不同密度條件下黃淮海夏玉米產量與相關性狀的通徑分析

別海，陳一巖，王保林，喬旭，馮貝貝，王金召?

(1鄭州市農林科學研究所，河南 鄭州 450005；2河南應用技術職業學院，河南 鄭州 450042)

玉米是我國重要的禾谷類作物，對保障我國糧食安全具有重大作用。黃淮海是我國三大玉米主產區之一，每年的產量占我國玉米總產的30%以上[1]。近年來，我國玉米產量穩步增長，但增長速度低于需求的增長速度[2]。而且我國面臨著各種作物特別是玉米和大豆的爭地矛盾。提高單位面積產量是緩解國內需求壓力和作物之間爭地矛盾的重要途徑之一[3]。玉米產量及相關農藝性狀由多基因控制，受環境影響較大，且不同性狀之間相互影響，深入分析產量與產量相關性狀之間的相互關系對選育高產玉米品種具有重要指導意義。

通徑分析能夠分析多個自變量與因變量之間的線性關系，多被用于分析復雜的變量關系[4]，已經廣泛應用于水稻[5]、小麥[6]、玉米[7]、大豆[8]、棉花[9]等作物產量與產量相關性狀的分析。本研究利用2020年黃淮海普通籽粒夏玉米品種區域試驗數據，分析不同密度下玉米產量和產量相關性狀之間的相互關系，為選育適宜不同種植密度的高產品種提供參考。

1 材料和方法

1.1 數據來源

數據來源于2020年的4組黃淮海普通籽粒夏玉米品種區域試驗總結。一組和二組種植密度為75 000株/hm2，為高密度(HD)；三組和四組種植密度為67 500株/hm2，為低密度(LD)。其中一組、二組和三組各含16個品種，四組含17個品種，具體品種見表1。選擇產量及與產量密切相關的生育期、株高、穗位、穗長、禿尖長和百粒質量等性狀進行分析。

表1 參試的65個品種Table 1 The information of sixty－five testing varieties

1.2 統計分析

將同一種植密度條件下的品種進行合并分析，高密度組32個品種，低密度組33個品種。采用Microsoft Excel 2010和SPSSstatistics 25.0對數據進行整理和分析。

2 結果與分析

2.1 產量與相關性狀的統計分析

對高密度和低密度種植的玉米品種產量和相關農藝性狀數據進行統計分析，結果如表2。高密度種植品種各性狀的變異系數表現為:禿尖長>穗位>百粒質量>株高>穗長>產量>生育期；低密度種植品種各性狀的變異系數由大到小為:禿尖長>穗位>百粒質量>株高>產量>穗長>生育期。2種密度條件下，禿尖長的變異系數均最大，分別為0.38和0.35，生育期的變異系數均最小，其余性狀變異系數為0.03～0.08。高密度條件下玉米產量均值較高；低密度條件下玉米的生育期、株高、穗位、穗長、禿尖長均值較高。

表2 玉米產量及相關性狀的統計分析結果Table 2 The result of statistical analysis about maize yield and related traits

2.2 相關性分析

對2種種植密度下玉米的產量與農藝性狀進行相關性分析，結果如表3、表4。對于高密度種植的品種，對產量影響最大的性狀是禿尖長，其與產量呈顯著負相關(P<0.05)；穗位與生育期呈極顯著正相關(P<0.01)，與株高呈顯著正相關(P<0.05)；禿尖長與株高和穗長呈極顯著正相關(P<0.01)；百粒質量與株高和禿尖長呈顯著正相關(P<0.05)，與穗長呈極顯著正相關(P<0.01)。對于低密度種植的品種，穗位對產量的影響最大，其與產量呈極顯著負相關(P<0.01)；其次為穗長，其與產量呈顯著正相關(P<0.05)；穗位與株高呈極顯著正相關(P<0.01)；禿尖長與株高呈顯著正相關(P<0.05)，與穗長呈極顯著正相關(P<0.01)；生育期和株高均與產量呈負相關，但未達顯著水平。種植密度不同，農藝性狀對產量的影響、不同農藝性狀之間的相互影響均存在差異。

