用灰色絕對關聯度分析方法探討谷子產量與其它性狀之間的關系

齊光榮 蘇連順 關立 邢璐 李龍

(河南省安陽市農業科學院，河南 安陽 455000)

谷子起源于中國黃河流域，在我國栽培歷史悠久，據考證已有超過7300a的栽培史[1]。作為重要的小雜糧作物，其具有較為突出的耐旱、耐瘠薄的特點，主要分布在西北、華北、東北干旱和半干旱地區[2]。2017年我國谷子種植面積為861千hm2，其中排名前3的地區為內蒙古、山西、河北，播種面積分別為234.4千hm2、199.2千hm2、127.2千hm2。谷子不僅是我國主要糧食作物之一，也是家畜、家禽飼料的重要來源。建國以來，我國各地的育種單位，根據生態條件和栽培制度等特點，通過各種育種途徑，培育出了一大批谷子新品種。這些品種的大面積推廣，對提高產量、改進品質和發展我國谷子生產，發揮了極其重要的作用。然而，在現有品種基礎上進一步提高產量，就需要弄清其限制因素。為此，本文采用灰色絕對關聯度分析方法[3]，對影響谷子公頃產量的因素或性狀進行分析，期望為超高產谷子新品種選育目標的制定提供科學依據。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

選取2020年全國谷子品種區域適應性聯合鑒定試驗華北夏谷區常規組13個參試品種作為試驗材料，分別為“18K3307”、“鄭18-1678”、“K148”、“中雜谷16”、“寶谷935”、“泰谷004”、“濟谷27”、“張雜谷26號”、“豫谷36”、“安17h-8161”、“衡2020-2”、“保316”、“豫谷18”，其中“豫谷18”為對照。

1.2 試驗地點

試驗點共14個，分別為山東省農業科學院作物研究所、泰安市農業科學研究院、淄博市農業科學研究院、河北省農林科學院谷子研究所、滄州市農林科學院、保定市農業科學院、河北省農林科學院旱作農業研究所、邯鄲市農業科學院、河南省農業科學院糧食作物研究所、安陽市農業科學院、洛陽農林科學院、中國農業科學院作物科學研究所、河北科技師范學院分析測試中心、錦州農業科學院。

1.3 分析方法

采用灰色絕對關聯度分析方法。

視夏谷品種各性狀共同構成一個灰色系統，每一個性狀均為該系統中的一個灰元。令公頃產量序列為參考序列，其余各性狀均為比較序列。具體計算與分析步驟如下。

1.3.1 對試驗數據進行無量綱化處理

由于品種的各個性狀表示單位不盡相同，性狀之間無法直接進行比較。所以，要先對原始數據進行無量綱化處理(本文采用零化變換)。計算公式：

xi(k)d=xi(k)-xi(1),k=1,2,…,n

(1)

式中，xi(k)d表示第i個性狀第k個品種的零化變換值；xi(k)表示第i個性狀第k個品種的原始數據值；xi(1)則表示第i個性狀第1個品種的原始數據值。

1.3.2 求各比較性狀與參考性狀零化序列的絕對積分值

(2)

(3)

1.3.3 求各比較性狀與參考性狀零化序列的絕對積分差

(4)

式中，|si-s0|表示各比較性狀與參考性狀零化序列的絕對積分差。

1.3.4 求各性狀與公頃產量的灰色絕對關聯度

(5)

2 結果與分析

2.1 13個谷子品種各性狀和公頃產量的觀察值

表1系13個谷子參試品種的產量以及其它性狀的田間觀察記載值及考種數據。表中各品種公頃產量與其它性狀之間雖然均有一定的對應關系，但卻不能直觀地看出哪些性狀具主要作用，哪些性狀具次要作用。為此，有必要采用灰色絕對關聯度分析方法對其作進一步分析。

2.2 各性狀零化序列值

表2中公頃產量與各性狀零化序列值是零化變換的結果，使得各性狀之間的比較成為可能，這就為公頃產量與其余性狀之間的關系分析奠定了可比較的基礎。

表1 13個谷子品種各性狀和公頃產量的觀察值(14個試點平均值)

表2 14個試點谷子公頃產量和各性狀零化序列值

2.3 各比較性狀與公頃產量零化序列的絕對積分值及絕對積分值差

由表3、4可知，各性狀零化序列的絕對積分值以及各比較性狀與參考性狀零化序列的絕對積分值差大小不一，變化不盡一致，說明不同品種的公頃產量與其各個性狀之間的關系有一定差異，這種差異真實地反應了品種之間的特異性。

表3 各性狀零化序列的絕對積分值

表4 各比較性狀與公頃產量零化序列的絕對積分值差

2.4 各比較性狀與公頃產量的灰色絕對關聯度

表5列出了品種各性狀與公頃產量的灰色絕對關聯度值及其排序。從表5可以看出，千粒重與公頃產量的灰色絕對關聯度最大(0.7324)，其次是成穗率(0.5848)，而株高、穗長、穗粗、單穗重、出谷率與公頃產量的灰色絕對關聯度則大體一致。說明對公頃產量影響最大的性狀是千粒重，其次是成穗率，而其它性狀對公頃產量的影響則較小，并且影響幾乎處于同一個水平。

表5 13個夏谷品種各性狀與公頃產量的灰色絕對關聯度

3 討論

在分析系統因素間關系的強弱、大小和次序時，常常采用灰色關聯度這個參數來描述。該參數所反映的信息可以決定因素的強弱或重要程度。灰色關聯度又包括灰色絕對關聯度、灰色相對關聯度和灰色綜合關聯度。由于這3種灰色關聯度考慮的角度不同，所以3種灰色關聯度值及灰色關聯序的結果并不完全一致。一般情況下，灰色絕對關聯度著眼從絕對量的關系來提出問題和認識問題；灰色相對關聯度是從各時刻(或各品種)觀測數據相對于始點的變化速率來考慮；灰色綜合關聯度則是綜合了絕對量的關系和變化速率的關系之后考慮的。在實際問題中，可根據具體情況選擇其中的一種關聯序。本文采用灰色絕對關聯度分析方法進行分析得出，在夏谷品種與公頃產量有關的千粒重、株高、穗長、穗粗、單穗重、出谷率等6個性狀中，千粒重對公頃產量影響最大，其次是成穗率；而株高、穗長、穗粗、單穗重、出谷率影響則較小。這充分說明，在現有的品種及栽培條件下，要進一步提高產量，谷子新品種選育的主攻目標應該是增加千粒重和提高成穗率，從而加快選育進程，提高育種效率，培育出更多、更好的谷子新品種。