甜玉米主要农艺性状与产量和食用品质的灰色关联度分析

王俊花，邵林生，闫建宾，王瑞钢，庞旭，梁海英，张雪彪，张沛敏，韦峰

（山西省农业科学院高粱研究所，山西晋中030600）

甜玉米主要农艺性状与产量和食用品质的灰色关联度分析

王俊花，邵林生，闫建宾，王瑞钢，庞旭，梁海英，张雪彪，张沛敏，韦峰

（山西省农业科学院高粱研究所，山西晋中030600）

为了探讨甜玉米主要农艺性状对产量和食用品质影响的主次关系，以24个甜玉米杂交组合为研究对象，对株高、穗位高、生育期、穗位叶长、穗位叶宽、穗长、穗粗、穗行数、秃尖长、单穗净鲜重10个主要农艺性状进行了田间调查，对鲜穗食用品质进行了室内蒸煮、品尝与鉴定，并与单穗鲜净重和食用品质进行了灰色关联度分析。结果表明：单穗净鲜重与其他各性状的关联顺序为穗粗＞穗长＞穗位叶宽＞穗行数＞生育期＞穗位叶长＞穗位叶面积＞穗位高＞株高＞秃尖长，食用品质与其他各性状的关联顺序为穗位叶宽＞秃尖长＞穗位叶面积＞穗长＞穗位高＞生育期＞穗位叶长＞穗粗＞穗行数＞株高。在甜玉米高产优质育种中，要注重对果穗长且粗、穗位叶宽且面积较大材料的选择。

甜玉米；农艺性状；产量；食用品质；灰色关联度

甜玉米（Zea mays L.cv.Sweet）是受1个或多个隐性基因控制的胚乳突变体，具有较高的经济、营养和加工价值[1，2]。此外，其秸秆可以回收利用、加工成压缩饲料，作为养殖业的青贮饲料应用，饲料售价一般为20元/袋，这样，既避免了焚烧秸秆而导致的环境污染，保护了生态环境，为持续稳定地发展农业生产创造了有利环境，又增加了种植者的经济收益。近年来，由于市场需求不断扩大，我国甜玉米产业得到了迅猛发展，使得甜玉米育种也在不断改革和创新。为了顺应市场发展需要，我国甜玉米育种目标也从单纯的高产型向优质高产型转变，在保证品质优良的前提下兼顾产量的提高。

灰色关联度分析法是对一个发展变化系统动态的量化比较，关联度越大，说明因素间变化的态势越接近，其相互关系就越密切。高产是农作物育种的主要目标之一。将灰色系统理论中的灰色关联度分析法用于大豆、小麦、水稻、玉米、谷子等农作物品种的综合评估和高产育种主要经济性状的选择[3～15]，均收到了一定效果。灰色关联分析在甜玉米上的研究多集中于穗部性状或单株产量与株高、穗行数、穗位高等主要农艺性状间的关联度大小[16～20]。赵元增等[16]研究表明，甜玉米单株产量与10个农艺性状的关联度顺序为株高＞穗行数＞行粒数＞叶片数＞茎粗＞穗粗＞穗长＞百粒重＞穗位高＞穗数；在影响穗形的穗部性状中，穗粗、穗行数、轴粗作用较大，其次是是茎粗、叶片数和行粒数。税红霞等[19]研究显示，甜玉米农艺性状与鲜穗产量的关联度顺序为穗行数＞穗长＞行粒数＞穗粗＞出苗-采收＞穗位高＞株高＞百粒重＞秃尖＞出籽率，穗行数是影响甜玉米鲜穗产量的主要因素，其次是穗长和行粒数，而出籽率对产量影响较小；张姿丽等[20]的研究表明，穗粗、行粒数、穗长对鲜质量的直接影响较大，穗行数对鲜质量的间接影响较大。但截至目前，鲜穗食用品质与主要农艺性状间的关联度情况尚未见报道。利用灰色系统理论，探索甜玉米产量、食用品质与主要农艺性状间的关联度以及这些性状的变化情况，对指导甜玉米高产优质育种具有重要意义。

1　材料与方法

1.1试验材料

试验甜玉米杂交组合共24个（表1），均由山西省农业科学院高粱研究所选育。

1.2试验方法

1.2.1试验设计试验于2013～2014年在山西省农业科学院高粱研究所修文试验基地（海拔700 m，年活动积温3 410℃）进行。前茬作物为高粱。采用单因素随机区组设计，设甜玉米杂交组合24个处理，3次重复。小区长7.7 m、宽2.6 m，5行/区，四周设保护行。玉米播种前，撒施毒土杀灭地下害虫1次，施氮磷钾三元复合肥450 kg/hm2和农家肥75 m3/hm2做基肥；5月10日播种，种植密度52500株/hm2；6月22日、7月11日、8月1日各浇水1次，其中，6月22日结合浇水追施尿素375 kg/hm2。其他田间管理措施同常规。

