河西走廊地區(qū)不同玉米雜交種材料的性狀分析及綜合評價

關(guān)鍵詞：玉米雜交種；性狀分析；產(chǎn)量；綜合評價；河西走廊地區(qū)

中圖分類號：S513 文獻標志碼：A 文章編號：2097-2172（2025）06-0524-07

doi：10.3969/j.issn.2097-2172.2025.06.006

Trait Analysis and Comprehensive Evaluation of Different Maize Hybrids in the Hexi Corridor

ZHANG Zhengjie， YANG Guohua， GUO Ruihong， CHENG Kaihua， YANG Wenxia， MA Zhenglong （Jiuquan Academy of Agricultural Sciences， Jiuquan Gansu 735ooo， China）

Abstract：Byanalyzing thetraitsof maize hybridsintheHexi Coridorregion，thisstudyaims toenhance theaccuracyof inovativeutilizationofmaizegermplasmresources，scientifcallmatchparentallines，andtherebyimprovetheeficiencyofelite varietybreeding.2Omaizehybridswerecomprehensivelyanalyzedfordiseaseresistance，yield，ndyield-relatedtraitsusing methodsincludingclusteranalysis，greyrelationalanalysis，andmembershipfunctionevaluation.Resultsshowed thatstemrotwas the primary disease affecting maize hybrids in the Hexi Corridor，with natural incidence rates ranging from 0% to 90.0% ，and the highesticidenceobservedinthehybridE9706-121Xian38.Thecontributionofyield-relatedtraits tomaizeyield，indescending order，waseardiameter，hundred-kerelweight，numberofkernelrowsperar，kernelsetingrate，numberofkemelsperrow， barrentiplength，andlodgingrate.Clusteranalysiscategorizedthe20hybridsinto3groups.GroupIincluded11medium-yield hybridssuchas5874，56C5617，meia3（entrolriety）5821658JB8 × （204號 J4CV3，3358×J4CV2BC，Jiu714×723，658BC0×723，andEr9706-121×723.Group I included8low-yieldhybridssuch as91M9 × Xian38，Er9706-121×Xian38，Er9706-121×F20，Huaqing105 I × 3358，XD6CR × Er9706-121，J765 × 723，3358 × 1CPSBC3，and J765×Jiu14.GouplincludedonlyHeyul87（tescondcontrolvariety），characteredasigielding.Temembershipfuctio was used for comprehensive evaluation of maize yield and key traits. The D -values of thehybridsranged fromO.265 to 0.693，with Heyu187（the second control variety），3358xJ4CV2BC，658BC0×723，and Jiu714x723 exhibiting higher D -values and overall superior performance，indicating potential for further breeding trials.

KeyWords：Maize hybrid; Trait analysis;Yield; Comprehensive evaluation; Hexi Corridor region

玉米（ZeamaysL.）是保障國家糧食安全的重要支撐，在耕地資源有限的條件下，增加玉米產(chǎn)量的首要因素是提升單產(chǎn)水平[1-2]。除田間管理水平外，優(yōu)良品種也是玉米單產(chǎn)提升的重要因素。產(chǎn)量是選育優(yōu)良品種的核心性狀，對產(chǎn)量及結(jié)實率、穗粒數(shù)、百粒重等主要相關(guān)性狀的綜合評價，更能客觀全面評價玉米品種［3-5]。河西走廊位于中國西北內(nèi)陸，該地區(qū)地域遼闊、光熱資源豐富、水源較充足，被稱為戈壁綠洲，是重要的玉米種植基地。酒泉位于河西走廊西端，是其重要的組成部分。

學者們對玉米產(chǎn)量與主要農(nóng)藝性狀的相關(guān)研究頗多[6-8]，但試驗環(huán)境、試驗材料、育種范圍等試驗因素發(fā)生變化時，產(chǎn)量和性狀之間的研究結(jié)果也不一樣［9-10]。本研究通過對酒泉市農(nóng)業(yè)科學研究院近年來選育的18個玉米雜交種和2個對照品種的產(chǎn)量及主要農(nóng)藝性狀進行灰色關(guān)聯(lián)度分析、聚類分析及隸屬函數(shù)綜合分析「11-17]，對每個參試玉米雜交種做出全面評價，提高玉米種質(zhì)資源創(chuàng)新利用的準確性，為科學配置玉米親本，提高選育良種的效率，為河西走廊及相似生態(tài)區(qū)選育應用玉米新品種提供依據(jù)。

