普通玉米高产品种产量与主要农艺性状的灰色关联度分析

陈 灿，林秀芳，陈勤平，叶万典

（广西农业科学院贺州分院/贺州市农业科学研究所，广西 贺州542813）

在生活水平日益改善的今天，作物高产仍是不变的主题，实现玉米增产也不例外。影响玉米增产的因素很多，既有各农艺性状的直接影响，也有其相互作用的间接影响。因此，探讨影响玉米产量的各农艺性状的主次关系就显得十分重要。相比方差分析、回归分析等常规分析方法，灰色关联度分析具有计算简单、样本范围不限、能克服单位不同、数值不一、比较困难的弊端等优点。目前，应用该方法研究广西省生态区玉米产量与主要农艺性状相关关系的报道较少[1]，而且已有研究也存在样本数量少、材料代表性不强、研究结果与当前育种目标脱节等问题。为了探明广西省生态区玉米产量与主要农艺性状之间的关系，研究以2008～2012年广西普通玉米区试中一年两季平均产量大于7 500 kg/hm2的37个玉米品种为研究对象，运用灰色关联度分析法，摸清高产产品种产量与各农艺性状的内在联系及密切程度，为指导玉米高产育种和品种改良提供一定的理论依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料

以桂0716、GD0818、XQ-2 等37个玉米杂交种为研究对象，利用广西省近5年月日（2008～2012年）普通玉米区域试验数据为资料。

1.2 试验方法

（1）根据灰色系统理论原理[2]，将株高（X1）、穗位高（X2）、穗长（X3）、穗粗（X4）、穗行数（X5）、秃尖长（X6）、百粒重（X7）、出籽率（X8）等8个性状数列设为比较数列，产量（X0）设为参考数列。

（2）采用数据标准化对原始数据进行转换，转换值Xi（j）’=（Xi（j）-X（j））/S（j），Xi（j）表示第i个品种第j个性状值，X（j）表示所有品种第j个性状的平均值，S（j）表示所有品种第j个性状的标准差，其中i=1，2，3，…，37；j=1，2，3，…，8。

（3）求参考数列与比较数列的绝对差值△i（j）=|Xi（0）-Xi（j）|。

（4）求灰色关联系数ζi（j）=（m in（△i（j））+ρmax（△i（j））/（△i（j）+ρmax（△i（j）），ρ 为分辨系数，取ρ=0.5。

（5）求灰色关联度rj=（∑(N)i=1ζi（j））/N，N 表示样本个数，N=37。

2 结果与分析

2.1 高产普通玉米品种的各性状表型数据分析

由表1 可知，广西省高产玉米品种株高适中（均值为265.8 cm），穗位偏高（109.4 cm），果穗粗长，百粒重较大（32.7 g），出籽率较高（83%），秃尖较短（1.5 cm）。各性状的变异系数大小顺序为：秃尖长＞穗位高＞穗行数＞株高＞百粒重＞穗长＞穗粗＞出籽率＞产量。其中，秃尖长的变异系数最大（41.76），说明材料之间差异显著，改良空间较大；其次是穗位高（13.54）、穗行数（9.25），说明这两个性状材料之间的差异也较大，可以通过降低穗位高，增加穗行数起到一定改良的作用；其他各性状变异系数较小，说明对其改良的空间有限。

表1 高产普通玉米品种各性状表型值

2.2 玉米产量与主要农艺性状的关联度分析

由表2 可知，8个农艺性状与产量的关联度大小顺序为X4＞X7＞X5＞X6＞X8＞X1＞X3＞X2。其中，X4（穗粗）与产量的关联度最大，说明其对产量的影响最大，关系最密切，实现玉米增产必须保证有较粗的果穗；X7（百粒重）、X5（穗行数）与产量的关联度也较大，分别为0.693 2、0.683 1，说明其对产量的影响也较大，在玉米育种与品种改良中要注重选择籽粒较重，穗行数较多材料；X2（穗位高）与产量的关联度最小，说明穗位高对产量影响最小，这可能与当前高产玉米品种穗位普遍偏高有关，穗位偏高易造成植株倒伏，不利于增产，因此通过降低穗位可以获得一定的增产空间；X3（穗长）与产量的关联度也较小，说明当前高产玉米品种穗长比较适宜，通过增加穗长实现进一步增产的潜力较小，而且与穗粗是一对相互制约的性状，因此这两个性状的选择必须兼顾，控制在一个适宜的范围内。对这37个高产玉米品种进行回归分析得出，与产量的相关系数大小依次为X4＞X7＞X5＞X2＞X1＞X8＞X3＞X6（具体过程略），其结果与灰色关联度分析结果趋势基本一致，说明灰色关联度分析的结果客观真实。

3 结论与讨论

表2 普通玉米产量与8个农艺性状的关联度及排序

该研究应用灰色关联度对高产玉米品种的主要农艺性状进行了分析，结果表明，8个农艺性状与产量的关联度大小顺序为：穗粗＞百粒重＞穗行数＞秃尖长＞出籽率＞株高＞穗长＞穗位高，其中以穗粗、百粒重、穗行数对产量的影响较大。这说明在玉米高产育种与品种改良工作中，要选择果穗较粗（大于5.00 cm）、籽粒较重（百粒重大于32 g）、穗行数较多（14～16行），同时降低穗位，减少秃尖长，其他各性状保持当前水平，可以实现进一步的增产。

关于运用灰色关联度研究玉米产量与主要农艺性状之间的相关关系的报道较多，影响产量的最主要的因子也不完全一致。解松峰[3]、李伟忠[4]、柳延涛[5]、汪燕芬[6]、王付娟[7]、李永洪[8]等人研究结果一致认为穗粗与产量的关联度最密切，这与该研究结果一致。但是其他研究结果并不都如此，有的认为穗长对产量的影响最大[9-14]，有的认为百粒重与产量关系最密切[15-18]，还有的认为行粒数与产量的关联度最大[19-20]。尽管结果不一样，但是多数研究者结果表明，穗长、穗粗、百粒重3个性状多数排在前3 位，是构成产量最主要因子，这也与实际育种经验相一致。

灰色关联度分析是研究系统发展动态量化的一种有效方法，不同的生态条件、时间、材料都会改变与产量之间的关联度次序。这也说明了以上研究者的结果各不相同的原因。玉米区试品种代表当前生态区玉米育种的最高水平，其中的高产普通玉米品种（产量大于7 500 kg/hm2）反映玉米区试中的最高水平，并与当前广西省玉米育种产量目标定位（7 500 kg/hm2）相吻合[21]，说明该样本材料代表性较强且符合育种实际目标，同时其结果与回归分析基本一致，起到了相互佐证的作用，因此该研究结果对于指导广西生态区高产玉米育种有一定的指导意义。

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