鹽城市甜玉米品種區域試驗產量及性狀主成分分析

姬振蒙，沈業松，殷敏，朱麗，李亞芳，孫扣忠

(鹽城市新洋農業試驗站，江蘇 鹽城 224049)

甜玉米是普通玉米的一種胚乳突變體，為玉米屬甜質型亞種[1]，相較于普通玉米，甜玉米不僅口感爽嫩、甘甜[2]，具有更高的營養價值[3]，還能帶來更高的經濟效益[4]。隨著社會的發展和居民收入的增加，甜玉米已成為江蘇的優勢特色產業，在優化種植結構，改善民眾膳食和幫助農民致富方面發揮了極其重要的作用[5]。江蘇省自2007年至2014年鮮食玉米種植面積已由原來的2萬hm2發展到8萬hm2以上，而鹽城市鮮食玉米種植面積占比32%[6]。截至2015年，江蘇省鮮食玉米種植面積更是接近14萬hm2，其中鮮食甜玉米占比10%[5]。但是，我國現有的甜玉米品種存在適應性差等問題[7]，針對當地氣候條件篩選合適的品種尤為重要。鹽城市新洋農業試驗站科技人員，長期承擔國家東南玉米區試試驗和江蘇省玉米區試試驗。現將2022年國家北方(黃淮海)甜玉米組聯合體區試試驗，在該試點參試的14個甜玉米品種(含對照)結果匯報如下。

1 材料與方法

1.1 試驗地點

試驗在江蘇省鹽城市新洋農業試驗站試驗田進行。土質為砂壤土，地勢平坦，肥力中等，前茬冬閑并提供綠肥。

1.2 試驗材料

試驗用種由2022年國家北方(黃淮海)甜玉米組聯合體提供。甜玉米品種包括中農大甜413(CK)、粵甜3211、粵甜43號、荊恒甜19號、京科甜909、金銀131、碧瑩808、亨甜329、亨白甜328、亨甜99、金冠2054、斯達甜240、皇金翠7號和亨甜302。

1.3 試驗設計

采取隨機區組設計，3次重復，小區面積24 m2，6行區，行距60 cm，667 m2播種3 500株，四周設不少于4行的保護行。為確保全苗，將土地整理平整，隨后劃行并帶水播種，每穴點播3～4粒甜玉米種子，然后覆上地膜，全苗后剔除弱苗。田間管理按照當地大田生產水平進行，各項栽培管理措施一致。

1.4 測定項目與方法

出苗后及時觀察并記載苗情，定期察看幼苗長勢。植株生長期間，適時調查記載各生育時期及農藝性狀(株型、株高、穗位高等)和病蟲害(灰斑病、大斑病、穗腐病和紋枯病等)發生情況。實收中間四行(面積16 m2)，及時測定帶苞葉鮮穗重，記錄實收果穗數，取樣10穗后室內考種(測定穗長、穗行數、行粒數、穗粗、禿尖長、百粒重、出籽率、單株產量等)。根據帶苞葉鮮重折算小區鮮重和每公頃產量。

1.5 統計分析

采用Excel 2016進行數據統計，并利用SPSS24.0進行方差分析和主成分分析。

2 結果與分析

2.1 抗逆性分析

如表1所示，2022年參試品種在抗倒伏性狀上表現優異，14個參試品種均未出現倒伏。在玉米病害中，發現常見的玉米病害，包括小斑病、穗腐病、莖腐病、絲黑穗病等均表現為高抗水平。在玉米蟲害調查中，玉米田常見的玉米螟發生率極低。綜上，14個參試品種對于常見玉米病害以及倒伏情況在2022年鹽城試點均表現為高抗。

表1 甜玉米抗性Table 1 Resistance of sweet corn

2.2 各品種產量比較

如表2所示，13個參試品種產量均顯著高于中農大甜413(CK)，為8 125.0～11 916.7 kg·hm-2，產量在10 000 kg·hm-2以上的品種有粵甜3211、京科甜909和粵甜43號；產量在9 000～10 000 kg·hm-2的品種包括亨甜302、皇金翠7號、斯達甜240、金冠2054和亨甜99；產量在8 000～9 000 kg·hm-2以下的品種包括亨白甜328、荊恒甜19號、金銀131、亨甜329和碧瑩808。相比于中農大甜413(CK)，13個參試品種分別增產5.90%～35.84%。

表2 各參試品種產量Table 2 Yield of each variety tested

方差分析結果顯示，品種間產量差異顯著。粵甜3211產量極顯著高于其他參試品種；粵甜43號產量極顯著高于除粵甜3211、京科甜909外的其他參試品種。而中農大甜413(CK)產量最低，極顯著低于其他參試品種。

