21個玉米品種在魯南地區的適應性評價

張春艷，吳榮華，莊克章，齊孝峰，李新新，李 靜

(臨沂市農業科學院，山東臨沂 276012)

玉米不僅是世界上重要的糧食和工業原料作物，也是重要的飼料及經濟作物，在國民經濟中具有戰略性地位[1，2]。玉米作為我國第一大秋糧作物，其產量高低影響到國家糧食安全和畜牧業的健康發展[3]。

魯南地區位于山東南部，包括日照、臨沂、棗莊、濟寧和菏澤5市，降水豐沛，熱量資源豐富，夏季高溫多雨[4，5]，是山東省主要玉米種植區之一，常年玉米種植面積約133萬公頃，面積大、總產高。由于自然環境和人為因素，品種具有明顯地域性，因此必須對引進品種進行鑒定和綜合評價[6]。品種適應性對玉米產量具有重要作用，除特殊年份受非自然因素影響外，氣候條件對玉米產量影響較大，甚至起著決定性作用[7，8]，因此應該根據魯南地區氣候條件，選擇種植適應性好的玉米品種。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況

試驗在山東省臨沂市農業科學院試驗田進行(118°26′92″N，35°10′83″E)。當地屬暖溫帶季風氣候，常年降水量840 mm左右，無霜期200 d 以上。土壤為潮土，前茬小麥，0～20 cm耕層土壤含全氮127.6 mg/kg、全磷14.25 mg/kg、速效鉀 135 mg/kg、有機質119 mg/kg。

1.2 供試材料

試驗材料為魯南地區主要種植的鄭單985、登海606、農大372等21個品種(表1)。

表1 供試的玉米品種

1.3 試驗設計

試驗采用隨機區組設計，3次重復，每小區5行，行長6.67 m，行距0.6 m，密度67 500株/hm2。2018年6月10日播種，播種前結合整地施用艷陽天復合肥(15-15-15)750 kg/hm2，大喇叭口期施用尿素(含N46%)150 kg/hm2，3葉展時噴施玉米苗后除草劑，病蟲害防控按照當地高產大田進行。

收獲時隨機取10株考種，測定株高、穗位高、穗長、穗粗、禿尖長、穗行數、行粒數、百粒重，于收獲后脫粒測產，并計算玉米出籽率。成熟后取中間3行測產。

1.4 數據處理

采用Excel 2003進行數據統計，采用SPSS 19.0軟件進行相關性分析和主成分分析。計算公式[9，10]如下：

隸屬函數值：

Di=(Xi-Xmin)/(Xmax-Xmin)(i=1,2,3,…,n)

(1)

式中：Xi—第i個因子的得分值；Xmin—第i個因子得分值最小值；Xmax—第i個因子得分值最大值。

權重：

(2)

式中：Wi—第i個因子在所有公因子中的重要程度；Pi—各品種第i個因子貢獻率。

綜合評價：

(3)

式中：D—不同玉米品種綜合評價值。

2 結果與分析

2.1 生育期

21個供試玉米品種生育期為99～111 d，偉科702生育期最長為111 d，魯單9066生育期最短為99 d，21個玉米品種在魯南地區均能正常成熟(表2)。

表2 21個玉米品種的生育期

2.2 農藝性狀及產量

玉米各性狀間有著密切的關系，明確其間的關系對玉米品種的選育具有重要意義[11]。

對21個品種性狀進行比較，株高、穗位最高的是創玉358，分別為306 cm和124 cm，登海618株高、穗位最低，分別為238 cm和75 cm；偉科702的穗長和禿尖長最長，分別為21.2 cm和1.8 cm；穗粗最粗的是良玉99，為62.5 cm；穗行數各品種間差異不大，魯單9066行粒數最大，為38.7粒；出籽率最高的是迪卡517，為89.3%，其次為金博士509、登海618、鄭單309；百粒重最大是登海618，為37.9 g。產量超過10 000 kg/hm2的玉米品種由高到低依次為先玉047、聯創808、偉科702、農大372、浚單20、金博士509、登海618、鄭單958、良玉99、迪卡517(表3)。

