(丹東農(nóng)業(yè)科學(xué)院,遼寧鳳城 118109)
玉米兼有用途多、分布廣、營(yíng)養(yǎng)豐富、商品率較高等優(yōu)點(diǎn),不僅是我國(guó)第一大糧食作物,也是最主要的飼料來(lái)源和重要的工業(yè)原料[1,2]。從收獲物和用途上劃分,玉米可分為籽粒用、青貯、鮮食三大類(lèi)[3]。鮮食玉米主要包括甜玉米、糯玉米、甜糯玉米以及少量的筍玉米等[4]。糯玉米具有豐富的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值,是集果、蔬、飼于一體的經(jīng)濟(jì)型專(zhuān)用玉米。提高產(chǎn)量是糯玉米產(chǎn)業(yè)發(fā)展的永恒主題,而糯玉米鮮穗產(chǎn)量受多因素相互作用的影響,明確各因素與產(chǎn)量的相關(guān)性和密切程度,可以有效提高糯玉米品種選育效率[5,6]。應(yīng)用灰色關(guān)聯(lián)度分析篩選影響產(chǎn)量的主導(dǎo)因素,可為高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)鮮食糯玉米品種選育提供理論參考。鄒軍等[7]對(duì)20個(gè)鮮食玉米品種產(chǎn)量與主要性狀進(jìn)行灰色關(guān)聯(lián)度分析,結(jié)果表明百粒質(zhì)量、穗長(zhǎng)和穗粗對(duì)產(chǎn)量影響較大,出籽率對(duì)產(chǎn)量影響較小。賈曉軍等[8]對(duì)44個(gè)雜交玉米品種產(chǎn)量與主要農(nóng)藝性狀進(jìn)行灰色關(guān)聯(lián)度分析,結(jié)果表明穗位、出籽率、禿尖對(duì)產(chǎn)量影響較小。稅紅霞等[9]對(duì)四川省的鮮食甜糯玉米與主要農(nóng)藝性狀進(jìn)行灰色關(guān)聯(lián)度分析,認(rèn)為穗行數(shù)與鮮穗產(chǎn)量關(guān)聯(lián)度最大。本試驗(yàn)運(yùn)用灰色系統(tǒng)理論中關(guān)聯(lián)度分析法對(duì)糯玉米產(chǎn)量因素進(jìn)行綜合分析,根據(jù)關(guān)聯(lián)度排序明確各性狀對(duì)產(chǎn)量影響的大小,以為選育適宜遼寧省氣候的高產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)糯玉米品種提供參考。
試驗(yàn)所選用的玉米品種為2019年遼寧省鮮食糯玉米區(qū)試的10個(gè)參試品種:錦糯6號(hào)、QK糯A01、白糯2018、白糯108、N501、陽(yáng)光粘3號(hào)、京科糯569(CK)、沈糯17號(hào)、紫糯8號(hào)、新糯998,分別記為K1、K2、K3、K4、K5、K6、K7、K8、K9、K10。
2019年在丹東農(nóng)業(yè)科學(xué)院試驗(yàn)基地播種試驗(yàn)材料。采用隨機(jī)區(qū)組排列,不設(shè)重復(fù),6行區(qū),四周保護(hù)行不少于4行,取中間4行收獲計(jì)產(chǎn),密度為52 500株/hm2。田間管理同大田生產(chǎn)。
調(diào)查性狀包括:生育期(d)、株高(cm)、穗位高(cm)、穗長(zhǎng)(cm)、穗粗(cm)、禿尖(cm)、穗行數(shù)、行粒數(shù)、百粒質(zhì)量(g)、出籽率(%)、鮮穗產(chǎn)量(kg/hm2)。根據(jù)灰色系統(tǒng)理論,將10個(gè)糯玉米品種的鮮穗產(chǎn)量和10個(gè)主要農(nóng)藝性狀看作一個(gè)灰色系統(tǒng),將鮮穗產(chǎn)量作為參考數(shù)列X0,10個(gè)農(nóng)藝性狀作為比較數(shù)列,分別記為X1、X2、X3、X4、X5、X6、X7、X8、X9、X10。每個(gè)品種選取具有代表性且長(zhǎng)勢(shì)均勻的10株植株進(jìn)行考種,計(jì)算各農(nóng)藝性狀的平均值,將數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化處理,并估算參考數(shù)列與比較數(shù)列的絕對(duì)差值,進(jìn)而計(jì)算各品種10個(gè)農(nóng)藝性狀與鮮穗產(chǎn)量的灰色關(guān)聯(lián)系數(shù)和關(guān)聯(lián)度。
式中:△min和△max分別表示絕對(duì)差值中的最小值和最大值;ρ為分辨系數(shù),其意義是削弱最大絕對(duì)差值太大引起的失真,提高關(guān)聯(lián)系數(shù)之間的差異顯著性,0<ρ<1,本文取ρ=0.5。
關(guān)聯(lián)度:r0i=1/N×∑L0i(k)
式中:r0i—子序列i與母序列0的關(guān)聯(lián)度;N—比較數(shù)列的長(zhǎng)度(即數(shù)據(jù)個(gè)數(shù))。
