玉米表观性状的相关性分析

张 正，杨 睿，董春林，常建忠，张彦琴

（1.山西农业大学山西有机旱作农业研究院，山西太原030031；2.黄土高原东部旱作节水技术国家地方联合工程实验室，山西太原030031；3.有机旱作山西省重点实验室，山西太原030031）

山西地势复杂，南北长，东西窄，地跨6个纬度，玉米种植生态区丰富，品种选择性大。前人对山西玉米种植区划已有很多研究。罗守德等[1]在1984年对山西省玉米栽培气候区划进行了研究，将全省划分为5个种植农业气候大区13个气候区和22个农业气候亚区；徐桂玲等[2]将山西省玉米种植生态区域划分为3个大区和8个亚区；贾明进等[3]将山西省春玉米种植区划分为4个生态区和10个亚区；郝建平在2002年又综合提出4大区8个亚区的区划方案；2015年张彦良[4]将山西玉米种植区划分为6个生态区；田彩梅[5]研究发现，山西玉米种植区划呈现多样性且差异明显；杨志跃[6]依据山西省各地区的热量资源将全省玉米种植生态区划分为6个大的种植生态区；闫会平[7]采用卫星定位系统（GPS）与温度自动记录仪将全省玉米划分为7个一级生态种植区。现行的山西玉米种植区域划分按照山西省玉米品种试验方案可分为春播特早熟Ⅰ区、春播特早熟Ⅱ区、春播早熟区、春播中晚熟区和南部复播区。山西省玉米春播特早熟Ⅱ区，积温在2 100～2 550℃，同东北第三、四积温带相同；山西省玉米春播特早熟Ⅱ区种植面积较小，但全国种植面积相对较大，约177万hm2。《中华人民共和国种子法》规定，同一适宜生态区玉米品种可实行引种备案制度，对山西省玉米春播特早熟Ⅱ区玉米的研究可以为全国同一适宜生态区的相关研究提供理论依据。

玉米产量是一种数量性状，由基因和环境因素共同影响[8]。宗宪春等[9]研究发现，玉米田养鹅处理会对穗粒质量与穗行数、百粒质量之间的相关关系产生明显影响。刘华涛等[10]研究表明，抽雄期的株高及穗期增长量与产量呈显著正相关。王怀鹏等[11]研究表明，叶面喷施硅肥对玉米株高、穗位高影响不明显，但可显著降低植株重心高度。卫勇强等[12]研究表明，种植密度是影响玉米产量的关键因素，其中密度对株高的影响最大。祁丽婷等[13]研究表明，相同种植密度下，不同行距对玉米产量具有一定影响。关于产量的表型构成因素，前人研究结果表明，玉米株高是形成产量的基础[14]，玉米穗高系数与产量呈正相关、与抗倒性呈负相关[15]，玉米果穗的穗长、穗行数和百粒质量性状对玉米单株产量起决定作用，且与品种适应性呈正相关[16]。贾亚涛等[17]研究发现，行粒数、出籽率与产量呈极显著正相关，秃尖长、穗行数与产量呈显著正相关。肖俊夫等[18]研究表明，叶面积与产量呈正相关。翟广谦等[19]研究表明，株高整齐度与穗长、行粒数、穗粒数、单穗质量和穗粒质量均呈极显著正相关，与秃尖长呈极显著负相关。相关系数是用以反映变量之间相关关系密切程度的统计指标[20]，通过研究不同指标间的相关关系，选择某一指标时，可以预测该指标对其他指标的影响[21]。

本试验对2014—2019年山西玉米特早熟Ⅱ区阳曲试验点区域试验数据进行分析，旨在研究相同种植密度下影响产量构成因素之间的相关性，为玉米新组合筛选提供一定理论依据。

1 材料和方法

1.1 试验地概况

试验地位于山西省阳曲县东凌井镇河村，海拔1 274 m，年有效积温2 350℃。

1.2 试验材料

供试材料为参加2014—2019年山西省玉米特早熟Ⅱ区区域试验的玉米新组合，共97个。

1.3 试验设计

试验采用随机区组设计，3次重复，小区面积20 m2，5行区，行长8 m，行距0.5 m，保苗密度为6.75万株/hm2，四周设有4行保护行。后期管理同大田。

1.4 测定项目及方法

在玉米植株生理成熟后，分别在每小区内取中间1行连续10株测定株高与穗位高；玉米收获时，取中间3行称质量，从收获穗中选取10穗进行考种，测定穗长、穗粗、穗行数、行粒数、百粒质量。所选考种穗单穗平均质量与3行收获行单穗平均质量相同。

