不同鲜食糯玉米品种主要农艺性状与籽粒产量的灰色关联度分析

林昇平 饶宝蓉 葛名海 刘忠辉 陈泳和 陈琦辉

摘要為探索糯玉米主要农艺性状对籽粒产量的影响，以14个优质鲜食糯玉米为试验材料，对生育期等14个主要农艺性状和籽粒产量进行变异系数分析，并对各性状与籽粒产量进行灰色关联度分析，以期为糯玉米高产育种提供参考。结果表明：籽粒产量及各性状均有不同程度的变异，其中秃尖、轴重、穗位的变异系数较大，有较大的遗传改良潜力;各糯玉米主要农艺性状与籽粒产量的关联度大小顺序为穗重>穗长>株高>穗位高>穗行数>出籽率>轴重>行粒数>生育期>百粒重>轴粗>秃尖长>籽粒深度>穗粗。穗重、穗长、株高和穗位高是影响糯玉米籽粒产量的主要因素，其次穗行数、出籽率和轴重、行粒数等;秃尖长、籽粒深度和穗粗对鲜籽粒产量的影响较小。在鲜食糯玉米育种中，应注重对单穗鲜重、穗长的选择，注意株高等的影响，以提高糯玉米的鲜籽粒产量。

关键词糯玉米;鲜籽粒产量;农艺性状;关联度分析

中图分类号 S513        文献标识码 A         DOI：10.12008/j.issn.1009-2196.2022.01.003

Grey Relational Analysis of Main Agronomic Traits and Grain Yield of Different Fresh-edible Waxy Maize Varieties

LIN Shengping1    RAO Baorong1    GE Minghai1    LIU Zhonghui1    CHEN Yonghe1    CHEN Qihui2

（1. Nanping Institute ofAgricultural Sciences， Nanping， Fujian 354200， China;2. Agricultural and Rural Bureau ofJianyang， Nanping， Fujian 354200， China）

Abstract   To explore the effects of main agronomic characteristics of waxy maize on grain yield， 14 high-quality fresh-edible waxy maize varieties were selected， and their 14 main agronomic traits and grain yields were analyzed by using the coefficient of variation， and the relation between each trait and grain yield was analyzed by using the gray relational analysis in order to provide reference for breeding of high-yield fresh-edible waxy maize varieties. The results showed that the grain yields varied to some extents with all the agronomic traits. The coefficients of variation of barren tip， cob weight， and ear height are rela- tively high， indicating there is a greater potential for genetic improvement. The correlation between the main agronomic traits and grain yield of waxy maize is in the order of ear weight > ear length > plant height > ear height > number of ear rows > number of kernels per cob > cob weight> number of kernels per row > growth period > weight per hundred kernels > cob di- ameter> length of barren tip > kernel depth > ear diameter. Ear weight， ear length， plant height and ear height are the main factors affecting the grain yield of waxy maize， followed by the number of ear rows， number of kernels per cob， cob weight， and number of kernels per row. The length of barren tip， kernel depth and ear diameter have little effect on fresh grain yield. In the breeding of fresh waxy maize， attention should be paid to selection of ear fresh weight and ear length and the impact of plant height to improve the fresh grain yield of waxy maize.

Keywords   waxy corn; fresh grain yield; agronomic traits; correlation analysis

玉米是重要的粮食作物之一，同时也是主要的饲料来源和重要的工业原料，是集果、蔬、饲于一体的经济型专用作物。近年来我国玉米播种面积逐年增长，2019年玉米产量达2.61亿 t。鲜食玉米主要包括甜玉米、糯玉米、甜糯玉米以及少量的笋玉米等[1]。糯玉米具有丰富的营养价值，不仅含有较高的蛋白质，且富含维生素 A、维生素 B1，深受人们的喜爱。近年来的研究主要集中在鲜穗产量上，对玉米鲜籽粒产量的研究鲜见报道。糯玉米籽粒产量受多因素相互作用的影响，明确各因素与籽粒产量的相关性和密切程度，可以有效提高糯玉米品种选育效率[2-3]。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，可去除各性状因单位不同而造成无法比较的因素，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[4-5]。灰色关联度分析在很多作物上均有应用，同时也是辅助玉米育种的重要方法。应用灰色关联度分析筛选影响糯玉米籽粒产量的主导因素，可为高产优质鲜食糯玉米品种选育提供理论参考。本研究探索影响糯玉米鲜籽粒产量的主要因子，以 2020年福建省南平市农业科学研究所玉米联合体区域试验糯玉米组溪口村试点14个参试品种的14个性状为研究指标，采用灰色关联度分析法，对糯玉米杂交种籽粒产量与主要农艺性状之间的关系进行分析，旨在探明各主要农艺性状对糯玉米籽粒产量的影响程度，为本地区糯玉米高产育种提供参考。

