烤煙新品種主要數量性狀與產量產值的灰色關聯分析

馮連軍,朱列書,楊 亞,朱靜嫻,劉 偉,楊 威,鄧亞飛

(1湖南農業大學農學院,長沙 410128;2中國煙草中南農業試驗站,長沙 410128)

品種是煙葉產質量的遺傳基礎,優良的品種是煙葉生產的重要條件,是獲得優質煙葉的內在因素[1]。不同烤煙品種對生態環境的適應性不同,在不同的生態條件下其農藝性狀、抗逆性等都有一定的差異。烤煙良種區域試驗是新品種選育和生產推廣的中間環節,其目的是考查新品種在不同地區的產量、品質狀況、農藝性狀表現、工業使用價值。關于烤煙品種數量性狀方面的分析一直為煙草研究者所關注,但以往的研究多集中在數理統計方面如方差分析、回歸分析、線性相關分析等[2～6]。灰色關聯分析法雖在烤煙上有一定的應用,但具體到對烤煙新品種數量性狀的分析和評價方面鮮有報到。灰色關聯分析是描述系統發展過程中因素間相對變化的情況,也就是變化大小、方向及速度等指標的相對性,是對于一個系統發展變化態勢的定量描述和比較[7]。本文以湖南省新引烤煙品種為材料,運用灰色關聯分析法對烤煙主要數量性狀與產量產值間的關系進行分析與評價,以期為品種審定、更新換代、良種推廣及工業合理利用提供科學依據。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

試驗于2010年在湖南農業大學煙草基地進行。前作水稻,土壤類型為粘壤土,肥力中等,無嚴重病史。

所選品種分別是中煙 201、云煙 202(對照)、云煙97、HY-9-7(湖南省選育 )、南江3號、貴煙4號、KRK26(津巴布韋引進)、K326、粵煙 97。試驗田土壤養分狀況詳見表 2。

表1 土壤養分狀況Tab.1 Nutrients status of the soils

1.2 試驗方法

9個品種為處理,每處理 3次重復,共 27個小區,隨機區組排列。四周設保護行,栽培密度為 1.2 m×0.5 m,每小區 60株共 4行,小區面積為 33.60 m2。 采用漂浮育苗,待煙苗長到8片葉時,選取生長一致的煙苗于 2010年 3月 28日移栽。于 2010年 3月 25日施用煙草專用基肥 900 kg/hm2,其 N∶ P2O5∶ K2O=8∶11∶11,結合施用“線芽雙威”防治根結線蟲與地老虎。分別于4月15日 (移栽后15 d左右)和5月3日(移栽后30 d)施用煙草專用追肥 150 kg/hm2和 300 kg/hm2,其 N∶ P2O5∶ K2O=10∶ 0∶ 32。由于 2010年降雨較多 ,煙株出現脫肥現象,故于移栽后45 d左右澆施煙草專用追肥75 kg/hm2。其余田間管理措施均按優質煙葉生產操作規范進行。在打頂后10 d進行各項農藝性狀測定和抗逆性調查,調查項目及標準均按統一規定進行[8]。各項農事操作在同一天內完成,煙葉采收后在同一座烤房烘烤,各處理單獨采收綁桿。烤后單獨存放、分級。按小區計算產量、均價、上中等煙比例。

1.3 數據分析

試驗數據采用 DPS中的灰色關聯分析法和 Excel共同完成。將所測定的各指標看作一個灰色系統,根據因素數列的幾何形狀發展態勢的接近程度來衡量因素間關聯程度的大小。把產量作為參考數列(母序列)x0,烤煙農藝性狀指標為比較數列(子序列)xi,由下面的公式計算不同烤煙品種產量與農藝性狀指標間的灰色關聯系數:

式中:L0i(k)表示在t=k時母序列x0與子序列xi的關聯系數;Δ0i(k)表示k時刻兩比較序列的絕對差,即 Δ0i(k)=|x0(k)-xi(k)|(1≤ i≤ m);Δmax和Δmin分別表示所有比較序列各個時刻絕對差中的最大值和最小值。因為比較序列相交,故一般取Δmin=0;ρ稱為分辨系數,其意義是削弱最大絕對差數值太大引起的失真,提高關聯系數之間的差異顯著性,ρ∈ (0,1),一般情況下取0.1～ 0.5。此時,按下面的公式計算兩序列的關聯度(即兩比較序列各個時刻的關聯系數的平均值):

由上述公式計算出來的關聯度r0i排關聯序。

2 結果與分析

2.1 不同烤煙品種的主要數量性狀與產量產值

分別于打頂后 10 d按行業標準測定各品種的農藝性狀。其中,中部葉面積=葉長×葉寬×0.6345;上部葉開片度=葉寬 /葉長×100%。各品種主要農藝性狀與經濟指標見表 2。

2.2 主要數量性狀與煙葉產量間的灰色關聯分析

各數量性狀與煙葉產量的關聯度分析結果列于表3。由表 3中的數據可以看出,上中等煙比例(H7)與煙葉產量關聯度最大,達到了0.5127,其次為上部葉開片度 (H6),達到了 0.4542,往后依次為株高(H1)、節距(H3)、莖圍 (H2)、中部葉面積 (H5)、葉片數 (H4)。可見 ,上中等煙比例和上部葉開片度對于提高煙葉產量極為重要。同時從分析的數據可以看出,葉片數對煙葉產量的提高似乎關系不大,這與他人的研究結果不一致。這主要是因為目前煙株留葉數基本維持在 18～ 22片,煙農在實際生產中已經具有了這種觀念,也就是在正常施肥的情況下,基本上都是現蕾后 2～ 3 d進行打頂。本研究中KRK26品種煙葉留葉數較多,這與該品種的基因型有很大的關系。同時,實際生產中往往可以看到,下等煙比例較多的地區,煙葉在田間的長勢長相、采收烘烤的鮮煙素質都較差,這在很大程度上導致了烘烤后的煙葉產量與質量的下降。因此,加強煙葉田間管理、減少煙田病害發生率、培育一個強壯的煙株、處理好煙田個體與群體的矛盾、適時進行打頂以提高上部葉開片情況、結合煙葉外觀表現及時采收烘烤是提高煙葉上中等煙比例,從而提高煙葉產量的主要技術措施。

