玉米雜交組合主要性狀與產量的相關和通徑分析

卓越

摘要[目的]篩選影響玉米穗粒質量的主要因子，為高產雜交組合選育提供參考。[方法]以81個參試玉米雜交新組合為研究對象，對主要性狀進行相關分析和通徑分析，建立多元線性回歸方程。[結果]禿尖長、穗軸質量、穗長、百粒質量和行粒數變異系數較大，百粒質量、株高、穗位高、生育期、穗軸質量、穗周長和行粒數與穗粒質量極顯著、顯著正相關。穗粒質量與穗位高、生育期、穗軸質量、穗行數、行粒數和百粒質量多元直線正相關。[結論]選擇雜交新組合，應將百粒質量放在首位，關注行粒數、生育期、穗軸質量和穗位高。

關鍵詞夏玉米；農藝性狀；產量；相關分析；通徑分析

中圖分類號S513文獻標識碼

A文章編號0517-6611（2015）07-055-03

玉米是世界上最重要的糧經飼兼用作物。前人研究結果表明，玉米穗粒質量是微效多基因控制的數量性狀，受多個農藝性狀的共同作用、共同影響[1-2]。受有關單位的委托，2014年楊柳農業科學實驗站進行了夏玉米組合比較（2組）、組合鑒定和生產試驗。筆者以參試雜交組合為研究對象，對主要性狀等進行相關分析和通徑分析，建立了多元線性回歸方程，篩選了影響穗粒質量的主要因子，旨在為高產雜交組合選育提供參考。

1材料與方法

1.1材料

供試材料由山東冠豐種業、河南地神種業提供，共81個雜交新組合，以鄭單958、先玉33為對照（表1）。行距60 cm，留苗75 000株/hm2。

1.2試驗設計試驗處理設計見表1。

1.3試驗方法

試驗于2014年6～9月在楊柳農業科學實驗站同一塊地進行，土壤砂姜黑土，粘壤土，肥力中等。小麥收獲后旋耕，基施28-6-6復合肥600 kg/hm2。6月18～19日播種，9月17～25日相繼成熟，10月7日收獲。田間管理按高產田要求進行，肥水充足。7月31日遇雨追施尿素225 kg/hm2。6月22日、7月8日和8月2日微噴3次，每次微噴30 min左右，相當于15～20 mm降雨量。6月20日乙草胺封閉，6月29日丁·莠定向噴霧除草，7月27日人工拔草。7月10日、7月28日用氰戊樂果、辛硫磷防治害蟲。

收取中間2行計產。試驗期間調查生育期，吐絲后每小區取10株測定株高、穗位高，收獲時取10個果穗，風干后測定穗長、穗周長、禿頂長、穗軸質量、穗行數、行粒數和穗粒質量。

1.4數據處理

數據采用各組合的平均值，運用Excel 2003和DPS v7.05軟件進行數據處理，計算變異系數、相關系數和通徑系數。分析時，以穗粒質量為應變量，記作Y，其他各性狀為自變量，即株高（X1），穗位高（X2）、生育期（出苗-成熟，X3）、穗長（X4）、穗周長（X5）、禿尖長（X6）、穗軸質量（X7）、穗行數（X8）、行粒數（X9）、百粒質量（X10）。

1.5氣候特點

濉溪縣屬暖溫帶半濕潤季風氣候區。2014年夏玉米生長季節氣溫持續偏低，降水量先少后多，旱澇交替，光照不足。6月中旬至9月下旬平均氣溫24.8 ℃，比歷年平均值（25.4 ℃）低0.6 ℃；積溫2 783.6 ℃·d，比歷年平均值（2 848.2 ℃·d）少64.6 ℃·d。降水量518.5 mm，比歷年平均值（528.4 mm）少9.9 mm，總量正常。6月中旬至7月下旬降水持續偏少，僅降水100.7 mm，比歷年平均值少213.5 mm，造成苗期干旱，幼苗生長緩慢，甚至部分死苗，抽雄提前。8月下旬降水102.8 mm，比歷年平均值多55.7 mm；9月中下旬降水178.2 mm，比歷年平均值多141.9 mm；2次田間積水2 d以上，形成澇漬。日照時數563.7 h，比歷年平均值（725.3 h）少161.6 h。夏玉米灌漿期低溫多雨寡照，對干物質積累不利。

