劉忠祥，寇思榮，何海軍，王曉娟，周玉乾，李志明，楊彥忠

（甘肅省農(nóng)業(yè)科學(xué)院作物研究所，甘肅 蘭州 730070）

雜交玉米的產(chǎn)量是由多種因素共同作用的結(jié)果，而各因素對產(chǎn)量影響的主次關(guān)系，決定了玉米雜交種的選育方向。玉米雜交組合傳統(tǒng)的評價(jià)方法，一般只對產(chǎn)量結(jié)果進(jìn)行數(shù)理統(tǒng)計(jì)上的方差分析與回歸分析，對與產(chǎn)量有關(guān)的其他性狀，如熟期性狀、經(jīng)濟(jì)性狀和農(nóng)藝性狀等，則常采用直觀分析或平均數(shù)統(tǒng)計(jì)分析，其分析結(jié)果相互獨(dú)立，關(guān)聯(lián)性差。灰色關(guān)聯(lián)分析是研究作物多元性狀相對重要性的良好方法。與傳統(tǒng)的回歸分析、方差分析、通徑分析等方法相比，灰色關(guān)聯(lián)分析計(jì)算簡單，不要求數(shù)據(jù)服從一定的概率分布，數(shù)據(jù)分布有無規(guī)律均可，不會(huì)出現(xiàn)量化結(jié)果與定性分析不相符的現(xiàn)象，具有良好的穩(wěn)定性。但灰色關(guān)聯(lián)分析是對一個(gè)發(fā)展變化系統(tǒng)進(jìn)行發(fā)展動(dòng)態(tài)量化比較的一種分析方法，不同地點(diǎn)、時(shí)間、環(huán)境和品種都可能造成產(chǎn)量主要性狀的改變。本文應(yīng)用灰色系統(tǒng)理論關(guān)聯(lián)度分析法，比較分析了各種因素對玉米子粒產(chǎn)量的影響程度，旨在研究各性狀對產(chǎn)量影響的主次關(guān)系，以期為玉米組合鑒定提供理論依據(jù)，對參試品種進(jìn)行客觀評估。

1 材料與方法

1.1 材 料

參試玉米品種有興達(dá)72210（V1）、沈單16號（V2）、農(nóng)大 311（V3）、玉源 205（V4）、甘試 23（V5）、武試 30 號（V6）、海 228（V7）、S0402（V8）、玉源5001（V9）、甘玉 601（V10）、公試 21 號（V11）、隴單020（V12）、CN8706（V13）、武試 0804（V14）、先玉335（V15），以沈單 16 號為對照。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)在甘肅酒泉市農(nóng)科所、清水縣種子管理站、甘肅省農(nóng)科院作物所張掖試驗(yàn)點(diǎn)、武威市農(nóng)科所、臨夏州農(nóng)科所、甘農(nóng)大農(nóng)學(xué)院平?jīng)鲈囼?yàn)站、臨洮農(nóng)校和白銀金穗種業(yè)公司8個(gè)點(diǎn)露地或覆膜條件下實(shí)施。采用隨機(jī)區(qū)組排列，3次重復(fù)，5行區(qū)，行長7～10 m，行距 0.6 m，種植密度 4500 株/667m2，收獲時(shí)選取每小區(qū)中間3行，首尾除去兩株，取周圍沒有缺苗的30株計(jì)產(chǎn)，計(jì)產(chǎn)時(shí)水分標(biāo)準(zhǔn)為14%。各重復(fù)間留有走道l m，試驗(yàn)區(qū)四周設(shè)有保護(hù)行，田間管理同大田。田間及室內(nèi)進(jìn)行株高、穗位高、穗長、穗粗、軸粗、禿尖長、穗行數(shù)、行粒數(shù)、千粒重、出籽率、雙穗率、空稈率、倒伏率、生育期和畝產(chǎn)量等性狀的調(diào)查，試驗(yàn)數(shù)據(jù)源于2009年甘肅省玉米區(qū)試中晚熟A組試驗(yàn)總結(jié)。各供試材料各性狀的調(diào)查數(shù)據(jù)見表l。

