玉米雜交組合產量與農藝性狀的灰色關聯度分析

劉忠祥，寇思榮，何海軍，王曉娟，周玉乾，李志明，楊彥忠

（甘肅省農業科學院作物研究所，甘肅 蘭州 730070）

雜交玉米的產量是由多種因素共同作用的結果，而各因素對產量影響的主次關系，決定了玉米雜交種的選育方向。玉米雜交組合傳統的評價方法，一般只對產量結果進行數理統計上的方差分析與回歸分析，對與產量有關的其他性狀，如熟期性狀、經濟性狀和農藝性狀等，則常采用直觀分析或平均數統計分析，其分析結果相互獨立，關聯性差。灰色關聯分析是研究作物多元性狀相對重要性的良好方法。與傳統的回歸分析、方差分析、通徑分析等方法相比，灰色關聯分析計算簡單，不要求數據服從一定的概率分布，數據分布有無規律均可，不會出現量化結果與定性分析不相符的現象，具有良好的穩定性。但灰色關聯分析是對一個發展變化系統進行發展動態量化比較的一種分析方法，不同地點、時間、環境和品種都可能造成產量主要性狀的改變。本文應用灰色系統理論關聯度分析法，比較分析了各種因素對玉米子粒產量的影響程度，旨在研究各性狀對產量影響的主次關系，以期為玉米組合鑒定提供理論依據，對參試品種進行客觀評估。

1 材料與方法

1.1 材 料

參試玉米品種有興達72210（V1）、沈單16號（V2）、農大 311（V3）、玉源 205（V4）、甘試 23（V5）、武試 30 號（V6）、海 228（V7）、S0402（V8）、玉源5001（V9）、甘玉 601（V10）、公試 21 號（V11）、隴單020（V12）、CN8706（V13）、武試 0804（V14）、先玉335（V15），以沈單 16 號為對照。

1.2 試驗設計

試驗在甘肅酒泉市農科所、清水縣種子管理站、甘肅省農科院作物所張掖試驗點、武威市農科所、臨夏州農科所、甘農大農學院平涼試驗站、臨洮農校和白銀金穗種業公司8個點露地或覆膜條件下實施。采用隨機區組排列，3次重復，5行區，行長7～10 m，行距 0.6 m，種植密度 4500 株/667m2，收獲時選取每小區中間3行，首尾除去兩株，取周圍沒有缺苗的30株計產，計產時水分標準為14%。各重復間留有走道l m，試驗區四周設有保護行，田間管理同大田。田間及室內進行株高、穗位高、穗長、穗粗、軸粗、禿尖長、穗行數、行粒數、千粒重、出籽率、雙穗率、空稈率、倒伏率、生育期和畝產量等性狀的調查，試驗數據源于2009年甘肅省玉米區試中晚熟A組試驗總結。各供試材料各性狀的調查數據見表l。

表1 玉米雜交組合各因素平均值

2 試驗數據處理及分析方法

2.1 確定參考數列和比較數列

按照灰色系統理論要求，在分析各性狀對產量的影響時，將15個雜交組合的15個主要農藝性狀視為1個灰色系統，以畝產量為參考數列，記為X0；15個參試組合的其他各項性狀指標構成比較數列，記為Xi（i=1，2，3......，n）。各分析性狀株高、穗位高、穗長、穗粗、軸粗、禿尖長、穗行數、行粒數、千粒重、出籽率、雙穗率、空稈率、倒伏率、生育期分別為比較數列 X1、X2、X3、X4、X5、X6、X7、X8、X9、X10、X11、Xl2、X13、X14（表 1）。 當分析其余各性狀之間的相互關系時，各性狀分別作為參考數列和比較數列，即當確定某一性狀為參考數列時，其他性狀為比較數列，通過計算各參考數列與各個比較數列之間的關聯系數和關聯度，可構成關聯矩陣Ri。系統中各因素的關聯系數與關聯度越大，則該因素與產量的相關程度就越高，反之則低。

2.2 對原始數據進行均值化轉化

由于各性狀的量綱不一致，所以必須對原始數據進行無量綱化處理。先分別求出各個原始序列的平均值，再用平均值去除對應序列中每個數據，便可得到新的數據列，即均值化序列（表2）。計算公式為

