魯西北地區(qū)夏谷產(chǎn)量與主要農(nóng)藝性狀的灰色關(guān)聯(lián)分析

摘要為促進(jìn)魯西北地區(qū)優(yōu)良谷子資源的利用，采用灰色關(guān)聯(lián)分析方法，對(duì)魯西北地區(qū)17個(gè)夏谷新品種（系）產(chǎn)量與農(nóng)藝性狀進(jìn)行研究。調(diào)查和統(tǒng)計(jì)分析發(fā)現(xiàn)，影響谷子產(chǎn)量的7個(gè)農(nóng)藝性狀的關(guān)聯(lián)度順序?yàn)樯趃t;株高gt;穗數(shù)gt;單穗重gt;穗粒重gt;穗長(zhǎng)gt;千粒重，其中生育期、株高、穗數(shù)、單穗重、穗粒重5個(gè)性狀對(duì)谷子產(chǎn)量的關(guān)聯(lián)度較高。因此，為促進(jìn)魯西北地區(qū)夏谷優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)發(fā)展，應(yīng)在滿足正常發(fā)育成熟的前提下，選擇生育期較長(zhǎng)、株高較高、穗數(shù)較多的谷子品種。

關(guān)鍵詞產(chǎn)量；農(nóng)藝性狀；灰色關(guān)聯(lián)分析；夏谷

中圖分類號(hào)S515"文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼A"文章編號(hào)0517-6611（2025）01-0022-04

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2025.01.006

開放科學(xué)（資源服務(wù)）標(biāo)識(shí)碼（OSID）：

GreyCorrelationAnalysisofSummerMilletYieldandMainAgronomicCharactersinNorthwestShandongProvince

WANGChun-yu，ZHUGuan-xiong，GAOQietal

（DezhouAcademyofAgriculturalSciences，Dezhou，Shandong253015）

AbstractTopromotetheutilizationofsuperiormilletresourcesinnorthwestShandong，theyieldandagronomiccharactersof17newsummermilletvarietiesinnorthwestShandongwerestudiedbygreycorrelationanalysis.Throughinvestigationandstatisticalanalysis，itwasfoundthatamongtheagronomictraitsaffectinggrainyield，thecorrelationsequenceofthesevenagronomictraitsrelatedtograinyieldwasintheorderofgrowthdategt;plantheightgt;earnumbergt;earweightperspikegt;earweightperspikegt;earlengthgt;1000-grainweight.Amongthem，growthdate，plantheight，earnumber，earweightperspikeandgrainweightperspikehadhighercorrelationwithgrainyield.Therefore，inordertopromotethedevelopmentofhighqualityandhighyieldofsummermilletinnorthwestShandong，weshouldchoosethemilletvarietieswithlongergrowthperiod，higherplantheightandmoreearunderthepremiseofmeetingthenormaldevelopmentandmaturity.

KeywordsYield;Agronomiccharacter;Greycorrelationanalysis；Summermillet

基金項(xiàng)目山東省現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系雜糧創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)建設(shè)項(xiàng)目（SDAIT-5-01）；山東省農(nóng)業(yè)良種工程項(xiàng)目（2021LZGC025）；農(nóng)作物種質(zhì)資源挖掘與精準(zhǔn)鑒定項(xiàng)目（2021LZGC025）。

作者簡(jiǎn)介王春雨（1995—），女，山東德州人，助理農(nóng)藝師，碩士，從事大豆及雜糧栽培育種。*通信作者，高級(jí)農(nóng)藝師，碩士，從事食用豆及雜糧栽培育種研究。

谷子是起源于中國(guó)的禾本科狗尾草屬作物，又稱粟，剝殼后稱小米，在我國(guó)北方的干旱和半干旱地區(qū)均有種植^［1-2］。谷子具有耐瘠、耐旱、抗逆、節(jié)水的特點(diǎn)，是環(huán)境友好型植物^［3-5］。谷子成熟后含有豐富的蛋白質(zhì)、脂肪、維生素、氨基酸、膳食纖維等人體必需的營(yíng)養(yǎng)元素，其蛋白質(zhì)含量比玉米高30%左右，是糧飼兼用型作物^［6-10］。谷子的產(chǎn)量受遺傳特性、栽培條件、栽培方法、環(huán)境條件等多種因素的影響，這些因素對(duì)谷子產(chǎn)量的影響程度存在較大差別^［11-15］。

灰色關(guān)聯(lián)分析是由鄧聚龍教授創(chuàng)立的一種研究少數(shù)據(jù)、貧信息不確定性問(wèn)題的新方法^［16］。常用的方差分析是對(duì)產(chǎn)量進(jìn)行單因素評(píng)價(jià)，而利用灰色關(guān)聯(lián)分析能夠更直觀地了解主要農(nóng)藝性狀對(duì)產(chǎn)量形成的相對(duì)重要性以及性狀與產(chǎn)量之間的相互作用，有利于育種者在實(shí)際育種過(guò)程中提高親本選配和后代選擇的效果，能夠一定程度減少因個(gè)人認(rèn)識(shí)程度和喜好不同等主觀因素對(duì)新品種選育的準(zhǔn)確性造成的負(fù)面影響。目前，灰色關(guān)聯(lián)分析方法在玉米^［17-18］、大豆^［19-20］、小麥^［21］、水稻^［22］等作物上應(yīng)用較多，但用于谷子育種上的報(bào)道較少。鑒于此，筆者對(duì)魯西北地區(qū)夏播谷子的主要農(nóng)藝性狀進(jìn)行灰色關(guān)聯(lián)分析，探討主要農(nóng)藝性狀對(duì)產(chǎn)量形成所起的作用和相對(duì)重要性，旨在為篩選適宜魯西北地區(qū)種植的優(yōu)良谷子品種以及谷子新品種選育提供理論依據(jù)。