1.2.2调查项目与方法参照NY/T 2232—2012[21]，在乳熟期调查玉米的生物学性状和经济性状，指标包括植株株高（m）、穗位高（cm）、生育期（d）、穗位叶长（cm）、穗位叶宽（cm）、穗长（cm）、穗粗（cm）、穗行数（行）、秃尖长（cm）、单穗净鲜重（g）。采用长宽系数法，计算叶面积（cm2，长×宽×0.75）。参照NY/T 523—2002[22]，对鲜穗食用品质打分。

1.2.3数据处理采用Excel 2003软件进行数据的一般处理，利用DPS系统进行灰色关联度分析。

按照邓聚龙[4]的灰色系统理论，在分析各穗部性状之间的关系时，将穗长、穗粗、行数、秃尖长、单穗净重分别做参考数列和比较数列，即当确定某一性状为参考数列时，其他性状为比较数列，通过DPS系统计算各参考数列与各比较数列的关联度，构成关联矩阵。同理，分析生物学性状之间的关系。

分析各性状对产量的影响时，将24个杂交组合的10个农艺性状视为1个灰色系统，以产量为参考数列，其他各性状为比较数列，利用DPS系统计算各性状与产量的灰色关联度和排序。同理，分析各性状对食用品质的影响。

表1　24个甜玉米杂交组合的来源Table1　24 combinations and sources of sweet corn

2　结果与分析

2.1甜玉米经济性状间的相互关系

甜玉米果穗的经济性状与甜玉米的种植经济收益直接相关，提高产量是农作物育种工作最主要的内容，但产量性状本身的遗传率往往较低，所以通过与产量密切相关间接选择效率高的性状间接提高产量是常用的途径之一[23]。产量构成性状的一般配合力，最能代表产量潜力的性状是单穗重，与甜玉米鲜穗产量直接关联的穗部性状有穗长、穗粗、穗行数、秃尖长度。当这5个性状分别作为参考数列，求其他性状对某个性状的关联度时，可构成关联矩阵。结果（表2）显示，各性状与单穗净鲜重的关系顺序为穗粗＞穗长＞穗行数＞秃尖长，与穗长的关系顺序为单穗净鲜重＞穗行数＞秃尖长＞穗粗，与穗粗的关系顺序为单穗净鲜重＞穗行数＞穗长＞秃尖长，与秃尖长的关系顺序为穗行数＞单穗净鲜重＞穗长＞穗粗。可以看出，单穗净鲜重、穗粗、穗长三者之间关系较为密切，穗行数与其他穗部性状关系一般，秃尖长与其他穗部性状关系最为疏远。这就要求我们在甜玉米育种时，多注意穗粗和穗长的选择，不要太在意秃尖的长短。

表2　甜玉米经济性状间的关联矩阵Table2　Incidence matrix of economic traits of sweet corn

2.2甜玉米生物学性状间的相互关系

结果（表3）显示，与甜玉米株高关系密切的农艺性状顺序是穗位高＞穗位叶长＞生育期＞穗位叶面积＞穗位叶宽；与甜玉米穗位高关系密切的农艺性状顺序是株高＞穗位叶长＞穗位叶面积＞生育期＞穗位叶宽；与甜玉米穗位叶面积关系密切的农艺性状顺序是穗位叶长＞叶宽＞穗位高＞株高＞生育期；与甜玉米穗位叶长关系密切的农艺性状顺序是穗位高＞穗位叶面积＞株高＞生育期＞穗位叶宽；与甜玉米穗位叶宽关系密切的农艺性状顺序是穗位叶面积＞穗位叶长＞穗位高＞株高＞生育期；生育期长短与其他农艺性状关系较为疏远。

在甜玉米选育过程中，要注意协调多个性状间的平衡，对株高和穗位高适中、穗位叶面积大的材料优先选择，而生育期的长短则按照育种目标来定。

表3　甜玉米生物学性状间的关联矩阵Table3　Correlation matrix of biological character of sweet corn

2.3甜玉米产量与主要农艺性状的灰色关联度分析

灰色关联度分析结果（表4）显示，甜玉米单穗净鲜重与主要农艺性状的关联度为0.686 5～0.821 8，关联顺序为穗粗＞穗长＞穗位叶宽＞穗行数＞生育期＞穗位叶长＞穗位叶面积＞穗位高＞株高＞秃尖长。表明穗长和穗粗对甜玉米鲜穗产量影响较大，其次是穗位叶宽、穗行数、生育期、穗位叶长和穗位叶面积，穗位高、株高、秃尖长对鲜穗产量影响较小。较高的生物产量是鲜穗高产的基础，这就要求我们在甜玉米产量育种中，对叶面积大、株高适中、果穗又粗又长的材料多加选择。

