紀 坤，王 彬，趙博文，薛 浩，吳建民，朱曉建，王依欣，趙海軍，韓贊平

（1河南科技大學，河南 洛陽 471023；2洛寧縣農業(yè)技術批廣中心，河南 洛陽 471700）

0 引言

玉米是中國重要的糧食作物，種植范圍很大，產量和經濟效益也比較可觀。玉米本身不僅具有良好的營養(yǎng)價值，其秸稈也可加以利用，作為工業(yè)原料、動物飼料等，因此，玉米的產量及質量密切聯(lián)系著畜牧業(yè)和農業(yè)的發(fā)展[1-2]。多年來，已有眾多學者選用不同材料，培育了具有不同特色的玉米種質，對玉米的育種潛力及改良利用途徑進行了研究[3-6]。玉米新品種的選育過程繁雜，且選育過程中的品種評價均把產量作為基礎，搭配一些其他性狀指標為參考，然后進行綜合評估。玉米的產量與營養(yǎng)品質是由多個因素共同作用的結果，弄清楚各因素對產量與營養(yǎng)品質影響的主次關系，對于改良和選育玉米自交系有重要意義。灰色關聯(lián)度分析法與傳統(tǒng)的方差分析、回歸分析及通徑分析等方法相比，具有計算簡單，不會出現(xiàn)量化結果與定性分析不相符的現(xiàn)象，且有良好的穩(wěn)定性等優(yōu)點[7]。因此，采用灰色關聯(lián)度分析法，對生產上大面積推廣的12個玉米單交種進行相關性狀的分析，以研究產量、植株性狀、穗粒性狀間的關系，為玉米種質創(chuàng)制和品種推廣提供參考。

1 材料和方法

1.1 試驗材料

試驗材料選用在生產上大面積推廣的12個單交種（表1）。

表1 供試材料代號及名稱

1.2 試驗方法

試驗于2020—2021年河南省滎陽市縣后王村，海拔53 m，試驗田地力中等，田間采用隨機區(qū)組設計，以‘鄭單958’為對照，3次重復，5行區(qū)，行長6.7 m，小區(qū)面積20 m2，密度67500株/hm2，小區(qū)中間3行計產，并調查其小區(qū)中間3行全部植株株高、穗位高等田間性狀和室內考種性狀，以3次重復的平均值作為分析數(shù)椐，用于分析的指標涉及到主要植株和穗粒性狀有株高、穗位高、穗長、穗行數(shù)、行粒數(shù)、穗粒重、穗重、軸粗、穗粗、百粒重、禿尖長、出籽率，依次用X1、X2、X3、X4、X5、X6、X7、X8、X9、X10、X11、X12表示，產量記為Y1；利 用MATRUX-I傅立葉變換近紅外光譜儀進行營養(yǎng)品值分析，包括粗蛋白、粗淀粉、粗脂肪和賴氨酸的含量，分別記為Z1、Z2、Z3和Z4。

1.3 數(shù)據(jù)處理

根據(jù)灰色系統(tǒng)理論[8]，將12個品種的12個植株與穗粒性狀、產量和品質性狀看作一個系統(tǒng)，每個性狀為該系統(tǒng)的一個因素，根據(jù)因素數(shù)列的幾何形狀的相似程度來判斷因素間關聯(lián)度的大小，曲線越接近，說明相應序列之間相互關系密切；反之，則說明相互關系疏遠。

1.3.1 設定參考數(shù)列 將小區(qū)產量設為參考數(shù)列，植株與穗粒性狀為比較數(shù)列；將營養(yǎng)品質性狀設為參考數(shù)列，植株與穗粒性狀為比較數(shù)列；植株與穗粒性狀分別作參考數(shù)列，其余植株與穗粒性狀為比較數(shù)列。

1.3.2 數(shù)據(jù)的標準化處理 由于各種因素綱量不一致，

首先應該對原始數(shù)據(jù)進行無量綱化處理，見公式(1)。

其中Xi(k)為數(shù)據(jù)標準化后的結果，Xi1(k)為第i個性狀第k個品種的表現(xiàn)值，Xi為同一因素平均值，Si為同一因素標準差[9]，如表2。

表2 各性狀數(shù)據(jù)的標準化處理

續(xù)表2

1.3.3 灰色關聯(lián)度分析 根據(jù)鄧聚龍[10]灰色系統(tǒng)理論，按照設定不同的參考數(shù)列與比較數(shù)列，以分辨系數(shù)為0.5進行灰色關聯(lián)度分析，具體計算運用DPS軟件進行。

2 結果與分析

2.1 玉米主要植株、穗粒、產量以及品質性狀表現(xiàn)

