不同小麥品種主要性狀與產(chǎn)量的灰色關(guān)聯(lián)度分析

戴寶生，呂銳玲，胡亞珂，黃曉莉，閆振華，張華崇，趙樹琪，張 欣，李 蔚

（1.黃岡市農(nóng)業(yè)科學(xué)院，湖北 黃岡 438000；2.黃岡師范學(xué)院生物與農(nóng)業(yè)資源學(xué)院，湖北 黃岡 438000）

小麥（Triticum aestivumL.）是中國第二大糧食作物，分布地域廣泛［1］。中國是世界上最大的小麥生產(chǎn)國和消費(fèi)國，小麥生產(chǎn)在保障中國糧食安全、促進(jìn)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展、提高人民生活質(zhì)量方面發(fā)揮著重要作用［2］。土壤、雜草、施肥不平衡、缺乏灌溉用水等多種原因會(huì)導(dǎo)致小麥產(chǎn)量下降，難以滿足快速增長人口的需求［3］。

小麥產(chǎn)量構(gòu)成因素性狀間存在相互補(bǔ)償、相互制約的關(guān)系，小麥系統(tǒng)也是一個(gè)非常復(fù)雜的動(dòng)態(tài)系統(tǒng)。多元統(tǒng)計(jì)分析方法在小麥性狀關(guān)系分析中被廣泛應(yīng)用，如主成分分析、相關(guān)分析等。主成分分析法主要是利用降維思想，提取主成分，將原來的多指標(biāo)轉(zhuǎn)換為數(shù)量較少的彼此獨(dú)立的新指標(biāo)，以揭示出變量之間的相互關(guān)系［4］。灰色關(guān)聯(lián)度分析法是一種通過研究數(shù)據(jù)的關(guān)聯(lián)度來衡量數(shù)據(jù)間的關(guān)聯(lián)程度從而輔助決策的研究方法［5-7］。張凡等［8］利用同異分析法和主成分分析法研究了8 個(gè)小麥品種品質(zhì)、產(chǎn)量等11 個(gè)指標(biāo)間的相互關(guān)系，結(jié)果表明，濕面筋、蛋白質(zhì)的含量與產(chǎn)量為極顯著正相關(guān)，濕面筋含量與蛋白質(zhì)含量為顯著正相關(guān)。陳久月等［9］基于2010—2011 年國家小麥新品種區(qū)域試驗(yàn)數(shù)據(jù)分析了影響產(chǎn)量的因素，結(jié)果表明影響產(chǎn)量的主要因素是有效穗數(shù)。本研究分析了湖北省2021—2022 年小麥區(qū)域試驗(yàn)中44 個(gè)小麥品種的產(chǎn)量與其他主要性狀之間的關(guān)系，以期找出與產(chǎn)量關(guān)系最為密切的性狀。

1 材料與方法

1.1 材料

試驗(yàn)材料為2021—2022 年長江中下游小麥區(qū)域試驗(yàn)的44 個(gè)品種，分別為龍麥201、襄麥1816、華1802、襄麥105、鄂810148、川育31、岡麥1701、鄂麥013、鄂麥069、鄂911391、華麥212、襄麥90、鄂輻麥95、長 麥2 號(hào)、DH6039、川 育29、扶 麥1411、華 麥199、偉 隆179、“187”、鄂810145、華1912、川 麥621115、岡麥1703、華麥188、扶麥580、華1913、鄂910186、鄂911035、鄂182、尊農(nóng)620、潤麥211、揚(yáng)輻麥8165、鄂麥026、鄂麥172、長輻麥1108、晶麥98、珍麥168、襄麥115、DH022、福麥18、襄麥DH518、鄂810169、鄂198、鄭麥9023。

