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限制因子學(xué)說和灰色關(guān)聯(lián)分析在玉米栽培中的應(yīng)用

2012-01-28 06:30陸順生楊志明楊國田宋云飛吳桂仙楊臘梅
園藝與種苗 2012年2期
關(guān)鍵詞:穗位關(guān)聯(lián)度灰色

曾 林 ,陸順生 ,楊志明 ,楊國田 ,宋云飛 ,單 艷 ,劉 艷,吳桂仙,楊臘梅

(1.云南省保山市隆陽區(qū)農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣所,云南保山678000;2.云南省保山市隆陽區(qū)蒲漂鎮(zhèn)農(nóng)科站,云南保山678022)

灰色關(guān)聯(lián)分析方法是根據(jù)所研究的因子間動(dòng)態(tài)變化中其變化的相似程度來判斷因子間的密切程度,關(guān)聯(lián)度反映了因子間密切程度的大小,關(guān)聯(lián)度越大說明因子間變化的勢(shì)態(tài)越接近,其相互關(guān)系越密切[1-2]?;疑P(guān)聯(lián)分析對(duì)樣本量的大小沒有特殊要求,分析時(shí)也不需要典型的分布規(guī)律,且計(jì)算量小,不會(huì)出現(xiàn)量化結(jié)果與定性分析結(jié)果不符的情況,因而在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中具有廣泛的實(shí)用性[3]。

灰色關(guān)聯(lián)分析為研究作物產(chǎn)量與性狀間的關(guān)系提供了新的捷徑,并已在玉米、小麥、大豆、甘薯、辣椒等作物育種及栽培技術(shù)上廣泛應(yīng)用[2,4-7]。最小養(yǎng)分律在作物栽培中的應(yīng)用研究較多,大部分只是把土壤養(yǎng)分作為對(duì)象來研究[8],而把作物的主要性狀作為因子來研究其與產(chǎn)量之間的關(guān)系,確定限制產(chǎn)量的主要因子尚未見報(bào)道。為此,筆者應(yīng)用限制因子學(xué)說及灰色關(guān)聯(lián)分析方法,探討玉米主要性狀與產(chǎn)量的關(guān)系,找出影響產(chǎn)量的最主要的性狀限制因子,從而為玉米育種和高產(chǎn)栽培提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料

供試材料為2007—2008年保山市(山區(qū)組)玉米品種區(qū)域試驗(yàn)高產(chǎn)品種五谷1790和對(duì)照種保玉7號(hào)。

1.2 試驗(yàn)方法

五谷1790和對(duì)照種保玉7號(hào)的產(chǎn)量及主要性狀平均值如表1所示。按照灰色關(guān)聯(lián)分析法[9],將2個(gè)品種的5個(gè)性狀看作一個(gè)灰色系統(tǒng),計(jì)算各性狀與產(chǎn)量的關(guān)聯(lián)度,確定限制產(chǎn)量的主要性狀,再根據(jù)布萊克曼(F.F,Blackman)提出的限制因子學(xué)說[10]對(duì)雜交玉米五谷1790的產(chǎn)量與主要性狀進(jìn)行綜合分析,指明玉米高產(chǎn)栽培上采取措施的主攻方向。

表1 2個(gè)品種產(chǎn)量和主要性狀平均值

2 結(jié)果與分析

2.1 原始數(shù)據(jù)無量綱化處理

根據(jù)灰色系統(tǒng)理論,將2個(gè)品種的產(chǎn)量及其他5個(gè)性狀視為一個(gè)系統(tǒng)整體,即灰色系統(tǒng),每個(gè)性狀則為該系統(tǒng)的1個(gè)因子。設(shè)產(chǎn)量為參考數(shù)列y,各性狀指標(biāo)為比較數(shù)列xi(i=1,2,3,…,5),即株高、穗位高、單位面積有效穗、穗粒數(shù)和千粒重分別為x1、x2、x3、x4、x5。為了便于分析,將各原始數(shù)據(jù)做適當(dāng)處理,根據(jù)公式:

yk=y’k/y1,xik=x’ik/xi1(i=1,2,3,…,5,k=1,2)