1材料與方法

1.1供試材料

以酒泉市農(nóng)業(yè)科學研究院近年選育的18個早熟玉米雜交種和2個對照品種德美亞3號、和育187為試驗材料，供試18個玉米雜交種均屬早熟品種，生育期介于 122～127d ，分別標為 J1（91M9× 先38）、J 2（3358×1CPSBC3） 、J3 （1256×1CPSBC） 人J4（貳 9706-121× 先38）、J5（ 3358×J4CV2BC） 、J6（貳 9706-121×F20 、 J7（3358×J216） 、J8（ 3358× 酒BGB35）、J9（ 3358×P74） 、J10（酒 714×723 ）、J11（和育187）、J12（ J765×723 ）、J13（德美亞3號）、J14（ XD6CR× 貳9706-121）、J15（ 1256× 17PS）、J16（先 38×J4CV3 、J17（ J765× 酒714）、J18（華慶 105‰ 、J19（ 658BC0×723， ）、J20（貳 9706-121×723 ，以生育期為 125d 的早熟品種德美亞3號為主對照（CK1），為提高選育標準，試驗增加生育期為131d的中晚熟品種和育187做副對照（CK2）。

1.2 試驗設(shè)計

試驗地位于酒泉市肅州區(qū)果園鎮(zhèn)，土壤肥沃、

灌水條件好。試驗隨機排列，重復3次，小區(qū)面積 20m² ，各區(qū)組種4行，行長 5.0m ，行寬0.5m ，株距 0.217m ，種植密度92175株 /hm² 。

1.3測定項目及方法

玉米生育期間田間觀測記載各供試雜交種的抗逆性表現(xiàn)，如莖腐病［18-20]、絲黑穗病[21]、空稈率[22]、倒折率[22]、倒伏率[13]。玉米成熟收獲時每小區(qū)內(nèi)連續(xù)取正常的10株（穗）進行考種，測定株高、穗位高、穗粗、穗長、禿尖長、穗行數(shù)、行粒數(shù)、出籽率、百粒重等性狀。收獲時每小區(qū)選取中間2行玉米進行測產(chǎn)，自然風干后稱重并計算折合產(chǎn)量。

1.4分析方法

1.4.1數(shù)據(jù)分析采用MicrosoftExcel2019軟件進行數(shù)據(jù)統(tǒng)計，采用SPSS19.0軟件進行聚類分析。

1.4.2綜合分析運用隸屬函數(shù)對參試品種進行綜合評價[5，17]。

通過公式計算產(chǎn)量及相關(guān)性狀的隸屬函數(shù)值：

U（X_ij）=（X_ij-X_jmin）/（X_jmax-X_jmin）

均方差系數(shù) （V_j） 計算公式為：

權(quán)重系數(shù) W_j 的計算公式為：

綜合評價 D 值的計算公式為：

式中， X_jmin. 1 X_jmax 為各性狀的最小值和最大值， X_ij 表示雜交種材料 i 在產(chǎn)量性狀 j 的測定值。

1.4.3灰色關(guān)聯(lián)度分析在灰色關(guān)聯(lián)分析中，把產(chǎn)量作為標準序列 （X₀） ，產(chǎn)量相關(guān)性狀（穗長、禿尖長、百粒重、穗行數(shù)、穗粗、出籽率、行粒數(shù)）作為比較序列構(gòu)成一個灰色系統(tǒng)，標為 X_k （i=1，2，3，4，5，6，7）^[6-7，14]

關(guān)聯(lián)系數(shù) 式中， i=1 ，2，…，7； k=0 ，1，…，20； θ 為分辨系數(shù)，取0.5； ， k=1 ，2，…， n ; M 為最大差 ; ?_m 為最小差 [Min_iMin_Δi（k） ]。

式中， n=1 ，2，…，7； i=0 ，1，…，20。權(quán)重系數(shù)W=

式中， k=1 ，2，…，7； i=0 ，1，…，20。

2 結(jié)果與分析

2.1主要農(nóng)藝性狀及抗逆性

各供試玉米雜交種的株高為 255.0～311.5cm ，以J12植株最矮，J15植株最高。穗位高為 87.5～ 137.5cm ，以J1穗位最低，J20穗位最高。莖腐病發(fā)病率為 0～90% ，其中J9、J11（和育187，CK2）、J13（德美亞3號，CK1）、J16、J20高抗莖腐病，J1、J4、J12高感莖腐病，其余雜交種中抗莖腐病或抗莖腐病。空稈率以J14最高，為 4.3% ，J5、J6、J15、J16、J19、J20較高，為 2.1% 22.3% ；其余雜交種均為0。倒折率以J1最高，為2.4% ，J6、J14較高，均為 2.2% ；其余雜交種均為0。各供試玉米雜交種均無倒伏，田間無絲黑穗

