烤烟新品种主要数量性状与产量产值的灰色关联分析

冯连军,朱列书,杨 亚,朱静娴,刘 伟,杨 威,邓亚飞

(1湖南农业大学农学院,长沙 410128;2中国烟草中南农业试验站,长沙 410128)

品种是烟叶产质量的遗传基础,优良的品种是烟叶生产的重要条件,是获得优质烟叶的内在因素[1]。不同烤烟品种对生态环境的适应性不同,在不同的生态条件下其农艺性状、抗逆性等都有一定的差异。烤烟良种区域试验是新品种选育和生产推广的中间环节,其目的是考查新品种在不同地区的产量、品质状况、农艺性状表现、工业使用价值。关于烤烟品种数量性状方面的分析一直为烟草研究者所关注,但以往的研究多集中在数理统计方面如方差分析、回归分析、线性相关分析等[2～6]。灰色关联分析法虽在烤烟上有一定的应用,但具体到对烤烟新品种数量性状的分析和评价方面鲜有报到。灰色关联分析是描述系统发展过程中因素间相对变化的情况,也就是变化大小、方向及速度等指标的相对性,是对于一个系统发展变化态势的定量描述和比较[7]。本文以湖南省新引烤烟品种为材料,运用灰色关联分析法对烤烟主要数量性状与产量产值间的关系进行分析与评价,以期为品种审定、更新换代、良种推广及工业合理利用提供科学依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料

试验于2010年在湖南农业大学烟草基地进行。前作水稻,土壤类型为粘壤土,肥力中等,无严重病史。

所选品种分别是中烟 201、云烟 202(对照)、云烟97、HY-9-7(湖南省选育 )、南江3号、贵烟4号、KRK26(津巴布韦引进)、K326、粤烟 97。试验田土壤养分状况详见表 2。

表1 土壤养分状况Tab.1 Nutrients status of the soils

1.2 试验方法

9个品种为处理,每处理 3次重复,共 27个小区,随机区组排列。四周设保护行,栽培密度为 1.2 m×0.5 m,每小区 60株共 4行,小区面积为 33.60 m2。 采用漂浮育苗,待烟苗长到8片叶时,选取生长一致的烟苗于 2010年 3月 28日移栽。于 2010年 3月 25日施用烟草专用基肥 900 kg/hm2,其 N∶ P2O5∶ K2O=8∶11∶11,结合施用“线芽双威”防治根结线虫与地老虎。分别于4月15日 (移栽后15 d左右)和5月3日(移栽后30 d)施用烟草专用追肥 150 kg/hm2和 300 kg/hm2,其 N∶ P2O5∶ K2O=10∶ 0∶ 32。由于 2010年降雨较多 ,烟株出现脱肥现象,故于移栽后45 d左右浇施烟草专用追肥75 kg/hm2。其余田间管理措施均按优质烟叶生产操作规范进行。在打顶后10 d进行各项农艺性状测定和抗逆性调查,调查项目及标准均按统一规定进行[8]。各项农事操作在同一天内完成,烟叶采收后在同一座烤房烘烤,各处理单独采收绑杆。烤后单独存放、分级。按小区计算产量、均价、上中等烟比例。

1.3 数据分析

试验数据采用 DPS中的灰色关联分析法和 Excel共同完成。将所测定的各指标看作一个灰色系统,根据因素数列的几何形状发展态势的接近程度来衡量因素间关联程度的大小。把产量作为参考数列(母序列)x0,烤烟农艺性状指标为比较数列(子序列)xi,由下面的公式计算不同烤烟品种产量与农艺性状指标间的灰色关联系数:

式中:L0i(k)表示在t=k时母序列x0与子序列xi的关联系数;Δ0i(k)表示k时刻两比较序列的绝对差,即 Δ0i(k)=|x0(k)-xi(k)|(1≤ i≤ m);Δmax和Δmin分别表示所有比较序列各个时刻绝对差中的最大值和最小值。因为比较序列相交,故一般取Δmin=0;ρ称为分辨系数,其意义是削弱最大绝对差数值太大引起的失真,提高关联系数之间的差异显著性,ρ∈ (0,1),一般情况下取0.1～ 0.5。此时,按下面的公式计算两序列的关联度(即两比较序列各个时刻的关联系数的平均值):