1.2 數(shù)據(jù)來源

利用《湖北省2021—2022 年度全省組小麥品種區(qū)域試驗(yàn)綜合性狀匯總表》中44 個(gè)參試品種的平均單產(chǎn)、穗粒數(shù)、株高、容重、千粒重、全生育期等11 個(gè)農(nóng)藝性狀的平均值進(jìn)行灰色關(guān)聯(lián)度分析。

1.3 數(shù)據(jù)分析方法

使用Microsoft Excel、SPSS 23.0 等統(tǒng)計(jì)分析軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)分析。將44 個(gè)小麥品種的10 個(gè)產(chǎn)量因素視為1 個(gè)灰色系統(tǒng)，各灰色系統(tǒng)的每個(gè)因素為各產(chǎn)量的因素。設(shè)產(chǎn)量為參考數(shù)列，記為X0，其他各產(chǎn)量因素為比較數(shù)列，包括粗蛋白質(zhì)含量（X1）、濕面筋含量（X2）、葉枯病發(fā)病率（X3）、穩(wěn)定時(shí)間（X4）、穗粒數(shù)（X5）、千粒重（X6）、吸水率（X7）、株高（X8）、生育期（X9）、容重（X10）。關(guān)聯(lián)系數(shù)［ξi（k）］和關(guān)聯(lián)度（ri）的計(jì)算方法參考戴寶生等［6］的分析方法，計(jì)算式分別如式（1）、式（2）所示。

式中，ζ為分辨系數(shù)，0＜ζ＜1。

試驗(yàn)數(shù)據(jù)用Excel 軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，關(guān)聯(lián)系數(shù)和關(guān)聯(lián)度采用DPS 數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)分析處理。

2 結(jié)果與分析

2.1 原始數(shù)據(jù)無量綱化

由于系統(tǒng)中數(shù)量性狀的衡量單位不一致，需要對(duì)原始數(shù)據(jù)進(jìn)行無量綱處理，轉(zhuǎn)換為可以比較的數(shù)據(jù)序列。對(duì)采集的數(shù)據(jù)先求出各序列的平均值，再用平均值除對(duì)應(yīng)序列中的原始數(shù)據(jù)來進(jìn)行均值化變換，得出新的數(shù)據(jù)序列，即為無量綱化處理，結(jié)果見表1。

表1 原始數(shù)據(jù)無量綱化處理

2.2 產(chǎn)量與產(chǎn)量性狀的絕對(duì)差值

根據(jù)表1 求出X0與Xi差值的絕對(duì)值［Δoi（k）］，結(jié)果見表2。

表2 產(chǎn)量與其他各性狀的絕對(duì)差值

2.3 計(jì)算關(guān)聯(lián)系數(shù)

利用表2 數(shù)據(jù)和式（l）求取關(guān)聯(lián)系數(shù)（ξi），分辨系數(shù)取0.1，從各個(gè)數(shù)據(jù)序列各個(gè)時(shí)刻絕對(duì)差值的比較參數(shù)來確定ΔmaxX（最大值）、ΔminX（最小值）的取值，關(guān)聯(lián)系數(shù)分析結(jié)果見表3。

表3 產(chǎn)量與各性狀的關(guān)聯(lián)系數(shù)

2.4 計(jì)算關(guān)聯(lián)度

利用表3 比較數(shù)列的關(guān)聯(lián)系數(shù)計(jì)算小麥主要性狀與產(chǎn)量（X0）的關(guān)聯(lián)度，并按關(guān)聯(lián)度大小進(jìn)行排序，結(jié)果見表4。

表4 產(chǎn)量與各因素的關(guān)聯(lián)度及排序

依據(jù)灰色關(guān)聯(lián)分析方法，用關(guān)聯(lián)度表示各性狀的重要性，參與指標(biāo)越重要，關(guān)聯(lián)度越大。小麥產(chǎn)量與各性狀的關(guān)聯(lián)度由大到小依次為生育期（r=0.914 7）、容重（r=0.899 0）、株高（r=0.873 0）、千粒重（r=0.852 0）、穗粒數(shù)（r=0.827 2）、吸水率（r=0.821 8）、粗蛋白質(zhì)含量（r=0.814 8）、濕面筋含量（r=0.768 3）、葉枯病發(fā)病率（r=0.522 2）、穩(wěn)定時(shí)間（r=0.425 6），表明在小麥產(chǎn)量構(gòu)成中，生育期的影響最大，穩(wěn)定時(shí)間的影響最小。