表3 21個玉米品種性狀及產量比較

2.3 玉米果穗主要性狀與產量的相關分析

在不同的生態環境下，各農藝性狀對產量的影響存在一定差異，各個農藝性狀間相互影響的程度也不完全相同[12]。對21個玉米品種的產量性狀與產量的相關性進行分析，結果表明，穗長與穗粗之間呈負相關，禿尖長與穗長呈顯著正相關；出籽率、百粒重與產量呈極顯著正相關，相關系數分別為0.601和0.705；產量與穗長、行粒數、穗粗、穗行數和禿尖長的相關系數分別為0.433、0.390、0.342、0.185、-0.147(表4)。

表4 玉米各性狀之間的相關系數

2.4 主成分分析及隸屬函數分析

對21個玉米品種的10個指標進行主成分分析，根據累積貢獻率≥85%的原則取主成分，將原來的10個單項指標轉化為5個新的綜合指標，其中5個主成分的貢獻率分別為29.799%、18.483%、14.377%、12.543%、10.493%，累積貢獻率為85.695%(表5)。第一成分中主要因子包含產量、出籽率、百粒重，穗粒數；第二主成分包含穗長、穗粗、禿尖長；第三主成分的主要因子是株高、穗位；第四主成分中穗行數為主因子。根據貢獻率大小，可知各綜合指標的相對重要程度。前 4個成分包含的9個指標特征值高，包含的信息量大，在10個指標中的重要程度高。根據21個品種的因子得分值，由隸屬函數公式(1)計算出各個品種的隸屬函數值，然后根據各因子的貢獻率由公式(2)計算5個因子的權重，分別為：0.348、0.216、0.168、0.146和0.122。由公式(3)計算出各品種綜合得分，然后根據綜合得分由高到低進行排序(表6)。在21個供試玉米品種中，偉科702得分最高，為0.779，綜合評價排名第一。綜合得分在0.5以上的品種還有迪卡517、聯創808、先玉047、鄭單309、金博士509、登海618、浚單20、鄭單958、登海605、農大372、華美1號、魯單9066。

表5 成份載荷矩陣

表6 21個玉米品種的隸屬函數值及綜合評價結果

3 討論與結論

對于玉米品種的綜合評價，因其農藝性狀指標和產量指標多，而且各個指標間又存在著一定的相關，如果僅根據經驗對其外觀進行直接篩選，會造成一定的片面性。而主成分分析法是各個主因子互不相關的指標體系，各主成分之間相互獨立，可以更加科學準確地評價每個引進品種對本生態區的適應性[13，14]。因此，利用主成分分析法和隸屬函數法來評價玉米品種的適應性，可以避免單一指標評價的片面性，使得評價更趨科學、合理[15]。

在本試驗中，21個玉米品種在魯南地區都能正常完成其生育期。根據21個玉米品種各性狀的相關性分析可以明確與玉米產量密切相關的因子依次是百粒重、出籽率、穗長、行粒數、穗行數。吳榮華等[16]研究認為，對玉米產量影響較大的性狀分別為出籽率、百粒重、行粒數、穗行數、穗長、穗粗。這可能是因為玉米品種、試驗材料的容量、生產條件和生態環境的不同導致的差異。

利用主成分分析和隸屬函數法對21個玉米品種的綜合分析結果表明：偉科702、迪卡517、聯創808、先玉047、鄭單309、金博士509、登海618、浚單20、鄭單958、登海605等玉米品種表現較好，可以在魯南地區推廣種植。

本試驗僅對21個玉米品種的農藝性狀進行相關分析和主成分分析，沒有考慮玉米品種的營養品質和抗病性等性狀，今后還需要進行更深入的研究，使結論更合理、更科學。