李爱国 宋晓霞 张文斐
(河南省漯河市农业科学院,漯河 462300)
灰色关联度分析法[1]是一种常用的分析性状间关联度的方法,目前已被广泛应用于作物指标评价[2]、性状关联分析[3]、气象灾害对作物产量的影响[4]、新品系(种)的早期评判[5]、品种生态布局[6]、生产成本收益评价[7]等方面。小麦产量是多种因素共同作用的结果,对品种进行评估,实质上也就是要把各因素(或性状)本身所反映的灰色信息通过一定的数学手段进行量化,从而使人们在整体上对品种有一个比较客观的认识和准确的把握[3]。漯麦26是漯河市农业科学院以漯麦9 号(国审麦2008007)为母本、周麦22(国审麦2007007)为父本进行杂交,利用系谱法选育而成的小麦新品种,目前已完成试验程序,即将通过国家审定。2017 年5 月申请植物新品种权保护,公告号CNA019005E。现利用灰色关联度分析方法,对其参试期间(2016-2019 年度)的汇总数据进行分析,弄清其主要农艺性状与产量之间的关系,进而为建立针对性的高产高效栽培模式,充分挖掘漯麦26 高产稳产潜力提供理论依据。
1.1 试验材料 漯麦26 相关数据来源于2016-2017 年度小麦国家区试品种报告[8]、2017-2018 年度小麦国家品种区试报告[9]、2018-2019 年度国家冬小麦黄淮南片水地组品种区域试验总结[10]。
1.2 试验方法及性状调查 区域试验(区试)、生产试验(生试)均采用多点试验,最终汇总65 点次,涉及28 个试点。其中,区试第1 年(2016-2017 年度,区试1)汇总22 个试点、区试第2 年(2017-2018 年度,区试2)汇总21 个试点,生产试验(2018-2019年度)汇总22 个试点。汇总试点详细信息如表1所示。
表1 漯麦26 参试期间(2016-2019 年度)汇总试点信息
同一试点内,采用完全随机区组设计,全区收获。其中,区域试验3 次重复,小区面积不小于13.3m2,生育后期防虫不防病;生产试验2 次重复,小区面积不小于150m2,田间肥水管理同当地大田生产。农艺性状调查按照“农作物品展区域试验技术规程(小麦)”附录记载标准进行记载。为考察漯麦26 在各试点的分蘖及成穗情况,特引入分蘖力和成穗力两个指标。其中,分蘖力=最高群体/基本苗;成穗力=有效穗/基本苗。
1.3 数据转换 为便于统计分析,抽穗期以3 月31日、成熟期以5 月20 日记为0,之前记为负值,之后记为正值。如某品种3 月30 日抽穗、5 月29 日成熟,其抽穗期、成熟期分别记为-1、9。
1.4 数据分析 灰色关联分析按照李爱国等[3]方法计算各农艺性状与产量的关联系数及关联度(ri),并进行排序。所有的数据计算及分析均在Excel 2007 中进行。
2.1 漯麦26 在各试点的主要农艺性状表现 漯麦26 参试期间(2016-2019 年度)在各试点的主要农艺性状表现为:产量6229.5~10936.5kg/hm2,平均8380.0kg/hm2,变异系数12.98%;抽穗期4月9-25 日;成 熟 期5 月24 日 至6 月9 日;全 生育期203~246d,平均226.9d,变异系数4.33%;株高61~88cm,平均76.6cm,变异系数7.58%;分蘖力3.3~6.7,平均5.0,变异系数16.25%;有效穗439.5 万~756 万/hm2,平 均 为595.5 万/hm2,变 异系数10.34%;成穗力1.5~3.0,平均2.3,变异系数14.80%;成穗率28.0%~68.4%,平均44.7%,变异系数17.33%;穗粒数28.1~48.8,平均35.9,变异系数10.08%;千粒重35.2~51.9g,平均43.6g,变异系数7.67%。其中,成穗率的变异系数最大(17.33%),分蘖力次之(16.25%),千粒重和株高的变异系数较小,分别为7.67%、7.58%。
