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        芝麻產(chǎn)量與相關(guān)農(nóng)藝性狀的灰色關(guān)聯(lián)分析

        2021-08-19 02:20:18韓俊梅王若鵬任果香劉文萍
        種子 2021年7期
        關(guān)鍵詞:蒴果芝麻株高

        呂 偉, 文 飛, 韓俊梅, 王若鵬, 任果香, 劉文萍

        (山西農(nóng)業(yè)大學(xué)經(jīng)濟(jì)作物研究所, 太原 030031)

        芝麻(SesamumindicumL.)隸屬胡麻科(Pedaliaceaie)胡麻屬(Sesamum),為一年生草本植物,世界上最為古老的特色油料作物之一[1],主要分布在亞洲、非洲、中南美洲地區(qū)。芝麻具有較高的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值、保健價(jià)值,素有“油中皇后”之美譽(yù)[2-4],廣泛應(yīng)用于食品、美容、醫(yī)藥和工業(yè)等領(lǐng)域[5],在我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)中的地位日益突出,同時(shí)因其耐旱、耐瘠薄、適應(yīng)性廣等,在我國(guó)許多省份均有種植[6]。隨著人民生活水平的不斷提高,芝麻的需求量也日益增加,每年進(jìn)口芝麻70萬~80萬t,供需矛盾日益突出。因此,研究芝麻主要農(nóng)藝性狀與產(chǎn)量間的相互關(guān)系,選育高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)芝麻新品種是當(dāng)前芝麻育種的首要目標(biāo)。

        灰色關(guān)聯(lián)分析是根據(jù)各因素?cái)?shù)列的相似性來分析系統(tǒng)內(nèi)部主要因素間的關(guān)聯(lián)程度,從而確定關(guān)聯(lián)程度最大的因素[7],現(xiàn)已在眾多領(lǐng)域有廣泛的應(yīng)用[8-11],涉及玉米[12]、高粱[13]、小麥[14]、谷子[15]、水稻[16]等作物相關(guān)研究,而采用灰色關(guān)聯(lián)分析對(duì)芝麻產(chǎn)量相關(guān)農(nóng)藝性狀的研究卻未見報(bào)道。因此,本試驗(yàn)以36份芝麻材料作為研究對(duì)象,對(duì)其主要農(nóng)藝性狀與產(chǎn)量進(jìn)行相關(guān)性分析、灰色關(guān)聯(lián)分析,探明芝麻產(chǎn)量相關(guān)性狀間的相互關(guān)系,準(zhǔn)確評(píng)價(jià)影響產(chǎn)量的主要農(nóng)藝性狀,為今后高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)芝麻新品種選育和親本材料選擇提供理論基礎(chǔ)。

        1 材料與方法

        1.1 試驗(yàn)材料

        選用來源于山西(12份)、河北(7份)、遼寧(2份)、陜西(3份)、湖北(7份)、河南(5份)共計(jì)36份芝麻種質(zhì)作為試驗(yàn)材料,由山西農(nóng)業(yè)大學(xué)經(jīng)濟(jì)作物研究所提供,其材料名稱及來源見表1。

        表1 參試材料名稱及編號(hào)

        1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

        試驗(yàn)于2019年5—10月在山西農(nóng)業(yè)大學(xué)經(jīng)濟(jì)作物研究所試驗(yàn)地進(jìn)行,每個(gè)材料種植6行,小區(qū)面積2.4 m×2.4 m,株行距20 cm×40 cm,采用隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì),重復(fù)3次。試驗(yàn)地前茬作物為玉米,土壤肥力中等。出苗后,3~4對(duì)真葉時(shí)間苗,5~6對(duì)真葉時(shí)定苗,試驗(yàn)過程中田間管理與當(dāng)?shù)刂ヂ樯a(chǎn)管理相同。

        1.3 測(cè)定指標(biāo)

        在芝麻成熟期時(shí),每份材料隨機(jī)選取10株對(duì)株高、空稍尖長(zhǎng)、始蒴高度、果軸長(zhǎng)、每蒴粒數(shù)、千粒重、單株蒴果數(shù)、單株產(chǎn)量8個(gè)農(nóng)藝性狀進(jìn)行記載和考種,農(nóng)藝性狀記載標(biāo)準(zhǔn)參照《芝麻種質(zhì)資源描述規(guī)范和數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)》[17]。

