玉米表觀性狀的相關性分析

張 正，楊 睿，董春林，常建忠，張彥琴

（1.山西農業大學山西有機旱作農業研究院，山西太原030031；2.黃土高原東部旱作節水技術國家地方聯合工程實驗室，山西太原030031；3.有機旱作山西省重點實驗室，山西太原030031）

山西地勢復雜，南北長，東西窄，地跨6個緯度，玉米種植生態區豐富，品種選擇性大。前人對山西玉米種植區劃已有很多研究。羅守德等[1]在1984年對山西省玉米栽培氣候區劃進行了研究，將全省劃分為5個種植農業氣候大區13個氣候區和22個農業氣候亞區；徐桂玲等[2]將山西省玉米種植生態區域劃分為3個大區和8個亞區；賈明進等[3]將山西省春玉米種植區劃分為4個生態區和10個亞區；郝建平在2002年又綜合提出4大區8個亞區的區劃方案；2015年張彥良[4]將山西玉米種植區劃分為6個生態區；田彩梅[5]研究發現，山西玉米種植區劃呈現多樣性且差異明顯；楊志躍[6]依據山西省各地區的熱量資源將全省玉米種植生態區劃分為6個大的種植生態區；閆會平[7]采用衛星定位系統（GPS）與溫度自動記錄儀將全省玉米劃分為7個一級生態種植區。現行的山西玉米種植區域劃分按照山西省玉米品種試驗方案可分為春播特早熟Ⅰ區、春播特早熟Ⅱ區、春播早熟區、春播中晚熟區和南部復播區。山西省玉米春播特早熟Ⅱ區，積溫在2 100～2 550℃，同東北第三、四積溫帶相同；山西省玉米春播特早熟Ⅱ區種植面積較小，但全國種植面積相對較大，約177萬hm2。《中華人民共和國種子法》規定，同一適宜生態區玉米品種可實行引種備案制度，對山西省玉米春播特早熟Ⅱ區玉米的研究可以為全國同一適宜生態區的相關研究提供理論依據。

玉米產量是一種數量性狀，由基因和環境因素共同影響[8]。宗憲春等[9]研究發現，玉米田養鵝處理會對穗粒質量與穗行數、百粒質量之間的相關關系產生明顯影響。劉華濤等[10]研究表明，抽雄期的株高及穗期增長量與產量呈顯著正相關。王懷鵬等[11]研究表明，葉面噴施硅肥對玉米株高、穗位高影響不明顯，但可顯著降低植株重心高度。衛勇強等[12]研究表明，種植密度是影響玉米產量的關鍵因素，其中密度對株高的影響最大。祁麗婷等[13]研究表明，相同種植密度下，不同行距對玉米產量具有一定影響。關于產量的表型構成因素，前人研究結果表明，玉米株高是形成產量的基礎[14]，玉米穗高系數與產量呈正相關、與抗倒性呈負相關[15]，玉米果穗的穗長、穗行數和百粒質量性狀對玉米單株產量起決定作用，且與品種適應性呈正相關[16]。賈亞濤等[17]研究發現，行粒數、出籽率與產量呈極顯著正相關，禿尖長、穗行數與產量呈顯著正相關。肖俊夫等[18]研究表明，葉面積與產量呈正相關。翟廣謙等[19]研究表明，株高整齊度與穗長、行粒數、穗粒數、單穗質量和穗粒質量均呈極顯著正相關，與禿尖長呈極顯著負相關。相關系數是用以反映變量之間相關關系密切程度的統計指標[20]，通過研究不同指標間的相關關系，選擇某一指標時，可以預測該指標對其他指標的影響[21]。

本試驗對2014—2019年山西玉米特早熟Ⅱ區陽曲試驗點區域試驗數據進行分析，旨在研究相同種植密度下影響產量構成因素之間的相關性，為玉米新組合篩選提供一定理論依據。

1 材料和方法

1.1 試驗地概況

試驗地位于山西省陽曲縣東凌井鎮河村，海拔1 274 m，年有效積溫2 350℃。

1.2 試驗材料

供試材料為參加2014—2019年山西省玉米特早熟Ⅱ區區域試驗的玉米新組合，共97個。

1.3 試驗設計

試驗采用隨機區組設計，3次重復，小區面積20 m2，5行區，行長8 m，行距0.5 m，保苗密度為6.75萬株/hm2，四周設有4行保護行。后期管理同大田。

1.4 測定項目及方法

在玉米植株生理成熟后，分別在每小區內取中間1行連續10株測定株高與穗位高；玉米收獲時，取中間3行稱質量，從收獲穗中選取10穗進行考種，測定穗長、穗粗、穗行數、行粒數、百粒質量。所選考種穗單穗平均質量與3行收獲行單穗平均質量相同。