各品種糯玉米鮮穗產(chǎn)量和10個(gè)農(nóng)藝性狀的原始數(shù)據(jù)如表1。為方便比較,應(yīng)用DPS軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化處理,結(jié)果如表2。
表1 參試糯玉米品種各農(nóng)藝性狀與鮮穗產(chǎn)量表現(xiàn)Table 1 Agronomic traits and fresh ear yields of waxy maize tested varieties
表2 參試糯玉米品種各性狀的數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化結(jié)果Table 2 Data standardization about agronomic traits of tested varieties
利用表2的數(shù)據(jù),計(jì)算出各個(gè)糯玉米品種的鮮穗產(chǎn)量與10個(gè)農(nóng)藝性狀對(duì)應(yīng)的絕對(duì)差值如表3。其中最小差值為品種K3的鮮穗產(chǎn)量與穗粗性狀的絕對(duì)差值,為0.042,最大差值為品種K9的鮮穗產(chǎn)量與穗位高性狀的絕對(duì)差值,為3.409。
表3 各糯玉米品種鮮穗產(chǎn)量與各農(nóng)藝性狀的絕對(duì)差值Table 3 The absolute difference between agronomic traits and fresh ear yields of varieties
以X0為參考母序列,根據(jù)灰色系統(tǒng)理論和方法計(jì)算各性狀與糯玉米鮮穗產(chǎn)量的關(guān)聯(lián)系數(shù)和關(guān)聯(lián)度,結(jié)果見(jiàn)表4。
表4 各糯玉米品種鮮穗產(chǎn)量與農(nóng)藝性狀的關(guān)聯(lián)系數(shù)和關(guān)聯(lián)度Table 4 The relation coefficient and correlation between agronomic traits and fresh ear yield of varities
依照關(guān)聯(lián)度大的數(shù)列與參考數(shù)列的關(guān)系最密切,關(guān)聯(lián)度小的數(shù)列與參考數(shù)列的關(guān)系較遠(yuǎn)的關(guān)聯(lián)分析原則,在10個(gè)性狀因素中,禿尖長(zhǎng)(X6)與糯玉米產(chǎn)量的關(guān)聯(lián)度最大,r值為0.706;其次是穗粗,r值為0.700;第3位為出籽率,r值為0.696;第4位為行粒數(shù),r值為0.692;第5位為穗長(zhǎng),r值為0.689;第6位為穗位高,r值為0.683;第7位為株高,r值為0.677;第8位為百粒質(zhì)量,r值為0.666;第9位為穗行數(shù),r值為0.659;第10位為生育期,r值為0.629。因此,在遼寧地區(qū),對(duì)糯玉米鮮穗產(chǎn)量影響最大的農(nóng)藝性狀是禿尖長(zhǎng)、穗粗和出籽率,影響最小的是穗行數(shù)和生育期。
與相關(guān)分析和回歸分析等數(shù)理統(tǒng)計(jì)分析方法相比,灰色關(guān)聯(lián)度分析方法具有樣本數(shù)量少、分析方法簡(jiǎn)便和結(jié)果準(zhǔn)確等優(yōu)點(diǎn),應(yīng)用領(lǐng)域?qū)拸V,得到各領(lǐng)域研究人員的重視和利用[10,11]。程芳麗與馬全姿等研究表明,穗軸粗和行粒數(shù)與糯玉米產(chǎn)量關(guān)聯(lián)度最大[6,12],二者的研究結(jié)果與本試驗(yàn)基本一致。蔡成雄等對(duì)西南區(qū)糯玉米的主要性狀與產(chǎn)量的關(guān)聯(lián)度分析結(jié)果表明,穗行數(shù)和穗軸粗性狀對(duì)產(chǎn)量的關(guān)聯(lián)度較大[13]。蔣曉芳等研究表明,穗長(zhǎng)是影響糯玉米鮮穗產(chǎn)量的主要因素,出籽率對(duì)產(chǎn)量影響較小[14]。本試驗(yàn)中各性狀對(duì)糯玉米產(chǎn)量的影響程度與前人研究不盡相同,可能與生態(tài)氣候和參試品種有關(guān)。此外,本試驗(yàn)僅研究了10個(gè)主要農(nóng)藝性狀對(duì)糯玉米產(chǎn)量的影響,對(duì)其他性狀未予考慮,得到的關(guān)聯(lián)度分析的結(jié)果也會(huì)存在差異。因此在育種中應(yīng)根據(jù)生態(tài)區(qū)域和生產(chǎn)需求制定適宜的育種目標(biāo),在灰色關(guān)聯(lián)分析指導(dǎo)下,選育高產(chǎn)型糯玉米品種。
本試驗(yàn)結(jié)果表明,禿尖、穗粗、出籽率對(duì)鮮食糯玉米的產(chǎn)量影響較大,因此,在遼寧地區(qū)糯玉米品種改良和選育中,應(yīng)重點(diǎn)觀察選擇封頂性好、穗粗適宜和出籽率相對(duì)較高的材料,進(jìn)而選育出適宜遼寧地區(qū)的高產(chǎn)型鮮食糯玉米品種。