劉美茹，張仙美，張權，鄭磊，吳鶴敏，戴晉，李天奇，劉立峰

（漯河市農業(yè)科學院，河南 漯河 462000）

芝麻是我國重要的油料作物之一，種植面積逐年增加。我國芝麻種植廣泛，但分布極不平衡，以黃淮、江漢和長江中下游為主產區(qū)，其中河南、湖北和安徽種植面積最廣［1，2］，芝麻產量占全國的75%左右［3］。2003年，河南、安徽、湖北等芝麻產區(qū)受長期降雨影響而減產，其中河南駐馬店、漯河及安徽阜陽等大部分地區(qū)甚至絕收，導致當年我國芝麻產量大幅下降［1］。因此，選育綜合性狀良好的芝麻品種對我國芝麻產業(yè)發(fā)展具有重要意義。

灰色關聯(lián)分析是基于灰色系統(tǒng)理論的一種重要的統(tǒng)計分析方法，此方法的最大特點就是將雜亂無章數據的隨機過程看作是灰色過程，將整理的標準化數據看作是由眾多因素共同影響和作用的結果，最后用較少的數據較直觀、準確地反映問題［4，5］。目前該方法已廣泛應用于多種農作物產量性狀的關聯(lián)分析和品種的綜合評價以及區(qū)試多點、多品種結果分析等方面。楊志剛等［6］運用灰色關聯(lián)分析法對小麥區(qū)試結果進行分析及綜合評價，篩選出適宜本地種植的最佳小麥品種。蔡立夫等［7］用灰色關聯(lián)分析法對東北地區(qū)13個試點的14個品種進行綜合評價，得出單株產量也影響花生產量的結果。柳青山等［8］對全國區(qū)試的4個糯高粱品種進行綜合評價，得出灰色關聯(lián)度分析能夠充分表示各性狀對產量影響的大小。李愛國等［9］利用灰色系統(tǒng)理論對漯麥26的10個主要農藝性狀與產量進行灰色關聯(lián)分析，得出了小麥10個農藝性狀與產量之間的關聯(lián)度。郭建秋等［10］采用灰色關聯(lián)分析方法，就15個大豆品種的主要性狀對產量的影響程度進行綜合評價得出，灰色關聯(lián)分析能真實地反映大豆新品種的優(yōu)劣表現，并能夠充分利用產量以及產量相關的其它多個性狀的全部信息，使參試品種排序更加客觀合理。鄭磊等［11］利用相關性和灰色關聯(lián)分析方法，對芝麻單株產量及其構成因素與相關性狀的關系進行研究認為，育種中要注重選育開花早、生育期長、果軸長、果節(jié)數多、單株蒴果多的品種。

綜上看出，灰色關聯(lián)分析可綜合多個性狀對品種進行定量評價，而非單靠產量性狀評價品種優(yōu)劣，因此能夠更加全面、準確地評價品種的優(yōu)劣［6］。目前用灰色關聯(lián)分析篩選適合某一地區(qū)最佳芝麻品種的研究較少，本研究采用該方法對多個芝麻品種進行綜合評價，以期篩選出適合河南地區(qū)種植的品種。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

供試芝麻品種共20個（表1），其中皖芝11號、皖芝12號和皖芝5號來自安徽省農業(yè)科學院作物研究所；項芝秸葉黃來自周口市農業(yè)科學院；鄭太芝1號和鄭雜芝3號來自河南省農業(yè)科學院；中芝14號、中芝23號和中芝30號來自中國農業(yè)科學院油料作物研究所；周芝11號和周芝12號來自周口市農業(yè)科學院；駐芝21號來自駐馬店農業(yè)科學院，豫芝4號來自駐馬店地區(qū)農科所；漯12、漯芝15號、漯芝16號、漯芝18號、漯芝19號、漯芝21號和漯芝23號來自漯河市農業(yè)科學院。

1.2 試驗方法

試驗于2019年在漯河市農業(yè)科學院試驗基地進行。前茬作物為小麥。土壤類型為黏土，肥力中上等。隨機區(qū)組排列，重復3次。小區(qū)凈面積20 m2。條播，10行區(qū)，行長5 m，行距0.4 m，666.7m2種植密度為1.0萬株。每個重復間留有走道，試驗地周圍設保護區(qū)。

