李春宏，郭文琦，張培通，殷劍美，韓曉勇，王 立

（江蘇省農(nóng)業(yè)科學(xué)院經(jīng)濟(jì)作物研究所，江蘇 南京210014）

栽培甜高粱（Sor ghum bicolor subsp.bicolor）是隸屬于禾本科高粱族高粱屬甜高粱種下的一個亞種。高粱是C4作物，光合作用效率高，生物產(chǎn)量和經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量大，有較強(qiáng)的抗逆性和適應(yīng)性，具有抗旱、抗?jié)场⒛望}堿、耐瘠薄、耐高溫、耐寒冷等諸多特性［1－2］，甜高粱除具有普通高粱的一般特征外，其莖稈中還含有大量的汁液，糖分含糖量為11%～21%，是粒用高粱的2～5 倍，植株高大，營養(yǎng)價值高。甜高粱作為飼料、糖料、能源作物，極具開發(fā)價值［3］。在甜高粱的諸多用途中，甜高粱以其轉(zhuǎn)化率高、營養(yǎng)豐富［4－5］的優(yōu)勢而被首推作為青貯飼料。

江蘇省用于畜禽業(yè)的飼料主要來源是依靠進(jìn)口和糧食的轉(zhuǎn)化，存在著成本高，人畜爭糧的矛盾。利用江蘇省豐富的沿海灘涂鹽堿地、荒地等邊際土地，大力發(fā)展甜高粱種植，可提高土地的生產(chǎn)效率，降低畜牧業(yè)飼料成本，為草食性畜禽提供充足的飼料［6－7］，這也符合我國政府提出的發(fā)展畜牧業(yè)“不與糧爭地，不與人爭糧”國策［8］。

灰色關(guān)聯(lián)度分析是一種定量化比較分析方法，是根據(jù)數(shù)列的可比性和相似性，分析系統(tǒng)內(nèi)部主要因素之間的相關(guān)程度，確定相關(guān)程度最大的因素。與其他數(shù)理統(tǒng)計(jì)方法相比，灰色關(guān)聯(lián)度分析法具有不滿足某種理論分布、樣本數(shù)量少、分析方法簡單、結(jié)果準(zhǔn)確等優(yōu)點(diǎn)。近年來，該種方法在水稻（Or yza sativa）、玉米（Zea mays）、小麥（Triticum aestivu m）、大豆（Gl ycine max）、棉花（Gossy piu m hirsutum）、煙草（Nicotiana tabacum）及番茄（Lycopersici esculentu m）等農(nóng)作物的品種評價與選育方面有廣泛應(yīng)用［9－10］。本研究應(yīng)用灰色關(guān)聯(lián)度分析法對在江蘇省沿海灘涂種植的甜高粱進(jìn)行多項(xiàng)關(guān)鍵農(nóng)藝性狀的綜合評價，以期篩選出適合江蘇省沿海灘涂種植的優(yōu)良甜高粱新品種（系），為甜高粱品種的選育與推廣提供理論及參考依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)區(qū)位于江蘇省沿海灘涂連云港灌云洋橋農(nóng)場內(nèi)（119°50′09″E，34°30′50″N），屬暖溫帶季風(fēng)性氣候，年均溫15 ℃，年均降水量959.4 mm，年均日照總時數(shù)2 456.2 h，初霜期通常在11月初，常年無霜期為220 d，土壤鹽分含量中等，試驗(yàn)區(qū)土壤鹽分為氯化物為主的鹽漬土壤，全鹽量變化范圍為0.15%～0.38%，平均0.27%左右；試驗(yàn)地土壤肥力中等。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

