玉米自交系2408 測配的雜交種產(chǎn)量及農(nóng)藝性狀分析

馬陳宇，劉朝睿，呂建國，周冬艷，葉芝蘭*

（1.大理大學農(nóng)學與生物科學學院，云南大理 671003；2.云南足豐種業(yè)有限公司，云南大理 671003）

隨著畜牧業(yè)和現(xiàn)代工業(yè)的迅速發(fā)展，對玉米的需求呈現(xiàn)出顯著增長趨勢〔1〕。西南地區(qū)作為我國重要的玉米生產(chǎn)區(qū)和消費區(qū)，年均種植面積僅占全國玉米種植總面積的15%，同時還存在玉米深加工程度低、品種單一等問題〔2〕，因此選育高產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)、優(yōu)質的玉米新品種十分重要。

關聯(lián)度分析法簡單扼要，在多個性狀分析的基礎上定量分析，具有較強的可比性和可靠性，能全面覆蓋優(yōu)良的目標性狀，獲得全面、符合客觀實際的結果〔3〕。能評估玉米品種及育種材料，分析某個因素與其他多個因素的關聯(lián)度，找出主要影響因素〔4〕。通過分析玉米相關性狀可以確定育種目標，綜合考慮環(huán)境、氣候、栽培技術條件，明確不同性狀對玉米產(chǎn)量的影響〔5〕，對玉米雜交種選育有一定的指導作用〔6〕。目前該方法在作物研究中已有廣泛應用〔7〕，尤其在玉米產(chǎn)量的研究中，王美霞等〔8〕通過灰色關聯(lián)度分析得出株高、生育期對玉米產(chǎn)量影響較大，穗粗對玉米產(chǎn)量的影響較小；陳良宇〔9〕研究遼寧不同區(qū)域不同農(nóng)藝性狀發(fā)現(xiàn)先玉335 的株高與玉米產(chǎn)量關聯(lián)度最大；葉開梅等〔10〕認為穗位與玉米產(chǎn)量的關聯(lián)度最大，而株高與產(chǎn)量關聯(lián)度最小；王俊花等〔11〕、韓學坤等〔12〕、范繼征等〔13〕均認為單株粒重與玉米產(chǎn)量的關聯(lián)度最大，禿尖長與玉米產(chǎn)量的關聯(lián)度最小。

本實驗以培育優(yōu)良玉米新品種為出發(fā)點，采用灰色關聯(lián)度分析，對106 個雜交玉米組合的產(chǎn)量及產(chǎn)量構成因素進行探究，以期明確產(chǎn)量和性狀的關系，探索不同農(nóng)藝性狀對玉米產(chǎn)量的影響，評價各性狀對玉米產(chǎn)量的貢獻作用，篩選出高產(chǎn)雜交玉米新品種和相應優(yōu)良自交系，為云南省高原玉米的品種選育和推廣奠定基礎。

1 材料與方法

1.1 實驗地概況實驗地位于大理白族自治州巍山彝族回族自治縣，地處云貴高原西部、大理白族自治州南部，海拔1 600～1 800 m。全縣土地總面積2 200 km2，其中山地2 052 km2，占全縣總面積的93.3 %；壩區(qū)土地148 km2，占全縣總面積的6.7 %〔14〕。巍山彝族回族自治縣氣候溫和，年均氣溫14～16 ℃，年均降雨量900 mm 左右，日照充足，屬低緯度亞熱帶氣候地區(qū)，雨熱同期，光照資源豐富〔15〕。土壤為重壤土，有相對適宜的pH 值和速效鉀，且含有利于玉米生長的有機質、磷、堿解氮、硼等〔16〕。

1.2 實驗材料實驗以玉米骨干自交系2408 和其他106 個玉米自交系為材料，將2408 分別和106個玉米自交系進行測配，形成106 組雜交組合（雜交種）。雜交種的對照品種（CK）選用川單99。

1.3 實驗設計實驗采用隨機區(qū)組設計，設3 個重復，小區(qū)長20 m、寬0.8 m，面積16 m2。田間按5 行區(qū)設計種植，等行距種植，株距0.5 m，行距0.8 m。實收中間3 行計產(chǎn)量。四周設置不少于4 行的保護行，種植相對應品種。第1 年，種植骨干自交系2408和另外106 個自交系，并分別進行組間測配，成熟期收獲相應組合的雜交種。第2 年，種植雜交種，測定產(chǎn)量和田間表型，收獲曬干后進行考種。