病發(fā)生（表1）。

2.2產(chǎn)量構(gòu)成因素及產(chǎn)量

從表2可以看出，各供試玉米雜交種穗長介于 15.600～19.300cm ，以J11（CK2）果穗最長；穗粗介于 4.200～5.400cm ，以J19果穗最粗；禿尖長介于 0～1.000cm ，以J11（CK2）禿尖長最長；穗行數(shù)介于 13.200～18.000 行，以J5、J10 穗行數(shù)最多；行粒數(shù)介于 32.200～42.800 粒，以J11（CK2）行粒數(shù)最多；百粒重介于 26.650～41.580g ，以J19 百粒重最高；出籽率介于 84.300%～89.900% ，以J6出籽率最高；折合產(chǎn)量介于 11393.800～ 16740.900kg/hm² ，以J19折合產(chǎn)量最高。

2.3產(chǎn)量與主要性狀的灰色關(guān)聯(lián)度分析

灰色關(guān)聯(lián)度分析時對各性狀變量進行無量綱化處理，轉(zhuǎn)化為可進行比較的數(shù)列。利用標準化數(shù)據(jù)求參考性狀 X_0（k） 與比較性狀 X_i（k 間的絕對差值，各性狀與產(chǎn)量的最小差 為0.00，最大差 為 3.74 。利用公式求關(guān)聯(lián)系數(shù)與關(guān)聯(lián)度。結(jié)果表明，產(chǎn)量相關(guān)性狀與產(chǎn)量之間的關(guān)聯(lián)度由大到小依次為穗粗、百粒重、穗行數(shù)、穗長、出籽率、行粒數(shù)、倒伏倒折率、禿尖長。這表明穗粗、百粒重、穗行數(shù)與玉米產(chǎn)量之間的關(guān)聯(lián)度較高，與玉米產(chǎn)量關(guān)系密切，對產(chǎn)量起到的作用最為顯著，本研究結(jié)論是基于無自然災害下得出的，若受大風、暴雨等天氣影響，決定玉米產(chǎn)量的主要因素之一是倒伏倒折率（表3）。

2.4主要性狀聚類分析

通過對供試20個玉米雜交種的8個主要性狀（產(chǎn)量、行粒數(shù)、出籽率、穗長、穗行數(shù)、禿尖長、穗粗、百粒重）進行聚類分析，以歐式距離為指標，采用離差平方和法進行聚類分析［23-24]，將供試20個玉米雜交種在歐氏距離15處可分為三大類，其中第I類包括J9、J3、J15、J13（CK1）、J7、J8、J16、J5、J10、J19、J20等11個雜交種材料，這類材料果穗較粗、長度適中、禿尖較短、穗行數(shù)適中、行粒數(shù)少、出籽率較低、百粒重適中，屬中產(chǎn)類型品種；第Ⅱ類包括J1、J4、J6、J18、J14、J12、J2、J17等8個雜交種材料，特點為果穗短且細、百粒重低，出籽率適中、產(chǎn)量低，屬于低產(chǎn)類型的品種；第Ⅲ類只有J11（CK2），果穗長、行粒數(shù)多、穗行數(shù)少、禿尖較長、出籽率高、百粒重高、產(chǎn)量高，屬豐產(chǎn)類型（圖1、表4）。

2.5不同玉米雜交種綜合評價

通過隸屬函數(shù)將各參試玉米雜交種材料的8個產(chǎn)量及產(chǎn)量相關(guān)性狀的原始數(shù)據(jù)標準化，計算得出產(chǎn)量性狀的權(quán)重系數(shù)分別為穗長（0.119）、穗粗（0.140）、穗行數(shù)（0.139）、行粒數(shù)（0.187）、百粒重（0.151）、出籽率（0.140）、折合產(chǎn)量（0.124），根據(jù)公式計算得出20個參試雜交種材料的綜合評價值（D值）。結(jié)果顯示，參試雜交種材料的 D 值較高的依次為J11（0.693）、J5（0.640）、J19（0.627）、J10（0.623），表明雜交種材料J11（CK2）、J5、J19、J10的綜合表現(xiàn)較好，雜交種材料J1（0.265）、J20（0.336）、J4（0.343）的 D 值較低，綜合表現(xiàn)較差（表5）。

