河南省夏大豆新品種產量與主要農藝性狀的灰色關聯度分析

竇士樹，馬海濤，朱紅彩，王玲燕，張素平，李軍利，鄭秋道

(新鄉市農業科學院，河南 新鄉 453000)

大豆起源于中國，是世界四大作物之一。作為優質的植物蛋白資源和健康的食用植物油資源，成為近1個世紀以來發展最快，種植范圍擴展最廣的作物之一。隨著我國居民消費結構升級，對大豆的需求量快速增加，國內產需缺口不斷擴大。在恢復擴大種植面積的同時，努力提高單產，培育高產優質廣適的大豆新品種，對保障國家糧油安全具有重大意義。

大豆產量是受多基因控制的數量性狀，是多個性狀相互作用、相互影響共同作用的結果。經濟產量是由單位面積上的株數、單株粒數和百粒重3個產量因素構成的。這些產量構成因素又與生育期、有效分枝數、株高等農藝性狀存在著密切的關系。明確大豆產量各構成性狀對產量的貢獻大小，對大豆新品種選育和高產栽培有一定的指導作用。產量構成性狀的表現既取決于基因型，又受外界影響較大，通常用生物統計方法難以評價多個性狀與產量的關系；根據灰色系統理論，應用灰色關聯度分析法可以較好地解決這一問題[1-2]。之前，國內外學者對不同品種大豆農藝性狀和產量進行過許多研究[3-9]，發現大豆產量同主要農藝性狀間存在密切關系。但因選用品種、試驗區域生態條件和生產水平不同，結果不盡相同。河南省是全國夏大豆主產省之一，常年種植面積在57萬hm2左右，位居全國夏大豆第2位，但單產低于全國平均水平。為篩選適合河南省種植的高產優質大豆新品種，筆者對河南省夏大豆8個主要農藝性狀與產量結果進行了灰色關聯度分析，以期為河南省篩選高產的夏播大豆品種和品種選育提供理論參考。

1 材料與方法

1.1 材料

以2019年河南省大豆比較試驗普通組的20個參試品種為試驗材料。分別為中豆6301(V1)、周豆46號(V2)、永鵬豆6號(V3)、國豆2號(V4)、洛豆16081(V5)、粟豆8號(V6)、駐豆35(V7)、尚豆1號(V8)、豫豐豆369(V9)、中黃321(V10)、濰豆22(V11)、許豆11(V12)、豫研豆086(V13)、駐豆36(V14)、科豆29(V15)、華育11(V16)、天成4號(V17)、道秋23(V18)、河豆66(V19)、國禾豆1號(V20)。設置8個試驗點，分別為新鄉市農業科學院、河南農業職業學院、新鄉市錦科棉花研究所、洛陽市嘉創農業開發有限公司、開封市通許縣農業科學研究所、河南省許科種業有限公司、南陽師范學院、平頂山市寶豐縣農業科學研究所。

1.2 處理設計

試驗統一采用間比法排列，2次重復，統一供種，行長4 m，行距0.4 m，小區面積8 m2，株距12 cm，3粒擺播，單株留苗，密度為每667 m2種植1.4萬株，播種時留預備苗。收獲時去邊行，實收中間3行，計產面積4.8 m2。收獲前第1重復參試品種小區中間3行隨機取樣10株以備考種，考種性狀包括株高、底莢高、主莖節數、有效分枝數、單株有效莢數、單株粒重、單株粒數、百粒重。對照品種鄭196在有代表性的小區內取樣。

各試驗點均于2019年6月中旬播種，同一試驗在同一天內完成播種工作。田間管理嚴格按照試驗要求進行管理，性狀調查嚴格按照試驗要求進行；收獲時，成熟1個收獲1個，每個材料單獨脫粒、單獨晾曬。

1.3 分析方法

按照灰色關聯性系統理論的要求，將20個大豆品種的農藝性狀作為1個灰色系統，每個性狀看作灰色系統中的1個因素。設產量性狀為參考數列X0；其他農藝性狀為比較數列Xi，其中株高為X1，底莢高度為X2，主莖節數為X3，有效分枝數為X4，單株有效莢數為X5，單株粒數為X6，單株粒重為X7，百粒重為X8，構成原始數據。由于各性狀原始數據單位不一致，不利于直接比較，在進行灰色關聯度分析時，各數據進行標準化處理。

