灰色關(guān)聯(lián)度分析在大同市引種馬鈴薯品種上的應(yīng)用

岳新麗，劉貴山，王春珍，陳 云，范向斌，梁秀芝，郭 芳，帥媛媛

（1.山西農(nóng)業(yè)大學(xué)高寒區(qū)作物研究所，山西大同037008；2.五寨縣農(nóng)業(yè)農(nóng)村局，山西五寨036299；3.山西農(nóng)業(yè)大學(xué)果樹(shù)研究所，山西太谷030800）

因馬鈴薯塊莖含有豐富的營(yíng)養(yǎng)成分[1]，馬鈴薯成為繼水稻、小麥、玉米后的第四大主要糧食作物[2-3]。大同市位于山西省北部，海拔較高，氣候冷涼，日照充足，雨熱同季，晝夜溫差大，生長(zhǎng)周期長(zhǎng)，深厚的黃土特別適合馬鈴薯的生長(zhǎng)發(fā)育，具有生產(chǎn)馬鈴薯得天獨(dú)厚的自然條件。隨著國(guó)家馬鈴薯主糧化戰(zhàn)略提出和種植結(jié)構(gòu)的調(diào)整[4-5]，馬鈴薯種植面積增加，馬鈴薯已成為大同市農(nóng)民增收的支柱產(chǎn)業(yè)之一。但主栽品種由于長(zhǎng)期種植退化嚴(yán)重，品種比較單一、淀粉含量相對(duì)低下等，使馬鈴薯產(chǎn)量受到很大影響，嚴(yán)重影響農(nóng)民的經(jīng)濟(jì)效益[6-7]。因此，大量引進(jìn)品種資源，篩選優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)、高淀粉馬鈴薯品種，為大同市馬鈴薯生產(chǎn)提供優(yōu)良品種勢(shì)在必行。

灰色關(guān)聯(lián)分析方法是根據(jù)所研究的因子間動(dòng)態(tài)變化的相似程度來(lái)判斷因子間的密切程度，關(guān)聯(lián)度是反映這種密切程度大小的度量，關(guān)聯(lián)度越大，說(shuō)明因子間變化的勢(shì)態(tài)越接近，其相互關(guān)系越密切[8-9]。灰色關(guān)聯(lián)度分析法在農(nóng)作物新品種鑒定和推廣等方面發(fā)揮了重要的作用[10]。丁品等[11]采用灰色關(guān)聯(lián)度分析法在甜高粱材料中篩選出適合蘭州榆中地區(qū)種植的材料08-2、2043、09-1、雅津43號(hào)。汪文成等[12]采用灰色關(guān)聯(lián)度分析得出，藜麥的干草產(chǎn)量高、適口性好、營(yíng)養(yǎng)價(jià)值高、經(jīng)濟(jì)效益好、綜合表現(xiàn)最好，可以作為高寒地區(qū)飼草種植的優(yōu)質(zhì)品種。對(duì)于馬鈴薯引進(jìn)品種的評(píng)價(jià)，大部分是通過(guò)產(chǎn)量來(lái)篩選優(yōu)良品種，對(duì)其他性狀缺乏評(píng)價(jià)，沒(méi)有將品質(zhì)和其他性狀指標(biāo)結(jié)合起來(lái)分析，導(dǎo)致一些綜合性狀優(yōu)良的品種被淘汰。

筆者2018年對(duì)引進(jìn)的19個(gè)馬鈴薯品種物候期、植株形態(tài)特征、薯塊性狀、產(chǎn)量進(jìn)行測(cè)定，采用灰色關(guān)聯(lián)度分析法對(duì)這些主要數(shù)量性狀進(jìn)行分析，通過(guò)綜合評(píng)價(jià)以期篩選出適宜大同地區(qū)種植的優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)、高淀粉的馬鈴薯優(yōu)良品種。

1 材料和方法

1.1 試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)在懷仁市毛皂鎮(zhèn)高寒區(qū)作物研究所良種廠試驗(yàn)基地（東經(jīng)113°15′42″，北緯39°55′16″）進(jìn)行。該地位于山西省北部，屬黃土高原，海拔1040m，多年平均氣溫5.1～7.5℃，多年平均降雨量370～460mm，日照充足，晝夜溫差大[13-14]。試驗(yàn)田土壤為栗鈣土，土壤肥力中等，前茬作物為大豆。

1.2 試驗(yàn)材料

參試馬鈴薯品種為20個(gè)鮮食品種，莊薯3號(hào)、冀2004-3-8、青薯9號(hào)、冀張12號(hào)、宣薯4號(hào)、大西洋、天薯11號(hào)、中薯1號(hào)、應(yīng)縣紫花、中薯9號(hào)、延薯6號(hào)、冀2004-3-1、中薯18號(hào)、中薯21號(hào)、冀05-191、麗薯6號(hào)、麗薯7號(hào)、5920-1、費(fèi)烏瑞它等19個(gè)品種引自張家口宏基公司。晉薯16號(hào)為對(duì)照品種，為山西農(nóng)業(yè)大學(xué)高寒區(qū)作物研究所2007年審定的品種。