Xi（k）為第i個性狀第k點的原始數據，X軍i為第i個性狀原始序列的平均值，X′i（k）表示第i個性狀第k點均值化變換后的新數據。

2.3 計算關聯系數

ζi（k）=（Δmin+ρΔmax）/（Δi（k）+ρΔmax），其中表示所有比較序列各個時刻的絕對差中的最小值表示所有比較序列各個時刻的絕對差中的最大值。Δi（k）表示k時刻兩比較序列的絕對差，ρ為分辨系數，本試驗取ρ=0.5。該試驗中最小差值Δmin=0.00046，最大差值 Δmax=4.74214。

2.4 計算關聯度

3 結果與分析

3.1 玉米產量與各主要農藝性狀之間的關系

表2 數據均值化處理結果

表3 產量與各因素的關聯系數

從以上計算結果和表4可知：玉米產量與各農藝性狀之間的關聯度大小順序依次為：生育期（X14）>出籽率（X10）>行粒數（X8）>穗長（X3）>穗粗（X4）>千粒重（X9）>株高（X1）>穗行數（X7）>軸粗（X5）>穗位高（X2）>禿尖長（X6）>雙穗率（X11）>倒伏率（X13）>空稈率（X12）。依照關聯分析原則，關聯度大的數列與參考數列的關系最為密切，關聯度小的數列與參考數列關系則較遠。該分析中，生育期與產量的關聯度最大（r=0.9894），其次為出籽率（r=0.9889），第 3為行粒數（r=0.9835），第 4為穗長（r=0.9796）。說明生育期、出籽率、行粒數、穗長、穗粗、千粒重等因素與產量的關系密切，對產量的構成影響較大。相比之下，玉米的株高、穗位高、禿尖長、軸粗、倒伏率、空稈率對產量的影響較小。

表4 產量與各因素的關聯度及位次

3.2 各農藝性狀之間的相互關系

穗長、穗粗、穗行數、行粒數、千粒重和出籽率通常是構成玉米產量的基本性狀。這些因素又受到其他農藝性狀的影響，關聯度分析結果列于表5。從表5中可以得知，對于每一個產量構成因素來說，各個性狀的關聯序是不同的。（1）株高與其他性狀的主要關聯序為：倒伏率（0.9780）>穗粗（0.9773）>穗長（0.9772）>生育期（0.9765）>穗位高（0.9764），說明植株越高，果穗越大，生育期越長，穗位越高，越容易發生倒伏。（2）穗長與其他主要性狀的關聯順序為：穗粗（0.9846）>生育期（0.9837）>株高（0.9772）>軸粗（0.9771）>千粒重（0.9763）>出籽率（0.9762）。（3）穗粗與其他主要性狀的關聯順序為：穗長（0.9845）>軸粗（0.9840）>穗行數（0.9828）>生育期（0.9812）>株高（0.9773）>行粒數（0.9753）。（4）穗行數與其他主要性狀的關聯度順序為：穗粗（0.9828）>穗長（0.9757）>軸粗（0.9731）>生育期（0.9728）〉出籽率（0.9693）。（5）行粒數與其他主要性狀的關聯度順序為：生育期（0.9885）>出籽率（0.9837）>穗長（0.9759）>穗粗（0.9755）> 千粒重（0.9706）> 株高（0.9701）。（6）千粒重與其他主要性狀的關聯度順序為：生育期（0.9796）>出籽率（0.9782）>穗長（0.9760）>穗粗（0.9721）>行粒數（0.9702）>軸粗（0.9678）。（7）出籽率與其他主要性狀的關聯度順序為：生育期（0.9896）>行粒數（0.9836）>千粒重（0.9784）>穗長（0.9761）>穗粗（0.9749）。

表5 各農藝性狀之間的關聯矩陣R

4 結論

（1）運用灰色關聯度評價雜交組合中影響子粒產量因素是可行的，可以在玉米雜交組合選配中起指導作用。研究結果表明，甘肅省玉米中晚熟產區（年積溫在2700℃以上）對產量影響因素除自然條件外，主要有生育期、出籽率、行粒數、穗長、穗粗、千粒重幾個限制因素。因此，本地區的高產育種應該在生育期、大穗、大粒和適宜株高等性狀上注重選擇。同時，既要注意其他各性狀的重要作用，又要促進它們的協調一致，最大限度地發揮玉米自身的增產潛力。

（2）灰色關聯度分析法其計算簡單明了、結果直觀。分析數據是建立在多性狀定性分析的基礎上，有較強的可比性、可靠性，可以對農作物品種品系和育種材料進行綜合評價，也可以針對某個因素與其他多個因素進行關聯分析，找出其中的主要因素，為選育高產、優質作物品種指明主攻方向，為提出相應的措施提供科學依據。

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