表1 玉米雜交組合各因素平均值

2 試驗(yàn)數(shù)據(jù)處理及分析方法

2.1 確定參考數(shù)列和比較數(shù)列

按照灰色系統(tǒng)理論要求，在分析各性狀對產(chǎn)量的影響時(shí)，將15個(gè)雜交組合的15個(gè)主要農(nóng)藝性狀視為1個(gè)灰色系統(tǒng)，以畝產(chǎn)量為參考數(shù)列，記為X0；15個(gè)參試組合的其他各項(xiàng)性狀指標(biāo)構(gòu)成比較數(shù)列，記為Xi（i=1，2，3......，n）。各分析性狀株高、穗位高、穗長、穗粗、軸粗、禿尖長、穗行數(shù)、行粒數(shù)、千粒重、出籽率、雙穗率、空稈率、倒伏率、生育期分別為比較數(shù)列 X1、X2、X3、X4、X5、X6、X7、X8、X9、X10、X11、Xl2、X13、X14（表 1）。 當(dāng)分析其余各性狀之間的相互關(guān)系時(shí)，各性狀分別作為參考數(shù)列和比較數(shù)列，即當(dāng)確定某一性狀為參考數(shù)列時(shí)，其他性狀為比較數(shù)列，通過計(jì)算各參考數(shù)列與各個(gè)比較數(shù)列之間的關(guān)聯(lián)系數(shù)和關(guān)聯(lián)度，可構(gòu)成關(guān)聯(lián)矩陣Ri。系統(tǒng)中各因素的關(guān)聯(lián)系數(shù)與關(guān)聯(lián)度越大，則該因素與產(chǎn)量的相關(guān)程度就越高，反之則低。

2.2 對原始數(shù)據(jù)進(jìn)行均值化轉(zhuǎn)化

由于各性狀的量綱不一致，所以必須對原始數(shù)據(jù)進(jìn)行無量綱化處理。先分別求出各個(gè)原始序列的平均值，再用平均值去除對應(yīng)序列中每個(gè)數(shù)據(jù)，便可得到新的數(shù)據(jù)列，即均值化序列（表2）。計(jì)算公式為

Xi（k）為第i個(gè)性狀第k點(diǎn)的原始數(shù)據(jù)，X軍i為第i個(gè)性狀原始序列的平均值，X′i（k）表示第i個(gè)性狀第k點(diǎn)均值化變換后的新數(shù)據(jù)。

2.3 計(jì)算關(guān)聯(lián)系數(shù)

ζi（k）=（Δmin+ρΔmax）/（Δi（k）+ρΔmax），其中表示所有比較序列各個(gè)時(shí)刻的絕對差中的最小值表示所有比較序列各個(gè)時(shí)刻的絕對差中的最大值。Δi（k）表示k時(shí)刻兩比較序列的絕對差，ρ為分辨系數(shù)，本試驗(yàn)取ρ=0.5。該試驗(yàn)中最小差值Δmin=0.00046，最大差值 Δmax=4.74214。

2.4 計(jì)算關(guān)聯(lián)度

3 結(jié)果與分析

3.1 玉米產(chǎn)量與各主要農(nóng)藝性狀之間的關(guān)系

表2 數(shù)據(jù)均值化處理結(jié)果

表3 產(chǎn)量與各因素的關(guān)聯(lián)系數(shù)

從以上計(jì)算結(jié)果和表4可知：玉米產(chǎn)量與各農(nóng)藝性狀之間的關(guān)聯(lián)度大小順序依次為：生育期（X14）>出籽率（X10）>行粒數(shù)（X8）>穗長（X3）>穗粗（X4）>千粒重（X9）>株高（X1）>穗行數(shù)（X7）>軸粗（X5）>穗位高（X2）>禿尖長（X6）>雙穗率（X11）>倒伏率（X13）>空稈率（X12）。依照關(guān)聯(lián)分析原則，關(guān)聯(lián)度大的數(shù)列與參考數(shù)列的關(guān)系最為密切，關(guān)聯(lián)度小的數(shù)列與參考數(shù)列關(guān)系則較遠(yuǎn)。該分析中，生育期與產(chǎn)量的關(guān)聯(lián)度最大（r=0.9894），其次為出籽率（r=0.9889），第 3為行粒數(shù)（r=0.9835），第 4為穗長（r=0.9796）。說明生育期、出籽率、行粒數(shù)、穗長、穗粗、千粒重等因素與產(chǎn)量的關(guān)系密切，對產(chǎn)量的構(gòu)成影響較大。相比之下，玉米的株高、穗位高、禿尖長、軸粗、倒伏率、空稈率對產(chǎn)量的影響較小。