1.5 数据分析

采用Excel 2007进行数据处理，利用SPSS软件对测定数据进行相关性分析。

2 结果与分析

2.1 玉米主要农艺性状相关性分析

以玉米植株性状为因变量、穗部性状为自变量进行相关分析，结果表明（表1），株高与穗位高、穗高系数、穗长、穗行数、百粒质量呈正相关，其中，与穗位高呈极显著正相关，与穗高系数和百粒质量呈显著正相关；与穗粗、穗大小、行粒数和穗粒数呈负相关，但均不显著。

表1 产量构成因素间的相关性分析

穗位高与穗高系数、穗长、穗大小、穗行数、百粒质量和穗粒数呈正相关，其中，与穗高系数呈极显著正相关，与百粒质量呈显著正相关；与穗粗和行粒数呈负相关，但均不显著。

穗高系数与穗长、穗行数、百粒质量、穗粗、穗大小、行粒数和穗粒数呈正相关，其中，与百粒质量呈显著正相关。

穗部性状中，穗行数与百粒质量呈负相关，但不显著；其余性状间均呈正相关，其中，穗长与穗粗、穗大小呈极显著正相关，穗粗与穗大小呈极显著正相关。

2.2 玉米主要农艺性状偏相关性分析

2.2.1 株高、穗位高与穗部性状的偏相关性分析以穗高系数为控制变量，株高、穗位高与穗部性状的偏相关性分析结果表明（表2），穗位高与百粒质量呈正相关，与其余穗部性状均呈负相关，但均不显著；株高与百粒质量呈正相关，与其余穗部性状均呈负相关，但均不显著。穗部性状中，百粒质量与穗粗、穗行数和穗粒数呈负相关，但均不显著。

表2 株高、穗位高与穗部性状的偏相关性分析

2.2.2 株高、穗高系数与穗部性状的偏相关性分析

以穗位高为控制变量，株高、穗高系数与穗部性状的偏相关性分析结果表明（表3），株高与除百粒质量外的其余穗部性状均呈负相关，但均不显著；穗高系数与所有穗部性状均呈正相关，但均不显著；百粒质量与穗行数呈负相关，但不显著。

表3 株高、穗高系数与穗部性状的偏相关性分析

2.2.3 穗高系数、穗位高与穗部性状的偏相关性分析 以株高为控制变量，穗高系数、穗位高与穗部性状的相关性分析结果表明（表4），穗位高与百粒质量呈负相关，但不显著；穗行数与百粒质量呈负相关，但不显著；穗高系数、穗位高与其余穗部性状（百粒质量除外）均呈正相关，但不显著。

表4 穗高系数、穗位高与穗部性状的偏相关性分析

3 结论与讨论

玉米生产中除产量因素外，抗倒性是品种优劣的主要考察因素，而玉米穗高系数可以合理评价抗倒性的强弱。本研究河村试验点6 a间玉米穗高系数在0.30～0.38，玉米倒伏在试验点中极少发生，倒伏较严重的一次发生时穗高系数为0.38，与前人研究结果一致[10]。

玉米育种技术经过多年发展，玉米单倍体育种技术已经成熟，基因编辑技术在玉米育种上愈加完善，但玉米新品种的初步选择还是通过育种家对新组合的田间直观表现来评价。植株性状与穗部性状均是第一手判定资料，但单个个体间穗部差异通过肉眼很难判断。本试验发现，玉米株高与百粒质量呈正相关，与穗大小和穗粒数呈负相关，这与前人研究结果存在差异[12]，可能是受籽粒种植深浅因素的影响，其还有待进一步研究。玉米穗位高与穗粗、行粒数呈负相关。玉米穗高系数与所有穗部性状均呈正相关，与前人研究结果相同[10]，可以作为判定丰产性的指标，但玉米穗高系数与抗倒行呈负相关，品种选择时要根据当地气候特点及种植习惯合理利用穗高系数。在降低玉米株高的情况下，可以多使用硬粒材料来增加百粒质量以抵消对产量的影响。本研究没有研究秃尖长、收获籽粒含水量及出籽率等影响产量的因素。

随着农业机械化的进一步推广，玉米籽粒机收在生产中的应用成为一种必然。未来的育种过程中除了考虑产量因素外，籽粒灌浆速率和后期脱水速率也是需要研究的重点。研究玉米表观性状、灌浆、脱水和产量间的关系，可以更完善地评价玉米新品种的优劣，更好地选择适应生产上需要的玉米新品种。