1  材料与方法

1.1  材料

1.1.1  试验地概况试验在福建省南平市建阳区童游溪口，海拔135 m，地块平整，地力较均匀，肥力中等，前茬为冬闲田。

1.1.2  试验材料供试材料源于2020 年福建省南平市农业科学研究所玉米联合体区域试验糯玉米组。14个参试品种：农科玉328、京科糯768、京紫糯219、斯达糯50、密甜糯4 号、金糯1813、美玉29号、美玉23号、密甜糯1 号、京糯832、京甜糯807、京科糯837、京科糯337、苏玉糯5 号（ CK ）。

1.2  方法

1.2.1  试验设计按照国家鲜食糯玉米品种试验实施方案，采用随机区组排列，四周不少于4 行的保护行，小区面积24 m2。田间设计为6 行区，行长6.8 m，株行距0.3 m 0.6 m，每行播种21穴，每穴留苗1 株，每667 m2定植3 500株。常规管理。成熟后，在各小区中随机选取10株典型植株，考查株高、穗位、穗长、穗行数、秃尖长、行粒数、百粒重、出籽率等农艺性状，收中间4 行计小区产量（计产面积14.4 m2），后换算成亩产。项目记载严格按《国家玉米品种试验调查标准》执行。

1.2.2  调查项目生育期、株高、穗位高、穗重、穗粗、穗长、秃尖长、穗行数、行粒数、轴粗、轴重、百粒重、籽粒深度、出籽率、鲜籽粒产量。

1.2.3  变异系数分析用 SPASS 软件进行数据的处理和分析[6-7]

1.2.4  各品种14 个农艺性状与鲜籽粒产量的灰色关联系数和关联度分析第一，确定参考数列和比较数列，按照邓聚龙[4]灰色系统理论，将 14 个糯玉米的鲜籽粒产量和14 个农艺性状视为一个系统，确定鲜籽粒产量为参考数列（母系列），记为（ X0）={X0（1 ）， X0（2 ），，X0（k）} （k 为供试材料）;其余14个性状为比较数列，记作 Xi（i=1，2，3 12）即生育期（X1）、株高（X2）、穗位高（X3）、穗重（X4）、穗粗（X5）、穗长（ X6）、秃尖（ X7）、穗行数（ X8）、行粒数（ X9）、轴重（ X10）、轴粗（ X11）、百粒重（ X12）、籽粒深度（ X13）、出籽率（X14），计算各性状与鲜籽粒产量的关联度。关联度大，说明该性状与鲜籽粒产量的关系紧密，对鲜籽粒产量影响较大;关联度小，说明该性状与鲜籽粒产量的关系疏远，对鲜籽粒产量的影响较小。由此可比較各性状间的相对重要性。

第二，数据无量纲化处理，采用公式（1 ）：

式中： Xi（ k）—各原始数据;（Xi—同一性状的平均值; Si—同一性状的标准差。

第三，估算参考数列与比较数列的绝对差值，采用公式（2 ）：

（ 2）关联系数：

式中： min 和 max 分别表示绝对值中的最小值和最大值;ρ 为分辨系数，其意义是削弱最大绝对差值太大引起的失真，提高关联系数之间的差异显著性，0<ρ<1，本文取0.5。

