郭 琦，梁 篤，張一中，柳青山，張 偉，王 官

（山西農(nóng)業(yè)大學(xué)高粱研究所，山西晉中030600）

我國白酒有著悠久的歷史，白酒制造業(yè)是我國重要的傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)。高粱是我國白酒的主要原料，糯質(zhì)高粱更是眾多中國名酒的優(yōu)質(zhì)原料。創(chuàng)新糯高粱種質(zhì)、加強(qiáng)糯高粱品種選育、提高糯高粱的產(chǎn)量已經(jīng)成為當(dāng)前高粱研究的重要課題。

近年來，灰色關(guān)聯(lián)度法、隸屬函數(shù)法和主成分分析法（PCA）等[1-4]多指標(biāo)綜合分析方法越來越受到人們的關(guān)注。這些分析方法能夠很好地從多水平、多因素著手，綜合分析各指標(biāo)的整體效應(yīng)，使篩選出的結(jié)果更具有科學(xué)性?；疑P(guān)聯(lián)系統(tǒng)自創(chuàng)立以來，已經(jīng)在小麥、玉米和水稻等作物品種的綜合評(píng)判方面得到了應(yīng)用，并且取得了與實(shí)踐相一致的結(jié)果[5-9]。但是用灰色關(guān)聯(lián)度分析、篩選糯高粱品系還未見報(bào)道。

本試驗(yàn)對(duì)56份糯高粱品系的6個(gè)主要農(nóng)藝數(shù)量性狀進(jìn)行測定，并采用灰色關(guān)聯(lián)度分析法進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)，從中篩選出綜合性狀優(yōu)良的糯高粱品系，以期為糯高粱品種選育和產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供種質(zhì)支撐。

1 材料和方法

1.1 試驗(yàn)材料

參試材料選用56個(gè)糯高粱品系，如表1所示。其中，青殼洋和國窖紅來源于四川省，L407B來源于遼寧省，其他品系均為山西農(nóng)業(yè)大學(xué)高粱研究所自選品系。

1.2 試驗(yàn)方法

試驗(yàn)于2019年在山西省農(nóng)業(yè)科學(xué)院高粱研究所東白基地進(jìn)行。試驗(yàn)采用完全隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，3次重復(fù)，2行區(qū)，行長4 m，行距0.43 m，株距0.27 m進(jìn)行播種?；ㄆ趪?yán)格套袋，田間管理同一般生產(chǎn)田。在成熟期，各高粱品系選取3株調(diào)查株高、穗長，收獲2行區(qū)全部高粱穗，并記錄穗數(shù)。高粱穗曬干、脫粒，稱質(zhì)量，計(jì)算產(chǎn)量、穗粒質(zhì)量，調(diào)查千粒質(zhì)量，計(jì)算穗粒數(shù)。

1.3 數(shù)據(jù)處理

試驗(yàn)數(shù)據(jù)運(yùn)用Excel軟件進(jìn)行灰色關(guān)聯(lián)度分析、評(píng)定。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同糯高粱品系農(nóng)藝性狀的表現(xiàn)值及參數(shù)分析

56份糯高粱品系各性狀的表現(xiàn)值以及最大值、最小值、平均值、標(biāo)準(zhǔn)差、變異系數(shù)統(tǒng)計(jì)參數(shù)如表1所示。

表1 56份糯高粱品系各性狀表現(xiàn)值及統(tǒng)計(jì)參數(shù)

續(xù)表1

從變異系數(shù)來看，56份糯高粱品系不同性狀的變異系數(shù)存在較大差異，變異系數(shù)在14.6%～35.5%，說明參試材料的遺傳變異比較豐富，為糯高粱品種選育提供了豐富的遺傳基礎(chǔ)。

2.2 灰色關(guān)聯(lián)度評(píng)價(jià)

根據(jù)灰色系統(tǒng)理論[6]，將所有參試的品系視為同一灰色系統(tǒng)，每個(gè)品系是該系統(tǒng)中的一個(gè)因素。把品系的主要農(nóng)藝性狀的最佳數(shù)值結(jié)合起來，構(gòu)成一個(gè)“理想品種”，以“理想品種”的株高、穗長、產(chǎn)量、千粒質(zhì)量、穗粒質(zhì)量、穗粒數(shù)等性狀指標(biāo)所構(gòu)成的數(shù)列為參考數(shù)列X0（k），參試品系各個(gè)性狀指標(biāo)構(gòu)建的數(shù)列為比較數(shù)列Xi（k）（i＝1，2，3，…m；k＝1，2，3，…n），m為參試品種數(shù)，n為評(píng)估性狀數(shù)。利用公式進(jìn)行關(guān)聯(lián)度計(jì)算，從而確定參試種質(zhì)優(yōu)劣順序。

2.2.1 選擇理想品種 青殼洋是貴州省2000—2009年應(yīng)用品種，且曾在區(qū)域試驗(yàn)中作為對(duì)照品種，所以，本研究第1種分析辦法以青殼洋為“理想品種”進(jìn)行[10-12]。

由于醬香型白酒獨(dú)特的釀造工藝，要求酒用糯高粱具有粒小皮厚、顆粒飽滿和玻璃質(zhì)含量較高等特性，以保證原料能夠經(jīng)受“八蒸九煮”的釀造工藝[13]。本研究第2種分析辦法以千粒質(zhì)量最小、其他性狀最大為“理想品種”進(jìn)行，即產(chǎn)量8 269.2 kg/hm2、千粒質(zhì)量12.7 g、株高240.0 cm、穗長33.0 cm、穗粒質(zhì)量82.7 g、穗粒數(shù)3 421.8粒，構(gòu)成最優(yōu)指標(biāo)集｛X0（k）｝＝（8 269.2、12.7、240.0、33.0、82.7、3 421.8）。

