梁 琳
(玉林市農(nóng)業(yè)科學(xué)院,廣西玉林 537000)
玉林市地處廣西東南部,毗鄰粵港澳,是廣西重要的糧食、水果基地,也是我國南方重要的雙季稻高產(chǎn)區(qū),優(yōu)質(zhì)水稻常年播種面積25.33 萬hm2,總產(chǎn)量160 萬t[1]。目前,針對玉林市玉州區(qū)生態(tài)環(huán)境下進行優(yōu)質(zhì)常規(guī)稻品種綜合評價還是一個空白?;疑P(guān)聯(lián)度分析法能夠?qū)Χ鄠€品種、多個性狀進行綜合分析,科學(xué)、客觀、全面地評價品種的優(yōu)劣[2]。針對地區(qū)生態(tài)環(huán)境的不同特點,應(yīng)用灰色關(guān)聯(lián)度分析方法全面地分析評價水稻品種,對于指導(dǎo)生產(chǎn)實踐具有重要意義。本研究收集了玉林市玉州區(qū)5 個優(yōu)質(zhì)常規(guī)水稻品種,利用灰色關(guān)聯(lián)度分析法對5 個品種在早稻栽培中產(chǎn)量與農(nóng)藝學(xué)性狀的關(guān)系進行分析,對多個農(nóng)藝學(xué)性狀綜合進行評價,以期為玉林市優(yōu)質(zhì)常規(guī)稻高產(chǎn)栽培提供理論支持,為引進推廣優(yōu)質(zhì)常規(guī)水稻品種提供依據(jù)。
1.1 試驗材料試驗共收集5 個優(yōu)質(zhì)常規(guī)水稻品種,分別為百香139(桂審稻2007041 號)、中廣香1 號(桂審稻2010025 號)、美香占2 號(粵審稻2006009)、玉針香(湘審稻2009038)、豐粵華占(粵審稻2013027)。5 個品種均購買于廣西玉林保豐農(nóng)業(yè)服務(wù)有限公司。
1.2 試驗設(shè)計試驗于2019 年安排在玉林市農(nóng)業(yè)科學(xué)院仁東科研基地。試驗地土質(zhì)為沙壤土,前作冬閑田,肥力中等、均勻。采用隨機區(qū)組設(shè)計,設(shè)3次重復(fù),小區(qū)行長4.2m,行距0.2m,株距0.2m,小區(qū)面積8.4m2,四周設(shè)保護行。3 月10 日播種,3 月30日移栽,其他田間管理同常規(guī)大田。
1.3 性狀調(diào)查方法農(nóng)藝學(xué)性狀及調(diào)查方法見表1。
表1 農(nóng)藝學(xué)性狀調(diào)查方法
1.4 數(shù)據(jù)分析方法根據(jù)灰色系統(tǒng)理論和方法[3-5],將5 個品種試驗視為1 個灰色系統(tǒng),設(shè)置產(chǎn)量為參考數(shù)列x0,抽穗期為x1,單株穗數(shù)為x2,莖稈長度為x3,劍葉長度為x4,劍葉寬度為x5,穗長度為x6,每穗粒數(shù)為x7,結(jié)實率為x8,谷粒長度為x9,谷粒寬度為x10,千粒重為x11。
1.4.1 原始數(shù)據(jù)的無量綱化對各農(nóng)藝學(xué)性狀原始數(shù)據(jù)進行無量綱化處理,采用標(biāo)準(zhǔn)差法,按公式Xi(K)=[Xi’(K)-Xi]/Si將原始數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化。
1.4.2 參考序列與比較序列絕對差值的計算絕對差值的計算公式為:△i(k)=|X0(k)-Xi(k)|。X0(k)和Xi(k)為產(chǎn)量和農(nóng)藝學(xué)性狀的標(biāo)準(zhǔn)化值。