2.3 各品種農藝性狀比較

如表3所示，各性狀變異系數區間為8.05%～255.22%，其中雙穗率變異系數最大為255.22%；其次為空稈率，其變異系數為85.84%；籽粒深度變異系數為65.35%；而單穗重、穗行數和穗位高變異系數在14.95～23.10；其余性狀包括株高、成株葉片數、行粒數、禿尖長、穗長和生育期變異系數均在10%以下。

表3 各參試品種農藝性狀Table 3 Agronomic traits of each tested variety

2.4 主成分分析

通過主成分分析法可以最大化使用原始數據，把原有數量龐大并且具有相關性的指標進行數學處理，轉變為新的數量較少且相互獨立或不相關的綜合性指標，由此對試驗結果進行綜合分析[8]。提取4個主成分，其方差貢獻率分別為48.951%、15.448%、11.827%和9.281%(表4)，包含了參試品種農藝性狀的大部分信息。

表4 各品種農藝性狀相關矩陣特征值和貢獻率Table 4 Characteristic values and contribution rates of agronomic trait correlation matrix of each variety

根據特征向量≥0.1的原則，第1成分貢獻率為48.951%，決定第1主成分大小的因素幾乎包含所有性狀，其中特征向量數值較大的性狀包括成株葉片數、穗位高、單穗重和生育期，其次是穗長、籽粒深度、穗行數和株高等。通過分析可知，第1主成分可以作為甜玉米各項性狀的綜合指標。第2主成分貢獻率為15.448%，其中禿尖長的特征向量值最大，為0.812。禿尖長影響甜玉米的果穗外觀和鮮穗等級，因此，第2主成分主要指向玉米品種的品質性狀。第3主成分貢獻率為11.827%，穗長和行粒數的特征向量值最大，分別為0.478和0.408。在營養水分充足的情況下，穗長和行粒數是玉米產量的重要因素之一，因此，第3主成分指向玉米產量。第4主成分貢獻率為9.281%，雙穗率和空稈率的特征向量值最大，分別為0.585和0.554(表5)。市場上的鮮食玉米常按照個體售賣，因此，雙穗和空稈更代表鮮食甜玉米的經濟效益。前4個主成分函數表達式：

表5 參試甜玉米品種各性狀主成分分析Table 5 Principal component analysis of each trait of tested sweet corn varieties

Y1=0.248X1+0.358X2+0.169X3+0.229X4+0.371X5+0.195X6+0.365X7+0.299X8+0.309X9+0.134X10+0.316X11+0.343X12；

(1)

Y2=-0.127X1-0.012X2+0.483X3+0.083X4-0.093X5-0.0.654X6-0.142X7+0.288X8-0.401X9+0.746X10+0.220X11+0.052X12；

(2)

Y3=-0.589X1-0.378X2+0.152X3+0.169X4-0.0.224X5+0.343X6+0.162X7+0.084X8+0.243X9+0.073X10+0.401X11-0.182X12；

(3)

Y4=0.159X1+0.077X2+0.525X3+0.554X4-0.170X5+0.183X6-0.205X7+0.163X8-0.220X9-0.388X10-0.189X11-0.144X12。

(4)

分別以4個主成分的貢獻率為權重，構建成分綜合評價模型公式[9]：Y=0.499y1+0.154y2+0.118y3+0.093y4，其中Y為樣本綜合得分。14個參試品種的4個主成分得分、綜合得分和排序情況如表6所示。各參試品種綜合得分存在明顯差異，CK排名第11位，綜合得分為-0.80，綜合得分大于0的參試品種依次為亨白甜328、金冠2054、皇金翠7號、亨甜302、粵甜43號和金銀131，說明這6個品種產量高、品質好、綜合性狀較好，比較適合鹽城市種植。

表6 參試材料的綜合得分Table 6 Comprehensive scores of the test materials

3 討論與結論

玉米常見由高溫高濕引起的病害，如小斑病[10]、紋枯病[11]、莖腐病[12]、絲黑穗病[13]等，參試品種對這些病害均表現為高抗。除參試品種遺傳因素以外，2022年鹽城試點少雨，也可能是原因之一。

鮮食甜玉米不同于常規玉米品種。常規玉米品種除滿足基本的種植條件以外，最終以產量、抗病以及抗倒伏等性狀來評判品種的優劣，而鮮食甜玉米除重視以上性狀外，對于色澤、口味、外觀等方面同樣要求嚴格[14]。在鹽城市試點，參試的13個鮮食甜玉米品種中，產量最高的是粵甜3211；采用主成分分析法，綜合品質、產量、經濟效益等多方面因素，發現亨白甜328、金冠2054、皇金翠7號和亨甜302等鮮食甜玉米品種，更適合在鹽城市沿海地區種植，同時也為育種工作者培育適宜于沿海地區種植的鮮食甜玉米提供參考。