供試為19個甜高梁品種（系），其中中國科學(xué)院遺傳與發(fā)育生物學(xué)研究所品種（系）14個，為中科甜4 號、KL、L1、L3、ME、SN003、SN005、SN006、SN009、SN0010、ST005、ST008、YC001、YT002；江蘇省農(nóng)科學(xué)院選育品系NJ001、NJ003；遼寧省農(nóng)業(yè)科學(xué)院高粱研究所品種兩個，為遼甜3 號、遼甜6號；以江蘇地方品種通甜1號為對照。試驗(yàn)小區(qū)寬3 m，行長6 m，小行距40 c m，大行距70 c m，6 行區(qū)，大小行種植，隨機(jī)區(qū)組，重復(fù)3次。試驗(yàn)區(qū)四周以4 m 寬的通甜1號作保護(hù)行。2013年5月21人工條播種植，播種后地膜覆蓋，成苗后定密度6 500～7 000株·667 m－2。栽培管理按當(dāng)?shù)卮筇锷a(chǎn)條件正常進(jìn)行。

1.3 農(nóng)藝性狀測定

通過田間觀測法記錄各品種（系）從播種期至完熟期的生育期，計(jì)算全生育期天數(shù)；甜高梁籽粒生長至乳熟期時，測定每小區(qū)參試材料干鮮比、汁液糖錘度、株高、莖粗、千粒重、倒伏率、鮮草產(chǎn)量、籽粒產(chǎn)量［11－12］等指標(biāo)。用愛宕PAL－1折射儀測定莖稈倒五節(jié)汁液糖錘度，倒伏率以倒伏植株（主莖與地面傾斜角度小于30°）占該小區(qū)全部植株的比率計(jì)算［13－14］。

1.4 數(shù)據(jù)分析

試驗(yàn)結(jié)果采用方差分析和多重比較對各品種（系）的產(chǎn)量結(jié)果進(jìn)行顯著性分析。

根據(jù)灰色系統(tǒng)理論，將18個參試的甜高粱品種（系）視為同一灰色系統(tǒng)，而每個參試品種（系）是該系統(tǒng)中的一個因素。把各參試品種（系）的主要性狀的最佳數(shù)值結(jié)合起來，構(gòu)成一個“理想品種”，以“理想品種”的出苗率、生育期、株高、莖粗、汁液糖錘度、千粒重、倒伏率、鮮干比、鮮草產(chǎn)量、籽粒產(chǎn)量等性狀指標(biāo)所構(gòu)成的數(shù)列為參考數(shù)列X0（k），以各參試品種（系）各項(xiàng)性狀指標(biāo)值構(gòu)建比較數(shù)列Xi（k）（i＝1，2，3，…，m；k＝1，2，3，…，n），m 為參試品種數(shù)，n 為評估性狀數(shù)，并根據(jù)育種目標(biāo)和生產(chǎn)實(shí)際需要，將出苗率、生育期、株高、莖粗、汁液糖錘度、千粒重、倒伏率、鮮干比、鮮草產(chǎn)量、籽粒產(chǎn)量這些項(xiàng)指標(biāo)分別賦予0.050、0.125、0.025、0.025、0.200、0.025、0.200、0.050、0.250、0.050的權(quán)重系數(shù)。采用初值法將農(nóng)藝性狀原始數(shù)據(jù)進(jìn)行無量綱化處理，使得農(nóng)藝性狀原始數(shù)據(jù)壓縮到［0－1］區(qū)間內(nèi)，即各參試品種的出苗率、株高、莖粗、汁液糖錘度、千粒重、鮮干比、鮮草產(chǎn)量、籽粒產(chǎn)量等性狀指標(biāo)數(shù)值除以理想品種相應(yīng)指標(biāo)值；生育期、倒伏率性狀指標(biāo)數(shù)值除理想品種相應(yīng)指標(biāo)值。再根據(jù)下列公式計(jì)算加權(quán)關(guān)聯(lián)度。