成熟后每個小區(qū)隨機選取10株進行田間考種，測定株高、始蒴高度、空梢尖長度和單株蒴果數。收獲后室內考種測定每蒴粒數、千粒重和單株產量。

1.3 單株產量及相關性狀的灰色關聯(lián)分析

按照灰色系統(tǒng)理論［12］，將20個芝麻品種作為一個灰色系統(tǒng)，設單株產量為參考數列X0，株高、始蒴高度、空梢長度、果軸長、單株蒴果數、每蒴粒數、千粒重分別為比較數列Xi，即（Xi＝X1，X2，…Xi，i＝7）。首先對原始數據進行無量綱化處理，即采用均值化生成法對原始序列進行無量綱化處理得到一個新數列，然后進行標準化處理，根據標準化處理結果計算出X0與Xi差的絕對值，計算公式如下：

式中，△i（k）表示絕對差值，X0（k）表示參考數列值，Xi（k）表示比較數列標準化結果。

進一步計算出單株產量與其它性狀的關聯(lián)系數，計算公式如下：

式中，ξi（k）表示關聯(lián)系數，△i（k）min和△i（k）max分別表示最小和最大差值，ρ表示分辨系數，取值0.5。

1.4 品種綜合評價的灰色關聯(lián)分析

研究品種優(yōu)劣時，需根據供試品種的各項性狀指標，構建一個各性狀表現優(yōu)良的理想品種作為參考品種［13，14］，參考品種標記為Y0。參考1.3中的方法，首先對原始數據進行標準化處理，計算供試品種與參考品種各性狀的△j（k），并得到△j（k）min和△j（k）max，參考公式（2）計算供試品種與參考品種的關聯(lián)系數，并計算同一品種各性狀關聯(lián)系數的平均值得到等權關聯(lián)度，再根據各性狀的權重系數計算加權關聯(lián)度。

1.5 數據分析

用Microsoft Excel 2007和SPSS 19.0軟件進行試驗數據處理和灰色關聯(lián)分析。

2 結果與分析

2.1 不同芝麻品種主要性狀表現

由表1可知，20個芝麻品種株高為163.6～176.5 cm，平均為170.38 cm。始蒴高度為40.2～56.9 cm，平均為50.81 cm。空梢長度為3.9～6.6 cm，平均為5.06 cm。果軸長為106.6～131.3 cm，平均為114.5 cm。單株蒴果數為80.8～105.6個，平均為94.01個。每蒴粒數為61.8～70.9個，平均為66.77個。千粒重為2.69～3.20 g，平均為2.97 g。單株產量為10.3～17.2 g，平均為14.27 g。

表1 不同芝麻品種主要性狀表現

2.2 不同芝麻品種主要性狀的相關分析

由表2可知，果軸長、單株蒴果數、千粒重、單株產量與株高、單株蒴果數與果軸長呈極顯著正相關（P＜0.01）；每蒴粒數與單株蒴果數顯著正相關；千粒重與單株蒴果數極顯著正相關，與果軸長、每蒴粒數顯著正相關（P＜0.05）；單株產量與果軸長、單株蒴果數、每蒴粒數、千粒重極顯著正相關。由此看出，單株蒴果數、每蒴粒數、千粒重與芝麻單株產量有直接關系，株高、果軸長對單株蒴果數有直接影響，從而間接影響單株產量。

表2 不同芝麻品種主要性狀間的相關系數

2.3 不同芝麻品種單株產量及其相關性狀的灰色關聯(lián)分析

對不同芝麻品種各性狀測定值進行無量綱化處理，結果見表3。對表3數據進行標準化，結果見表4。根據表4數據計算每個性狀的絕對差值，結果見表5。根據表5結果可知，△i（k）min為0.0005，△i（k）max為0.9153，進一步計算得出各性狀與單株產量的關聯(lián)系數，見表6。根據灰色關聯(lián)度分析原理，關聯(lián)度可代表系統(tǒng)中各性狀的重要性，其中關聯(lián)度越大，則表示該性狀的重要性越高，同時可表示與參考數列的關系越密切，反之關系則越遠［15］。由表6可知，各性狀與單株產量的關聯(lián)系數排序為：單株蒴果數、果軸長、千粒重、每蒴粒數、株高、始蒴高度和空梢長度。由此可知，單株蒴果數與芝麻單株產量關聯(lián)度最大，其次是果軸長和千粒重。