表2 各烤煙品種的主要農藝性狀與經濟指標Tab.2 Main agronomic characters and economic indexes of nine flue-cured tobacco varieties

表3 數量性狀與煙葉產量的關聯度分析Tab.3 Grey correlation analysis of quantitative traits with leaf yields

2.3 主要數量性狀與煙葉產值間的灰色關聯分析

表4可見,與煙葉產值關聯度最大的是上中等煙比例(H7),其次是上部葉開片度(H6),再往后依次是株高 (H1)、節距 (H3)、中部葉面積 (H5)、莖圍 (H2)、葉片數(H4)。可見,與煙葉產量關聯度較大的數量性狀在一定程度上與煙葉的產值關系也較大。由于目前煙區正在大力推廣密集式烤房,同時煙農的烘烤水平也提高了很多,這在很大程度上幫助煙農烤出較好的煙葉。因此,與煙葉產量關系較大的指標同時也與煙葉的產值具有較大的關聯度也可以得到一定的驗證。

表4 數量性狀與煙葉產值的關聯度分析Tab.4 Grey correlation analysis of quantitative traits with output value

2.4 新引烤煙品種與對照品種的灰色關聯分析

2.4.1 供試品種和對照品種的關聯系數

分別按公式(1)和Δ0i(k)=|x0(k)-xi(k)|(1≤i≤ m)對所有數量性狀進行供試品種和對照品種關聯系數的計算 ,其中 ,Δmax=0.4877,Δmin=0.0046。 計算結果列于表 5。

2.4.2 求關聯度

將已求得的關聯系數和 Wk值分別代入公式(2)求加權關聯度,結果列于表 6。

表5 供試品種與對照品種的關聯系數Tab.5 The relational coefficients between varieties tested and the reference

表6 供試品種與云煙 202的關聯度及關聯序Tab.6 Relational degrees and their ranks between tested varieties and reference variety

之所以選用等權關聯度和加權關聯度以及求出的兩種關聯序,是因為各關聯系數以等權加和取平均值在反映品種優劣的各性狀指標的重要性是不相同的。而根據各數量性狀對品種優劣的影響力,賦予各關聯系數不同的權重 Wk,則在一定程度上可以全面的解釋說明新引品種與參考品種的差異,相似程度高,結果可靠。

由表6的結果可以看出,與對照品種云煙202關聯最大的是貴煙4號(Y1),關聯度達到了0.8257;其次是云煙97(Y2),關聯度達到0.7980;往后依次為中煙 201(Y3)、粵煙 97(Y4)、HY-9-7(Y5)、南江 3號 (Y6)、KRK26(Y7)、K326(Y8)。通過對本文中的數據進行分析結合田間試驗的實際情況,可以看出,在 2010年湖南地區煙草生長前期雨水較多從而導致煙株抗逆性差的情況下,與對照品種云煙 202相似程度最大的是貴煙 4號,其次為云煙 97,K326最小。

3 討 論

綜合評價新品種的應用價值,一直是煙草科技工作者的努力方向。以往的研究多利用方差分析和線性回歸的方法,對農藝性狀、生育期、產量產值、抗逆性等單一性狀指標進行品種間的分析和評價,缺乏對多個性狀指標的綜合評價。運用灰色關聯系統中的關聯度分析法對烤煙新品種進行評價,通過對幾個數量性狀的變化來分析其對產量產值的影響,能使各性狀得到綜合評價。

本研究表明,決定煙葉產量和產值的因素中,上中等煙比例和上部葉開片度起到了至關重要的作用。這也說明了實際生產中,如何發揮煙農潛力以增加煙株上部煙葉的開片情況,從而結合適當的烘烤工藝烤出上中等煙比例較高的煙葉是目前工作的關鍵環節。而提高煙株上部葉的開片情況需要從田間農藝措施著手,包括前期的適當中耕培土、防治各種病害的發生、適時打頂抹杈以及早采下部煙葉等。決定煙葉產量和產值的性狀,在不同的烤煙品種之間有共性,但不同的品種之間又有個性。所以,在烤煙生產措施的應用上,不能一味追求統一的技術標準和方案,應該掌握好與品種相配套的技術措施,才能發揮出品種的最大遺傳潛力,獲得最佳的經濟效益和社會效益。

新引品種與對照品種在數量性狀方面的分析可以看出,與對照品種關聯最密切的是貴煙 4號,其次是云煙 97,這與當年的氣候狀況不無關系。由于 2010年湖南地區煙草生長前期雨水太多,導致團棵以前煙株生長十分緩慢,等到煙株進入旺長期以后,煙株又開始大面積發病,盡管及時采取了一些防范措施,但已經對各品種的產量和產值造成了很大的影響。因此,為了徹底探討出新引品種在各方面的表現與對照品種的具體差距,還需要做進一步的研究工作。

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