關(guān)聯(lián)系數(shù)：

式中，｜Δi（k）｜為參考數(shù)列與比較數(shù)列在第k 點(diǎn)的絕對差值，ρ 為分辨系數(shù)，取值0.5［15－16］。

2 結(jié)果與分析

2.1 供試甜高梁品種（系）鮮草產(chǎn)量結(jié)果比較

供試甜高梁品種 （系）平均鮮草產(chǎn)量在63 207.0～100 457.1 kg·h m－2，有12 個品種顯著比通甜1號高產(chǎn)，增幅為8.55%～24.71%，其中品種L3較對照平均增產(chǎn)24.71%，位居第1位；遼甜3號平均增產(chǎn)23.84%，位居第2位；遼甜6號平均增產(chǎn)22.91%，位居第3位；SN009、ME等品種分別增產(chǎn)21.75%～22.38%，均達(dá)顯著水平（P＜0.05）；L1增產(chǎn)3.75%，增產(chǎn)不顯著（P＞0.05）。ST005、KL、SN005、ST008較對照顯著減產(chǎn)，減產(chǎn)幅度分別為18.48%、19.79%、21.53%、6.71%（表1）。

2.2 供試甜高梁品種（系）汁液糖錘度比較

供試甜高梁品種（系）平均汁液糖錘度在14.3～19.4，對照通甜1號為16.6，有7個品種超過通甜1 號，其中KL、L1、ST008 位居第1、2、3 位，分別為19.4、18.0、17.8；YC001、遼 甜6 號、SN006 平均汁液糖錘度分別位居倒數(shù)第3、2、1位，僅為14.7、14.6、14.3；其余品種（系）與對照相差幅度不大（表1）。

表1 甜高梁品種（系）主要農(nóng)藝性狀Table1 Main agronomic char acteristics of sweet sorghum varieties

2.3 供試甜高梁品種（系）生育期比較

供試甜高梁品種（系）生育期在116～166 d，相差達(dá)50 d，對照通甜1號為140 d，ST005最短，僅為116 d；SN003、SN005、SN009、YC003 較短，分別為128、129、130、130 d；ST008、ME、L3、遼甜3號生育期長，分別為160、162、166、166 d（表1）。

2.4 供試甜高梁品種（系）倒伏率比較

2013年9月下旬受強(qiáng)臺風(fēng)影響，試驗(yàn)地甜高梁發(fā)生大面積倒伏，供試甜高梁品種（系）倒伏率在15.3%～98.2%，對照通甜1號為45.3%，L3、ME、遼甜3 號、遼 甜6 號、L1、YC001 倒 伏 嚴(yán) 重，位 居第1～6 位，分 別 為 98.2%、97.2%、93.5%、90.4%、89.5%、84.5%；中科甜4 號、NJ003、KL抗倒性較好，倒伏率分別為15.3%、21.3%、25.1%，位居第19、18、17位（表1）。

2.5 供試甜高梁品種（系）灰色關(guān)聯(lián)度評價

本研究將參試品種農(nóng)藝性狀最佳數(shù)值作為理想指標(biāo)，即出苗率92.5%、生育期為116 d、株高370 c m、莖粗21.5 mm、汁液糖錘度19.4、千粒重35.4 g、倒伏率15.3%、干鮮比28.4%、鮮草產(chǎn)量100，457.1 kg·h m－2和籽粒產(chǎn)量5，367.6 kg·h m－2，構(gòu)成最優(yōu)指標(biāo)集｛X0（k）｝＝（92.5、116、370、21.5、19.4、35.4、15.3、28.4、100，457.1、5，367.6）。

2.5.1 無量綱化處理，并求絕對差值 對出苗率、株高、莖粗、汁液糖錘度、千粒重、干鮮比、鮮草產(chǎn)量、籽粒產(chǎn)量按上限性狀，對生育期、倒伏率按下限性狀。上限性狀無量綱化處理是以參試品種性狀序列值除以理想品種對應(yīng)性狀值；下限性狀則相反處理結(jié) 果 見（表2）。 然 后 再 求 絕 對 差 值 Δi（k）＝｜X0（k）－Xi（k）｜（表3）。

表2 原始數(shù)據(jù)無量綱化處理Table 2 Di mensionless results of the original data

表3 參試品種與理想品種的絕對差值Table 3 Absolute differences of characteristics of experi mental varieties and reference variety