1.3 試驗(yàn)方法

試驗(yàn)采用隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，每個(gè)品種重復(fù)3次，小區(qū)面積為13.34 m2（2.00 m×6.67 m），每小區(qū)100株，四周種植保護(hù)行。2018年5月15日播種，采用人工點(diǎn)播，播種深度5 cm，播種后耱平。

1.4 測(cè)定項(xiàng)目及方法

馬鈴薯生長(zhǎng)期對(duì)每個(gè)品種的物候期、植株形態(tài)特征、塊莖性狀、產(chǎn)量等項(xiàng)目進(jìn)行調(diào)查。每個(gè)小區(qū)隨機(jī)選10株進(jìn)行調(diào)查，取其平均值。產(chǎn)量按小區(qū)總產(chǎn)量計(jì)算。塊莖品質(zhì)測(cè)定包括淀粉和干物質(zhì)含量，淀粉含量測(cè)定采用旋光法測(cè)定，干物質(zhì)含量采用直接干燥法[15]測(cè)定。

1.5 數(shù)據(jù)分析

采用Excel 2007對(duì)相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，用SPSS 20.0進(jìn)行數(shù)據(jù)分析。按照鄧聚龍?zhí)岢龅霓r(nóng)業(yè)系統(tǒng)灰色理論與方法，計(jì)算關(guān)聯(lián)系數(shù)和關(guān)聯(lián)度[16]。

2 結(jié)果與分析

2.1 19個(gè)引種馬鈴薯物候期比較

由表1可知，晉薯16號(hào)、天薯11號(hào)出苗最早，麗薯7號(hào)出苗最遲，二者相差9d。冀2004-3-1現(xiàn)蕾最早，中薯21號(hào)現(xiàn)蕾最遲，二者相差16d。冀2004-3-8和冀2004-3-1開(kāi)花期最早，晉薯16號(hào)開(kāi)花期最遲，二者相差16d。中薯1號(hào)和費(fèi)烏瑞它成熟期最早，青薯9號(hào)成熟期最晚，二者相差24d。中薯1號(hào)和費(fèi)烏瑞它生育期最短，為90d；青薯9號(hào)生育期最長(zhǎng)，為118d。

2.2 19個(gè)引種馬鈴薯植株形態(tài)特征比較

由表2可知，葉色為深綠色的光合作用強(qiáng)，因此，普遍生長(zhǎng)勢(shì)較強(qiáng)。青薯9號(hào)莖色為紫色，應(yīng)縣紫花、麗薯6號(hào)、麗薯7號(hào)、費(fèi)烏瑞它莖色為綠色帶紫，中薯21號(hào)莖色為褐色，冀2004-3-8、宣薯4號(hào)、冀2004-3-1、中薯18號(hào)莖色為綠帶褐色，其余品種均為綠色。莊薯3號(hào)花冠為藍(lán)紫色，青薯9號(hào)、冀張12號(hào)、宣薯4號(hào)、天薯11號(hào)、中薯1號(hào)、應(yīng)縣紫花、中薯18號(hào)、麗薯7號(hào)花冠為紫色，其余品種均為白色。中薯21號(hào)主莖數(shù)最少，為1.2個(gè)，冀05-191主莖數(shù)最多，為3.2個(gè)。冀張12號(hào)分枝數(shù)最少，為0.6個(gè)，冀2004-3-1分枝數(shù)最多，為12.0個(gè)。延薯6號(hào)株高最矮，為45.9 cm，中薯21號(hào)株高最高，為84.6 cm。應(yīng)縣紫花莖最細(xì)，為9.24mm，中薯18號(hào)莖最粗，為15.78mm。

表2 各品種植株形態(tài)特征比較

2.3 19個(gè)引種馬鈴薯塊莖性狀比較

表3 各品種塊莖性狀比較

由表3可知，各品種薯塊性狀、薯皮顏色、薯肉顏色等性狀存在一定差異，所評(píng)價(jià)的品種中薯形有圓形、橢圓形、扁圓形、長(zhǎng)扁圓形、長(zhǎng)橢圓形，薯塊皮色有白色、淡黃色、黃色、紅色，薯肉顏色有白色、淡黃色、黃色，薯皮光滑度有中等和光滑，芽眼深淺有中等和淺。天薯11號(hào)的淀粉含量和干物質(zhì)含量最大，分別為16.49%和22.25%，冀張12號(hào)的淀粉含量和干物質(zhì)含量最小，分別為10.71%和16.47%。