由上述公式计算出来的关联度r0i排关联序。

2 结果与分析

2.1 不同烤烟品种的主要数量性状与产量产值

分别于打顶后 10 d按行业标准测定各品种的农艺性状。其中,中部叶面积=叶长×叶宽×0.6345;上部叶开片度=叶宽 /叶长×100%。各品种主要农艺性状与经济指标见表 2。

2.2 主要数量性状与烟叶产量间的灰色关联分析

各数量性状与烟叶产量的关联度分析结果列于表3。由表 3中的数据可以看出,上中等烟比例(H7)与烟叶产量关联度最大,达到了0.5127,其次为上部叶开片度 (H6),达到了 0.4542,往后依次为株高(H1)、节距(H3)、茎围 (H2)、中部叶面积 (H5)、叶片数 (H4)。可见 ,上中等烟比例和上部叶开片度对于提高烟叶产量极为重要。同时从分析的数据可以看出,叶片数对烟叶产量的提高似乎关系不大,这与他人的研究结果不一致。这主要是因为目前烟株留叶数基本维持在 18～ 22片,烟农在实际生产中已经具有了这种观念,也就是在正常施肥的情况下,基本上都是现蕾后 2～ 3 d进行打顶。本研究中KRK26品种烟叶留叶数较多,这与该品种的基因型有很大的关系。同时,实际生产中往往可以看到,下等烟比例较多的地区,烟叶在田间的长势长相、采收烘烤的鲜烟素质都较差,这在很大程度上导致了烘烤后的烟叶产量与质量的下降。因此,加强烟叶田间管理、减少烟田病害发生率、培育一个强壮的烟株、处理好烟田个体与群体的矛盾、适时进行打顶以提高上部叶开片情况、结合烟叶外观表现及时采收烘烤是提高烟叶上中等烟比例,从而提高烟叶产量的主要技术措施。

表2 各烤烟品种的主要农艺性状与经济指标Tab.2 Main agronomic characters and economic indexes of nine flue-cured tobacco varieties

表3 数量性状与烟叶产量的关联度分析Tab.3 Grey correlation analysis of quantitative traits with leaf yields

2.3 主要数量性状与烟叶产值间的灰色关联分析

表4可见,与烟叶产值关联度最大的是上中等烟比例(H7),其次是上部叶开片度(H6),再往后依次是株高 (H1)、节距 (H3)、中部叶面积 (H5)、茎围 (H2)、叶片数(H4)。可见,与烟叶产量关联度较大的数量性状在一定程度上与烟叶的产值关系也较大。由于目前烟区正在大力推广密集式烤房,同时烟农的烘烤水平也提高了很多,这在很大程度上帮助烟农烤出较好的烟叶。因此,与烟叶产量关系较大的指标同时也与烟叶的产值具有较大的关联度也可以得到一定的验证。

表4 数量性状与烟叶产值的关联度分析Tab.4 Grey correlation analysis of quantitative traits with output value

2.4 新引烤烟品种与对照品种的灰色关联分析

2.4.1 供试品种和对照品种的关联系数

分别按公式(1)和Δ0i(k)=|x0(k)-xi(k)|(1≤i≤ m)对所有数量性状进行供试品种和对照品种关联系数的计算 ,其中 ,Δmax=0.4877,Δmin=0.0046。 计算结果列于表 5。

2.4.2 求关联度

将已求得的关联系数和 Wk值分别代入公式(2)求加权关联度,结果列于表 6。

表5 供试品种与对照品种的关联系数Tab.5 The relational coefficients between varieties tested and the reference

表6 供试品种与云烟 202的关联度及关联序Tab.6 Relational degrees and their ranks between tested varieties and reference variety

之所以选用等权关联度和加权关联度以及求出的两种关联序,是因为各关联系数以等权加和取平均值在反映品种优劣的各性状指标的重要性是不相同的。而根据各数量性状对品种优劣的影响力,赋予各关联系数不同的权重 Wk,则在一定程度上可以全面的解释说明新引品种与参考品种的差异,相似程度高,结果可靠。