2.5.2 計(jì)算相對應(yīng)的關(guān)聯(lián)系數(shù) 二級最小差值為0.000，二級最大差值為0.844 2；相應(yīng)的等權(quán)關(guān)聯(lián)度、加權(quán)關(guān)聯(lián)度見表4。根據(jù)品種灰色關(guān)聯(lián)度多維綜合評估的原理：綜合評估關(guān)聯(lián)度（加權(quán)關(guān)聯(lián)度）越大，相應(yīng)的品種越優(yōu)良，反之亦然［15］。中科甜4 號加權(quán)關(guān)聯(lián)度為0.831，居所有參試品種的首位，綜合表現(xiàn)最優(yōu)；NJ003、SN009加權(quán)關(guān)聯(lián)度分別為0.779、0.747，位居第2、3位；其余品種（系）加權(quán)關(guān)聯(lián)度大小依此為ME ＞L3＞NJ001＞遼甜6 號＝遼甜3號＞SN006＞YC001＝Y(jié)T002＞KL＞L1＞ST005＞通甜1號＞SN0010＞SN003＝ST008＞SN005。從中科甜4號與目標(biāo)品種X0所設(shè)“最優(yōu)”性狀的關(guān)聯(lián)系數(shù)可以明顯看出，盡管該品種在鮮草產(chǎn)量方面并不特別突出，但在出苗率、生育期、抗倒伏性狀方面表現(xiàn)突出，其他性狀表現(xiàn)優(yōu)良，綜合表現(xiàn)結(jié)果優(yōu)秀。

2.6 中科甜4號豐產(chǎn)性與適應(yīng)性

中科甜4號是以甜高粱農(nóng)家品種“南通1號”作母本，美國引進(jìn)的高糖、抗逆性強(qiáng)的甜高粱品種“M－81E”為父本回交選育而成，2011－2012年在連云港、鹽城等沿海灘涂地區(qū)進(jìn)行了品系比較試驗(yàn)，成熟時中科甜4號在鹽堿地（鹽分含量3‰～5‰）鮮草產(chǎn)量72.0～76.5 t·h m－2，籽粒產(chǎn)量4.1～4.2 t·h m－2；脫鹽地（鹽分含量在2‰以下）鮮草產(chǎn)量88.5～93.2 kg·h m－2，籽 粒 產(chǎn) 量5.1～5.4 t·h m－2，中科甜4號表現(xiàn)出較好的耐鹽性和豐產(chǎn)性。2013年中科甜4號申請參加江蘇省甜高粱新品種鑒定試驗(yàn)：在連云港灌云洋橋農(nóng)場、鹽城大豐市金海農(nóng)場，南通如東東凌墾區(qū)沿海灘涂鹽堿地的三點(diǎn)平均鮮草產(chǎn)量為85 094.25 kg·h m－2、比遼甜1號（對照）增產(chǎn)5.59%，增產(chǎn)顯著，此外，中科甜4號出苗較好，苗勢較強(qiáng)，耐鹽、抗倒性（倒伏率13.4%）也較好。2014年中科甜4號成為江蘇省首個通過鑒定甜高粱品種，適合江蘇省沿海灘涂種植，值得大力推廣。

表4 參試品種的關(guān)聯(lián)系數(shù)及加權(quán)關(guān)聯(lián)度Table 4 Correlation coefficient and weighting association of experi mental varieties

3 討論與結(jié)論

本研究采用灰色系統(tǒng)理論對19個甜高粱品種的農(nóng)藝性狀進(jìn)行綜合評定，結(jié)果顯示中科甜4 號、NJ003、SN009綜合性狀優(yōu)良，分列第1、2、3位。中科甜4號生育期偏早熟，鮮草產(chǎn)量與籽粒產(chǎn)量較高、抗倒性最好，適合在江蘇省沿海灘涂推廣種植；NJ003汁液糖錘度、鮮草產(chǎn)量與籽粒產(chǎn)量較高，倒伏率較低；SN009 生育期早、鮮草產(chǎn)量與籽粒產(chǎn)量也較高，NJ003 與SN009是較優(yōu)異的種質(zhì)資源，該試驗(yàn)結(jié)果與實(shí)際中的表現(xiàn)相吻合。本研究表明，灰色關(guān)聯(lián)度分析可根據(jù)多個性狀指標(biāo)來反映甜高粱品種特性，是一種切實(shí)可行、較科學(xué)、可靠的方法。