        1.4 數(shù)據(jù)分析

        采用Microsoft Excel 2010軟件對(duì)平均值、標(biāo)準(zhǔn)差及變異系數(shù)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理;采用SPSS 24.0軟件對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行相關(guān)分析;根據(jù)灰色系統(tǒng)理論,對(duì)原始數(shù)據(jù)進(jìn)行無量綱化處理,將參試種質(zhì)的所有農(nóng)藝性狀視為一個(gè)灰色關(guān)聯(lián)系統(tǒng),單株產(chǎn)量設(shè)為參考數(shù)列y,其他各性狀設(shè)為比較數(shù)列,依次為X1(株高)、X2(空稍尖長(zhǎng))、X3(始蒴高度)、X4(果軸長(zhǎng))、X5(每蒴粒數(shù))、X6(千粒重)、X7(單株蒴果數(shù)),用公式(1)、(2)計(jì)算各個(gè)農(nóng)藝性狀之間的關(guān)聯(lián)系數(shù)和關(guān)聯(lián)度,通過關(guān)聯(lián)度的排序位次,來確定各個(gè)農(nóng)藝性狀對(duì)產(chǎn)量影響的主次關(guān)系。

        (1)

        式中,ζi(k)為關(guān)聯(lián)系數(shù);ri為關(guān)聯(lián)度;ρ為分辨系數(shù),取值區(qū)間為[0,1],ρ值越小分辨力越大,通常取ρ=0.5,其中i=1,2,…7;k=1,2,…36。

        2 結(jié)果與分析

        2.1 農(nóng)藝性狀的統(tǒng)計(jì)分析

        對(duì)36份芝麻種質(zhì)主要農(nóng)藝性狀進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析,結(jié)果(表2)表明,株高、空稍尖長(zhǎng)、始蒴高度、果軸長(zhǎng)、每蒴粒數(shù)、千粒重、單株蒴果數(shù)、單株產(chǎn)量8個(gè)農(nóng)藝性狀的變異系數(shù)表現(xiàn)為空稍尖長(zhǎng)>始蒴高度>單株蒴果數(shù)>果軸長(zhǎng)>單株產(chǎn)量>每蒴粒數(shù)>株高>千粒重,除千粒重外,其他性狀的變異系數(shù)均大于10%,表明參試芝麻種質(zhì)有著較大的變異范圍。

        表2 參試芝麻種質(zhì)8個(gè)農(nóng)藝性狀的變異分析

        2.2 農(nóng)藝性狀之間的相關(guān)性分析

        對(duì)36份芝麻種質(zhì)進(jìn)行相關(guān)性分析,由表3可以看出,單株產(chǎn)量與單株蒴果數(shù)呈極顯著正相關(guān),與果軸長(zhǎng)和千粒重呈顯著正相關(guān),說明芝麻果軸長(zhǎng)、單株蒴果數(shù)、千粒重這3個(gè)性狀是芝麻獲得高產(chǎn)的重要因素;株高與單株產(chǎn)量呈正相關(guān),但沒有達(dá)到顯著水平,因此,可通過各種育種手段適當(dāng)改良這4個(gè)性狀,可在一定程度上提高芝麻產(chǎn)量。芝麻產(chǎn)量三要素中,每蒴粒數(shù)與千粒重、單株蒴果數(shù)之間呈負(fù)相關(guān),千粒重與單株蒴果數(shù)呈正相關(guān),但均沒有達(dá)顯著水平,因此,在芝麻育種中要充分考慮產(chǎn)量三要素之間的相互影響、相互制約,才能提高芝麻產(chǎn)量。果軸長(zhǎng)與株高、千粒重、單株產(chǎn)量呈極顯著或顯著正相關(guān),與單株蒴果數(shù)呈正相關(guān),而與每蒴粒數(shù)呈負(fù)相關(guān),說明在保證每蒴粒數(shù)的前提下,提高果軸長(zhǎng),進(jìn)而提高千粒重和單株蒴果數(shù),才是獲得高產(chǎn)的關(guān)鍵。