关联度：r0i =1/N ∑L0i（ k）

式中： r0i—子序列i与母序列0 的关联度; N—比较数列的长度（即数据个数）[8]。

2  结果与分析

2.1  变异系数分析

供试材料14个农艺性状测定结果（表1 ）表明，14个玉米品种的籽粒产量及各农艺性状存在丰富的变异[9]。其中，变异系数最大的性状为秃尖长（ X7 ），平均值为 0.44 cm ，变异系数达214.33%，变幅为0～2.6 cm，多数品种都较好，几乎满粒，无秃尖;秃尖较长的有农科玉328、美玉 29号，秃尖长分别为2.6、2.5 cm。其次是籽粒深度（ X13），变异系数为23.69%，平均值为0.63 cm ，变幅为0.4～0.9 cm ，其中籽粒深度最大的品种为农科玉328，籽粒深度最小的品种为京紫糯219和京科糯837。再次是轴重（ X10），变异系数为19.29%，平均值为100.00 cm ，变幅为81～150 g，其中轴重最大的品种为京糯832，轴重最小的品种为京紫糯219。鲜籽粒产量（ X0）的变异系数也较大，为13.91%，平均值为 542.40 kg/667m2，变幅为406.1～651.1 kg/667m2，其中鲜籽粒产量最高的品种为京科糯768，籽粒产量最低的品种为苏玉糯5 号（ CK ）。各性状的变异系数从大到小依次为：秃尖长>籽粒深度>轴重>穗位>鲜籽粒产量>轴粗>穗行数>穗重>株高>百粒重>行粒数>穗粗>穗长>生育期。可以看出，秃尖长、籽粒深度、轴重、穗位、鲜籽粒产量、轴粗的变异系数较大，说明可以通过优良基因的筛选进行良种选育和改善栽培措施等方法，使这些性状获得较大程度的改善;而株高、百粒重、穗长、穗粗和行粒等性状的变异系数相对低一些，这些性状也能通过完善栽培措施等方法获得一定的改良。

2.2  鲜籽粒产量与主要农艺性状的关联系数分析

2.2.1  标准化处理结果为方便比较，应用 DPS 软件进行数据标准化处理，结果见表2。

2.2.2  鲜籽粒产量与各性状的绝对差值利用表

2 的数据，计算出各个糯玉米品种的鲜籽粒产量与 14个农艺性状对应的绝对差值，见表3。其中斯达糯50的鲜籽粒产量与秃尖长（ X7）的绝对差值最小，为 0.003;金糯1813的鲜籽粒产量与穗粗（ X5）的绝对差值最大，为3.417。

2.2.3  鲜籽粒产量与农艺性状的关联系数和关联度以 X0为参考母序列，根据灰色系统理论和方法计算各性状与糯玉米鲜籽粒产量的关联系数和关联度，结果见表4.

依据关联度的大小可以判断出性状对鲜籽粒产量的影响力大小。从表4 可知，穗重（ X4）与糯玉米鲜籽粒产量的关联度最大， r 值为0.856;其次是穗长（ X6）， r 值为0.850;第3 位为株高（X2）， r 值为0.776;第4 位为穗位高（ X3）， r  值为0.759;各主要农艺性状与产量的关联度大小顺序：穗重（ X4）>穗长（ X6）>株高（ X2）>穗位高（X3）>穗行数（ X8）>出籽率（ X14）>轴重（ X10）>行粒数（ X9）>生育期（ X1）>百粒重（ X12）>轴粗（ X10）>秃尖长（ X7）>籽粒深度（ X13）>穗粗（ X5）。根据关联分析原理，与产量关联较紧密的性状是穗重、穗长、株高和穗位高，其次是穗行数 X3、出籽率 X14、轴重 X10、行粒数 X9，再次是生育期、百粒重、轴粗，秃尖长、籽粒深度、穗粗与籽粒产量关系较为疏远。