考察性狀的確定以及諸性狀權(quán)重的分配是灰色關(guān)聯(lián)度分析的關(guān)鍵。本研究中甜高粱是以青貯飼料作為目標(biāo)用途的，因而將鮮草產(chǎn)量、汁液糖錘度分配較高權(quán)重；同時將生育期、倒伏率也分配具有較高的權(quán)重，這是因?yàn)樘鸶吡黄贩N間生育期變幅大，生育期長不僅增加管理成本、生產(chǎn)風(fēng)險(xiǎn)，而且影響田間茬口安排，育種目標(biāo)都是希望在同樣產(chǎn)量水平下能夠縮短品種生育期，確保早熟品種的優(yōu)勢能在綜合評判中凸顯出來。甜高粱植株高大，甜高粱開花期至成熟期極易發(fā)生倒伏，倒伏多發(fā)生在甜高粱開花期至成熟期，倒伏的甜高粱籽粒產(chǎn)量下降并影響莖稈內(nèi)含物的積累，且也不利于收割［14，17］。甜高粱倒伏是受環(huán)境因素和品種本身特性共同作用的結(jié)果［18］，因此，根據(jù)本區(qū)域環(huán)境條件選擇抗倒性強(qiáng)的品種對發(fā)展甜高粱產(chǎn)業(yè)具有重要作用。另外，出苗率、株高、莖粗、千粒重、干鮮比、籽粒產(chǎn)量這些農(nóng)藝性狀對甜高粱生產(chǎn)與品質(zhì)具有一定的影響，故根據(jù)實(shí)際需要賦予了相應(yīng)的權(quán)重。然而，灰色關(guān)聯(lián)度分析中的性狀的確定與權(quán)重的分配有很大的主觀性，即便是同一作物，不同研究者的評價意向?qū)ζ贩N會產(chǎn)生不同的評價結(jié)果［19］。因而在今后的研究中，為提高灰色關(guān)聯(lián)度分析的準(zhǔn)確性和可靠性，需要積累和分析多年多點(diǎn)試驗(yàn)資料，并依據(jù)甜高粱育種的目標(biāo)、生態(tài)環(huán)境條件和生產(chǎn)實(shí)際狀況的變化（如病蟲害等）來合理調(diào)整、確定各考察性狀及其權(quán)重的分配，從而使結(jié)果更加準(zhǔn)確、客觀。

傳統(tǒng)的高粱引種與育種的評價一般采用對單一性狀（特別是產(chǎn)量）性狀進(jìn)行方差分析的方法，而對生產(chǎn)上有重要作用其他性狀因子如生育期、抗逆性、籽粒特性等，往往因?yàn)樘镩g觀察記載工作量太多，僅采用直觀方法進(jìn)行評估，或者這些因子難以量化計(jì)算而不能進(jìn)行確切分析，用關(guān)聯(lián)度分析方法對甜高粱品種進(jìn)行綜合評估，彌補(bǔ)了以單一性狀（如產(chǎn)量）為標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行評估的不足［2，11］，同時直觀、簡單、計(jì)算量小，對樣本量大小沒有過高的要求，灰色關(guān)聯(lián)度分析對于提高甜高粱品種評估效率，較客觀、全面評價甜高粱品種特性具有重要意義。

［1］ 賈春林，盛亦兵，張華文，趙逢濤，王國良，畢玉波，李新華，管延安.黃河三角洲鹽堿地甜高粱產(chǎn)草量和飼用價值［J］.草業(yè)科學(xué)，2010，30（1）：116－119.

［2］ 馮海生，李春喜.應(yīng)用灰色關(guān)聯(lián)度綜合評價甜高粱的生產(chǎn)性能［J］.草地學(xué)報(bào)，2013，21（3）：622－625.

