別海，陳一巖，王保林，喬旭，馮貝貝，王金召?

(1鄭州市農(nóng)林科學(xué)研究所，河南 鄭州 450005；2河南應(yīng)用技術(shù)職業(yè)學(xué)院，河南 鄭州 450042)

玉米是我國(guó)重要的禾谷類(lèi)作物，對(duì)保障我國(guó)糧食安全具有重大作用。黃淮海是我國(guó)三大玉米主產(chǎn)區(qū)之一，每年的產(chǎn)量占我國(guó)玉米總產(chǎn)的30%以上[1]。近年來(lái)，我國(guó)玉米產(chǎn)量穩(wěn)步增長(zhǎng)，但增長(zhǎng)速度低于需求的增長(zhǎng)速度[2]。而且我國(guó)面臨著各種作物特別是玉米和大豆的爭(zhēng)地矛盾。提高單位面積產(chǎn)量是緩解國(guó)內(nèi)需求壓力和作物之間爭(zhēng)地矛盾的重要途徑之一[3]。玉米產(chǎn)量及相關(guān)農(nóng)藝性狀由多基因控制，受環(huán)境影響較大，且不同性狀之間相互影響，深入分析產(chǎn)量與產(chǎn)量相關(guān)性狀之間的相互關(guān)系對(duì)選育高產(chǎn)玉米品種具有重要指導(dǎo)意義。

通徑分析能夠分析多個(gè)自變量與因變量之間的線(xiàn)性關(guān)系，多被用于分析復(fù)雜的變量關(guān)系[4]，已經(jīng)廣泛應(yīng)用于水稻[5]、小麥[6]、玉米[7]、大豆[8]、棉花[9]等作物產(chǎn)量與產(chǎn)量相關(guān)性狀的分析。本研究利用2020年黃淮海普通籽粒夏玉米品種區(qū)域試驗(yàn)數(shù)據(jù)，分析不同密度下玉米產(chǎn)量和產(chǎn)量相關(guān)性狀之間的相互關(guān)系，為選育適宜不同種植密度的高產(chǎn)品種提供參考。

1 材料和方法

1.1 數(shù)據(jù)來(lái)源

數(shù)據(jù)來(lái)源于2020年的4組黃淮海普通籽粒夏玉米品種區(qū)域試驗(yàn)總結(jié)。一組和二組種植密度為75 000株/hm2，為高密度(HD)；三組和四組種植密度為67 500株/hm2，為低密度(LD)。其中一組、二組和三組各含16個(gè)品種，四組含17個(gè)品種，具體品種見(jiàn)表1。選擇產(chǎn)量及與產(chǎn)量密切相關(guān)的生育期、株高、穗位、穗長(zhǎng)、禿尖長(zhǎng)和百粒質(zhì)量等性狀進(jìn)行分析。

表1 參試的65個(gè)品種Table 1 The information of sixty－five testing varieties

1.2 統(tǒng)計(jì)分析

將同一種植密度條件下的品種進(jìn)行合并分析，高密度組32個(gè)品種，低密度組33個(gè)品種。采用Microsoft Excel 2010和SPSSstatistics 25.0對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行整理和分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 產(chǎn)量與相關(guān)性狀的統(tǒng)計(jì)分析

對(duì)高密度和低密度種植的玉米品種產(chǎn)量和相關(guān)農(nóng)藝性狀數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，結(jié)果如表2。高密度種植品種各性狀的變異系數(shù)表現(xiàn)為:禿尖長(zhǎng)>穗位>百粒質(zhì)量>株高>穗長(zhǎng)>產(chǎn)量>生育期；低密度種植品種各性狀的變異系數(shù)由大到小為:禿尖長(zhǎng)>穗位>百粒質(zhì)量>株高>產(chǎn)量>穗長(zhǎng)>生育期。2種密度條件下，禿尖長(zhǎng)的變異系數(shù)均最大，分別為0.38和0.35，生育期的變異系數(shù)均最小，其余性狀變異系數(shù)為0.03～0.08。高密度條件下玉米產(chǎn)量均值較高；低密度條件下玉米的生育期、株高、穗位、穗長(zhǎng)、禿尖長(zhǎng)均值較高。

