2011—2021 年安徽省區域試驗高密度組參試玉米品種產量及相關性狀演變分析

付 華， 李 猛， 劉興舟， 陳瑞佶， 馬桂美， 張 建

（宿州市農業科學院，安徽 宿州 234000）

0 引言

玉米為安徽省第3 大糧食作物，是淮河生態經濟帶傳統農業大縣的主要作物之一。安徽省地處南北過渡地段，自然災害性天氣頻發，通過加強農田基礎設施建設、提高玉米專用機械使用率、落實防治病蟲害等措施，提高了玉米產量及品質。提高育種水平，明確育種目標，對當前參試品種的產量及相關農藝性狀進行演變分析顯得尤為重要，明確促進產量提升的關鍵因素，對今后玉米持續發展、改善并提高生產效益具有重要意義。本研究通過對2011—2021 年安徽省區域試驗高密度組參試品種的產量及相關農藝性狀進行分析，總結其變化趨勢，為安徽省玉米品種的選育和篩選，提高其競爭力提供參考。

1 材料與方法

1.1 材料

2011—2021 年安徽省區域試驗高密度組參試玉米品種共550 個。數據來源于安徽省種子管理總站2011—2021 年區域試驗高密度組匯總報告。

1.2 方法

以區域試驗高密度組參試玉米品種為研究對象，統計分析參試品種的產量、生育期、株高、穗位高、穗長、穗粗、禿尖長、穗行數、行粒數、千粒質量、出籽率、空稈率和倒伏（折）率。各性狀值、相關分析、通徑分析通過Excel 軟件和SPSS Statistics17.0 軟件完成。

2 結果與分析

根據安徽省種子管理總站匯總結果，分析2011—2021 年安徽省區域試驗高密度組參試玉米品種產量及相關農藝性狀的演變情況，結果如表1 和圖1 所示。

表1 2011—2021 年安徽省區域試驗高密度組參試品種產量及相關農藝性狀統計Tab.1 Yield and related agronomic traits of maize varieties in high density group of regional trials in Anhui Province from 2011 to 2021

由表1 可知，近11 年安徽省區域試驗高密度組參試的玉米品種間產量及相關農藝性狀變異幅度較大，變異系數1.39%～93.21%。其中，生育期、株高、穗長、穗粗、穗位高、穗行數、行粒數、出籽率和千粒質量變異幅度不大，變異系數均在9.00%以內，禿尖長、空稈率、倒伏（折）率、產量及較鄭單958 增產比例變異幅度較大；變異系數最大的是空稈率，達93.21%，其次是倒伏（折）率的變異系數是79.88%，較鄭單958 增產比例變異系數是60.02%。14 個農藝性狀的偏度有8 個性狀為正值、6 個性狀為負值。近年來安徽省區域試驗高密度組參試的玉米品種產量在逐步提高，多數參試品種的產量高于所有參試品種產量的平均值。

由圖1 可知，2011—2021 年安徽省區域試驗高密度組參試玉米品種產量呈現穩步上升趨勢，與穗行數、行粒數、穗長和出籽率的演變趨勢一致，生育期、株高、穗位高、穗粗、禿尖長、空稈率和倒伏（折）率等呈現下降趨勢，與產量的不斷提高也具有直接關系，這充分說明多種農藝性狀之間的綜合表現對玉米增產有直接的關系。也進一步證明育種家的育種水平也在不斷地提高。

2.1 主要性狀間相關性分析

分析550 個參試品種產量與農藝性狀的相關性（表2），進一步說明各個農藝性狀與產量的關系。研究表明，各農藝性狀與產量的相關系數由大到小依次為穗粗>行粒數>穗長>出籽率>千粒質量>穗位高>生育期>株高>穗行數>倒伏（折）率>空稈率>禿尖長。其中，穗粗、行粒數、穗長和出籽率與產量呈極顯著正相關，千粒質量、穗位高、生育期和株高與產量的相關性不顯著，穗行數、空稈率、倒伏（折）率和禿尖長與產量呈負相關。分析相關系數的顯著水平發現穗粗、行粒數、穗長、出籽率和千粒質量等與550 個品種產量的相關性較高，而穗行數與產量的相關性不高。

表2 2011—2021 年安徽省區域試驗高密度組參試玉米品種主要農藝性狀相關分析Tab.2 Correlation analysis of main agronomic characters of maize varieties in high-density group of regional trials in Anhui Province from 2011 to 2021