1.4 調(diào)查統(tǒng)計在第2 年收獲期每小區(qū)取中間2行，從中隨機選取5 株測量穗位高、株高、雄穗分枝數(shù)；并隨機收獲5 株果穗，稱其鮮果質量；晾曬后，進行產(chǎn)量測定和考種工作，包括5 穗干重、穗型、粒型、粒色、軸色、5 穗籽粒重、百粒重、穗長、穗粗、禿尖長、穗行數(shù)、行粒數(shù)、水分含量、出籽率。

1.5 數(shù)據(jù)處理數(shù)據(jù)采用Excel 2016 軟件進行基礎處理與作圖，用SPSSPRO 軟件進行灰色關聯(lián)度分析，SPSS 17.0 軟件進行多重性比較，P＜0.05 為差異有統(tǒng)計學意義。玉米產(chǎn)量根據(jù)小區(qū)干籽粒產(chǎn)量進行計算。計算公式如下：

2 結果

2.1 28 個玉米參實品種的產(chǎn)量比較與分析參實品種中產(chǎn)量超過CK 的組合有27 個。見表1。其中，2635、2709 和2674 產(chǎn)量相對較高，較CK 分別增長了27.67%、27.52%和25.44%，與其他品種的產(chǎn)量差異顯著，有統(tǒng)計學意義（P＜0.01）。2619、2690、2673和2648 的產(chǎn)量次之，較CK 分別增長19.43%、16.91%、14.85%和13.83%；2609、2629、2634、2642與CK 相比增產(chǎn)不到1%。

表1 28 個玉米參實品種產(chǎn)量比較

由表2 方差分析結果可知，區(qū)組間差異不顯著F＝0.09，說明此次實驗科學規(guī)范，數(shù)據(jù)可靠。各處理間差異極顯著（P＜0.01），表明28 個參實品種間差異達到顯著水平。

表2 玉米產(chǎn)量結果方差分析

2.2 28 個玉米參實品種各農(nóng)藝性狀與產(chǎn)量的灰色關聯(lián)度分析以28 個玉米品種的產(chǎn)量作為參考序列，13 個農(nóng)藝性狀作為比較序列，進行灰色關聯(lián)度分析。見表3。灰色關聯(lián)度系數(shù)越大，表明農(nóng)藝性狀與產(chǎn)量的關系越密切；反之，越疏遠。由表3 可知，玉米品種產(chǎn)量與13 個農(nóng)藝性狀關聯(lián)度大小為：株高＞穗粗＞出籽率＞水分＞穗行數(shù)＞行粒數(shù)＞穗長＞穗位＞5 穗干重＞5 穗籽粒重＞百粒重＞雄穗分枝數(shù)＞禿尖，即株高、穗粗、出籽率與產(chǎn)量關系最密切，其次是水分、穗行數(shù)、行粒數(shù)、穗長、穗位、5 穗干重、5 穗籽粒重，最后是百粒重、雄穗分枝數(shù)、禿尖。

表3 28 個玉米參實品種主要農(nóng)藝性狀與產(chǎn)量的灰色關聯(lián)度分析結果

2.3 28 個玉米參實品種各農(nóng)藝性狀間的灰色關聯(lián)度分析由表4 可知，以5 穗干重為參考序列，其他農(nóng)藝性狀為比較序列，關聯(lián)度大小為：5 穗籽粒重＞百粒重＞穗長＞穗粗＞行粒數(shù)＞株高＞出籽率＝穗行數(shù)＞水分＞穗位＞雄穗分枝數(shù)＞禿尖。其中，5 穗籽粒重、百粒重、穗長、穗粗對5 穗干重的影響較大，禿尖對5 穗干重的影響最小。

表4 28 個玉米參實品種農(nóng)藝性狀間的關聯(lián)度矩陣

以5 穗籽粒重為參考序列，其他農(nóng)藝性狀為比較序列，關聯(lián)度大小為：5 穗干重＞百粒重＞穗長＞穗粗＞出籽率＞株高＝行粒數(shù)＞穗行數(shù)＞水分＞穗位＞雄穗分枝數(shù)＞禿尖。其中，5 穗干重、百粒重、穗長對5穗籽粒重的影響較大，禿尖對5 穗籽粒重的影響最小。