1材料與方法

1.1試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)于2022年在山東省德州市黃河涯鎮(zhèn)現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科技園示范基地（37°35′N，116°30′E）進(jìn)行。該地地處黃淮海平原，年日照時(shí)數(shù)2451.21～2592.13h，年均氣溫12.3～12.9℃，年降水量540.5～562.3mm，試驗(yàn)地地勢(shì)平坦，排灌方便，土壤主要為砂質(zhì)壤土。基本理化性質(zhì)如下：土壤有機(jī)質(zhì)含量12.82g/kg、全氮0.91g/kg、速效氮57.18mg/kg、有效磷66.74mg/kg、速效鉀102.37mg/kg，pH7.02。前茬作物為小麥，平均產(chǎn)量9750kg/hm施復(fù)合基肥600kg/hm無(wú)追肥。

1.2試驗(yàn)材料

數(shù)據(jù)材料來(lái)源于山東谷子生態(tài)適應(yīng)性試驗(yàn)，試驗(yàn)品種（系）17個(gè)，來(lái)源于山東省農(nóng)業(yè)科學(xué)院和淄博市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究院（表1）。

1.3試驗(yàn)方法

1.3.1試驗(yàn)設(shè)計(jì)。以17個(gè)谷子品種（系）為試驗(yàn)材料，采用隨機(jī)區(qū)組排列，3次重復(fù)。6行區(qū)，行長(zhǎng)5.0m，寬3.6m，密度45萬(wàn)株/hm試驗(yàn)四周設(shè)保護(hù)行。

按照試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行各項(xiàng)農(nóng)藝性狀的調(diào)查記載，生育期調(diào)查記載播種期、出苗期、抽穗期、成熟期；收獲前，在每個(gè)小區(qū)選擇不缺苗、長(zhǎng)勢(shì)一致的行確定10株谷子取樣，調(diào)查株高并將其整株取回，以備考種；收獲后室內(nèi)考種，測(cè)定穗長(zhǎng)、單穗重、穗粒重、千粒重。整個(gè)小區(qū)全部收獲，測(cè)定產(chǎn)量和穗數(shù)。

1.3.2數(shù)據(jù)分析。采用Excel2019對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行整理；采用DPS數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。關(guān)聯(lián)系數(shù)、關(guān)聯(lián)度越大表示該性狀與產(chǎn)量關(guān)系越密切，反之，則該性狀與產(chǎn)量關(guān)系越弱。

2結(jié)果與分析

2.1數(shù)據(jù)無(wú)量綱化處理

表2為不同谷子品種（系）主要農(nóng)藝性狀比較。由表2可知，17個(gè)供試品種生育期為86.5～88.0d，產(chǎn)量為8025.75～9174.60kg/hm2。

將17個(gè)供試品種（系）視為1個(gè)灰色系統(tǒng)，把產(chǎn)量作為參考數(shù)列，記為X0（k）；把生育期、穗數(shù)、株高、穗長(zhǎng)、單穗重、穗粒重、千粒重為比較數(shù)列，記為Xi（k）（i="…，m；k="…，n），其中，m為與產(chǎn)量相關(guān)的性狀的個(gè)數(shù)，n為參試品種（系）個(gè)數(shù)。由于各個(gè)性狀的量綱不同，無(wú)法直接進(jìn)行比較，因此需要對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行無(wú)量綱化處理，轉(zhuǎn)化為可以直接比較的標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)列。先對(duì)各個(gè)性狀進(jìn)行簡(jiǎn)單的統(tǒng)計(jì)分析，計(jì)算出平均值和標(biāo)準(zhǔn)差，然后將各個(gè)原始數(shù)據(jù)減去平均值后再除以標(biāo)準(zhǔn)差，得到標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)列（表3）。

2.2比較數(shù)列與參考數(shù)列的絕對(duì)差值

根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化處理結(jié)果，按照公式Δ"0i（k）=∣X0（k）-Xi（k）∣（i="…，7；k="…，17），計(jì)算比較數(shù)列與參考數(shù)列的絕對(duì)差值（表4）。

2.3關(guān)聯(lián)系數(shù)

經(jīng)數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化處理后的參考數(shù)列記作X0（k），比較數(shù)列記作Xi（k），關(guān)聯(lián)系數(shù)ξ0i（k）按照如下公式計(jì)算：