2.2 產量影響因素通徑分析

由于玉米產量受多種因素影響，并且不同性狀之間還存在相互作用，導致相關系數的大小不能完全反映各性狀對產量貢獻的重要性，因此要進一步分析其對產量構成的重要性，對產量和主要農藝性狀進行通徑分析，以研究各性狀對產量的貢獻效應。

以產量為主變量，其他性狀為自變量，進行通徑分析，估算各性狀對產量的直接影響效應。通過Kolmogorov-Smirnov Test大樣本檢測模型，對產量進行檢驗，結果表明產量Y服從正態分布。生育期X1、株高X2、穗位高X3、穗長X4、穗粗X5、禿尖長X6、穗行數X7、行粒數X8、出籽率X9、千粒質量X10、空稈率X11和倒伏（折）率X12與產量Y進行逐步回歸分析。隨著自變量被引入回歸方程，回歸方程的相關系數R和決策系數R2逐步增大（表3），可知逐步引入的自變量對產量Y的促進效應逐步增加。

表3 回歸系數及模型Tab.3 Regression coefficients and models

本研究中模型6 的決策系數R2=0.999 最大，表明逐步回歸引入的自變量最大化，剩余因子0.032，該值較小，說明以上6 個方面對玉米產量的影響是非常大的。模型6 最優化，與調查數據的擬合度最好，其中穗粗X5、穗長X4、穗位高X3、行粒數X8、空稈率X11和株高X2的引入對產量有統計學意義，因此，產量與各性狀的最優回歸方程為

由表3 中標準系數（直接通徑系數）可知，6 個性狀對產量的直接作用大小為行粒數X8>穗長X4>穗粗X5>穗位高X3>空稈率X11>株高X2，行粒數、穗長的直接通徑系數較大，相關系數也較大，說明行粒數與穗長對產量的貢獻率作用最大，因此增加穗行數和行粒數，提高千粒質量對提高玉米產量有直接的顯著作用。

3 討論與結論

玉米在國民經濟發展和農業生產中占有重要地位，是世界上最重要的糧、經、工、飼兼用作物，對保障糧食安全起著舉足輕重的作用[1-2]。隨著養殖業和玉米深加工業的發展，市場對玉米的需求量日益增加，在可耕地面積有限的情況下，如何提高玉米總產量，未來發展方向主要還是通過改良栽培技術和培育新品種。

玉米產量性狀是多個農藝性狀共同作用和共同影響的多基因控制的數量性狀，各農藝性狀之間相互聯系和制約，所以研究各個農藝性狀對玉米產量的直接影響具有重要意義[3-6]。玉米育種現階段的首要目標是高產，玉米產量是多種農藝性狀和環境互作的結果，產量的提高更多地依賴遺傳改良，一個或少數幾個性狀的選擇對產量的遺傳增益不大，選育高產品種時，應該重點關注產量主導因素，同時要兼顧各種性狀的協調作用[7]。分析不同年代普通玉米產量等性狀的遺傳增益發現，我國玉米產量每年增益值逐漸減小，而美國雜交種適應不斷增長的種植密度形成明顯的產量增益，這與我國2009 年以前種植密度逐漸增加，2010—2017 年種植密度并未明顯增長有關[8-11]。2011—2021 年，除出籽率增長趨勢不明顯外，穗行數、行粒數、穗長的演變與產量均呈逐漸增加的趨勢，這個結論與柳家友等[12]、稅紅霞等[13]、顧萬榮等[14]、李清超等[5]及賈曉軍等[15]的研究結果一致。生育期、株高、穗位、穗粗、空稈率及倒伏（折）率均呈逐漸下降的趨勢，這與目前育種方向是一致的，與產量的逐漸增長也是密不可分的。本研究結果表明，倒伏（折）率與產量呈不顯著負相關，這與白向歷等[3]的研究結果是一致的；株高、穗位與產量呈正相關，但不顯著，通徑分析結果表明，株高、穗位直接影響產量，這與周旭梅等[4]、石桂雙等[16]的研究結果一致；空稈率與產量呈負相關，但相關不顯著，與周旭梅等[4]、賈亞濤等[17]的研究結果一致。因此，在育種實踐中，適當地增加株高，降低穗位，有利于玉米產量的提高。

玉米產量性狀是一個比較復雜的數量性狀，影響玉米產量的因素很多，除了品種自身的因素外，外界環境（施肥水平、栽培方法和氣象因子等）對其有著重要的影響。因此，為了減少誤差，保證產量數據服從正態分布，應盡量選擇相同氣象條件和栽培條件下的試驗數據進行相關分析和通徑分析。