［3］ 郭平銀，齊士軍，徐憲斌，鄭現(xiàn)和，肖愛軍，游寶杰.能源植物甜高粱的研究利用現(xiàn)狀及展望［J］.山東農(nóng)業(yè)科學(xué)，2007（3）：126－128.

［4］ 宋金昌，范莉，牛一兵，付志新，劉錚鑄，李素芬，倪靜.不同甜高粱品種生產(chǎn)與奶牛飼喂特性比較［J］.草業(yè)科學(xué)，

2009，26（4）：74－78.

［5］ 李春宏，張培通，郭文琦，殷劍美，韓曉勇.甜高粱用作青貯研究利用的現(xiàn)狀及展望［J］.江蘇農(nóng)業(yè)科學(xué)，2014，42（3）：150－152.

［6］ 許云麒，弓子敬，李清華.發(fā)展草產(chǎn)業(yè)是解決人畜爭糧的有效途徑［J］.畜牧與飼料科學(xué)，2011，32（8）：70－71.

［7］ 竟麗麗，孫學(xué)永，高正良，邵希文.安徽省發(fā)展高能作物甜高粱的必要性與可行性分析［J］.安徽農(nóng)業(yè)科學(xué)，2011，39（13）：7632－7634.

［8］ 魏玉清，任賢，貝盞臨.利用鹽堿地種植甜高粱生產(chǎn)燃料乙醇的產(chǎn)業(yè)化前景分析［J］.安徽農(nóng)業(yè)科學(xué)，2010，38（21）：11279－11282，11396.

［9］ 周俐宏，王志剛，于海濤，印東生.基于灰色關(guān)聯(lián)度分析的百合品種評價［J］.東北農(nóng)大學(xué)學(xué)報(bào)，2013，44（1）：91－95.

［10］ 郁達(dá)威，胡肄農(nóng)，譚業(yè)平，陸昌華.基于Arc GIS的江蘇省豬糧比價風(fēng)險(xiǎn)等級評估［J］.江蘇農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào)，2013，29（6）：1478－1483.

［11］ 馮斗，席世麗，張濤.九個甜高粱品種引種研究初報(bào)［J］.中國農(nóng)學(xué)通報(bào)，2009，25（21）：102－106.

［12］ 郭興強(qiáng)，于永靜，謝光輝，王鑫，艾買爾江，楊少周.調(diào)環(huán)酸鈣－青鮮素復(fù)配劑對甜高粱株高和倒伏的影響［J］.中國農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2009，14（1）：73－76.

［13］ 周蓉，王賢智，張曉娟，沙愛華，吳學(xué)軍，涂贛英，邱德珍，周新安.大豆種質(zhì)倒伏抗性評價方法研究［J］.大豆科學(xué)，2007，26（4）：484－488.

［14］ 鄒劍秋，王艷秋，張飛，李巍.A3型細(xì)胞質(zhì)甜高粱品種抗倒性能研究［J］.中國農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2012，17（6）：92－97.

［15］ 魏娜，金濤.5個引種到西藏的燕麥新品種的灰色關(guān)聯(lián)度評價［J］.麥類作物學(xué)報(bào)，2013，33（5）：919－922.

［16］ 苗昊翠，李利民，張金波，肖菁，馬艷明.基于灰色關(guān)聯(lián)度分析評價新疆引種花生花育系列品種［J］.新疆農(nóng)業(yè)科學(xué)，2013，50（1）：22－26.

［17］ 趙威軍，張福耀，常玉卉，張陽，邵榮峰，李金梅.甜高粱品系的抗倒伏性評價及相關(guān)分析［J］.植物遺傳資源學(xué)報(bào)，2013，14（1）：58－64.

［18］ Mariano M S，Claudio A C，Antonio J H.Root lodging in sunflower.Variations in anchorage strength across genotypes，soil types，crop population densities and crop develop mental stages［J］.Field Crops Research 2008，106：179－186.

［19］ 陳榮江，孫長法，張艷鳳.運(yùn)用灰色關(guān)聯(lián)度對棉花區(qū)試品種的綜合評價［J］.吉林農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，1998，20（4）：73－77.