2結果與分析

2.1主要農藝性狀及產量表現

性狀的變幅和變異系數越大，表明相應指標選擇的范圍越廣，潛力越大[3]。主要農藝性狀變異系數大小為：禿尖長>穗軸質量>穗長>百粒質量>行粒數>穗位高>株高>穗行數>穗周長>生育期（表2）。禿尖長、穗軸質量、穗長、百粒質量和行粒數的變異系數均大于10%，說明通過雜交改良和改善栽培措施等方法使這些性狀得以較大程度提高；而穗位高、株高、穗行數、穗周長和生育期等性狀的變異系數相對較低，這些性狀也能通過人工雜交和栽培措施等獲得一定的改善[4]。因此，在玉米新組合選育中，應重點關注禿尖長、穗軸質量、穗長、百粒質量、行粒數和穗位高等。

2.2農藝性狀與產量的相關性

相關分析是了解各性狀間是否相關及相關的性質（正或負相關）、密切程度。結果表明，百粒質量、株高、穗位高、生育期、穗軸質量、穗周長與穗粒質量極顯著正相關，行粒數與穗粒質量顯著正相關。相關程度大小為：百粒質量（r=0.673 3）>株高（r=0.532 4）>穗位高（r=0.432 9）>生育期（r=0.388 9）>穗軸質量（r=

0.322 5）>穗周長（r=0.311 7）>行粒數（r=0.221 4）。農藝

性狀間的相關程度為：株高與穗位高、穗軸質量、百粒質量極顯著正相關；穗位高與百粒質量極顯著正相關，與穗周長顯著正相關；生育期與穗周長、百粒質量極顯著正相關，與行粒數顯著負相關；穗長與行粒數極顯著正相關；穗周長與穗行數、百粒質量顯著、極顯著正相關，與行粒數極顯著負相關；禿尖長與行粒數極顯著負相關，穗行數與行粒數、百粒質量極顯著、顯著負相關（表3）。性狀間的相互作用關系復雜，既有相輔相成也有相互制約，某一性狀的加強常伴隨一些性狀作用的加強和另一些性狀作用的削弱。在玉米高產育種中應注意選擇百粒質量、穗軸質量高，株高、穗位適中，生育期長，穗粗，行粒數多的玉米材料[5]。同時兼顧生育期、穗周長、穗行數與行粒數，百粒質量與穗行數互相制約的關系。

2.3多元回歸方程的建立

以穗粒質量為應變量進行逐步回歸分析，建立多元線性回歸方程如下：

Y=-228.11+0.214 9X2+1.252 2X3+0.480 8X7+3.553 1X8+2.232X9+3.048 3X10

相關系數R=0.843 4，F值為31.629 5，達極顯著水平，說明建立的回歸方程是可靠的。與相關分析比較顯示，株高、穗周長被踢出多元相關序列，而穗行數則被引入方程。偏相關系數大小為：X10（r=0.691 4）>X9（r=0.563 8）>X8（r=0.356 6）>X3（r=0.227 3）>X7（r=0.219 6）>X2（r=0.190 4）。經t檢驗，置信度大于90%。

2.4主要農藝性狀與產量的通徑分析

通徑分析是在相關分析基礎上，進一步研究因變量與自變量之間的數量關系，并將相關系數分解為直接作用和間接作用，以揭示各個因素對因變量的相對重要性。玉米主要性狀對穗粒質量的通徑系數見表4。決定系數為0.711 4，剩余通徑系數為0.537 2。

