張濤，牛凈凈

（1.焦作市畜牧獸醫(yī)綜合執(zhí)法支隊，焦作 454003；2.焦作市博愛縣實驗小學(xué)，博愛 454450）

玉米（maize）作為碳四植物，具有抗干旱、單株高產(chǎn)的特點，是我國重要的糧食、經(jīng)濟和飼用作物[1]。飼用玉米（Zea mays）區(qū)別于籽實玉米，主要是指在乳熟至蠟熟期收獲，其秸稈、葉片極適合作青貯發(fā)酵的玉米[2]，其具有氣味芳香、柔軟多汁、營養(yǎng)豐富、適口性好等特點[3]，是草食動物基礎(chǔ)日糧的主要成分[4]，已成為養(yǎng)牛業(yè)的主要飼料來源[5]。有學(xué)者對于飼用玉米的篩選評定提出自己的觀點，如李德鋒等研究提出引進飼用玉米要選擇植株高大、綠葉數(shù)和葉面積適中的品種[6]。閆慧穎等研究指出莖稈高、葉片數(shù)多的飼用玉米用于青貯種植更具優(yōu)勢[7]。以上觀點在生產(chǎn)過程中可以更直觀、更簡潔地用于飼用玉米的評價和篩選，但是不能作為對各農(nóng)藝性狀的綜合評價。對農(nóng)藝性狀的綜合評價需要選取盡量多的農(nóng)藝性狀指標，而這些農(nóng)藝性狀之間信息往往相互重疊[8]。主成分分析可以對指標數(shù)據(jù)進行正交變換轉(zhuǎn)化為較少個數(shù)的主成分，從而實現(xiàn)對試驗結(jié)果進行綜合評價[9]。本試驗旨在利用主成分分析的方法對5個品種飼用玉米的多個農(nóng)藝性狀進行綜合評定，從而實現(xiàn)優(yōu)質(zhì)品種篩選的目的。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況

試驗地設(shè)在河南省焦作市中站區(qū)府城辦事處小尚村，該地區(qū)屬暖溫帶大陸性季風(fēng)氣候，年均氣溫為12.8～14.8℃，年均日照時數(shù)379.4h，年太陽總輻射量為116.93kcal/m2，年活動積溫為4 500～4 900℃，年均降水量600～700mm，無霜期200d，土壤為潮土。

1.2 試驗材料

試驗所用飼用玉米種子均購買于美國百綠有限公司北京代表處，品種和特性見表1。

表1 供試飼用玉米材料品種和特性

1.3 試驗設(shè)計

2017年4月底采用完全隨機設(shè)計，3次重復(fù)，每個品種小區(qū)面積4×6m2，栽培措施采用條播，行間距0.5m，播種密度為6萬株/hm2。播種前翻耕，施牛糞（15 000kg/hm2）作為底肥，并采用漫灌的方式澆水，在苗期用尿素追肥。在生長過程中除草兩次。

表2 飼用玉米主要農(nóng)藝性狀的變異情況及F值

1.4 測定指標及方法

試驗選取蠟熟期對各小區(qū)飼用玉米取樣10株測定各項數(shù)量性狀，并在各小區(qū)隨機刈割3株將其莖（含穗）、葉分離，分別稱鮮重，在105℃的烘箱中殺青30min，然后將溫度調(diào)至65～75℃，烘干48h以上，測定干物質(zhì)重、含水率、葉莖比等指標。各指標均取平均值進行統(tǒng)計分析。

單株干物質(zhì)重（X1）：莖（含穗）干重和葉干重之和；株高（X2）：采用卷尺測量植株從地面至頂端的高度；莖粗（X3）：采用游標卡尺測量植株基部莖直徑；穗位高（X4）：采用卷尺測量植株從地面至主穗基部的高度；葉片數(shù)（X5）和穗上葉片數(shù)（X6）：采用計數(shù)法記錄單株葉片總數(shù)和穗上葉片數(shù)；穗位葉長（X7）：用卷尺測量穗位葉片總長度；穗位葉寬（X8）：用直尺測量葉片最寬處的寬度；葉莖干物質(zhì)比（X9）：葉片干物質(zhì)重與莖（含穗）干物質(zhì)之比；含水率（X10）：全株干物質(zhì)重與全株鮮重之比。

1.5 數(shù)據(jù)處理

數(shù)據(jù)經(jīng)過Excel 初步處理后，采用SAS 9.0進行單因素方差分析和主成分分析，分析不同品種飼用玉米農(nóng)藝性狀的變異程度及影響各品種變化的主要性狀，最后采用Excel 作圖，顯示各品種飼用玉米的綜合性能。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同品種飼用玉米農(nóng)藝性狀的差異