3  讨论与结论

不同的糯玉米品种在特征特性上具有一定的差异，特别是秃尖的变异系数最大，说明该性状可以改良的潜力较大，这与吕莹莹等[9]、许卫猛等[10]、李新娜等[11]研究相似。在玉米生产实际中，品种各农艺性状因基因型、外界环境因素不同（如不同的栽培条件，不同的管理方法）而有一定幅度的变化，因此可通过优良基因的选择及栽培措施的改善等方法发挥高产玉米品种的增产潜力。相关分析与回归分析等统计方法也能较好地比较各性状之间的关联程度以及对产量的影响大小，但是此方法要求的数据多，导致栽培时需要进行多次重复，增加工作量，而灰色关联度分析方法具有样本数量少、分析方法简便和结果准确等优点，应用领域宽广，得到各领域研究人员的重视和利用[12-13]。很多学者对农艺性状与鲜穗产量的相关性进行分析，因为鲜穗产量高不仅会体现在穗粗、穗重上（如王付娟等[14]认为穗粗、穗行数、穗长是影响产量的主要因素，何代元等[15]认为穗粗、行粒数、穗行数是影响夏玉米产量的主要因子），还体现在轴重与轴粗上（如程芳丽等[16]研究表明，穗轴粗和行粒数与糯玉米产量关联度最大;蔡成雄等[17]研究结果表明，穗行数和穗轴粗与产量的关联度较大）。笔者认为，鲜食糯玉米产量主要还体现在籽粒产量即可食度上，而轴重轴粗虽然有利于鲜穗产量但对实际可食度的作用不大。因此，分析各性状与籽粒产量之间的关联度大小，有利于得到更加确切的结果。而蒋晓芳等[18]  研究表明，穗长是影响糯玉米鲜穗产量的主要因素，出籽率对产量影响较小，这与本研究认为的穗长是一主要影响因素相一致。但本研究认为，出籽率对鲜籽粒产量也存在一定的影响，即存在不完全一致的现象，这与生态气候和参试品种有关。本试验中各性状对糯玉米鲜籽粒产量的影响排在前四位的为穗重、穗长、株高和穗位高，其中穗重、穗长基本与前人研究结果相一致，说明穗重、穗长是影响高产的首要因素，其他如株高、穗位高、出籽率等也是主要的参考因子。本试验对高籽粒产量糯玉米品种选育提供一定的参考依据。

参考文献

[1]   李水琴， 罗吉， 朱志妍， 等. 不同鲜食玉米灌浆期子粒主要营养成分的积累动态[J]. 玉米科学， 2019， 27（2）：77-85.

[2]   吕莹莹， 张萌， 沈丹丹， 等. 几个鲜食玉米新品种稳产性及抗病性分析[J]. 江西农业学报， 2018， 30（4）：54-58.

[3]   马全姿，莫云锦， 侯定基， 等. 糯玉米鲜穗产量与主要农艺性状灰色关联度分析[J]. 现代农业科技 ， 2018（8）：16+21.

[4]   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.

[5]   雷鐵栓. 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.

[6]   冯明光， 唐肩义. DPS 数据处理系统—试验设计、统计分析及数据挖掘[M]. 北京： 科学出版社， 2006.

[7]   余家林. 农业多元试验统计[M]. 北京： 北京农业大学出版社， 1993.

[8]   张中伟， 杨海龙， 付俊， 等. 辽宁地区糯玉米鲜穗产量与农艺性状灰色关联度分析[J]. 作物研究， 2021， 35（1）：80-83.

[9]   吕莹莹， 张萌， 沈丹丹， 等. 玉米区域试验品种产量与穗部性状的相关与通径分析[J]. 华北农学报， 2017， 32（S1）：160-165.

[10]  许卫猛， 魏常敏， 李桂芝， 等. 黄淮海糯玉米新品种主要农艺和产量性状的通径分析[J]. 中国种业， 2017（2）：50-52.

[11]  李新娜， 陈俊霞， 苏文勇. 不同玉米组合穗部性状与产量的相关及通径分析[J]. 农业科技通讯， 2016（4）：37-40.

[12]  侯小峰， 刘静， 王彩萍， 等. 绿豆产量与主要农艺性状的灰色关联分析[J]. 作物杂志， 2015（1）：53-56.

[13]  陈荣丽， 宋文兰， 周胜， 等. 甜玉米鲜穗产量与农艺性状灰色关联度分析[J]. 种子， 2018， 37（9）：92-95.

[14]  王付娟， 库丽霞， 孟庆雷， 等. 鲜食糯玉米农艺性状与鲜穗产量的灰色关联度分析[J]. 中国农学通报， 2007， 23（7）：253-256.

[15]  何代元， 胡宁， 刘经纬， 等. 不同密度下的玉米穗部性状与产量的灰色关联度分析[J]. 农业科技通讯， 2011（4）：73-75.

[16]  程芳丽， 马全姿，莫云锦， 等. 鲜食糯玉米新品种主要农艺性状与产量灰色关联度分析[J]. 农业科技通讯 ， 2019（10）：138-141.

[17]  蔡成雄， 陈荣丽， 周彦民， 等. 糯玉米鲜穗产量与农艺性状灰色关联度分析[J].  中国农学通报 ， 2014， 30（3）：214-218.

[18]  蒋晓芳， 税红霞， 卢庭启， 等. 糯玉米农艺性状与鲜穗产量灰色关联度分析[J]. 安徽农业科学 ， 2016， 44（2）：64-66+70.

（责任编辑林海妹）