2.4 19個(gè)引種馬鈴薯產(chǎn)量比較

由表4可知，產(chǎn)量最高的中薯21號(hào)，折合產(chǎn)量18700 kg/hm2，較對(duì)照晉薯16號(hào)增產(chǎn)4.59%，其次是應(yīng)縣紫花，折合產(chǎn)量18380 kg/hm2，較對(duì)照晉薯16號(hào)增產(chǎn)2.80%；天薯11號(hào)折合產(chǎn)量18244 kg/hm2，較對(duì)照晉薯16號(hào)增產(chǎn)2.04%；中薯18號(hào)折合產(chǎn)18076 kg/hm2，較對(duì)照晉薯16號(hào)增產(chǎn)1.10%，這4個(gè)品種產(chǎn)量與對(duì)照差異不顯著。其余15個(gè)品種較對(duì)照減產(chǎn)，冀張12號(hào)、5920-1、青薯9號(hào)、宣薯4號(hào)、延薯6號(hào)、大西洋、冀2004-3-8、費(fèi)烏瑞它與對(duì)照差異不顯著，中薯1號(hào)、中薯9號(hào)、莊薯3號(hào)、麗薯7號(hào)、麗薯6號(hào)與對(duì)照差異極顯著。

表4 各品種產(chǎn)量比較

2.5 灰色關(guān)聯(lián)度分析

根據(jù)育種目標(biāo)和生產(chǎn)現(xiàn)狀，選擇主莖數(shù)、分枝數(shù)、株高、莖粗、淀粉含量、干物質(zhì)含量、小區(qū)產(chǎn)量，對(duì)所有品種計(jì)算關(guān)聯(lián)系數(shù)及關(guān)聯(lián)度。根據(jù)關(guān)聯(lián)分析原則，關(guān)聯(lián)度越大的數(shù)列與參考數(shù)列相似程度就越高，也就是關(guān)聯(lián)度越大的品種綜合性狀越好。由表5可知，天薯11號(hào)等權(quán)關(guān)聯(lián)度為0.849，加權(quán)關(guān)聯(lián)度為0.859，綜合性狀最好，產(chǎn)量較高，淀粉含量和干物質(zhì)含量高；中薯21號(hào)等權(quán)關(guān)聯(lián)度為0.795，加權(quán)關(guān)聯(lián)度為0.808，綜合性狀較好，產(chǎn)量最高，淀粉含量和干物質(zhì)含量較高。由此得出，天薯11號(hào)和中薯21號(hào)適合在大同地區(qū)推廣種植。

表5 各品種關(guān)聯(lián)系數(shù)及關(guān)聯(lián)度比較

續(xù)表5

3 結(jié)論與討論

種質(zhì)資源的引進(jìn)、鑒定、創(chuàng)新和利用對(duì)于馬鈴薯育種具有重要作用[17-18]，山西農(nóng)業(yè)大學(xué)高寒區(qū)作物研究所通過(guò)引進(jìn)優(yōu)良馬鈴薯品種，以豐富種質(zhì)資源庫(kù)。灰色關(guān)聯(lián)度分析法是通過(guò)多個(gè)性狀定量分析一個(gè)品種的綜合性能，可以對(duì)一個(gè)品種做出客觀評(píng)價(jià)[19]。解瑋佳等[20]采用灰色關(guān)聯(lián)度分析方法，對(duì)28個(gè)高山杜鵑品種的20個(gè)指標(biāo)進(jìn)行綜合分析評(píng)價(jià)，得出杜鵑品種哈夫丹·萊姆綜合表現(xiàn)最好，且與理想品種的性狀較接近。本研究利用灰色關(guān)聯(lián)度對(duì)19個(gè)引進(jìn)的馬鈴薯品種綜合評(píng)價(jià)，評(píng)價(jià)結(jié)果與各品種的田間實(shí)際表現(xiàn)基本一致。因此，利用灰色關(guān)聯(lián)度分析法對(duì)品種進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)是比較準(zhǔn)確的。

馬鈴薯在大同市有很大的增產(chǎn)空間，在大同市農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中占據(jù)重要的地位[21]。在本試驗(yàn)中，產(chǎn)量排序和多個(gè)性狀綜合分析排序有點(diǎn)差異，因此，產(chǎn)量最高的品種綜合表現(xiàn)不一定最好。本研究表明，天薯11號(hào)等權(quán)關(guān)聯(lián)度和加權(quán)關(guān)聯(lián)度最高，該品種綜合性狀最好；中薯21號(hào)等權(quán)關(guān)聯(lián)度和加權(quán)關(guān)聯(lián)度較高，排在第2位，綜合性狀較好。這2個(gè)品種在大同地區(qū)具有較好的適應(yīng)性，表現(xiàn)為產(chǎn)量高，淀粉、干物質(zhì)含量高，適合大面積推廣種植。中薯18號(hào)、大西洋根據(jù)其產(chǎn)量及綜合性狀表現(xiàn)，考慮將進(jìn)行下一年的品種比較試驗(yàn)。