3討論與結(jié)論

玉米病害是影響玉米生產(chǎn)的重要生物逆境，培育抗病品種是提高玉米產(chǎn)量的有效策略，因此，玉米新品種的選育不但要考慮自身的農(nóng)藝性狀，還要考慮多抗性［22-27]。河西走廊地區(qū)玉米病害以莖腐病為主，穗腐病、絲黑穗病、大小斑病均較少發(fā)生。本試驗中各參試玉米雜交種材料的莖腐病自然發(fā)病率介于 0～90.0% ，其中發(fā)病率 30% 以上的雜交種材料有3個，分別為 91M9× 先38、貳9706-121× 先38、 J765×723 ，以雜交種材料貳9706-121× 先38的發(fā)病率最高。在今后河西走廊玉米新品種選育中，需加強對莖腐病抗性的遺傳改良研究工作。

灰色關(guān)聯(lián)度分析是一種多指標評價方法，它將不同性狀無量綱化處理，建立統(tǒng)一分析模型［28-29]，從而對多個指標間的關(guān)聯(lián)程度進行量化，來評價它們對某個目標的貢獻度[\"]。本研究中，玉米產(chǎn)量與各性狀之間的關(guān)聯(lián)度按從大到小的依次為穗粗、百粒重、穗行數(shù)、穗長、出籽率、行粒數(shù)、禿尖長、倒伏倒折率，這表明，在河西走廊地區(qū)，穗粗、百粒重是影響玉米雜交種產(chǎn)量的重要因素，該研究結(jié)果與陳榮麗等［30]的研究結(jié)果較為一致，與盧道文等［6]、王美霞等［7的研究結(jié)果不一致，這主要可能是供試材料、地域環(huán)境、氣候條件等不同引起的。因此，在河西地區(qū)開展種質(zhì)資源創(chuàng)新及新品種選育，需重視穗粗、百粒重、穗行數(shù)等指標的選取，從而有效提高玉米產(chǎn)量。

聚類分析根據(jù)品種間的性狀差異進行分類，揭示類群內(nèi)存在的親緣關(guān)系及品種間的親疏［31]。選擇親本培育新品種時，聚類分析可為親本選配提供依據(jù)[32]。通過聚類分析將20個玉米雜交種材料分為3大類，第I類包括 3358×P74 、 1256× 1CPSBC、 J1256×174^° 、主對照品種德美亞3號、3358×1216 、 3358× 酒BGB35、先 38×J4CV3 、3358×J4CV2BC 、酒 714×723 、 658BC0×723 、貳9706-121×723 等11個雜交種材料，屬中產(chǎn)類型；第 I 類包括 91M9× 先38、貳 9706-121× 先38、貳9706-121×F20 、華慶 1059×3358 、 XD6CR× 貳9706-121、 J765×723 ） 3358×1CPSBC3 ！ J765× 酒714等8個雜交種材料，屬低產(chǎn)類型；第Ⅱ類僅有副對照品種和育187，屬豐產(chǎn)類型。由于類群Ⅱ的副對照品種和育187屬豐產(chǎn)類型的玉米品種，今后玉米新品種選育中可參考和育187的親本血緣模式，充分利用當?shù)胤N質(zhì)資源與和育187配置雜交組合，進而選育出新優(yōu)品種。

隸屬函數(shù)法對雜交種產(chǎn)量及產(chǎn)量相關(guān)性狀進行綜合評價，避免單一評價產(chǎn)量水平的片面性[7]，同時，利用均方差系數(shù)計算各性狀的權(quán)重，量化各性狀在品種評價中的重要程度，使綜合評價結(jié)果更準確。本研究中20個玉米雜交種材料的產(chǎn)量及產(chǎn)量性狀綜合評價 D 值范圍為 0.265～0.693 ，其中副對照品種和育187、 3358×J4CV2BC 、 658BC0× 723、酒 714×723 這4個玉米雜交種材料 D 值高且綜合表現(xiàn)較好，尤以副對照品種和育187的 D 值最高，各性狀綜合評價最好； 91M9× 先38最低，各性狀綜合評價最差。這與上述聚類分析中副對照品種和育187屬于豐產(chǎn)類型， 91M9× 先38屬于低產(chǎn)類型的結(jié)果一致。因此，在玉米育種中，隸屬函數(shù)法與聚類分析方法可相互驗證、互為補充，從而更好地為玉米雜交種選育提供更科學的親本選擇依據(jù)。

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