表2 玉米產(chǎn)量及相關(guān)性狀的統(tǒng)計(jì)分析結(jié)果Table 2 The result of statistical analysis about maize yield and related traits

2.2 相關(guān)性分析

對(duì)2種種植密度下玉米的產(chǎn)量與農(nóng)藝性狀進(jìn)行相關(guān)性分析，結(jié)果如表3、表4。對(duì)于高密度種植的品種，對(duì)產(chǎn)量影響最大的性狀是禿尖長(zhǎng)，其與產(chǎn)量呈顯著負(fù)相關(guān)(P<0.05)；穗位與生育期呈極顯著正相關(guān)(P<0.01)，與株高呈顯著正相關(guān)(P<0.05)；禿尖長(zhǎng)與株高和穗長(zhǎng)呈極顯著正相關(guān)(P<0.01)；百粒質(zhì)量與株高和禿尖長(zhǎng)呈顯著正相關(guān)(P<0.05)，與穗長(zhǎng)呈極顯著正相關(guān)(P<0.01)。對(duì)于低密度種植的品種，穗位對(duì)產(chǎn)量的影響最大，其與產(chǎn)量呈極顯著負(fù)相關(guān)(P<0.01)；其次為穗長(zhǎng)，其與產(chǎn)量呈顯著正相關(guān)(P<0.05)；穗位與株高呈極顯著正相關(guān)(P<0.01)；禿尖長(zhǎng)與株高呈顯著正相關(guān)(P<0.05)，與穗長(zhǎng)呈極顯著正相關(guān)(P<0.01)；生育期和株高均與產(chǎn)量呈負(fù)相關(guān)，但未達(dá)顯著水平。種植密度不同，農(nóng)藝性狀對(duì)產(chǎn)量的影響、不同農(nóng)藝性狀之間的相互影響均存在差異。

表3 高密度種植品種主要性狀的相關(guān)性分析結(jié)果Table 3 The result of correlation analysis about main characters of varieties planted with high density

表4 低密度種植品種主要性狀的相關(guān)性分析結(jié)果Table 4 The result of correlation analysis about main characters of varieties planted with low density

2.3 通徑分析

參照明道緒等[10]的方法，分別對(duì)高密度和低密度種植品種的產(chǎn)量及相關(guān)性狀進(jìn)行通徑分析，計(jì)算農(nóng)藝性狀對(duì)產(chǎn)量的直接通徑系數(shù)和農(nóng)藝性狀之間的間接通徑系數(shù)。結(jié)果表明，高密度種植品種的直接通徑系數(shù)大小表現(xiàn)為:穗長(zhǎng)>穗位>株高>百粒質(zhì)量>生育期>禿尖長(zhǎng)(表5)。根據(jù)間接通徑系數(shù)進(jìn)行分析，株高、穗長(zhǎng)和百粒質(zhì)量通過(guò)影響禿尖長(zhǎng)對(duì)產(chǎn)量產(chǎn)生負(fù)間接效應(yīng)，其間接通徑系數(shù)分別為－0.254 5、－0.328 4、－0.207 5；禿尖長(zhǎng)通過(guò)影響穗長(zhǎng)對(duì)產(chǎn)量產(chǎn)生正間接效應(yīng)，間接通徑系數(shù)為0.239 6；百粒質(zhì)量通過(guò)影響穗長(zhǎng)對(duì)產(chǎn)量產(chǎn)生正間接效應(yīng)，其間接通徑系數(shù)為0.211 7；其他性狀之間的間接效應(yīng)較小。穗長(zhǎng)通過(guò)影響其他性狀而對(duì)產(chǎn)量產(chǎn)生負(fù)間接效應(yīng)，其間接通徑系數(shù)之和為－0.346 5；而禿尖長(zhǎng)則產(chǎn)生正間接效應(yīng)，其間接通徑系數(shù)之和為0.199 0。

