魯西北地區夏谷產量與主要農藝性狀的灰色關聯分析

摘要為促進魯西北地區優良谷子資源的利用，采用灰色關聯分析方法，對魯西北地區17個夏谷新品種（系）產量與農藝性狀進行研究。調查和統計分析發現，影響谷子產量的7個農藝性狀的關聯度順序為生育期gt;株高gt;穗數gt;單穗重gt;穗粒重gt;穗長gt;千粒重，其中生育期、株高、穗數、單穗重、穗粒重5個性狀對谷子產量的關聯度較高。因此，為促進魯西北地區夏谷優質高產發展，應在滿足正常發育成熟的前提下，選擇生育期較長、株高較高、穗數較多的谷子品種。

關鍵詞產量；農藝性狀；灰色關聯分析；夏谷

中圖分類號S515"文獻標識碼A"文章編號0517-6611（2025）01-0022-04

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2025.01.006

開放科學（資源服務）標識碼（OSID）：

GreyCorrelationAnalysisofSummerMilletYieldandMainAgronomicCharactersinNorthwestShandongProvince

WANGChun-yu，ZHUGuan-xiong，GAOQietal

（DezhouAcademyofAgriculturalSciences，Dezhou，Shandong253015）

AbstractTopromotetheutilizationofsuperiormilletresourcesinnorthwestShandong，theyieldandagronomiccharactersof17newsummermilletvarietiesinnorthwestShandongwerestudiedbygreycorrelationanalysis.Throughinvestigationandstatisticalanalysis，itwasfoundthatamongtheagronomictraitsaffectinggrainyield，thecorrelationsequenceofthesevenagronomictraitsrelatedtograinyieldwasintheorderofgrowthdategt;plantheightgt;earnumbergt;earweightperspikegt;earweightperspikegt;earlengthgt;1000-grainweight.Amongthem，growthdate，plantheight，earnumber，earweightperspikeandgrainweightperspikehadhighercorrelationwithgrainyield.Therefore，inordertopromotethedevelopmentofhighqualityandhighyieldofsummermilletinnorthwestShandong，weshouldchoosethemilletvarietieswithlongergrowthperiod，higherplantheightandmoreearunderthepremiseofmeetingthenormaldevelopmentandmaturity.

KeywordsYield;Agronomiccharacter;Greycorrelationanalysis；Summermillet

基金項目山東省現代農業產業技術體系雜糧創新團隊建設項目（SDAIT-5-01）；山東省農業良種工程項目（2021LZGC025）；農作物種質資源挖掘與精準鑒定項目（2021LZGC025）。

作者簡介王春雨（1995—），女，山東德州人，助理農藝師，碩士，從事大豆及雜糧栽培育種。*通信作者，高級農藝師，碩士，從事食用豆及雜糧栽培育種研究。

谷子是起源于中國的禾本科狗尾草屬作物，又稱粟，剝殼后稱小米，在我國北方的干旱和半干旱地區均有種植^［1-2］。谷子具有耐瘠、耐旱、抗逆、節水的特點，是環境友好型植物^［3-5］。谷子成熟后含有豐富的蛋白質、脂肪、維生素、氨基酸、膳食纖維等人體必需的營養元素，其蛋白質含量比玉米高30%左右，是糧飼兼用型作物^［6-10］。谷子的產量受遺傳特性、栽培條件、栽培方法、環境條件等多種因素的影響，這些因素對谷子產量的影響程度存在較大差別^［11-15］。

灰色關聯分析是由鄧聚龍教授創立的一種研究少數據、貧信息不確定性問題的新方法^［16］。常用的方差分析是對產量進行單因素評價，而利用灰色關聯分析能夠更直觀地了解主要農藝性狀對產量形成的相對重要性以及性狀與產量之間的相互作用，有利于育種者在實際育種過程中提高親本選配和后代選擇的效果，能夠一定程度減少因個人認識程度和喜好不同等主觀因素對新品種選育的準確性造成的負面影響。目前，灰色關聯分析方法在玉米^［17-18］、大豆^［19-20］、小麥^［21］、水稻^［22］等作物上應用較多，但用于谷子育種上的報道較少。鑒于此，筆者對魯西北地區夏播谷子的主要農藝性狀進行灰色關聯分析，探討主要農藝性狀對產量形成所起的作用和相對重要性，旨在為篩選適宜魯西北地區種植的優良谷子品種以及谷子新品種選育提供理論依據。

1材料與方法

1.1試驗地概況

試驗于2022年在山東省德州市黃河涯鎮現代農業科技園示范基地（37°35′N，116°30′E）進行。該地地處黃淮海平原，年日照時數2451.21～2592.13h，年均氣溫12.3～12.9℃，年降水量540.5～562.3mm，試驗地地勢平坦，排灌方便，土壤主要為砂質壤土。基本理化性質如下：土壤有機質含量12.82g/kg、全氮0.91g/kg、速效氮57.18mg/kg、有效磷66.74mg/kg、速效鉀102.37mg/kg，pH7.02。前茬作物為小麥，平均產量9750kg/hm施復合基肥600kg/hm無追肥。