2 結果與分析

2.1 夏大豆各主要農藝性狀

各主要農藝性狀考種結果見表1。用Excel 2019和DPSv 9.50對上述各性狀進行灰色關聯度分析。數據處理采用DPS灰色關聯度分析法，執行灰色關聯度分析時，輸入母序列1，數據轉換選擇標準化，分辨系數取0.5，最小絕對差值選擇No，標準化處理結果見表2。

表1 各品種產量與主要農藝性狀

絕對差值是參考數列與各比較數列之差的絕對值。根據公式△i(k)=∣X0(k)-Xi(k)∣(其中k表示品種代號)。求出表2中Xi與X0對應點的絕對差值，結果見表3。其中最小差值絕對值為0.012 4，最大差值絕對值為3.361 7。

2.2 產量與各性狀的關聯系數和關聯度

關聯系數§i(k)可由下列公式計算：

§i(k)=(Δmin+aΔmax)/(△i(k)+aΔmax)。

式中，§i(k)為產量與各性狀的關聯系數，Δmin為參考數列與各比較數列之差的最小絕對值，Δmax為參考數列與各比較數列之差的最大絕對值，

表2 原始數據標準化處理結果

表3 產量與農藝性狀的絕對差值

△i(k)為參考數列與各比較數列之差對應的絕對差值，a為分辨系數，文中取a=0.5。將表3中相應數值代入公式，§i(k)=(0.012 4+0.5×3.361 7)/(△i(k)+0.5×3.361 7)，計算出產量與其他相關性狀的關聯系數。關聯度是關聯系數的算術平均值，即關聯度=(1/n)Σ§i(k)，n為比較序列的數據個數。分別求出各產量與性狀的關聯度和排序。

從表4可以看出，大豆產量與主要農藝性狀的關聯度大小順序為：有效分枝數(0.737 5)>單株粒重(0.725 7)>單株粒數(0.702 2)>株高(0.690 9)>主莖節數(0.688 8)>底莢高(0.678 9)>有效莢數(0.666 7)>百粒重(0.636 7)。根據關聯度分析原理，灰色系統中各因子的重要性以關聯度表示，關聯度值越大，表示該性狀關聯性越重要，與目標性狀的關系越密切。因此，主要農藝性狀對產量影響因子中，對夏大豆產量影響最大的是有效分枝數，影響較大的是單株粒重、單株粒數、株高和主莖節數，底莢高、有效莢數、百粒重對產量制約力依次變小。在選育適宜河南種植的高產夏大豆品種時，應重點選擇有效分枝多、單株粒重高、單株粒數多、株高適宜的品系。

表4 產量與各性狀的關聯系數和關聯度

3 小結與討論

灰色關聯分析法是對一個發展變化而關系又不十分明朗的系統，進行發展動態量化比較的一種分析方法。在這一變化的灰色系統中，某一因素對其他因素的影響會隨著地點、時間、環境、品種、樣本數量的變化而變化。因此，應用灰色關聯分析法對不同條件下的不同大豆材料應做具體分析，以便采取相應技術措施?；疑P聯度分析克服了僅以產量作為大豆新品系進行評價的片面性，將參試材料的農藝性狀進行綜合比較。該方法具有直觀、準確、便捷等特點。

從結果可以看出，有效分枝數、單株粒重、單株粒數、株高是影響河南省夏大豆產量的主要因素，大體趨勢與汪寶卿等[9]的研究結果相一致。有效分枝數成為主要影響因素可能與本試驗密度不高，有效分枝數的增加促進了單株粒數的增多有關。大豆產量是由多個性狀因素共同作用的結果，同時也受生態條件、氣候因素、生產水平等外界因素影響，對不同生態區域不同品種要做具體分析，以便采取相應的技術措施，選出最主要的性狀和品種。