1.4.3 各農(nóng)藝學(xué)性狀與產(chǎn)量的灰色△i(k)關(guān)聯(lián)系數(shù)
各農(nóng)藝學(xué)性狀和產(chǎn)量的灰色關(guān)聯(lián)系數(shù)ξi(k)由以下公式計算,式中ρ為分辨系數(shù),通常取0.5。
1.4.4 各農(nóng)藝學(xué)性狀與產(chǎn)量的灰色關(guān)聯(lián)度r(X0,Xi)稱為X0,Xi的灰色關(guān)聯(lián)度記為ri。計算公式為:
2.1 各農(nóng)藝學(xué)性狀分析結(jié)果5 個水稻品種農(nóng)藝學(xué)性狀分析結(jié)果見表2:產(chǎn)量為5857.15~6976.19kg/hm2;抽穗期83~89d;單株穗數(shù)6.75~12.05 個;莖稈長度79.80~95.30cm;劍葉長度27.59~36.85cm;劍葉寬度1.57~1.69cm;穗長度24.93~27.70cm;每穗粒數(shù)164.70~259.95 粒;結(jié)實率89.64%~92.25%;谷粒長度11.31~15.03mm;谷粒寬度2.89~3.51mm;千粒重18.29~27.86g;各農(nóng)藝學(xué)性狀變異系數(shù)為1.28%~22.48%,從大到小依次為單株穗數(shù)>每穗粒數(shù)>千粒重>谷粒長度>劍葉長度>產(chǎn)量>谷粒寬度>莖稈長度>穗長度>抽穗期>劍葉寬度>結(jié)實率。從表2 可以看出,單株穗數(shù)、每穗粒數(shù)、千粒重、谷粒長度、劍葉長度具有較大的變異系數(shù)。變異系數(shù)較大的性狀代表著性狀變異幅度較大,同時說明供試材料具有很好的代表性。
表2 5個早稻品種農(nóng)藝學(xué)性狀及產(chǎn)量平均值
2.2 對數(shù)列進行無量綱化處理根據(jù)灰色系統(tǒng)理論和方法,各性狀的量綱(單位)不一致,不能對原始數(shù)據(jù)進行直接分析,可通過對各農(nóng)藝學(xué)性狀原始數(shù)據(jù)進行無量綱化處理。各農(nóng)藝學(xué)性狀數(shù)列無量綱化處理結(jié)果見表3。參考序列與比較序列絕對差值按照公式進行計算,X0(k)和Xi(k)為產(chǎn)量和農(nóng)藝學(xué)性狀的標(biāo)準(zhǔn)化值,結(jié)果見表4。
2.3 各農(nóng)藝學(xué)性狀的灰色關(guān)聯(lián)度分析在灰色關(guān)聯(lián)度分析中將性狀的灰色關(guān)聯(lián)度進行排序,能對其進行綜合評價,關(guān)聯(lián)度越大,則該農(nóng)藝學(xué)性狀越重要。運用灰色關(guān)聯(lián)度分析法將水稻的產(chǎn)量設(shè)為參考數(shù)列,將抽穗期、單株穗數(shù)、莖稈長度、劍葉長度、劍葉寬度、穗長度、每穗粒數(shù)、結(jié)實率、谷粒長度、谷粒寬度、千粒重設(shè)為比較數(shù)列,這樣就可以計算出產(chǎn)量與這11 個農(nóng)藝學(xué)性狀之間的關(guān)聯(lián)度,反映出與水稻產(chǎn)量關(guān)系密切的因素。
表3 5個早稻品種農(nóng)藝學(xué)性狀及產(chǎn)量標(biāo)準(zhǔn)化結(jié)果
表4 5個早稻品種農(nóng)藝學(xué)性狀及產(chǎn)量絕對差值