在出籽率的表現(xiàn)上，較優(yōu)的品種是‘神舟30’和‘藝玉1958’，其次是‘鄭單958’。在行粒數(shù)的表現(xiàn)上，較優(yōu)的品種是‘神舟30’，其次是‘鄭單958’。在穗粗的表現(xiàn)上，較優(yōu)的品種是‘豫金黃100’，其次是‘神舟27’。在穗粒重的表現(xiàn)上，較優(yōu)的品種是‘神舟38’，其次是‘兆豐626’。在百粒重的表現(xiàn)上，較優(yōu)的品種是‘神舟38’，其次是‘藝玉1966’。在株高的表現(xiàn)上，較優(yōu)的品種是‘賽德玉1988’，其次是‘賽德玉301’。在穗位高的表現(xiàn)上，較優(yōu)的品種是‘賽德玉1988’，其次是‘豫金黃100’。在穗長的表現(xiàn)上，較優(yōu)的品種是‘兆豐626’，其次是‘神舟38’。在穗重的表現(xiàn)上，較優(yōu)的品種是‘神舟38’，其次是‘兆豐626’。在穗行數(shù)的表現(xiàn)上，較優(yōu)的品種是‘淦玉2號’，其次是‘神舟27’。在禿尖長的表現(xiàn)上，較優(yōu)的品種是‘藝玉1966’，其次是‘淦玉2號’。在軸粗的表現(xiàn)上，較優(yōu)的品種是‘豫金黃100’，其次是‘兆豐626’。

在產量的表現(xiàn)上，較優(yōu)的品種是‘藝玉1958’，其次是‘新玉20’。在粗蛋白含量的表現(xiàn)上，較優(yōu)的品種是‘淦玉2號’，其次是‘藝玉1958’。在粗淀粉含量的表現(xiàn)上，較優(yōu)的品種是‘兆豐626’，其次是‘鄭單958’。在粗脂肪含量的表現(xiàn)上，較優(yōu)的品種是‘藝玉1958’，其次是‘神舟38’。在賴氨酸含量的表現(xiàn)上，較優(yōu)的品種是‘藝玉1958’，其次是‘淦玉2號’。

綜合所有性狀表現(xiàn)，在整體上表現(xiàn)較好的品種是‘藝玉1958’，‘神舟38’，‘兆豐626’。

計算結果如表3。

表3 供試材料各性狀平均值

續(xù)表3

2.2 玉米主要植株、穗粒性狀對營養(yǎng)品質的影響

以產量性狀為參考數(shù)列，其他植株與穗粒性狀為比較數(shù)列。從表4可以看出玉米產量主要植株與穗粒性狀的關聯(lián)度依次為：出籽率、行粒數(shù)、穗粗、穗粒重、百粒重、穗位高、穗長、株高、穗重、穗行數(shù)、禿尖長和軸粗。根據(jù)關聯(lián)分析原理，關聯(lián)度大的數(shù)列與參考數(shù)列的關系密切，關聯(lián)度小的數(shù)列與參考數(shù)列關系疏遠。因此玉米主要植株、穗粒性狀對產量的影響以出籽率最大，行粒數(shù)、穗粗、穗粒重、百粒重和穗位高次之，穗長、株高、穗重、穗行數(shù)、禿尖長和軸粗對產量的影響較小。

表4 各性狀關聯(lián)矩陣及排序

以營養(yǎng)品質為參考數(shù)列，其他植株、穗粒性狀為比較數(shù)列。從表4可以看出，玉米各植株和穗粒性狀與粗蛋白含量的關聯(lián)度高低順序為：穗行數(shù)、穗長、禿尖長、出籽率、株高、軸粗、穗粗、百粒重、行粒數(shù)、穗位高、穗重和穗粒重。與粗淀粉含量的關聯(lián)度高低順序為：百粒重、穗位高、穗重、株高、行粒數(shù)、出籽率、穗粒重、禿尖長、穗行數(shù)、穗長、穗粗和軸粗。與粗脂肪含量的關聯(lián)度高低順序分別為：出籽率、穗長、軸粗、穗行數(shù)、穗粗、禿尖長、百粒重、穗粒重、行粒數(shù)、穗重、株高和穗位高。與賴氨酸含量的關聯(lián)度高低順序為：穗行數(shù)、穗長、株高、禿尖長、穗粗、軸粗、出籽率、穗重、行粒數(shù)、穗粒重、穗位高和百粒重?？偟膩碚f，各植株與穗粒性狀對營養(yǎng)品質影響較大的性狀（各關聯(lián)序列前5位）分別為出籽率、株高、穗長、軸粗、行粒數(shù)等，而穗粒重、穗重與穗位高影響較小。計算結果見表4。