ξ0i（k）=Δ（min）+ρΔ（max）ξ0i（k）+ρΔ（max）

式中：Δ表示比較序列與參考數(shù)列的絕對(duì)差值，關(guān)聯(lián)系數(shù)反映比較序列和參考數(shù)列的關(guān)聯(lián)程度；ρ取值0.5。

計(jì)算結(jié)果見表5。

2.4關(guān)聯(lián)度和排序計(jì)算公式如下：

ri=1Nkiξ0i（k）

7個(gè)農(nóng)藝性狀與產(chǎn)量的關(guān)聯(lián)度排序?yàn)樯趃t;株高gt;穗數(shù)gt;單穗重gt;穗粒重gt;穗長(zhǎng)gt;千粒重（表6），表明生育期、株高、穗數(shù)、單穗重、穗粒重對(duì)谷子產(chǎn)量影響較大；穗長(zhǎng)、千粒重對(duì)谷子產(chǎn)量影響較小。這與趙禹凱等^［23］研究結(jié)果類似。

2.5谷子產(chǎn)量相關(guān)性狀之間的相互關(guān)系

由表7可知，與生育期關(guān)系最密切的農(nóng)藝性狀是株高，其次是穗數(shù)和穗粒重；與穗數(shù)關(guān)系最密切的農(nóng)藝性狀是穗粒重，其次是千粒重和單穗重；與株高關(guān)系最密切的農(nóng)藝性狀是生育期，其次是穗數(shù)和單穗重；與穗長(zhǎng)關(guān)系最密切的農(nóng)藝性狀是穗粒重，其次是株高和穗數(shù)；與單穗重關(guān)系最密切的農(nóng)藝性狀是穗粒重，其次是穗數(shù)和株高；與穗粒重關(guān)系最密切的農(nóng)藝性狀是單穗重，其次是穗數(shù)和生育期；與千粒重關(guān)系最密切的農(nóng)藝性狀是穗數(shù)，其次是株高和穗粒重。

3結(jié)論與討論

通過(guò)灰色關(guān)聯(lián)分析方法，對(duì)供試的17個(gè)谷子品種（系）的7個(gè)主要農(nóng)藝性狀與產(chǎn)量關(guān)系的密切程度進(jìn)行分析。結(jié)果表明，與谷子產(chǎn)量相關(guān)的7個(gè)農(nóng)藝性狀的關(guān)聯(lián)度順序?yàn)樯趃t;株高gt;穗數(shù)gt;單穗重gt;穗粒重gt;穗長(zhǎng)gt;千粒重。其中生育期、株高、穗數(shù)、單穗重、穗粒重與產(chǎn)量的關(guān)聯(lián)系數(shù)較高，說(shuō)明生育期、株高、穗數(shù)、單穗重、穗粒重對(duì)產(chǎn)量形成產(chǎn)生的影響較大，而穗長(zhǎng)和千粒重對(duì)產(chǎn)量的影響較小。因此，在新品種選育過(guò)程中要綜合考慮生育期、株高、穗數(shù)、單穗重、穗粒重5個(gè)性狀，結(jié)合當(dāng)?shù)貧夂驐l件，在滿足谷子生長(zhǎng)發(fā)育、谷子能夠成熟的前提下，盡量選擇生育期較長(zhǎng)、株高較高、穗數(shù)較多的品種。

該研究結(jié)果表明，生育期與谷子產(chǎn)量的關(guān)系最為密切，其次是株高，趙禹凱等^［23］以東北地區(qū)的春播谷子為試驗(yàn)材料，研究了來(lái)源于黑龍江省、吉林省、遼寧省、河南省和內(nèi)蒙古自治區(qū)的22個(gè)谷子品種，結(jié)果表明生育期與谷子產(chǎn)量的關(guān)系較為密切，但株高與產(chǎn)量的密切關(guān)系較弱；而欒素榮等^［24］以西北地區(qū)的中晚熟谷子為試驗(yàn)材料，結(jié)果顯示生育期與谷子產(chǎn)量的關(guān)系最不密切。這種結(jié)果上的差異可能是試驗(yàn)材料不同、種植氣候條件不同等因素造成的。因此要針對(duì)育種者當(dāng)?shù)氐膶?shí)際情況進(jìn)行試驗(yàn)后分析得到的結(jié)果才更具指導(dǎo)意義。生育期是一個(gè)特殊的指標(biāo)，受地域及種植當(dāng)年的氣象條件影響較大，因此生育期可以作為一個(gè)長(zhǎng)期選擇的重要指標(biāo)，在滿足谷子成熟的條件下，盡可能選擇生育期較長(zhǎng)的品種是增加谷子產(chǎn)量的有效途徑。

灰色關(guān)聯(lián)分析具有計(jì)算簡(jiǎn)單、結(jié)果直觀的優(yōu)點(diǎn)，是研究多元性狀相對(duì)重要性的良好方法^［25］。但由于其分析的系統(tǒng)為動(dòng)態(tài)系統(tǒng)，分析結(jié)果在不同的時(shí)間地點(diǎn)有所變化，育種者在品種選育過(guò)程中應(yīng)結(jié)合實(shí)際情況綜合考慮。

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