以百粒重為參考序列，其他農(nóng)藝性狀為比較序列，關聯(lián)度大小為：5 穗籽粒重＝5 穗干重＞穗粗＞穗長＞出籽率＞株高＞水分＞行粒數(shù)＞穗行數(shù)＞穗位＞雄穗分枝數(shù)＞禿尖。其中，5 穗籽粒重、5 穗干重、穗粗、穗長、出籽率對百粒重的影響較大，禿尖對百粒重的影響最小。

以出籽率為參考序列，其他農(nóng)藝性狀為比較序列，關聯(lián)度大小為：株高＞穗粗＞水分＞百粒重＞5 穗籽粒重＞穗長＝穗行數(shù)＞行粒數(shù)＞5 穗干重＞穗位＞雄穗分枝數(shù)＞禿尖。其中，株高、穗粗、水分對出籽率的影響較大，禿尖對出籽率的影響最小。

以水分為參考序列，其他農(nóng)藝性狀為比較序列，關聯(lián)度大小為：株高＞出籽率＞穗粗＞穗位＞行粒數(shù)＝百粒重＞穗行數(shù)＞5 穗干重＞穗長＞5 穗籽粒重＞雄穗分枝數(shù)＞禿尖。其中，株高、出籽率、穗粗對水分影響較大，禿尖對水分的影響最小。

以穗粗為參考序列，其他農(nóng)藝性狀為比較序列，關聯(lián)度大小為：出籽率＝穗行數(shù)＞株高＞百粒重＝5穗干重＞水分＞5 穗籽粒重＞行粒數(shù)＞穗位＞雄穗分枝數(shù)＞禿尖。其中，出籽率、穗行數(shù)、株高對穗粗的影響較大，禿尖對穗粗的影響最小。

以穗位為參考序列，其他農(nóng)藝性狀為比較序列，關聯(lián)度大小為：水分＞株高＞行粒數(shù)＞出籽率＞穗粗＞穗長＞百粒重＞5 穗干重＞雄穗分枝數(shù)＞5 穗籽粒重＞穗行數(shù)＞禿尖。其中，水分、株高、行粒數(shù)對穗位的影響較大，禿尖對穗位的影響最小。

以穗行數(shù)為參考序列，其他農(nóng)藝性狀為比較序列，關聯(lián)度大小為：穗粗＞出籽率＞穗長＞株高＞5 穗干重＞水分＝行粒數(shù)＞百粒重＝5 穗籽粒重＞雄穗分枝數(shù)＞穗位＞禿尖。其中，穗粗、出籽率、穗長、株高對穗行數(shù)的影響較大，禿尖對穗行數(shù)的影響最小。

以穗長為參考序列，其他農(nóng)藝性狀為比較序列，關聯(lián)度大小為：5 穗干重＞穗粗＝5 穗籽粒重＝株高＞百粒重＞行粒數(shù)＞出籽率＞穗行數(shù)＞水分＞穗位＞雄穗分枝數(shù)＞禿尖。其中，穗粗、5 穗干重、株高對穗長的影響較大，禿尖對穗長的影響最小。

以禿尖為參考序列，其他農(nóng)藝性狀為比較序列，關聯(lián)度大小為：株高＞5 穗籽粒重＞5 穗干重＝行粒數(shù)＞百粒重＞出籽率＝穗粗＝雄穗分枝數(shù)＞穗長＞穗位＞穗行數(shù)＞水分，且關聯(lián)度均不高，在0.700～0.726之間。

以行粒數(shù)為參考序列，其他農(nóng)藝性狀為比較序列，關聯(lián)度大小為：穗長＞穗粗＝出籽率＞株高＞5 穗干重＞水分＞5 穗籽粒重＞百粒重＞穗行數(shù)＞穗位＞雄穗分枝數(shù)＞禿尖。其中，穗長、株高、穗粗、出籽率對行粒數(shù)的影響較大，禿尖對行粒數(shù)的影響最小。

以雄穗分枝數(shù)為參考序列，其他農(nóng)藝性狀為比較序列，關聯(lián)度大小為：行粒數(shù)＞株高＝出籽率＞穗粗＞穗位＞穗行數(shù)＞百粒重＞穗長＞水分＞5 穗干重＞5穗籽粒重＞禿尖。其中，株高、行粒數(shù)、出籽率、穗位對雄穗分枝數(shù)的影響較大，其他幾個對雄穗分枝數(shù)影響較小。