表5 高密度種植品種產(chǎn)量及相關(guān)性狀的通徑分析結(jié)果Table 5 The result of path analysis on yield and related characters of high density varieties

根據(jù)低密度種植品種產(chǎn)量及相關(guān)性狀的通徑分析結(jié)果(表6)，直接通徑系數(shù)的大小表現(xiàn)為:穗長(zhǎng)>百粒質(zhì)量>禿尖長(zhǎng)>生育期>株高>穗位。根據(jù)間接通徑系數(shù)進(jìn)行分析，株高通過(guò)影響穗位對(duì)產(chǎn)量產(chǎn)生負(fù)間接效應(yīng)，其間接通徑系數(shù)為－0.211 8；禿尖長(zhǎng)通過(guò)影響穗長(zhǎng)對(duì)產(chǎn)量產(chǎn)生正間接效應(yīng)，其間接通徑系數(shù)為0.173 2；其余性狀之間間接效應(yīng)較小。株高和穗位分別通過(guò)影響其他農(nóng)藝性狀而對(duì)產(chǎn)量累計(jì)產(chǎn)生負(fù)間接效應(yīng)，其間接通徑系數(shù)之和分別為－0.164 8和－0.165 3。

表6 低密度種植品種產(chǎn)量及相關(guān)性狀的通徑分析結(jié)果Table 6 The result of path analysis on yield and related characters of low density varieties

2種種植密度條件下的玉米品種，其農(nóng)藝性狀的直接通徑系數(shù)存在差異，但均為穗長(zhǎng)的直接通徑系數(shù)最大，對(duì)產(chǎn)量的正效應(yīng)最大。

3 討論

本研究中玉米禿尖長(zhǎng)的變異系數(shù)最大，與呂瑩瑩等[11]和王楠等[12]的研究結(jié)果一致，說(shuō)明禿尖長(zhǎng)性狀穩(wěn)定性差，受環(huán)境影響大，可選擇范圍廣；而生育期變異系數(shù)最小，可能是因?yàn)楦鶕?jù)黃淮海區(qū)域的耕種制度，還需為玉米的下茬作物(小麥)留足整地播種時(shí)間，因此要求玉米生育期不宜過(guò)長(zhǎng)。2種種植密度下玉米的穗位均與株高呈顯著或極顯著正相關(guān)，禿尖長(zhǎng)與株高和穗長(zhǎng)均呈顯著或極顯著正相關(guān)，這與呂瑩瑩等[11]、任洪蕾等[13]和賈亞濤等[14]的研究結(jié)果一致。本試驗(yàn)中生育期與產(chǎn)量呈負(fù)相關(guān)，這與任洪蕾等[15]的研究結(jié)果一致。綜合分析，在品種選育過(guò)程中應(yīng)選擇具有適宜生育期的品種，因?yàn)樯谶^(guò)長(zhǎng)不利于產(chǎn)量提高。種植密度為75 000株/hm2時(shí)，應(yīng)選擇禿尖較短類(lèi)型的玉米品種；種植密度為67 500株/hm2時(shí)，應(yīng)選擇穗位低、穗長(zhǎng)較長(zhǎng)的玉米品種。

本試驗(yàn)中，不同種植密度條件下的通徑分析結(jié)果不一致，可能是由于農(nóng)藝性狀之間的相互影響與種植密度有關(guān)。在高密度種植條件下，農(nóng)藝性狀之間的相互影響要比低密度條件下更大。

4 結(jié)論

在黃淮海籽粒玉米品種選育過(guò)程中應(yīng)注意適當(dāng)控制玉米的生育期和株高，而且在高密度條件下要注重降低禿尖長(zhǎng)，低密度條件下要降低穗位、提高穗長(zhǎng)。