其中,yk和xik為原始數(shù)據(jù)無量綱化處理后的結(jié)果;y’k和x’ik為原始數(shù)據(jù)。表2為各性狀平均值初值化后的結(jié)果。

表2 主要性狀原始數(shù)據(jù)初值化結(jié)果

2.2 估算初值化數(shù)列與參考數(shù)列的差值

根據(jù)公式△ik=│yk-xik│,求出表2中y與xi各行對(duì)應(yīng)點(diǎn)的絕對(duì)差值(表3)。

表3 參考數(shù)列與比較數(shù)列的絕對(duì)差值

2.3 計(jì)算關(guān)聯(lián)系數(shù)和關(guān)聯(lián)度,確定影響玉米產(chǎn)量的性狀限制因子

估算品種各農(nóng)藝性狀與產(chǎn)量的關(guān)聯(lián)系數(shù),按照公式:

ξik=(△min+ σ△max)/(△ik+ σ△max)

式中,σ為分辯系數(shù),取值范圍在[0,1],文中取0.2;△min和△max分別為絕對(duì)差值△ik的最小值和最大值,從表3中可以得出△min=0,△max=0.226 7,根據(jù)關(guān)聯(lián)系數(shù)公式,求得各主要性狀與產(chǎn)量之間的關(guān)聯(lián)系數(shù)(表4)。

將表4 中關(guān)聯(lián)系數(shù) ξik代入公式 ri=1/n∑ξik,其中,n為比較序列的長(zhǎng)度,即樣本數(shù)。計(jì)算出株高、穗位高、單位面積有效穗、穗粒數(shù)、千粒重5個(gè)主要性狀與產(chǎn)量的關(guān)聯(lián)度分別為0.595 6、0.597 6、0.627 2、0.679 6、0.583 3,其關(guān)聯(lián)度大小依次為穗粒數(shù)>單位面積有效穗>穗位高>株高>千粒重。玉米產(chǎn)量主要性狀對(duì)產(chǎn)量的影響以穗粒數(shù)最大,其次為單位面積有效穗,再次為穗位高、株高和千粒重。主要性狀的限制因子為穗粒數(shù)和單位面積有效穗。

表4 產(chǎn)量與主要性狀的關(guān)聯(lián)系數(shù)

3 小結(jié)與討論

(1)按灰色關(guān)聯(lián)分析原則,對(duì)雜交玉米品種區(qū)域試驗(yàn)中的高產(chǎn)品種五谷1790主要性狀與產(chǎn)量的灰色關(guān)聯(lián)分析結(jié)果表明,影響產(chǎn)量的限制因子大小順序?yàn)樗肓?shù)、單位面積有效穗、穗位高、株高、千粒重,產(chǎn)量的主要性狀限制因子為穗粒數(shù)和單位面積有效穗。

(2)根據(jù)限制因子學(xué)說,雜交玉米五谷1790產(chǎn)量的主要限制因子穗粒數(shù)和單位面積有效穗數(shù)達(dá)不到要求,即使其他因子達(dá)到要求,玉米五谷1790產(chǎn)量也不會(huì)大幅度提高。因此,在生產(chǎn)中,注意保證單位面積有效穗在6.3萬穗/hm2以上,在栽培管理上采取有效措施增加穗粒數(shù),并且協(xié)調(diào)好它們之間的關(guān)系,才便于奪取高產(chǎn)。但是,穗位高這一因子也不能忽視,特別是使用玉米健壯素,主要目的是降低穗位葉上的高度,要求使用的時(shí)期要準(zhǔn),在穗位高相對(duì)穩(wěn)定期(穗位葉面積最大)施用,否則同樣影響產(chǎn)量,追求過高的株高和千粒重,對(duì)提高產(chǎn)量已無實(shí)踐操作意義。

(3)利用限制因子學(xué)說及灰色關(guān)聯(lián)分析法,尋找多元性狀影響產(chǎn)量的主要因子,計(jì)算簡(jiǎn)單,可靠性強(qiáng),為玉米高產(chǎn)品種指明了栽培措施主攻途徑與方向,但是仍有一定的局限性,還有待運(yùn)用密度試驗(yàn)探討最高產(chǎn)量的穗粒數(shù)和單位面積有效穗數(shù)。

[1]王淑榮.灰色關(guān)聯(lián)分析在大豆育種數(shù)量性狀選擇上的應(yīng)用[J].黑龍江農(nóng)業(yè)科學(xué),2000(3):15-17.