以株高為參考序列，其他農(nóng)藝性狀為比較序列，關聯(lián)度大小為：出籽率＞水分＞穗粗＞穗長＞行粒數(shù)＞穗行數(shù)＞穗位＝百粒重＝5 穗干重＞5 穗籽粒重＞雄穗分枝數(shù)＞禿尖。其中，出籽率、水分、穗粗、穗長、穗位對株高的影響較大，禿尖對株高的影響最小。

綜上可知，（1）5 穗籽粒重和5 穗干重是最緊密相關的一對性狀，關聯(lián)度達到0.990，其他各個性狀對這2 個性狀的影響趨勢基本一致，且對百粒重和穗長均有很大影響。（2）表4 關聯(lián)度矩陣中：株高與出籽率的關聯(lián)度r＝0.980、株高與水分r＝0.978、株高與穗粗r＝0.976、株高與穗行數(shù)r＝0.966、穗粗與出籽率r ＝0.978、穗粗與水分r＝0.970、穗粗與穗行數(shù)r＝0.977、出籽率與水分r＝0.974、出籽率與穗行數(shù)r＝0.967、水分與穗行數(shù)r＝0.960，分析發(fā)現(xiàn)這10 組的關聯(lián)度都超過0.950，則株高、穗粗、出籽率、水分、穗行數(shù)之間的關系密切，相互作用，相互影響。（3）禿尖與其他12 個農(nóng)藝性狀的關聯(lián)度都在0.698～0.723，禿尖對其他12 個農(nóng)藝性狀的貢獻最小。因此，在根據(jù)性狀進行優(yōu)良品種選擇時，要綜合考慮各農(nóng)藝性狀間的相互作用，不能單一控制某一性狀。

3 討論

實驗表明雜交種2635、2709、2674 的產(chǎn)量相對其他雜交種高。28 個玉米參實品種農(nóng)藝性狀與產(chǎn)量的灰色關聯(lián)度分析結果表明：株高、穗粗與玉米產(chǎn)量關聯(lián)度最大，即對玉米產(chǎn)量影響最大，禿尖與玉米產(chǎn)量的關聯(lián)度最小，對產(chǎn)量的貢獻作用最小。由關聯(lián)度矩陣結果可知，玉米各農(nóng)藝性狀之間存在相互關聯(lián)作用，農(nóng)藝性狀之間相互影響。出籽率、水分、穗行數(shù)可以通過影響株高和穗粗間接影響產(chǎn)量，同時，株高、穗粗、出籽率、水分、穗行數(shù)等也對產(chǎn)量產(chǎn)生了直接影響。因此，在選育玉米雜交種時，應注重選育株高適中且偏上、果穗偏粗、籽粒飽滿、出籽率高的長穗型品種，且不能忽略對穗位、穗長的選擇。孟靜嬌等〔17〕認為對產(chǎn)量影響較大的是株高，影響較小的是禿尖，這與賈曉軍等〔18〕和莫云錦等〔19〕在研究鮮食甜玉米新品種產(chǎn)量的研究一致，且與本實驗結果相吻合；邢寶龍等〔20〕在早熟玉米產(chǎn)量的研究中表明株高對產(chǎn)量影響最大，穗位對產(chǎn)量的影響最小，稅紅霞等〔21〕在西南區(qū)玉米新品種的研究中提到與產(chǎn)量關聯(lián)度最大的是株高，最小的是生育期，這與本實驗結果基本吻合；孫峰成等〔22〕認為玉米主要農(nóng)藝性狀對產(chǎn)量的影響以出籽率最大，禿尖長度對產(chǎn)量的影響最小，與本實驗結果較為相近，但也存在著一定的差異。因此，在分析不同地區(qū)、不同玉米的產(chǎn)量與農(nóng)藝性狀的關系時，要考慮栽培環(huán)境、地理位置、氣候條件、管理措施、玉米本身特性等因素的影響，即應根據(jù)實際情況進行具體分析。

在高產(chǎn)雜交玉米選育過程中，不僅要加大對玉米產(chǎn)量起重要作用的農(nóng)藝性狀指標的選擇力度，還必須兼顧玉米品種各農(nóng)藝性狀之間的協(xié)同關聯(lián)作用，做到綜合考慮、統(tǒng)籌兼顧，從而推動篩選優(yōu)良雜交玉米的育種進程，為云南省高原玉米的品種選育和推廣奠定基礎。