表4 產(chǎn)量與各因素的關(guān)聯(lián)度及位次

3.2 各農(nóng)藝性狀之間的相互關(guān)系

穗長、穗粗、穗行數(shù)、行粒數(shù)、千粒重和出籽率通常是構(gòu)成玉米產(chǎn)量的基本性狀。這些因素又受到其他農(nóng)藝性狀的影響，關(guān)聯(lián)度分析結(jié)果列于表5。從表5中可以得知，對于每一個(gè)產(chǎn)量構(gòu)成因素來說，各個(gè)性狀的關(guān)聯(lián)序是不同的。（1）株高與其他性狀的主要關(guān)聯(lián)序?yàn)椋旱狗剩?.9780）>穗粗（0.9773）>穗長（0.9772）>生育期（0.9765）>穗位高（0.9764），說明植株越高，果穗越大，生育期越長，穗位越高，越容易發(fā)生倒伏。（2）穗長與其他主要性狀的關(guān)聯(lián)順序?yàn)椋核氪郑?.9846）>生育期（0.9837）>株高（0.9772）>軸粗（0.9771）>千粒重（0.9763）>出籽率（0.9762）。（3）穗粗與其他主要性狀的關(guān)聯(lián)順序?yàn)椋核腴L（0.9845）>軸粗（0.9840）>穗行數(shù)（0.9828）>生育期（0.9812）>株高（0.9773）>行粒數(shù)（0.9753）。（4）穗行數(shù)與其他主要性狀的關(guān)聯(lián)度順序?yàn)椋核氪郑?.9828）>穗長（0.9757）>軸粗（0.9731）>生育期（0.9728）〉出籽率（0.9693）。（5）行粒數(shù)與其他主要性狀的關(guān)聯(lián)度順序?yàn)椋荷冢?.9885）>出籽率（0.9837）>穗長（0.9759）>穗粗（0.9755）> 千粒重（0.9706）> 株高（0.9701）。（6）千粒重與其他主要性狀的關(guān)聯(lián)度順序?yàn)椋荷冢?.9796）>出籽率（0.9782）>穗長（0.9760）>穗粗（0.9721）>行粒數(shù)（0.9702）>軸粗（0.9678）。（7）出籽率與其他主要性狀的關(guān)聯(lián)度順序?yàn)椋荷冢?.9896）>行粒數(shù)（0.9836）>千粒重（0.9784）>穗長（0.9761）>穗粗（0.9749）。

表5 各農(nóng)藝性狀之間的關(guān)聯(lián)矩陣R

4 結(jié)論

（1）運(yùn)用灰色關(guān)聯(lián)度評價(jià)雜交組合中影響子粒產(chǎn)量因素是可行的，可以在玉米雜交組合選配中起指導(dǎo)作用。研究結(jié)果表明，甘肅省玉米中晚熟產(chǎn)區(qū)（年積溫在2700℃以上）對產(chǎn)量影響因素除自然條件外，主要有生育期、出籽率、行粒數(shù)、穗長、穗粗、千粒重幾個(gè)限制因素。因此，本地區(qū)的高產(chǎn)育種應(yīng)該在生育期、大穗、大粒和適宜株高等性狀上注重選擇。同時(shí)，既要注意其他各性狀的重要作用，又要促進(jìn)它們的協(xié)調(diào)一致，最大限度地發(fā)揮玉米自身的增產(chǎn)潛力。

（2）灰色關(guān)聯(lián)度分析法其計(jì)算簡單明了、結(jié)果直觀。分析數(shù)據(jù)是建立在多性狀定性分析的基礎(chǔ)上，有較強(qiáng)的可比性、可靠性，可以對農(nóng)作物品種品系和育種材料進(jìn)行綜合評價(jià)，也可以針對某個(gè)因素與其他多個(gè)因素進(jìn)行關(guān)聯(lián)分析，找出其中的主要因素，為選育高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)作物品種指明主攻方向，為提出相應(yīng)的措施提供科學(xué)依據(jù)。

[1]郭瑞林.作物灰色育種學(xué)[M].北京：農(nóng)業(yè)科技出版社，1995.

[2]唐啟義.DPS數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)（第二版）：實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、統(tǒng)計(jì)分析及數(shù)據(jù)挖掘[M].北京：科學(xué)出版社，2010.

[3]鄧聚龍.灰色系統(tǒng)理論教程[M].武漢：華中科技大學(xué)出版社，1990.

[4]劉錄祥，孫其信，王士蕓.灰色系統(tǒng)理論應(yīng)用于作物新品種綜合評估初探[J].中國農(nóng)業(yè)科學(xué)，1989，22（3）：22-27.

[5]岳堯海，周小輝，楊賢成，等.夏玉米產(chǎn)量性狀與產(chǎn)量的灰色哭聯(lián)度分析[J].玉米科學(xué)，2004，12（4）：21-22，25.

[6]李北齊，趙蘇維，王貴強(qiáng)，等.玉米雜交組合產(chǎn)量相關(guān)因素的灰色關(guān)聯(lián)度評價(jià)[J].玉米科學(xué)，2006，14（2）：44-46

[7]梁曉偉，陳潤玲，雷曉兵，等.雜交玉米產(chǎn)量相關(guān)性狀的灰色關(guān)聯(lián)度分析[J].江西農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào)，2010，22（2）：16-18.

[8]衛(wèi)勇強(qiáng)，趙保獻(xiàn)，雷曉兵，等.灰色關(guān)聯(lián)度分析和DTOPSIS法綜合評價(jià)玉米新品種[J].江西農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào)，2009，21（6）：11-14.

[9]孫海潮，萬金紅，郭安斌，等.灰色關(guān)聯(lián)度分析在玉米組合鑒定試驗(yàn)中的應(yīng)用[J].玉米科學(xué)，2006，14（2）：47-49.