2011—2021 年安徽省区域试验高密度组参试玉米品种产量及相关性状演变分析

付 华， 李 猛， 刘兴舟， 陈瑞佶， 马桂美， 张 建

（宿州市农业科学院，安徽 宿州 234000）

0 引言

玉米为安徽省第3 大粮食作物，是淮河生态经济带传统农业大县的主要作物之一。安徽省地处南北过渡地段，自然灾害性天气频发，通过加强农田基础设施建设、提高玉米专用机械使用率、落实防治病虫害等措施，提高了玉米产量及品质。提高育种水平，明确育种目标，对当前参试品种的产量及相关农艺性状进行演变分析显得尤为重要，明确促进产量提升的关键因素，对今后玉米持续发展、改善并提高生产效益具有重要意义。本研究通过对2011—2021 年安徽省区域试验高密度组参试品种的产量及相关农艺性状进行分析，总结其变化趋势，为安徽省玉米品种的选育和筛选，提高其竞争力提供参考。

1 材料与方法

1.1 材料

2011—2021 年安徽省区域试验高密度组参试玉米品种共550 个。数据来源于安徽省种子管理总站2011—2021 年区域试验高密度组汇总报告。

1.2 方法

以区域试验高密度组参试玉米品种为研究对象，统计分析参试品种的产量、生育期、株高、穗位高、穗长、穗粗、秃尖长、穗行数、行粒数、千粒质量、出籽率、空秆率和倒伏（折）率。各性状值、相关分析、通径分析通过Excel 软件和SPSS Statistics17.0 软件完成。

2 结果与分析

根据安徽省种子管理总站汇总结果，分析2011—2021 年安徽省区域试验高密度组参试玉米品种产量及相关农艺性状的演变情况，结果如表1 和图1 所示。

表1 2011—2021 年安徽省区域试验高密度组参试品种产量及相关农艺性状统计Tab.1 Yield and related agronomic traits of maize varieties in high density group of regional trials in Anhui Province from 2011 to 2021

由表1 可知，近11 年安徽省区域试验高密度组参试的玉米品种间产量及相关农艺性状变异幅度较大，变异系数1.39%～93.21%。其中，生育期、株高、穗长、穗粗、穗位高、穗行数、行粒数、出籽率和千粒质量变异幅度不大，变异系数均在9.00%以内，秃尖长、空秆率、倒伏（折）率、产量及较郑单958 增产比例变异幅度较大；变异系数最大的是空秆率，达93.21%，其次是倒伏（折）率的变异系数是79.88%，较郑单958 增产比例变异系数是60.02%。14 个农艺性状的偏度有8 个性状为正值、6 个性状为负值。近年来安徽省区域试验高密度组参试的玉米品种产量在逐步提高，多数参试品种的产量高于所有参试品种产量的平均值。

由图1 可知，2011—2021 年安徽省区域试验高密度组参试玉米品种产量呈现稳步上升趋势，与穗行数、行粒数、穗长和出籽率的演变趋势一致，生育期、株高、穗位高、穗粗、秃尖长、空秆率和倒伏（折）率等呈现下降趋势，与产量的不断提高也具有直接关系，这充分说明多种农艺性状之间的综合表现对玉米增产有直接的关系。也进一步证明育种家的育种水平也在不断地提高。

2.1 主要性状间相关性分析

分析550 个参试品种产量与农艺性状的相关性（表2），进一步说明各个农艺性状与产量的关系。研究表明，各农艺性状与产量的相关系数由大到小依次为穗粗>行粒数>穗长>出籽率>千粒质量>穗位高>生育期>株高>穗行数>倒伏（折）率>空秆率>秃尖长。其中，穗粗、行粒数、穗长和出籽率与产量呈极显著正相关，千粒质量、穗位高、生育期和株高与产量的相关性不显著，穗行数、空秆率、倒伏（折）率和秃尖长与产量呈负相关。分析相关系数的显著水平发现穗粗、行粒数、穗长、出籽率和千粒质量等与550 个品种产量的相关性较高，而穗行数与产量的相关性不高。

表2 2011—2021 年安徽省区域试验高密度组参试玉米品种主要农艺性状相关分析Tab.2 Correlation analysis of main agronomic characters of maize varieties in high-density group of regional trials in Anhui Province from 2011 to 2021

