甜玉米鲜穗产量与主要农艺性状的灰色关联度分析

陈静 沈生元 谢庆春 袁建华 管晓春

摘要：采用灰色关联度分析方法，对江苏省2006—2014年甜玉米区域试验的47个品种的7個农艺性状与鲜穗产量的关系进行分析。结果表明，甜玉米的农艺性状与鲜穗产量关联度大小依次为株高>穗长>行粒数>穗粗>穗位高>千粒鲜质量>穗行数，其中株高、穗长和行粒数是影响甜玉米鲜穗产量的主要因素。因此，甜玉米新品种的选育，应综合考虑对株高、穗长、行粒数的选择，使玉米株高适中、果穗较长、行粒数较多，从而提高鲜穗产量。

关键词：甜玉米；农艺性状；新品种选育；区域试验；鲜穗产量；灰色关联度

中图分类号： S513.03文献标志码： A

文章编号：1002-1302（2017）10-0048-04

甜玉米营养丰富，口味独特，具有良好的保健功能，可以果蔬两用，日益受到人们的青睐。江苏省甜玉米种植面积约1.4万hm2/年，在改善市民膳食结构和帮助农民致富方面发挥了重要作用[1]。甜玉米用于果穗鲜食或加工，对品质要求十分严格。但是，要获得高收益，产量也不容忽视。近年来，随着市场对甜玉米需求量的不断增加，种植户和加工企业对甜玉米的产量提出了很高的要求。灰色关联度分析法是研究作物多元性状相对重要性的良好方法，可以针对某个因素与其他多个因素进行灰色关联分析，找出其中的主要因素[2-3]。为明确不同农艺性状对甜玉米鲜穗产量构成的相对重要性，本研究以2006—2014年江苏省甜玉米区域试验参试组合为研究对象，对甜玉米品种农艺性状与鲜穗产量的关系进行灰色关联度分析，以期明确各农艺性状在产量构成中的相对重要性，为甜玉米育种提供依据。

1材料与方法

1.1数据来源

分析数据取自江苏省2006—2014年甜玉米区域试验产量及农艺性状汇总结果，共47个参试品种。

1.2性状分析

分析性状为甜玉米鲜穗产量和相关农艺性状。其中，农艺性状包括株高、穗位高、穗长、穗粗、穗行数、行粒数和千粒鲜质量。

1.3分析方法

第一，确定参考数列与比较数列。按照灰色系统理论[2-3]，将47个品种的7个农艺性状视为一个整体，即灰色系统；将鲜穗产量作为参考数列，记为x0，株高、穗位高、穗长、穗粗、穗行数、行粒数和千粒鲜质量作为比较数列，分别记为x1、x2、x3、x4、x5、x6、x7。

第二，对原始数据进行无量纲化处理。采用公式（1）：xi（k）=[xi（k）′-xi]/si，计算出47个品种7个农艺性状的标准化均值。其中，xi（k）为第i个性状第k个品种的标准化均值，xi（k）′为第i个性状第k个品种的表现值，xi为第i个性状值的平均数，si为第i个性状值的标准差，计算结果略。

第三，计算参考数列与比较数列的绝对差值。按照公式（2）：Δxi（k）=∣x0（k）-xi（k）∣，求出每个品种x0与xi对应点的绝对差值。结果表明，Δmin=0.003 8，Δmax=3.107 4，Δmin和Δmax分别为绝对差值Δxi（k）的最小值和最大值，Δxi（k）为第k个品种的参考数列与第i个性状第k个品种比较序列差的绝对值，即参考数列与比较序列的差序列，计算结果略。

第四，计算灰色关联系数。按照公式（3）：关联系数ξi（k）=（Δmin+ρΔmax）/（Δxi（k）+ρΔmax），求得每个品种各个农艺性状与鲜穗产量的关联系数。公式中，ρ为分辨系数，本研究取ρ=0.5。

第五，计算灰色关联度。采用公式（4）：ri=∑ξi（k）/n，求得各个农艺性状与鲜穗产量的关联度。[LM]

2结果与分析

2.1参试品种农艺性状和鲜穗产量表现

由表1可以看出，不同品种之间鲜穗产量存在明显的差异，产量变幅为8 697～13 236 kg/hm2，变异系数为10.73%，说明参试品种之间差异明显。与鲜穗产量相关的7个农艺性状的变异系数存在明显差异，株高、穗位高和千粒鲜质量的变异系数较大，均超过10%。其中，穗位高的变异系数最大，为17.2%，这与参试品种的特性有关，或者因为特殊的气候和地理条件所致。相对而言，穗粗的变异系数最小，仅5.31%。由此可见，穗位高的遗传改良潜力很大，而对穗粗进行遗传改良相对效应不明显。

采用公式（3）求得各农艺性状与鲜穗产量的灰色关联系数列于表2。由表2可以看出，同一品种不同性状间的灰色关联系数不一样；不同品种同一性状间的灰色关联系数也不同。鲜穗产量高的品种的各灰色关联系数并不一定大于产量低的品种，灰色关联系数的值直接取决于参考数列 x0和比较数列xi。[FL）]

2.3鲜穗产量与农艺性状的灰色关联度（r）及排序[HT]