表4　甜玉米产量与主要农艺性状的关联度和排序Table4　Correlative degree and sorting between yield and main agronomic traits of sweet corn

2.4甜玉米食用品质与主要农艺性状的灰色关联度分析

灰色关联度分析结果（表5）显示，甜玉米食用品质与主要农艺性状的关联度为0.701 8～0.771 5，关联顺序为穗位叶宽＞秃尖长＞穗位叶面积＞穗长＞穗位高＞生育期＞穗位叶长＞穗粗＞穗行数＞株高。从关联度来看，这10个农艺性状对甜玉米食用品质的影响程度差别不大，主要是因为食用品质是由果皮柔嫩度、含糖量、糖分组成、蛋白质含量、脂肪含量、籽粒含水量等共同决定的，而这些指标有的是加性效应起作用，有的是非加性效应起作用，有的是加性效应与非加性效应共同起作用[23，24]。在甜玉米食用品质育种中，对穗位叶较宽、穗位叶面积较大、果穗较长的材料多加选择。

表5　甜玉米鲜穗食用品质与主要农艺性状的关联度和排序Table5　Correlative degree and sorting between fresh ear edible quality and agronomic characters of sweet corn

3　结论与讨论

本研究结果显示，在穗部经济性状中，与穗长和穗粗关系最为密切的性状都是穗行数，秃尖长与其他穗部性状的关系最为疏远，这与赵元增等[16]的研究结果不完全相同；穗长对甜玉米产量影响最大，穗粗次之，株高最小，这与张姿丽等[20]的研究结果基本相同。因此，在甜玉米产量育种中，要注重对穗长、穗粗和穗行数的选择，放宽其他农艺性状的标准，只有各农艺性状相互协调，才能选出高产品种。

甜玉米的品质性状主要分为2部分，一是果穗的外观品质，二是食用品质和加工品质。通过对甜玉米食用品质与主要农艺性状进行灰色关联度分析发现，虽然不同农艺性状与食用品质的关联度大小不同，但彼此差别不大，关联度为0.701 8～0.771 5。也就是说，对甜玉米食用品质要进行综合评价，在对甜玉米进行品质改良时要协调多个性状的平衡改良，同时兼顾农艺性状和产量的提高。

灰色关联度分析法是建立在多个性状定量分析的基础上，结果有较强的可比性和可靠性，且具有良好的稳定性。此外，相对于相关分析而言，灰色关联度分析法具有所需样本少、可综合考虑多个性状、方法简便等优点，更能客观、合理地评价鲜食甜玉米杂交种的品质。甜玉米种皮厚度、可溶性糖含量、蛋白质含量、淀粉含量和脂肪含量与主要农艺性状间的关联度大小，还有待进一步研究。

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Grey Correlative Degree Analysis of Main Agronomic Characters and Yield&Food Quality on Sweet Corn

WANG Jun-hua，SHAO Lin-sheng，YAN Jian-bin，WANG Rui-gang，PANG Xu，LIANG Hai-ying，ZHANG Xue-biao，ZHANG Pei-min，WEI Feng
（Sorghum Institute，Shanxi Academy of Agricultural Sciences，Jinzhong 030600，China）

In order to explore primary and secondary relations of main agronomic characters on yield and edible quality of sweet corn.Twenty-four sweet corn crosses done were studied in this paper.Ten main agronomic traits such as plant height，ear height，growth period，ear leaf length，ear leaf width，ear length，ear diameter，ear rows，bald tip length and fresh ear weight were investigated in the field.The edible quality of fresh ear were cooked，tasted and identified in the indoor.Grey relational analysis between 10 agronomic characters and fresh ear weight，edible quality was conducted.The results showed that in sweet corn，the correlation sequence between yield and other traits were ear diameter＞ear length＞ear leaf width＞ear row number＞growth period＞ear leaf length＞ear leaf area＞ear height＞plant height＞bald tip length.The correlation order between edible quality and other traits were ear leaf width＞bald tip length＞ear leaf area＞ear length＞ear length＞growth period＞ear leaf length＞ear diameter＞ear row number＞plant height.In sweet corn breeding of high yield and good quality，materials which had spike length，spike thick and ear leaf were especially noticed.

Sweet corn；Agronomic character；Yield；Food quality；Edible variety Grey correlative degree

S513

A

1008-1631（2016）05-0078-04

2016-03-17

山西省科技厅成果推广项目（2014071001-1）；山西省农业科学院育种工程项目（11yzgc026）

王俊花（1973-），女，山西垣曲人，副研究员，硕士，主要从事鲜食玉米育种研究。Tel：0354-8593513；E-mail：wangjunhua73@163.com。