表3 高密度種植品種主要性狀的相關性分析結果Table 3 The result of correlation analysis about main characters of varieties planted with high density

表4 低密度種植品種主要性狀的相關性分析結果Table 4 The result of correlation analysis about main characters of varieties planted with low density

2.3 通徑分析

參照明道緒等[10]的方法，分別對高密度和低密度種植品種的產量及相關性狀進行通徑分析，計算農藝性狀對產量的直接通徑系數和農藝性狀之間的間接通徑系數。結果表明，高密度種植品種的直接通徑系數大小表現為:穗長>穗位>株高>百粒質量>生育期>禿尖長(表5)。根據間接通徑系數進行分析，株高、穗長和百粒質量通過影響禿尖長對產量產生負間接效應，其間接通徑系數分別為－0.254 5、－0.328 4、－0.207 5；禿尖長通過影響穗長對產量產生正間接效應，間接通徑系數為0.239 6；百粒質量通過影響穗長對產量產生正間接效應，其間接通徑系數為0.211 7；其他性狀之間的間接效應較小。穗長通過影響其他性狀而對產量產生負間接效應，其間接通徑系數之和為－0.346 5；而禿尖長則產生正間接效應，其間接通徑系數之和為0.199 0。

表5 高密度種植品種產量及相關性狀的通徑分析結果Table 5 The result of path analysis on yield and related characters of high density varieties

根據低密度種植品種產量及相關性狀的通徑分析結果(表6)，直接通徑系數的大小表現為:穗長>百粒質量>禿尖長>生育期>株高>穗位。根據間接通徑系數進行分析，株高通過影響穗位對產量產生負間接效應，其間接通徑系數為－0.211 8；禿尖長通過影響穗長對產量產生正間接效應，其間接通徑系數為0.173 2；其余性狀之間間接效應較小。株高和穗位分別通過影響其他農藝性狀而對產量累計產生負間接效應，其間接通徑系數之和分別為－0.164 8和－0.165 3。

表6 低密度種植品種產量及相關性狀的通徑分析結果Table 6 The result of path analysis on yield and related characters of low density varieties

2種種植密度條件下的玉米品種，其農藝性狀的直接通徑系數存在差異，但均為穗長的直接通徑系數最大，對產量的正效應最大。

3 討論

本研究中玉米禿尖長的變異系數最大，與呂瑩瑩等[11]和王楠等[12]的研究結果一致，說明禿尖長性狀穩定性差，受環境影響大，可選擇范圍廣；而生育期變異系數最小，可能是因為根據黃淮海區域的耕種制度，還需為玉米的下茬作物(小麥)留足整地播種時間，因此要求玉米生育期不宜過長。2種種植密度下玉米的穗位均與株高呈顯著或極顯著正相關，禿尖長與株高和穗長均呈顯著或極顯著正相關，這與呂瑩瑩等[11]、任洪蕾等[13]和賈亞濤等[14]的研究結果一致。本試驗中生育期與產量呈負相關，這與任洪蕾等[15]的研究結果一致。綜合分析，在品種選育過程中應選擇具有適宜生育期的品種，因為生育期過長不利于產量提高。種植密度為75 000株/hm2時，應選擇禿尖較短類型的玉米品種；種植密度為67 500株/hm2時，應選擇穗位低、穗長較長的玉米品種。

本試驗中，不同種植密度條件下的通徑分析結果不一致，可能是由于農藝性狀之間的相互影響與種植密度有關。在高密度種植條件下，農藝性狀之間的相互影響要比低密度條件下更大。

4 結論

在黃淮海籽粒玉米品種選育過程中應注意適當控制玉米的生育期和株高，而且在高密度條件下要注重降低禿尖長，低密度條件下要降低穗位、提高穗長。