        表3芝麻農(nóng)藝性狀間的相關(guān)分析

        2.3 農(nóng)藝性狀之間的關(guān)聯(lián)性分析

        由于各個(gè)性狀原始數(shù)據(jù)的物理意義、計(jì)量單位不同,導(dǎo)致各性狀不具有等效性和同序性,需對(duì)原始數(shù)據(jù)進(jìn)行無量綱化處理。根據(jù)1.4中的關(guān)聯(lián)系數(shù)公式,計(jì)算出芝麻各性狀與單株產(chǎn)量之間的關(guān)聯(lián)系數(shù)及關(guān)聯(lián)度,結(jié)果見表4和表5??梢钥闯?,單株蒴果數(shù)與單株產(chǎn)量的關(guān)聯(lián)度最大,為0.743 1,其次為果軸長(zhǎng)(0.740 0)、株高(0.720 6)、千粒重(0.704 4);空稍尖長(zhǎng)與單株產(chǎn)量的關(guān)聯(lián)度最小,為0.574 2。芝麻各個(gè)性狀與單株產(chǎn)量的關(guān)聯(lián)順序?yàn)閱沃贻艄麛?shù)>果軸長(zhǎng)>株高>千粒重>始蒴高度>每蒴粒數(shù)>空稍尖長(zhǎng)。

        表5 芝麻種質(zhì)各農(nóng)藝性狀與單株產(chǎn)量的關(guān)聯(lián)度

        3 結(jié)論與討論

        研究表明,研究群體性狀的變異系數(shù)大于10%,表示樣本間差異較大[18-22]。本試驗(yàn)對(duì)36份芝麻種質(zhì)的8個(gè)農(nóng)藝性狀進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析,結(jié)果表明,各性狀變異系數(shù)范圍為6.13%~75.19%,變異系數(shù)表現(xiàn)為空稍尖長(zhǎng)>始蒴高度>單株蒴果數(shù)>果軸長(zhǎng)>單株產(chǎn)量>每蒴粒數(shù)>株高>千粒重,除千粒重外,其他性狀的變異系數(shù)均大于10%,表明參試芝麻種質(zhì)有著較大的變異范圍,資源類型較豐富。

        相關(guān)分析是衡量?jī)蓚€(gè)性狀間的密切程度。而灰色關(guān)聯(lián)度分析是對(duì)一個(gè)變化系統(tǒng)進(jìn)行動(dòng)態(tài)量化比較的一種分析方法,是根據(jù)各因素?cái)?shù)列的相似性來分析系統(tǒng)內(nèi)部主要因素間的關(guān)聯(lián)程度,從而確定其中的主要因素,具有較強(qiáng)的可靠性[23]。本研究通過對(duì)芝麻主要農(nóng)藝性狀與單株產(chǎn)量的相關(guān)性分析可看出,單株蒴果數(shù)、果軸長(zhǎng)、千粒重、株高與單株產(chǎn)量呈正相關(guān),說明通過育種等手段提高這4個(gè)性狀,對(duì)增加芝麻產(chǎn)量具有重大意義;單株蒴果數(shù)、果軸長(zhǎng)、千粒重與單株產(chǎn)量呈顯著或極顯著正相關(guān),按相關(guān)系數(shù)大小排序?yàn)閱沃贻艄麛?shù)>千粒重>果軸長(zhǎng),這與朱松艷等[24]的研究結(jié)果一致,而與唐雪輝等[25]的研究結(jié)果不一致,可能是由于試驗(yàn)環(huán)境及試驗(yàn)群體不同所導(dǎo)致;本研究結(jié)果表明,與單株產(chǎn)量關(guān)聯(lián)度較高(>0.7)的性狀有株高(0.720 6)、果軸長(zhǎng)(0.740 0)、千粒重(0.704 4)、單株蒴果數(shù)(0.743 1),其排序?yàn)閱沃贻艄麛?shù)>果軸長(zhǎng)>株高>千粒重。雖然兩種分析方法得到的排序結(jié)果略有不同,但分析出的與產(chǎn)量關(guān)系較為密切的性狀基本一致,這為今后高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)芝麻新品種的選育指明了研究方向。

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