由表6的结果可以看出,与对照品种云烟202关联最大的是贵烟4号(Y1),关联度达到了0.8257;其次是云烟97(Y2),关联度达到0.7980;往后依次为中烟 201(Y3)、粤烟 97(Y4)、HY-9-7(Y5)、南江 3号 (Y6)、KRK26(Y7)、K326(Y8)。通过对本文中的数据进行分析结合田间试验的实际情况,可以看出,在 2010年湖南地区烟草生长前期雨水较多从而导致烟株抗逆性差的情况下,与对照品种云烟 202相似程度最大的是贵烟 4号,其次为云烟 97,K326最小。

3 讨 论

综合评价新品种的应用价值,一直是烟草科技工作者的努力方向。以往的研究多利用方差分析和线性回归的方法,对农艺性状、生育期、产量产值、抗逆性等单一性状指标进行品种间的分析和评价,缺乏对多个性状指标的综合评价。运用灰色关联系统中的关联度分析法对烤烟新品种进行评价,通过对几个数量性状的变化来分析其对产量产值的影响,能使各性状得到综合评价。

本研究表明,决定烟叶产量和产值的因素中,上中等烟比例和上部叶开片度起到了至关重要的作用。这也说明了实际生产中,如何发挥烟农潜力以增加烟株上部烟叶的开片情况,从而结合适当的烘烤工艺烤出上中等烟比例较高的烟叶是目前工作的关键环节。而提高烟株上部叶的开片情况需要从田间农艺措施着手,包括前期的适当中耕培土、防治各种病害的发生、适时打顶抹杈以及早采下部烟叶等。决定烟叶产量和产值的性状,在不同的烤烟品种之间有共性,但不同的品种之间又有个性。所以,在烤烟生产措施的应用上,不能一味追求统一的技术标准和方案,应该掌握好与品种相配套的技术措施,才能发挥出品种的最大遗传潜力,获得最佳的经济效益和社会效益。

新引品种与对照品种在数量性状方面的分析可以看出,与对照品种关联最密切的是贵烟 4号,其次是云烟 97,这与当年的气候状况不无关系。由于 2010年湖南地区烟草生长前期雨水太多,导致团棵以前烟株生长十分缓慢,等到烟株进入旺长期以后,烟株又开始大面积发病,尽管及时采取了一些防范措施,但已经对各品种的产量和产值造成了很大的影响。因此,为了彻底探讨出新引品种在各方面的表现与对照品种的具体差距,还需要做进一步的研究工作。

[1]赵立红.8份新引优质烤烟品种资源综评 [J].中国农学通报,2007,23(5):393-395.

[2]张 辉,李群萍,叶红朝,等.国内自育烤烟品种在河南的适应性研究 [J].河南农业科学,2008,(8):49-51.

[3]韦建玉,金亚波,吴 峰,等.烤烟品种 K326、云烟 85及云烟 87的适应性研究 [J].安徽农业科学,2008,36(6):2362-2363.

[4]田景先,黄昌祥,杨天沛,等.不同烤烟品种区域适应性及其品质特征研究 [J].天津农业科学,2009,15(6):23-25.

[5]李 强,王 伟,王亚辉.津巴布韦烤烟品种比较试验[J].中国农学通报,2008,24(2):177-179.

[6]王宇超,朱列书,胡日生,等.新引烤烟品种适应性研究[J].作物研究,2009,23(4):261-264.

[7]袁嘉祖.灰色系统理论及其应用[M].北京:科学出版社,1991.11-34.

[8]许际坤,邵官军,王思远.烤烟栽培新技术 [M].北京:北京农业大学出版社,1993.420-434.

[9]陈海玲,黄金堂,李清华.应用灰色关联分析法评价福建省春花生新品种 [J].江西农业学报,2006,18(5):11-13.

[10]孙正国.应用灰色关联分析法综合评价水稻新品种[J].农业与技术,2005,(1):87-89.

[11]戴红燕,殷显春,蔡光泽,等.灰色关联度分析在高原粳稻新品种评价上的应用 [J].西昌学院学报,2009,23(2):8-9.

[12]邓小华,周冀衡,李晓忠,等.烤烟质量与焦油量的灰色关联分析[J].江西农业大学学报,2006,28(6):850-854.