表3 不同芝麻品種產量及其構成因素數據無量綱化處理

表4 不同芝麻品種單株產量及其構成因素灰色關聯(lián)分析的標準化結果

表5 不同芝麻品種單株產量及其構成因素灰色關聯(lián)分析的△i（k）

表6 不同芝麻品種單株產量與其相關性狀的關聯(lián)系數

2.4 不同芝麻品種綜合評價

參照楊志剛［6］和闞躍峰［14］等的方法選取參考品種即理想品種各性狀的平均表型值，然后對20個芝麻品種各性狀測定值進行標準化處理并計算△j（k），見表7，可知，△j（k）min為0，△j（k）max為0.6923，進而得到不同芝麻品種與參考品種的關聯(lián)系數，見表8。

表7 基于灰色關聯(lián)分析的不同芝麻品種綜合評價的△j（k）

表8 不同芝麻品種與參考品種的關聯(lián)系數

據表8中關聯(lián)系數進一步計算可得到不同芝麻品種與理想品種的等權關聯(lián)度，等權關聯(lián)度越高，越接近理想品種，其綜合評價越高。由表9可知，鄭雜芝3號綜合評價最接近理想品種，等權關聯(lián)度為0.8789；其次是皖芝5號，等權關聯(lián)度為0.8334；第3位是漯芝16號，等權關聯(lián)度為0.8091。

實際生產中，各性狀指標的重要性不同，因此要結合實際對不同性狀指標賦予不同的權重系數，進而計算加權關聯(lián)度。由表9可知，皖芝5號綜合評價最接近理想品種，加權關聯(lián)度最大，為0.9118；其次是鄭雜芝3號，加權關聯(lián)度為0.8711；第3位是項芝秸葉黃，加權關聯(lián)度為0.8415。

表9 不同芝麻品種與參考品種的關聯(lián)度及排序

對等權關聯(lián)度和加權關聯(lián)度進行比較看出，二者最終結果相差不大，等權關聯(lián)度前5位分別為鄭雜芝3號、皖芝5號、漯芝16號、項芝秸葉黃和皖芝11號，加權關聯(lián)度前5位為皖芝5號、鄭雜芝3號、項芝秸葉黃、漯芝16號和駐芝21號。加權處理后，由于產量方面優(yōu)勢更加突出，因此產量較高的皖芝5號、項芝秸葉黃和駐芝21號位次提前，這一結果與孫建等［16］的研究結果相一致。

3 討論與結論

本研究就20個芝麻品種相關農藝性狀對單株產量的影響進行灰色關聯(lián)分析發(fā)現，單株蒴果數、果軸長、千粒重、每蒴粒數、株高對產量影響較大，并且與單株產量呈極顯著正相關，單株產量與其相關性狀的關聯(lián)系數依次是單株蒴果數＞果軸長＞千粒重＞每蒴粒數＞株高＞始蒴高度＞空梢長度。因此，實際育種中應把單株蒴果數、果軸長、千粒重、每蒴粒數等性狀作為重要性狀進行選擇。本研究采用灰色關聯(lián)分析法對20個芝麻品種進行綜合評價得出，皖芝5號、鄭雜芝3號、漯芝16號和項芝秸葉黃綜合評價較好，更適宜河南地區(qū)芝麻大規(guī)模種植。

灰色關聯(lián)分析法已經應用在農業(yè)科研的多個領域［17－19］，是一個以發(fā)展變化系統(tǒng)進行發(fā)展動態(tài)量化比較的分析方法，不同時間、地點、品種及氣候條件均能影響產量性狀，因此育種中應用該方法時應對不同環(huán)境、不同品種做具體分析，才能選育出適宜當地種植的優(yōu)良品種。