黑龙江西部半干旱地区玉米产量与农艺性状灰色关联度分析

周长军

（黑龙江省农业科学院大庆分院，大庆 163316）

玉米杂交种的产量是由微效多基因控制的数量性状[1]，在实际生产中，受到品种、土壤条件、气候和栽培方式等多种因素影响。在玉米的育种数据分析中，大部分研究使用回归分析、方差分析、主成分分析等，这些方法大都存在要求大样本量、样本要有较好的分布规律、计算工作量大、可能出现量化结果与定性分析结果不符等缺点[2]。而灰色关联分析计算简单，不需要数据服从一定的概率分布，数据有无规律均可，不会出现量化结果与定性分析不相符的现象，具有良好的稳定性[3]。因此灰色关联度分析在玉米新品种筛选、区域试验和农艺性状相关性分析中得到越来越多的重视和应用[4-6]。黑龙江省是全国粮食主产区，而黑龙江省西部又是黑龙江省玉米的主要产区。本文分析了2019 年黑龙江省东华北中熟春玉米组联合体区试数据，数据对13 个品种的12 个农艺性状与玉米产量进行了关联度分析、排序，进而在育种工作中把握主要性状，使选育工作更加有的放矢，为该地区的玉米育种选择提供理论支持。

1 材料与方法

1.1试验材料供试玉米品种来源于2019 年黑龙江省东华北中熟春玉米组2 区联合体区试的参试组合，品种为FH16、AH691、HYD9、AYH158、FH17、XY510、XY195、XY58、JA021、GYS602、JD627、XX11 及对照品种先玉696，共计13 个品种。

1.2试验设计试验于2019 年在黑龙江省安达市良种场试验基地进行，基地海拔150m，前茬为玉米秋起垄，土壤为黑钙土，地势平坦、土壤肥力中等。试验采取随机区组设计，重复3 次，小区种植面积20m2，行长6m，5 行区，行距0.67m。为确保出苗，播种时每穴3 粒，等行株距种植。保苗密度4500 株/667m2，四周设4 行保护行。大田常规管理。

1.3试验方法试验调查参照《玉米种质资源描述规范和数据标准》[7]：在玉米植株生长期间，分别适时在田间调查记载生育日数、株高、穗位高、大斑病；玉米植株成熟后在每小区取连续10 个正常生长果穗，自然风干后，对穗长、穗粗、秃尖长、穗行数、行粒数、百粒重、出籽率、单穗粒重等性状考种并记录；收获时，收取中间3 行，按照水分含量（14%）折算每hm2产量。

1.4数据分析方法按照邓聚龙[8]灰色系统理论，将12 个玉米农艺性状视为一个灰色系统，每一个性状指标看作灰色系统中的一个因素，即玉米产量为参考数列X0，其余12 个性状为：生育日数X1、株高X2、穗位高X3、大斑病X4、穗长X5、穗粗X6、秃尖长X7、穗行数X8、行粒数X9、百粒重X10、出籽率X11、单穗粒重X12。

2 结果与分析

2.1玉米产量的方差分析13 个玉米品种的产量变幅在8935.5～11319.0kg/hm2之间，产量变化明显，其中产量最高的为GYS602，最低的为JA021，对照先玉696 产量排第10 位。排名前9 位品种的产量与对照先玉696 存在极显著差异（表1），排名前7位的品种之间产量不存在显著差异。

表1 方差分析表

2.2标准化处理数据将参试玉米品种各农艺性状原始数据（表2）进行标准化处理。由于各个性状的量纲不一致，无法进行比较，因此用标准差法对数据进行无量纲化处理，得到标准化处理结果。即用某一品种的某一性状的原始数据减去该性状的平均值，然后再除以该性状的标准差得到的结果就是标准化处理结果（表3）。根据标准化处理结果，进一步求出产量与12 个农艺性状的绝对差值（表4），公式为：Δi（k）=|X0（k）-Xi（k）|，X0（k）为产量的标准化值，Xi（k）为各个农艺性状的标准化值。

灰色关联系数公式：

式中，ρ为分辨系数，取0.5，可计算出各个农艺性状与产量的关联系数。本试验中，max max=|X0（k）-Xi（k）|=3.2146，|X0（k）-Xi（k）|=0.0097，由关联度公式得到该农艺性状与产量的关联度。

2.3产量与各农艺性状的关联度由表5 可见，同一玉米品种不同农艺性状间的关联系数不同，同一农艺性状在不同品种之间的关联系数也不同。按照关联分析原则，农艺性状关联度大的数列与产量数列最为密切，关联度小的数列与产量数列关系较远。从表6 中可以看出产量与12 个农艺性状的关联度从大到小排列为：出籽率＞单穗粒重＞行粒数＞百粒重＞穗行数＞秃尖长＞株高＞穗粗＞穗长＞大斑病＞生育日数＞穗位高。

表2 参试玉米品种的农艺性状

表3 无纲量化数据

表4 产量标准化值与农艺性状标准化值的绝对差值

表5 玉米产量与主要农艺性状的关联系数

表6 各性状与产量关联度及排序

本试验中出籽率（γ=0.7389）与产量的关联度最大，其次是单穗粒重（γ=0.7199）和行粒数（γ=0.7092），关联度都超过0.7；关联度最小的是穗位高（γ=0.5980）；其他农艺性状与产量的关联度均介于0.6～0.7 之间。由此可以推测出籽率、单穗粒重、行粒数对产量的影响最大，穗位高与产量的关系最远，相对于其他性状对玉米产量的影响最小。

3 讨论

灰色关联分析是对一个发展变化系统进行动态量化比较的一种分析方法，在这个变化的系统中，某一性状对玉米产量影响的主要地位也是变化的，因此由于土壤条件、气候因素、栽培方式的不同得到的结果也不尽相同。税红霞等[9]研究认为株高、百粒重、穗粗、穗位高、行粒数对玉米产量的影响较大；李春霞等[10]研究发现生育期与产量的关联度最大；唐海涛等[11]、韩学坤等[12]、连晓荣等[13]的试验结果表明，与玉米杂交种产量相关的性状是单穗粒重。安治良[14]研究认为单穗粒重、百粒重、穗行数、出籽率、穗长对产量的影响较大。由此可以看出，不同地点、不同时间、不同环境和不同品种都可能造成产量的主导因素改变。

本研究认为出籽率与产量的关联度最大，其次是单穗粒重和行粒数，关联度最小的是穗位高，这与前人研究结果大致相同。因此在黑龙江省西部半干旱地区育种过程中，想要培育出产量高的玉米品种，需加强对出籽率、单穗粒重、行粒数的选择。