2.2.2 無量綱化處理，并求絕對(duì)差值 由于各性能指標(biāo)量綱不同，需要將所有相應(yīng)的Xi（k）數(shù)據(jù)除以X0（k）各點(diǎn)的數(shù)值，使原始數(shù)據(jù)無量綱化。根據(jù)無量綱化處理所得到的數(shù)據(jù)依求得絕對(duì)差值。

式中，εi（k）為Xi對(duì)X0在k點(diǎn)的關(guān)聯(lián)度系數(shù)，ρ為分辨系數(shù)，取值范圍在0～1，本研究取ρ＝0.5，稱為二級(jí)最小差的絕對(duì)值，其中，表示X0數(shù)列與Xi數(shù)列在對(duì)應(yīng)點(diǎn)差值中的最小差，在一級(jí)最小差的基礎(chǔ)上再找出其中最小差就是二級(jí)最小差。同理，表示二級(jí)最大差的絕對(duì)值。把相應(yīng)數(shù)值代入上式即可以計(jì)算出X0對(duì)Xi各性狀的關(guān)聯(lián)系數(shù)。

2.2.4 權(quán)重系數(shù) 通過變異系數(shù)法根據(jù)各性狀的相對(duì)重要程度對(duì)所測試的各項(xiàng)指標(biāo)分別賦予不同的權(quán)重系數(shù)。本研究采用的2種方法中，穗粒質(zhì)量的權(quán)重系數(shù)最高，產(chǎn)量的權(quán)重系數(shù)次之（表2）。表明穗粒質(zhì)量是影響高粱產(chǎn)量的重要因素。

表2 各性狀的權(quán)重系數(shù)比較

2.2.5 參試材料與參考品種的灰色關(guān)聯(lián)度及關(guān)聯(lián)序位 關(guān)聯(lián)系數(shù)只反映2個(gè)比較序列在某一時(shí)刻的緊密程度，而關(guān)聯(lián)度可以確定比較數(shù)列與參考數(shù)列的相似程度，其大小可直接判斷比較數(shù)列的優(yōu)劣。

式中，γi為第i個(gè)品種的關(guān)聯(lián)度，Wk為第k個(gè)性狀的權(quán)重。

用2種方法計(jì)算的灰色關(guān)聯(lián)度及排序列于表3。

表3 參試材料的關(guān)聯(lián)度及排序

根據(jù)品種灰色關(guān)聯(lián)度多維綜合評(píng)價(jià)的原理，關(guān)聯(lián)度越大，品種越優(yōu)良。第1種方法中，關(guān)聯(lián)度排序在前5位的參試材料分別是1-26B/0122B-3、紅茅粱后代-2、國窖紅、1-26B/0122B-1、01B-1，第2種方法中，關(guān)聯(lián)度排序在前5位的參試材料分別是湘糯R/瀘恢1變-3、M60826/055059、湘糯R/瀘恢1變-1、國窖紅、11476B-1。2種方法篩選出的品種不同，但2種方法都篩選出國窖紅，說明其綜合性狀在這56個(gè)種質(zhì)中表現(xiàn)最佳。

3 結(jié)論與討論

遺傳多樣性是生態(tài)多樣性和物種多樣性的基礎(chǔ)，通過遺傳多樣性研究可掌握高粱種質(zhì)資源特性，為高粱品系改良和選育提供重要理論支撐[14-16]。本研究結(jié)果顯示，56份糯高粱品系不同性狀的變異系數(shù)存在較大差異，變異系數(shù)在14.6%～35.5%，說明參試材料的遺傳變異比較豐富，為糯高粱品種選育提供了豐富的遺傳基礎(chǔ)。

本研究用2種方法篩選出的品種不同，由此可見，利用灰色關(guān)聯(lián)度分析法評(píng)價(jià)作物品種時(shí)，選擇的“理想品種”不同，評(píng)價(jià)結(jié)果也不同。穗粒質(zhì)量是影響高粱產(chǎn)量的重要因素。本研究用的2種方法中，穗粒質(zhì)量的權(quán)重系數(shù)最高，產(chǎn)量的權(quán)重系數(shù)次之。這與高士杰[17-18]、盧慶善[19]的研究結(jié)果一致。因此，在品種選育時(shí)，為確保產(chǎn)量應(yīng)選穗粒質(zhì)量大的品種。

灰色關(guān)聯(lián)系統(tǒng)理論自創(chuàng)立以來，已在玉米、小麥、水稻、薏苡等作物品種的綜合性狀評(píng)價(jià)方面得到充分肯定[1-5]。本研究通過灰色系統(tǒng)理論對(duì)56個(gè)糯高粱種質(zhì)的農(nóng)藝性狀進(jìn)行了綜合評(píng)價(jià)，結(jié)果表明，第1種方法中，品系1-26B/0122B-3、紅茅粱后代-2、國窖紅、1-26B/0122B-1、01B-1較好；第2種方法中，品系湘糯R/瀘恢1變-3、M60826/055059、湘糯R/瀘恢1變-1、國窖紅、11476B-1較好。2種方法都篩選出國窖紅，說明其綜合性狀在這56個(gè)種質(zhì)中表現(xiàn)最佳。研究結(jié)果對(duì)糯高粱新品種選育和種質(zhì)資源進(jìn)一步開發(fā)利用具有重要的指導(dǎo)意義。