1.2試驗材料

數據材料來源于山東谷子生態適應性試驗，試驗品種（系）17個，來源于山東省農業科學院和淄博市農業科學研究院（表1）。

1.3試驗方法

1.3.1試驗設計。以17個谷子品種（系）為試驗材料，采用隨機區組排列，3次重復。6行區，行長5.0m，寬3.6m，密度45萬株/hm試驗四周設保護行。

按照試驗標準進行各項農藝性狀的調查記載，生育期調查記載播種期、出苗期、抽穗期、成熟期；收獲前，在每個小區選擇不缺苗、長勢一致的行確定10株谷子取樣，調查株高并將其整株取回，以備考種；收獲后室內考種，測定穗長、單穗重、穗粒重、千粒重。整個小區全部收獲，測定產量和穗數。

1.3.2數據分析。采用Excel2019對數據進行整理；采用DPS數據處理系統對數據進行統計分析。關聯系數、關聯度越大表示該性狀與產量關系越密切，反之，則該性狀與產量關系越弱。

2結果與分析

2.1數據無量綱化處理

表2為不同谷子品種（系）主要農藝性狀比較。由表2可知，17個供試品種生育期為86.5～88.0d，產量為8025.75～9174.60kg/hm2。

將17個供試品種（系）視為1個灰色系統，把產量作為參考數列，記為X0（k）；把生育期、穗數、株高、穗長、單穗重、穗粒重、千粒重為比較數列，記為Xi（k）（i="…，m；k="…，n），其中，m為與產量相關的性狀的個數，n為參試品種（系）個數。由于各個性狀的量綱不同，無法直接進行比較，因此需要對數據進行無量綱化處理，轉化為可以直接比較的標準化數列。先對各個性狀進行簡單的統計分析，計算出平均值和標準差，然后將各個原始數據減去平均值后再除以標準差，得到標準化數列（表3）。

2.2比較數列與參考數列的絕對差值

根據標準化處理結果，按照公式Δ"0i（k）=∣X0（k）-Xi（k）∣（i="…，7；k="…，17），計算比較數列與參考數列的絕對差值（表4）。

2.3關聯系數

經數據標準化處理后的參考數列記作X0（k），比較數列記作Xi（k），關聯系數ξ0i（k）按照如下公式計算：

ξ0i（k）=Δ（min）+ρΔ（max）ξ0i（k）+ρΔ（max）

式中：Δ表示比較序列與參考數列的絕對差值，關聯系數反映比較序列和參考數列的關聯程度；ρ取值0.5。

計算結果見表5。

2.4關聯度和排序計算公式如下：

ri=1Nkiξ0i（k）

7個農藝性狀與產量的關聯度排序為生育期gt;株高gt;穗數gt;單穗重gt;穗粒重gt;穗長gt;千粒重（表6），表明生育期、株高、穗數、單穗重、穗粒重對谷子產量影響較大；穗長、千粒重對谷子產量影響較小。這與趙禹凱等^［23］研究結果類似。

2.5谷子產量相關性狀之間的相互關系

由表7可知，與生育期關系最密切的農藝性狀是株高，其次是穗數和穗粒重；與穗數關系最密切的農藝性狀是穗粒重，其次是千粒重和單穗重；與株高關系最密切的農藝性狀是生育期，其次是穗數和單穗重；與穗長關系最密切的農藝性狀是穗粒重，其次是株高和穗數；與單穗重關系最密切的農藝性狀是穗粒重，其次是穗數和株高；與穗粒重關系最密切的農藝性狀是單穗重，其次是穗數和生育期；與千粒重關系最密切的農藝性狀是穗數，其次是株高和穗粒重。

3結論與討論

通過灰色關聯分析方法，對供試的17個谷子品種（系）的7個主要農藝性狀與產量關系的密切程度進行分析。結果表明，與谷子產量相關的7個農藝性狀的關聯度順序為生育期gt;株高gt;穗數gt;單穗重gt;穗粒重gt;穗長gt;千粒重。其中生育期、株高、穗數、單穗重、穗粒重與產量的關聯系數較高，說明生育期、株高、穗數、單穗重、穗粒重對產量形成產生的影響較大，而穗長和千粒重對產量的影響較小。因此，在新品種選育過程中要綜合考慮生育期、株高、穗數、單穗重、穗粒重5個性狀，結合當地氣候條件，在滿足谷子生長發育、谷子能夠成熟的前提下，盡量選擇生育期較長、株高較高、穗數較多的品種。

該研究結果表明，生育期與谷子產量的關系最為密切，其次是株高，趙禹凱等^［23］以東北地區的春播谷子為試驗材料，研究了來源于黑龍江省、吉林省、遼寧省、河南省和內蒙古自治區的22個谷子品種，結果表明生育期與谷子產量的關系較為密切，但株高與產量的密切關系較弱；而欒素榮等^［24］以西北地區的中晚熟谷子為試驗材料，結果顯示生育期與谷子產量的關系最不密切。這種結果上的差異可能是試驗材料不同、種植氣候條件不同等因素造成的。因此要針對育種者當地的實際情況進行試驗后分析得到的結果才更具指導意義。生育期是一個特殊的指標，受地域及種植當年的氣象條件影響較大，因此生育期可以作為一個長期選擇的重要指標，在滿足谷子成熟的條件下，盡可能選擇生育期較長的品種是增加谷子產量的有效途徑。

灰色關聯分析具有計算簡單、結果直觀的優點，是研究多元性狀相對重要性的良好方法^［25］。但由于其分析的系統為動態系統，分析結果在不同的時間地點有所變化，育種者在品種選育過程中應結合實際情況綜合考慮。

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