2.3 玉米主要植株、穗粒性狀間的相互關系

分別以玉米主要植株、穗粒性狀為參考數(shù)列，其他性狀為比較數(shù)列，計算各性狀之間的關聯(lián)系數(shù)與關聯(lián)度，構成關聯(lián)度矩陣，計算結果見表5。與株高、穗粗和百粒重關系最密切的性狀是出籽率，較為密切的性狀是行粒數(shù)、軸粗和穗粒重。與穗長和穗粒重關系最為密切的性狀是穗重，較為密切的性狀是穗粒重和穗長。與軸粗和出籽率關系最為密切的性狀是穗粗，較為密切的性狀是穗長和株高。與穗行數(shù)和行粒數(shù)關系最為密切的性狀是株高，較為密切的性狀是出籽率。與穗位高關系最為密切的性狀是行粒數(shù)，較為密切的性狀是株高。與穗重關系最為密切的性狀是穗粒重，較為密切的性狀是穗長。與禿尖長關系最為密切的性狀是穗行數(shù)，較為密切的是株高?？傮w上禿尖長和穗位高與這些性狀關系最弱。

表5 主要植株、穗粒性狀關聯(lián)度矩陣

2.4 玉米營養(yǎng)品質間的相互關系

分別以各營養(yǎng)品質含量為參考數(shù)列，其他營養(yǎng)品質含量為比較數(shù)列，計算各營養(yǎng)品質之間的關聯(lián)系數(shù)和關聯(lián)度，構成關聯(lián)度矩陣，計算結果見表6。與粗蛋白含量關系為密切的是賴氨酸含量，其次是粗淀粉含量；與粗淀粉含量關系最為密切的是賴氨酸含量，其次是粗脂肪含量；與粗脂肪關系最為密切的是粗淀粉含量，其次是賴氨酸含量；與賴氨酸含量關系最為密切的是粗蛋白含量，其次是粗淀粉含量。由此可見，粗蛋白含量、粗淀粉含量、賴氨酸含量之間關系較為密切，粗脂肪含量與它們的關系較弱。

表6 營養(yǎng)品質性狀關聯(lián)度矩陣

3 結論與討論

灰色關聯(lián)度分析法以方法簡單、結果準確、樣本數(shù)量少、不需要滿足某種理論分布等優(yōu)點廣泛用于玉米、水稻、小麥等作物的綜合評價[11,12]。研究不足之處為本研究供試材料的來源地域少，試驗時間僅為一年，今后還需多從其他地域引進材料，進行觀察試驗，同時適當延長試驗時間。另外，本研究對于空間利用、抗倒伏性、耐旱性、耐寒性、棒三葉等研究方面尚未涉及，今后還需對上述方面多進行研究，以便多方位，多層次比較[13-16]。

玉米的產量與營養(yǎng)品質性狀是各種農藝性狀綜合作用的結果。張志慧[17]、安治良[18]、王美霞[19]認為，與產量關系最為密切的性狀是出籽率、行粒數(shù)和穗粗，這與本研究的結論相同。也有研究認為，不同的地點、時間、環(huán)境、品種都可能成為影響產量的主要因素[20-23]。根據(jù)玉米主要性狀間的關系，對產量影響最大的出籽率與穗粗、株高、穗長和行粒數(shù)關系最為密切，其關聯(lián)度在0.7377 ～0.6769；對產量影響較大的行粒數(shù)與株高、出籽率、穗長和穗粒重關系密切，其關聯(lián)度在0.7268 ～0.6731。以往的研究對于玉米營養(yǎng)品質的分析較少，因此在本研究中得出對于玉米的粗蛋白、粗脂肪、粗淀粉和賴氨酸含量等營養(yǎng)品質密切相關的植株與穗粒性狀是穗行數(shù)、穗長、百粒重、出籽率等。根據(jù)玉米主要性狀間的關系，對粗蛋白含量影響最大的穗行數(shù)與株高、出籽率和軸粗關系最為密切，其關聯(lián)度在0.6571 ～0.5976；對粗淀粉含量影響最大的百粒重與出籽率、穗粒重和穗重關系最為密切，其關聯(lián)度在0.6515 ～0.6307；對粗脂肪含量影響最大的出籽率與穗粗、株高和穗長關系最為密切，其關聯(lián)度在0.7377 ～0.6990；對賴氨酸含量影響最大的穗行數(shù)與株高、出籽率和軸粗關系最為密切，其關聯(lián)度在0.6571 ～0.5976。

總的來說，在當前玉米品種改良的過程中，在保證正常生長的前提下，要注意對株高和出籽率的選擇，但植株特別高的容易倒伏，所以選育時株高不能太高，此外還應加強對果穗性狀好的品種的選育，以達到提高營養(yǎng)品質的目的。此外，還要考慮產量的主導因素，兼顧個別性狀間協(xié)調發(fā)展，最大限度發(fā)揮玉米品種自身各因素的增產潛力和品質潛力，為農業(yè)生產提供優(yōu)質、高產品種[24-25]。綜合考量參選的12個品種，得出結論：‘藝玉1958’，‘神舟38’和‘兆豐626’的綜合成績最高，主要因其出籽率和行粒數(shù)較高，這與灰色關聯(lián)度分析結果一致。