[2]羅瑞萍,趙志剛,姬月梅.灰色關(guān)聯(lián)分析在寧夏春大豆育種數(shù)量性狀選擇上的應(yīng)用[J].安徽農(nóng)業(yè)科學(xué),2010,38(16):8359-8360,8364.

[3]李樹君,周祖亮,殷春武.基于灰色關(guān)聯(lián)度的農(nóng)作物品種評(píng)價(jià)[J].安徽農(nóng)業(yè)科學(xué),2011,39(3):1263-1264.

[4]劉振興,孟慶祥,石春雨,等.限制因子學(xué)說和灰色關(guān)聯(lián)分析在冬小麥栽培中的應(yīng)用[J].中國農(nóng)學(xué)通報(bào),2005,21(1):315-317.

[5]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(píng)價(jià)[J].玉米科學(xué),2006,14(2):44-46.

[6]趙水靈,楊忠文,王紹祥,等.灰色關(guān)聯(lián)度分析法在丘北辣椒密度上的應(yīng)用[J].辣椒雜志,2009(2):27-29.

[7]徐茜,張興端.灰色關(guān)聯(lián)分析在甘薯高產(chǎn)育種上的應(yīng)用[J].農(nóng)業(yè)系統(tǒng)科學(xué)與綜合研究,1995(1):49-51.

[8]劉振興,郭建民,張樹林,等.灤河流域沙區(qū)冬小麥合理施肥技術(shù)研究[J].麥類作物學(xué)報(bào),2003,23(1)67-70.

[9]鄧聚龍.農(nóng)業(yè)系統(tǒng)灰色理論與方法[M].濟(jì)南:山東科學(xué)技術(shù)出版社,1988:47-60.

[10]陳倫壽,李仁崗.農(nóng)田施肥原理與實(shí)踐[M].北京:中國農(nóng)業(yè)出版社,1984:12-13.

該品種生育期平均115 d。幼苗葉鞘紫色,株型半緊湊,株高257.1 cm,雄穗分枝11個(gè),花藥紫色,花絲淺紫色。穗位97.2 cm,穗長(zhǎng)17.8 cm,錐型穗,苞葉適中,禿尖0.5 cm,穗行數(shù)16~18行,行粒數(shù)39粒,穗軸紅色,籽粒黃色硬粒型,百粒重31.7g,出籽率86.1%。倒伏率0.9%、倒折率0.7%。品質(zhì)經(jīng)農(nóng)業(yè)部谷物品質(zhì)監(jiān)督檢驗(yàn)測(cè)試中心檢測(cè):容重808 g/L,水分9.6%,粗蛋白質(zhì)10.89%,粗脂肪4.69%,粗淀粉72.79%,賴氨酸0.30%。

2009年區(qū)試平均產(chǎn)量10 174.5 kg/hm2,較對(duì)照海禾2號(hào)增產(chǎn)18%,增產(chǎn)極顯著,增產(chǎn)點(diǎn)率100%;2010年區(qū)試平均產(chǎn)量10 066.5 kg/hm2,較對(duì)照海禾2號(hào)增產(chǎn)19.9%,增產(chǎn)極顯著,增產(chǎn)點(diǎn)率100%。2年區(qū)試平均產(chǎn)量10 120.5 kg/hm2,較對(duì)照增產(chǎn)19.0%,連續(xù)2年區(qū)試第1名。生產(chǎn)試驗(yàn)平均產(chǎn)量9 924.0 kg/hm2,較對(duì)照增產(chǎn)12.6%,5點(diǎn)全部增產(chǎn),居參試品種第1位。

該品種適宜于云南大部分地區(qū)種植,尤其在海拔800~2200 m的坡地、山地優(yōu)勢(shì)較為明顯。

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