2.2 产量影响因素通径分析

由于玉米产量受多种因素影响，并且不同性状之间还存在相互作用，导致相关系数的大小不能完全反映各性状对产量贡献的重要性，因此要进一步分析其对产量构成的重要性，对产量和主要农艺性状进行通径分析，以研究各性状对产量的贡献效应。

以产量为主变量，其他性状为自变量，进行通径分析，估算各性状对产量的直接影响效应。通过Kolmogorov-Smirnov Test大样本检测模型，对产量进行检验，结果表明产量Y服从正态分布。生育期X1、株高X2、穗位高X3、穗长X4、穗粗X5、秃尖长X6、穗行数X7、行粒数X8、出籽率X9、千粒质量X10、空秆率X11和倒伏（折）率X12与产量Y进行逐步回归分析。随着自变量被引入回归方程，回归方程的相关系数R和决策系数R2逐步增大（表3），可知逐步引入的自变量对产量Y的促进效应逐步增加。

表3 回归系数及模型Tab.3 Regression coefficients and models

本研究中模型6 的决策系数R2=0.999 最大，表明逐步回归引入的自变量最大化，剩余因子0.032，该值较小，说明以上6 个方面对玉米产量的影响是非常大的。模型6 最优化，与调查数据的拟合度最好，其中穗粗X5、穗长X4、穗位高X3、行粒数X8、空秆率X11和株高X2的引入对产量有统计学意义，因此，产量与各性状的最优回归方程为

由表3 中标准系数（直接通径系数）可知，6 个性状对产量的直接作用大小为行粒数X8>穗长X4>穗粗X5>穗位高X3>空秆率X11>株高X2，行粒数、穗长的直接通径系数较大，相关系数也较大，说明行粒数与穗长对产量的贡献率作用最大，因此增加穗行数和行粒数，提高千粒质量对提高玉米产量有直接的显著作用。

3 讨论与结论

玉米在国民经济发展和农业生产中占有重要地位，是世界上最重要的粮、经、工、饲兼用作物，对保障粮食安全起着举足轻重的作用[1-2]。随着养殖业和玉米深加工业的发展，市场对玉米的需求量日益增加，在可耕地面积有限的情况下，如何提高玉米总产量，未来发展方向主要还是通过改良栽培技术和培育新品种。

玉米产量性状是多个农艺性状共同作用和共同影响的多基因控制的数量性状，各农艺性状之间相互联系和制约，所以研究各个农艺性状对玉米产量的直接影响具有重要意义[3-6]。玉米育种现阶段的首要目标是高产，玉米产量是多种农艺性状和环境互作的结果，产量的提高更多地依赖遗传改良，一个或少数几个性状的选择对产量的遗传增益不大，选育高产品种时，应该重点关注产量主导因素，同时要兼顾各种性状的协调作用[7]。分析不同年代普通玉米产量等性状的遗传增益发现，我国玉米产量每年增益值逐渐减小，而美国杂交种适应不断增长的种植密度形成明显的产量增益，这与我国2009 年以前种植密度逐渐增加，2010—2017 年种植密度并未明显增长有关[8-11]。2011—2021 年，除出籽率增长趋势不明显外，穗行数、行粒数、穗长的演变与产量均呈逐渐增加的趋势，这个结论与柳家友等[12]、税红霞等[13]、顾万荣等[14]、李清超等[5]及贾晓军等[15]的研究结果一致。生育期、株高、穗位、穗粗、空秆率及倒伏（折）率均呈逐渐下降的趋势，这与目前育种方向是一致的，与产量的逐渐增长也是密不可分的。本研究结果表明，倒伏（折）率与产量呈不显著负相关，这与白向历等[3]的研究结果是一致的；株高、穗位与产量呈正相关，但不显著，通径分析结果表明，株高、穗位直接影响产量，这与周旭梅等[4]、石桂双等[16]的研究结果一致；空秆率与产量呈负相关，但相关不显著，与周旭梅等[4]、贾亚涛等[17]的研究结果一致。因此，在育种实践中，适当地增加株高，降低穗位，有利于玉米产量的提高。

玉米产量性状是一个比较复杂的数量性状，影响玉米产量的因素很多，除了品种自身的因素外，外界环境（施肥水平、栽培方法和气象因子等）对其有着重要的影响。因此，为了减少误差，保证产量数据服从正态分布，应尽量选择相同气象条件和栽培条件下的试验数据进行相关分析和通径分析。