1.5 數據分析

采用Excel 2007進行數據處理，利用SPSS軟件對測定數據進行相關性分析。

2 結果與分析

2.1 玉米主要農藝性狀相關性分析

以玉米植株性狀為因變量、穗部性狀為自變量進行相關分析，結果表明（表1），株高與穗位高、穗高系數、穗長、穗行數、百粒質量呈正相關，其中，與穗位高呈極顯著正相關，與穗高系數和百粒質量呈顯著正相關；與穗粗、穗大小、行粒數和穗粒數呈負相關，但均不顯著。

表1 產量構成因素間的相關性分析

穗位高與穗高系數、穗長、穗大小、穗行數、百粒質量和穗粒數呈正相關，其中，與穗高系數呈極顯著正相關，與百粒質量呈顯著正相關；與穗粗和行粒數呈負相關，但均不顯著。

穗高系數與穗長、穗行數、百粒質量、穗粗、穗大小、行粒數和穗粒數呈正相關，其中，與百粒質量呈顯著正相關。

穗部性狀中，穗行數與百粒質量呈負相關，但不顯著；其余性狀間均呈正相關，其中，穗長與穗粗、穗大小呈極顯著正相關，穗粗與穗大小呈極顯著正相關。

2.2 玉米主要農藝性狀偏相關性分析

2.2.1 株高、穗位高與穗部性狀的偏相關性分析以穗高系數為控制變量，株高、穗位高與穗部性狀的偏相關性分析結果表明（表2），穗位高與百粒質量呈正相關，與其余穗部性狀均呈負相關，但均不顯著；株高與百粒質量呈正相關，與其余穗部性狀均呈負相關，但均不顯著。穗部性狀中，百粒質量與穗粗、穗行數和穗粒數呈負相關，但均不顯著。

表2 株高、穗位高與穗部性狀的偏相關性分析

2.2.2 株高、穗高系數與穗部性狀的偏相關性分析

以穗位高為控制變量，株高、穗高系數與穗部性狀的偏相關性分析結果表明（表3），株高與除百粒質量外的其余穗部性狀均呈負相關，但均不顯著；穗高系數與所有穗部性狀均呈正相關，但均不顯著；百粒質量與穗行數呈負相關，但不顯著。

表3 株高、穗高系數與穗部性狀的偏相關性分析

2.2.3 穗高系數、穗位高與穗部性狀的偏相關性分析 以株高為控制變量，穗高系數、穗位高與穗部性狀的相關性分析結果表明（表4），穗位高與百粒質量呈負相關，但不顯著；穗行數與百粒質量呈負相關，但不顯著；穗高系數、穗位高與其余穗部性狀（百粒質量除外）均呈正相關，但不顯著。

表4 穗高系數、穗位高與穗部性狀的偏相關性分析

3 結論與討論

玉米生產中除產量因素外，抗倒性是品種優劣的主要考察因素，而玉米穗高系數可以合理評價抗倒性的強弱。本研究河村試驗點6 a間玉米穗高系數在0.30～0.38，玉米倒伏在試驗點中極少發生，倒伏較嚴重的一次發生時穗高系數為0.38，與前人研究結果一致[10]。

玉米育種技術經過多年發展，玉米單倍體育種技術已經成熟，基因編輯技術在玉米育種上愈加完善，但玉米新品種的初步選擇還是通過育種家對新組合的田間直觀表現來評價。植株性狀與穗部性狀均是第一手判定資料，但單個個體間穗部差異通過肉眼很難判斷。本試驗發現，玉米株高與百粒質量呈正相關，與穗大小和穗粒數呈負相關，這與前人研究結果存在差異[12]，可能是受籽粒種植深淺因素的影響，其還有待進一步研究。玉米穗位高與穗粗、行粒數呈負相關。玉米穗高系數與所有穗部性狀均呈正相關，與前人研究結果相同[10]，可以作為判定豐產性的指標，但玉米穗高系數與抗倒行呈負相關，品種選擇時要根據當地氣候特點及種植習慣合理利用穗高系數。在降低玉米株高的情況下，可以多使用硬粒材料來增加百粒質量以抵消對產量的影響。本研究沒有研究禿尖長、收獲籽粒含水量及出籽率等影響產量的因素。

隨著農業機械化的進一步推廣，玉米籽粒機收在生產中的應用成為一種必然。未來的育種過程中除了考慮產量因素外，籽粒灌漿速率和后期脫水速率也是需要研究的重點。研究玉米表觀性狀、灌漿、脫水和產量間的關系，可以更完善地評價玉米新品種的優劣，更好地選擇適應生產上需要的玉米新品種。