對5個品種飼用玉米10個農(nóng)藝性狀變異系數(shù)進行比較（表2），其中葉片數(shù)變異系數(shù)最大，其次是葉莖干物質(zhì)比，說明各品種飼用玉米葉片數(shù)和葉莖干物質(zhì)比的差異最大。變異系數(shù)最小的為含水率，說明含水率在各品種之間差異程度最小。分別對10個農(nóng)藝性狀進行方差分析，結(jié)果表明各農(nóng)藝性狀差異均達到極顯著水平（P＜0.01）。

表3 飼用玉米主要農(nóng)藝性狀間的相關(guān)系數(shù)

2.2 農(nóng)藝性狀間的相關(guān)分析

相關(guān)性分析結(jié)果（表3）表明，各農(nóng)藝性狀與單株干物質(zhì)重的相關(guān)性從大到小依次為：葉片數(shù)、含水率、株高和穗位高，且呈極顯著正相關(guān)（P＜0.01），其他農(nóng)藝性狀與單株干物質(zhì)重的相關(guān)性不顯著。株高與含水率、葉片數(shù)和穗位高、穗位高與葉片數(shù)和含水率、葉片數(shù)與含水率以及葉長與葉寬均呈極顯著正相關(guān)（P＜0.01）。莖粗與葉長、穗上葉片數(shù)與葉長和葉寬呈顯著正相關(guān)（P＜0.05）。穗上葉片數(shù)與穗位高呈極顯著負相關(guān)（P＜0.01），而與葉莖比呈顯著負相關(guān)（P＜0.05）。

2.3 主成分分析

主成分分析（表4和表5）表明，前2個主成分特征值的累積貢獻率達到了90.02%，其中第1主成分的特征值為5.41，貢獻率為54.11%，其中單株干物質(zhì)重（0.4263）、含水率（0.4135）、株高（0.4115）和葉片數(shù)（0.4091）對應(yīng)的特征向量較高，表明第1主成分反映生產(chǎn)性能的特點。第2主成分的特征值為3.59，貢獻率為35.91%，其中葉寬（0.4947）、葉長（0.4783）、莖粗（0.4569）和穗上葉片數(shù)（0.4516）對應(yīng)的特征向量較高，表明第2主成分反映的是營養(yǎng)生長的特點。在第1主成分中穗上葉片數(shù)（-0.2204）和穗位葉長（-0.0011）以及第2主成分中穗位高（-0.1983）和葉莖干物質(zhì)比（-0.2467）的特征向量為負數(shù)，表明相關(guān)性狀之間存在相互制約的關(guān)系。經(jīng)主成分分析表明，不同品種飼用玉米的主要差異為生產(chǎn)性能，其次是形態(tài)差異。

表4 飼用玉米主要農(nóng)藝性狀相關(guān)矩陣的特征值、方差貢獻率和累積方差貢獻率

表5 選取的主成分對應(yīng)的特征向量

對各品種飼用玉米農(nóng)藝性狀指標值進行標準化轉(zhuǎn)換，計算重要主成分值，以第1主成分值為橫坐標，第2主成分值為縱坐標作圖（圖1）。由圖1可知，BMS001和BMS002的第1和第2主成分值均較高，表明該2個品種飼用玉米的生產(chǎn)性能和營養(yǎng)生長均較好；科多四號的第1主成分值較高，而第2主成分值較低，表明該品種飼用玉米產(chǎn)量較高，但營養(yǎng)生長最低；中原單32和科多8號的第1主成分值和第2主成分值均較低，表明該2個品種相對其他3個品種綜合利用價值較低，其中，中原單32的生產(chǎn)性能最低，且營養(yǎng)生長一般，科多八號的生產(chǎn)性能一般，且營養(yǎng)生長較低。

圖1 飼用玉米5個品種不同主成分值坐標分布圖

3 討論與結(jié)論

根據(jù)5個品種飼用玉米的10個農(nóng)藝性狀的方差分析結(jié)果可以看出，不同品種飼用玉米在形態(tài)上表現(xiàn)出很大的差異性，相關(guān)性分析表明品種內(nèi)不同性狀之間存在著緊密的聯(lián)系。

主成分分析中，前2個主成分代表了5個品種飼用玉米10個農(nóng)藝性狀90%的信息。對2個主成分作用較大的性狀主要有單株干物質(zhì)重、含水率、株高、葉片數(shù)、葉寬、葉長、莖粗和穗上葉片數(shù)，表明這8個性狀可能是影響飼用玉米產(chǎn)量和營養(yǎng)生長的主要性狀。第1主成分主要反映了生產(chǎn)性能的特點，第2主成分反映了營養(yǎng)生長的特點。

通過對第1和第2主成分值作坐標圖，可以清晰顯示各品種飼用玉米的生產(chǎn)性能和營養(yǎng)生長的特點。其中，BMS001和BMS002的綜合性能較好；科多四號生產(chǎn)性能較好，但營養(yǎng)生長最差；科多八號生產(chǎn)性能一般，且營養(yǎng)生長較差；中原單32生產(chǎn)性能最差，且營養(yǎng)生長一般。因此，試驗材料中BMS001和BMS002是優(yōu)選品種。