采用公式（4）求得各农艺状与鲜穗产量的灰色关联度，并对大小进行排序，结果列于表3。各农艺性状与鲜穗产量的灰色关联度大小顺序依次为株高>穗长>行粒数>穗粗>穗位高>千粒鲜质量>穗行数。按照灰色关联分析原则，灰色关联度大的数列与参考数列的关系最为密切，灰色关联度小的数列与参考数列的关系较为疏远[4-5]，即灰色关联度越大，因素的相似程度就越高；反之，则越低。在表3中，株高与鲜穗产量的灰色关联度最大（r=0.756 3），其次为穗长（r=0.754 0）和行粒数（r=0.743 3），表明株高、穗长、行粒数与鲜穗产量的关系较为密切，是影响甜玉米鲜穗产量的主要因素。穗行数与鲜穗产量的灰色关联度最小（r=0.656 7），表明穗行数与鲜穗产量的关系相对远。因此，在甜玉米育种过程中应选择株高适中、果穗较长、行粒数较多的品种。

3讨论与结论

甜玉米鲜穗产量由多个相关农艺性状决定，各个性状对产量的影响程度不一，关键是找出其中的主导因素。赵元增等研究认为，影响甜玉米产量的主要因素是株高、穗行数和行粒数[6]；赵福成等研究认为，行粒数、穗长和株高对甜玉米产量的影响较大[7]；胡铁欢研究发现，穗长、穗粗、行粒数与产量的关系最密切[8]；王磊等研究认为，穗长和行粒数是影响玉米产量的主要因素[9]；吴丽丽研究认为，百粒质量、穗长、行粒数与产量的关联度较高，对产量的影响较大[10]；税红霞等研究认为，穗行数、穗长、行粒数是影响产量的主要因素[11]。本研究采用灰色关联度分析法进行分析，结果表明，株高、穗长和行粒数与鲜穗产量的灰色关联作用较大，是影响产量的主要因素，这与有关学者的研究结论基本一致。

本研究仅分析了江苏省近9年来47个甜玉米参试组合与鲜穗产量形成有关的7个农艺性状，还有不少与产量相关的因子尚未列入分析。江苏省区试方案要求统一密度，但是不同密度下的农艺性状对产量的影响不同，不同肥力条件下的农艺性状对产量的影响也不同，甜玉米鲜穗产量与群体结构、光合生理、源库的关系等也有待进一步研究。另外，甜玉米生长周期短、经济价值高，在江苏沿江地区及苏南地区可多季种植，甜玉米生长期间天气变化非常剧烈，对产量也有很大影响。因此，在探讨影响甜玉米鲜穗产量因子的相对重要性时，应将抗逆性、抗病性等指标考虑进来，进一步结合生产实际确定育种目标性状，在提高丰产性的同时，加强品质和抗性选择，实现产量与品质、抗性的协同改进。

灰色关联度分析是描述系统发展过程中因素间变化大小、方向和速度等指标的相对性，其目的是找出系统因素间影响最大的因素，不同时间、地点、环境和品种等因素都可能造成主要因素的改变[12-13]。因此，在应用灰色关联度分析时，应对不同环境条件和不同品种作具体分析。确定紧密关联性状，可以锁定育种主要目标性状，有利于采用相应技术措施，选育适合当地的优良高产甜玉米品种。说明甜玉米新品种的选育，应综合考虑对株高、穗长、行粒数的选择，使玉米株高适中、果穗较长、行粒数较多，这有利于提高鲜穗产量。

参考文献：

[1]纪从亮. 江苏鲜食玉米产业化开发的实践与启示[J]. 江苏农村经济，2015（8）：26-28.

[2]邓聚龙. 农业系统灰色理论与方法[M]. 济南：山东科学技术出版社，1988：39-74.[HJ1.75mm]

[3]雷铁栓. 灰色系统理论在农业上的应用[M]. 郑州：河南科学技术出版社，1996：31-61.

[4]郭瑞林. 作物灰色育种学[M]. 北京：北京林业科技出版社，1995：12-23.

[5]吴敏生，戴景瑞. 灰色系统理论在玉米育种上的综合应用[J]. 华北农学报，1999，14（2）：30-35.

[6]赵元增，牟琪，裴玉荣，等. 甜玉米主要农艺性状的灰色关联度分析[J]. 吉林农业大学学报，1999，21（4）：12-15.

[7]赵福成，朱正梅，段道富，等. 甜玉米雜交种产量相关性状分析与育种选择[J]. 山东农业科学，2007（3）：16-18.

[8]胡铁欢. 不同农艺性状对玉米产量影响的灰色关联度分析[J]. 河北农业科学，2009，13（6）：20-21，45.

[9]王磊，李尚中，赵刚，等. 干旱地区玉米产量性状与产量的灰色关联度分析[J]. 贵州农业科学，2010，38（8）：45-47.

[10]吴丽丽. 玉米产量性状与产量的灰色关联度分析[J]. 黑龙江农业科学，2010（7）：27-29.

[11]税红霞，何丹，王秀全，等. 鲜食甜玉米农艺性状与鲜穗产量的灰色关联度分析[J]. 西南农业学报，2011，24（5）：1656-1659.

[12]王倩，刘卫东，朱士农，等. 茄子营养品质与主要农艺性状的灰色关联分析[J]. 江苏农业科学，2015，43（12）：184-187.

[13]许震寰，韩菊兰，刘静，等. 大花蕙兰杂交种灰色关联分析与评判[J]. 江苏农业科学，2016，44（2）：226-230.