3 小結(jié)與討論

影響小麥產(chǎn)量的因素較復(fù)雜，采用常規(guī)的數(shù)理統(tǒng)計(jì)方法需要大量原始數(shù)據(jù)，且數(shù)據(jù)要滿足特定的統(tǒng)計(jì)學(xué)假設(shè)，應(yīng)用起來比較困難［4-7］。

利用灰色關(guān)聯(lián)度分析法研究各性狀對(duì)產(chǎn)量的影響 已 在 小 麥［7-13］、大 豆［5，14］、谷 子［15］、觀 光 瓜 果 蔬菜［16］、苧麻［17］、棉花［6］和水稻［18，19］等作物中得到了廣泛的應(yīng)用。楊紅燕等［10］采用灰色關(guān)聯(lián)度分析法對(duì)參加江蘇省聯(lián)合體區(qū)域試驗(yàn)的9 個(gè)長江中下游小麥的12 個(gè)農(nóng)藝性狀與產(chǎn)量數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，根據(jù)關(guān)聯(lián)度大小認(rèn)為在江蘇省鹽城市小麥育種中，應(yīng)加強(qiáng)對(duì)千粒質(zhì)量、結(jié)實(shí)小穗、穗粒數(shù)等幾個(gè)性狀的選育力度。張華崇等［11］以湖北省近20 年通過審定的小麥品種為材料，對(duì)其產(chǎn)量、品質(zhì)性狀和抗病性進(jìn)行了分析，結(jié)果表明品種產(chǎn)量逐年增加，產(chǎn)量構(gòu)成因素中有效穗數(shù)呈升高趨勢，穗粒數(shù)和千粒重隨年份呈緩慢下降趨勢。張?zhí)┪涞龋?2］利用灰色關(guān)聯(lián)度分析法對(duì)35個(gè)小麥組合產(chǎn)量與9 個(gè)主要農(nóng)藝性狀的關(guān)聯(lián)度進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，結(jié)果表明與產(chǎn)量的關(guān)聯(lián)度由大到小依次為穗粒數(shù)、有效分蘗率、株高、千粒重、有效穗、基本苗、生育期、銹病普遍率、赤霉病發(fā)病率。王靖等［13］以2019—2020 年國家冬麥區(qū)黃淮北片水地組區(qū)域試驗(yàn)小麥品種為材料，對(duì)14 個(gè)小麥品種的主要農(nóng)藝性狀與產(chǎn)量進(jìn)行灰色關(guān)聯(lián)度分析，結(jié)果表明小麥主要農(nóng)藝性狀與產(chǎn)量的關(guān)聯(lián)度由大到小依次為生育期、基本苗、株高、穗數(shù)、成穗率、千粒重、容重、穗粒數(shù)，認(rèn)為在山東省小麥育種中應(yīng)注重對(duì)生育期、基本苗、株高及穗數(shù)等性狀的選擇。

本研究采用灰色關(guān)聯(lián)度分析法分析小麥產(chǎn)量與農(nóng)藝性狀之間的關(guān)聯(lián)度，結(jié)果表明對(duì)產(chǎn)量影響最大的因素為生育期，其次為容重、株高；影響較小的因素為穩(wěn)定時(shí)間和葉枯病發(fā)病率。在小麥新品種的選育和高產(chǎn)栽培實(shí)踐時(shí)，主攻方向?yàn)槿葜馗摺⑸谶m中的品種，同時(shí)注重加強(qiáng)對(duì)株高的選擇。