從表5 和表6 結(jié)果中可以看出,關(guān)聯(lián)度排序結(jié)實率(0.7492) >抽穗期(0.7401)>劍葉長度(0.7092)>單株穗數(shù)(0.7064)>谷粒寬度(0.6358)>千粒重(0.6158)>谷粒長度(0.6124)>莖稈長度(0.5989)>劍葉寬度(0.5809)>穗長度(0.5687)>每穗粒數(shù)(0.5614)。該試驗中與產(chǎn)量密切相關(guān)的農(nóng)藝學(xué)性狀有結(jié)實率、抽穗期、劍葉長度、單株穗數(shù),關(guān)聯(lián)度為0.7064~0.7492,其中結(jié)實率關(guān)聯(lián)度達0.7492。表明這5 個水稻品種產(chǎn)量的影響因素主要是結(jié)實率、抽穗期、劍葉長度和單株穗數(shù)。
表5 5個早稻品種農(nóng)藝學(xué)性狀及產(chǎn)量關(guān)聯(lián)系數(shù)
表6 5個早稻品種農(nóng)藝學(xué)性狀與產(chǎn)量關(guān)聯(lián)度及排序
作物種質(zhì)資源遺傳多樣性是作物基因發(fā)掘、遺傳改良及新品種培育等研究的重要基礎(chǔ)[6-7]。水稻品種選育與優(yōu)異種質(zhì)資源的發(fā)現(xiàn)和利用有關(guān),對水稻農(nóng)藝學(xué)性狀的研究,發(fā)掘多樣化的基因資源,對水稻品種多樣化選育改良有重要意義。水稻產(chǎn)量除了受遺傳因子影響外,還受到自然環(huán)境及栽培管理的影響。本試驗分析得出,產(chǎn)量與結(jié)實率關(guān)聯(lián)度最大,嚴(yán)明建等[8]試驗結(jié)果表明穗、粒兼顧型組合產(chǎn)量與各性狀的關(guān)聯(lián)度按大小順序依次為實粒數(shù)>結(jié)實率>有效穗數(shù)>千粒重>生育期,每穗實粒數(shù)的高低是影響該類型組合產(chǎn)量的主要因素。本試驗結(jié)果表明,5 個優(yōu)質(zhì)稻品種的產(chǎn)量與結(jié)實率關(guān)聯(lián)度最大,表明結(jié)實率的多少是水稻增產(chǎn)的重要因素,在產(chǎn)量結(jié)構(gòu)中起主要作用;抽穗期關(guān)聯(lián)度次之,關(guān)聯(lián)度達0.7401。嚴(yán)明建等[8]研究結(jié)果中生育期關(guān)聯(lián)度為最末,與本試驗結(jié)果有差異,原因可能是品種不同且試驗的自然環(huán)境、土壤條件及田間管理措施等不同。本試驗運用灰色關(guān)聯(lián)度分析法對在玉林種植的5 個水稻品種農(nóng)藝學(xué)性狀進行綜合評價,能夠較清晰地揭示各農(nóng)藝學(xué)性狀之間的相關(guān)性,對水稻高產(chǎn)栽培有指導(dǎo)作用;結(jié)果表明在水稻高產(chǎn)栽培中,想要獲得較高的產(chǎn)量,應(yīng)當(dāng)確保該水稻品種在當(dāng)?shù)啬苷=Y(jié)實,注意對水稻抽穗期、劍葉長度以及單株穗數(shù)的篩選,其中抽穗期和單株穗數(shù)是提高水稻產(chǎn)量的重要因素。灰色關(guān)聯(lián)度分析法已在許多農(nóng)作物的栽培和育種研究工作中廣泛應(yīng)用,本試驗嘗試?yán)没疑P(guān)聯(lián)度分析法對5 個水稻品種進行分析,對多個農(nóng)藝學(xué)性狀進行綜合評價,但只進行了一個生長周期的試驗,如果能有多年不同播期的試驗將為玉林地區(qū)水稻高產(chǎn)栽培提供堅實的理論依據(jù)。