用各品種性狀數據分別除以參考品種各性狀數據，將原始數據統一量化在［0，1］ 的范圍內（表3）［18］。

2.3 灰色關聯系數和關聯度分析

求得參考數列V0與參試品種的8個相應性狀的絕對差值，計算結果見表4。

由下列公式計算參試品種（組合）與參考品種之間的關聯系數［16-18］:

式中 ξi（T）為 X1對 X0在T點的關聯系數，P為分辨系數，取值范圍在（0～1），一般取0.5。mint|V0（T）-Vi（T）|和maxt|V0（T）-Vi（T）|分別為第1層次最小差和第1層次最大差，即在絕對差|V0（T）-Vi（T）|中按不同的T值分別挑選其中最小值和最大值maximaxt|V0（T）-Vi（T）|和分別為第2層次最小差和最大差，即在絕對差中選出最小值和最大值，得出各參試品種等權關聯度。將表4中|△i（T）|相應數值代入公式（2）即可得到V0對Ti各性狀的關聯系數。

表2 各參試品種（組合）與參考品種主要農藝性狀

表3 數據無量綱化處理

表4 參試品種與參考品種的絕對差|△i（T）|

根據表5各參試品種與參考品種第1層和第2層的絕對差最小值和最大值分別乘以0.000和0.473，計算得到各參試品種的關聯度（表5）。

2.4 參試品種關聯度與綜合指標評價

2.4.1 關聯因子與產量的關聯度 由表6可以看出，對8個因素與產量關聯系數的影響程度由大到小依次為穗數、生育期、穗長、穗粒重、穗重、千粒重、株高。

2.4.2 各參試品種等權和加權關聯度 對各農藝性狀與產量的關聯系數進行分析，根據關聯系數排序位次，確定比較數列對產量的影響主次關系。依據關聯系數分析原理，關聯系數越大，說明與理想品種各數列關系值越密切，反之亦然［19-20］。

式中，Wt為權重系數，一定程度反映各參試品種的優劣性（表6）。

對參試品種關聯度（表5）對應品種的生育期（T1）、株高（T2）、穗長（T3）、穗重（T4）、穗粒重（T5）、穗數（T6）、千粒重（T7）和產量（T8）等8個指標依次賦權重0.05、0.02、0.03、0.04、0.12、0.10、0.04、0.60，分別計算得到各參試品種的加權關聯系數與位次排序，對數據整理得到各參試品種等權關聯度和加權關聯度（表7）。

根據表7分別對等權關聯度和加權關聯度排序，并結合參試品種田間生長表現及其他指標進行綜合評價?？紤]到品種的成熟性和抗病性等抗逆性因素，對生產可能造成風險的品種有V1、V5、V8。綜合性狀排序比較好的品種第1位為V11（張雜谷13），中熟逆性強，高產，可重點推廣種植；第3位為V6（白良谷），中熟，抗倒，高產，可推介在生產中種植。其次為V2（黃金苗）和V3（隴谷13），可根據當地生產和氣候立地條件因地制宜選擇種植。

3 小結與討論

對引進的11個谷子品種的主要性狀與產量關聯系數的影響程度進行分析，其關聯系數由大到小依次為穗數（0.819 8）、生育期（0.817 7）、穗長（0.779 4）、穗粒重（0.767 9）、主穗重（0.764 3）、千粒重（0.757 5）、株高（0.725 1）。通過等權關聯系數和加權關聯系數進行分析和排序，結合參試品種田間表現及其他指標記載進行綜合評價［4，12，16］，綜合性狀較好的品種為張雜谷13、白良谷、黃金苗?？紤]到品種的成熟性和抗病性等抗逆性因素，對生產可能造成風險的品種為冀雜金谷、晉谷40和糯谷。

表5 參試品種關聯度

表6 產量與各關聯因子的關聯序

表7 參試谷子品種關聯度和排序及綜合評價

在當地氣候資源和生產條件下的推廣應用谷子高產品種，一定要進行多年多點試驗，并經受不同干旱年份的考驗，尤其是晚熟品種更要慎重，這些品種對氣候的選擇性較強，如遇到風調雨順和氣候適宜的年份，早霜期推后的情況下，往往能夠發揮出品種固有的潛在生產力，容易獲得高產。反之，在氣候異常年份，降水和溫度不能滿足作物品種生理生態對氣候條件需求的情況下，可能對生產造成災害性損失。本試驗試驗年限較少，應該經歷干旱年份和豐水年份并在不同區域進行多點試驗。如2019年為豐水年型，品種冀雜金谷和晉谷40屬晚熟品種，在寧南山區當地種植表現為高產，遇到干旱年或春夏連旱的年份，旱地種植可能存在一定風險。晚熟品種可在寧夏中部干旱帶引黃補灌區水熱資源條件比較好的地區種植。另外，糯谷子屬中晚熟品種，高產，但黑穗病較重，不建議在生產中推廣。