2.4.1百粒質量的產量效應。百粒質量對產量的直接通徑系數最大（P=0.703 6）。通過其他性狀對產量的正、負向間接作用相互較平衡，總間接作用為-0.030 3。說明百粒質量對穗粒質量的效應來自其本身，直接選擇效果較好，選擇百粒質量大的雜交組合容易獲得高產，與周旭梅等[6]的研究結果一致。

2.4.2行粒數的產量效應。行粒數對穗粒質量的直接通徑系數（P=0.439）較大。通過生育期、穗軸質量對產量的正向間接效應不足0.02，而通過生育期、穗行數和百粒質量對產量有不同程度的負向間接效應，總間接作用為-0.217 6，抵消直接作用的49.57%。行粒數與產量的相關系數（r）為0.221 4，達顯著水平。說明行粒數對穗粒質量的正效應來自其本身，直接選擇效果較好[7]。

2.4.3穗行數的產量效應。穗行數對產量的直接效應P=0.248 3。通過穗位高、生育期和穗軸質量對產量起正向的間接效應很小，而通過行粒數、百粒質量對產量起負向的間接效應較大，總間接作用為-0.293 5，與直接作用幾乎相抵。以致穗行數與穗粒質量的相關系數很小。因此，對穗行數選擇時，要兼顧百粒質量、行粒數的負向作用[8]。

2.4.4生育期的產量效應。生育期對穗粒質量的直接作用較小（P=0.148 5），占相關系數的38.18%，以間接作用為主。其中，通過穗位高、穗行數和百粒質量有不同程度的正向間接效應，而通過穗軸質量、行粒數有不同程度的負向間接效應，總間接作用為0.240 5。生育期與穗粒質量極顯著正相關。因此，選擇生育期長的雜交組合容易獲得高產。

2.4.5穗軸質量的產量效應。穗軸質量對穗粒質量的直接作用較小（P=0.131 6），占相關系數的39.58%，以間接作用為主。其中，通過穗位高、穗行數、行粒數和百粒質量有不同程度的正向間接效應，而負向間接效應只有通過生育期一個因子，且較小，總間接作用為0.200 7。穗軸質量與穗粒質量極顯著正相關。因此，選擇穗軸質量高的雜交組合容易獲得高產。

2.4.6穗位高的產量效應。穗位高對穗粒質量的直接作用較小（P=0.115 8），占相關系數的26.75%，以間接作用為主。通過其他因子有不同程度的正向間接效應，總間接作用為0.317 1。因此，適當增加穗位有助于提高產量[9]。但穗位并非越高越好，否則潛在倒伏的危險。選擇時要兼顧抗倒性。

3結論與討論

3.1玉米各性狀變異系數和相關性分析表明，禿尖長、穗軸質量、穗長、百粒質量和行粒數變異系數較大。百粒質量、株高、穗位高、生育期、穗軸質量、穗周長和行粒數與穗粒質量極顯著、顯著正相關。

3.2玉米主要性狀對產量的通徑分析玉米產量除受自然環境影響之外，遺傳因素占有很重要的地位，特別是玉米數量性狀間的相互作用對籽粒產量有重要影響。分析表明，玉米穗粒質量與穗位高、生育期、穗軸質量、穗行數、行粒數和百粒質量多元直線正相關。在玉米雜交組合選擇過程中，應將百粒質量放在首位，其次是行粒數、生育期、穗軸質量和穗位高。對穗行數選擇時，要兼顧百粒質量、行粒數。

3.3雜交新組合選育參數高產雜交組合要有較高的百粒質量、穗位、穗軸質量、行粒數、穗行數以及較長的生育期。目前淮北地區玉米雜交組合產量要達到9 000～10 500 kg/hm2，選擇參數為：穗位高104 cm，生育期91 d，穗軸質量20 g，穗行數16行，行粒數30粒，百粒質量32 g。

參考文獻

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