2.2 漯麦26 主要农艺性状与产量的灰色关联分析 根据灰色系统理论,把产量作为参考数列,记作X0′(k)。把抽穗期(X1)、成熟期(X2)、生育期(X3)、株高(X4)、分蘖力(X5)、有效穗(X6)、成穗力(X7)、成穗率(X8)、穗粒数(X9)、千粒重(X10)等与产量相关的性状作为比较数列。将3 年65 点次数据整理转换后(性状值为各试点年度平均值)按试点首字母拼音排序(同表1),如表2 所示。
根据表2 中的数据,依据公式:Xi(k)=[′(k)-]/Si标准化数据。其中,Xi(k)为各性状的标准化值,为 各性状的平均数,Si为各性状的标准差。其次,根据标准化处理结果,按照公式Δ0i(k)=∣X0(k)-Xi(k)∣(i=1,2,……m;k=1,2,……,n),计算比较数列与参考数列的绝对差值。本文中m为性状数,n为试点数。最后,按照公式ξ0i(k)=[Δ(min)+ρ×Δ(max)]/[Δi(k)+ρ×Δ(max)]计算各试点各主要农艺性状与产量的关联系数。其中,Δ(min)、Δ(max)分别表示比较序列与参考数列的绝对差值的最小(大)值,本文中Δ(min)=0.004,Δ(max)=2.967,分辨系数ρ取值范围为(0,1),本文取值0.5。计算结果如表3 所示。
表2 2016-2019 年度漯麦26 在各试点主要性状表现
按照灰色关联分析,各性状的重要性以关联度(ri)表示,关联度大的表示该指标重要性高,关联度的序列变化表示着构成性状各因素的重要性的变化[1]。根据公式ri=ξ0i(k)/N,计算比较数列与参考数列的平均关联度(ri)。结果显示:漯麦26 的10 个主要农艺性状与产量的关联度(表4)大小依次为:穗粒数(0.7517)>有效穗(0.7501)>成熟期(0.7448)>千粒重(0.7282)>生育期(0.7256)>抽穗期(0.7235)>成穗力(0.7163)>成穗率(0.7092)>分蘖力(0.7015)>株高(0.6988)。这表明穗粒数、有效穗、成熟期和千粒重对漯麦26 的产量影响较大,其他性状对产量的影响相对较小。
当前,小麦生产依然面临需求增长、种植面积总体下降、气候变化等重大挑战。高产稳产仍是今后一段时间内小麦生产的主要着力方向。高产示范创建就是根据品种特点,提出针对性的解决方案,进而充分发挥品种的高产稳产潜力,达到以点带面的示范效果。李爱国等[3]研究表明,与产量关联度较高的农艺性状主要有:有效穗(0.8739)、穗粒数(0.7865)、千粒重(0.7586)、容重(0.7151)等,株高(0.6555)等性状与产量的关联度相对较小。雷加荣等[11]研究发现,产量三要素中,与产量的关联度大小依次为千粒重(0.7368)、穗粒数(0.7278)、有效穗(0.6771)。
表3 漯麦26 各试点主要农艺性状与产量的灰色关联系数
表4 漯麦26 各主要农艺性状与产量的灰色关联度(ri)
本研究结果表明,在10 个主要农艺性状中,有效穗、穗粒数、千粒重等与产量之间的关联度虽然与前人的研究排序不太一致,但这3 个因素与产量的关联度均相对较高,这与前人的研究结果基本一致。尤以穗粒数对漯麦26 的产量形成影响最大,其他性状对产量的重要程度由大到小依次为有效穗、成熟期、千粒重、生育期、抽穗期、成穗力、成穗率、分蘖力和株高。除株高外的9 个性状与产量的关联度都在0.7 以上。今后在漯麦26 的高产示范及推广应用中,应制定针对性的栽培措施以稳定穗粒数,充分发挥其高产稳产潜力。