徐東陽， 孫 妍， 李偉峰， 王瑞霞， 張春花， 高樹廣

(周口市農(nóng)業(yè)科學(xué)院， 河南 周口 466001)

河南省是我國芝麻的主要種植區(qū)之一，常年種植芝麻面積約18萬hm2，年產(chǎn)量約27萬t，種植面積和產(chǎn)量占全國總量的30%左右[1-2]，尤其是周口、駐馬店、漯河、商丘等地對芝麻的種植推廣起到重要的作用。選育優(yōu)良品種是芝麻產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要內(nèi)容，在品種選育中，產(chǎn)量、抗病抗逆性、穩(wěn)定性等是重要的評價(jià)指標(biāo)，同時(shí)也要對株蒴數(shù)、蒴粒數(shù)、株高等農(nóng)藝性狀進(jìn)行綜合評價(jià)，衡量品種的推廣適應(yīng)性和種質(zhì)資源的潛力。

灰色關(guān)聯(lián)分析是在灰色系統(tǒng)理論的基礎(chǔ)上形成的一種重要統(tǒng)計(jì)分析方法，對樣本量需求相對較少，可綜合考慮多個(gè)性狀來評價(jià)品種的特性，具有較強(qiáng)的可比性和可靠性[3]，在小麥[4]、玉米[5]、花生[6]、油菜[7]等多種作物研究中都有廣泛的應(yīng)用。杜曉宇等[4]對黃淮海南片區(qū)的16個(gè)品種的7個(gè)農(nóng)藝性狀進(jìn)行灰色關(guān)聯(lián)分析，發(fā)現(xiàn)容重、千粒重和株高對小麥產(chǎn)量的影響較大。鄒軍等[5]利用灰色關(guān)聯(lián)分析法研究了20個(gè)鮮食玉米品種產(chǎn)量與主要農(nóng)藝性狀之間的關(guān)系。李鵬發(fā)等[6]對17個(gè)新疆引進(jìn)的花生品種進(jìn)行灰色關(guān)聯(lián)分析，篩選出0215 A、豫花9327、HZ-224等多個(gè)適宜新疆地區(qū)推廣種植的花生品種。鐘麗[7]對11個(gè)油菜品種的9個(gè)農(nóng)藝性狀進(jìn)行灰色關(guān)聯(lián)分析，結(jié)果表明，應(yīng)加大對千粒重和第一次有效分枝數(shù)的選育力度。本研究采用灰色關(guān)聯(lián)分析對13個(gè)河南白芝麻品種的8個(gè)主要農(nóng)藝性狀進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，探究芝麻單株產(chǎn)量與其他性狀的關(guān)系及各品種的綜合表現(xiàn)。

1 材料方法

1.1 材 料

供試品種白芝麻共13個(gè)：商芝1305(k1)、上芝2005064(k2)、周芝5號(hào)(k3)、鄭芝05 N 05(k4)、商芝1306(k5)、駐11 J 19(k6)、豫芝4號(hào)(k7)、周10 J 5(k8)、鄭芝11 C 19(k9)、漯06-8(k10)、輿芝MC 21(k11)、上芝430(k12) 和信芝1號(hào)(k13)。

1.2 試驗(yàn)方法

試驗(yàn)于2014年在周口市農(nóng)科院試驗(yàn)田開展，隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)排列，重復(fù)3次，小區(qū)面積20 m2，種植密度為1.0萬株/667 m2，各小區(qū)間留走道，試驗(yàn)地周圍設(shè)保護(hù)區(qū)。在芝麻成熟后期每小區(qū)隨機(jī)選取10株芝麻分別測定株高、腿位、黃稍尖長、果軸長、株蒴數(shù)、蒴粒數(shù)、千粒重和單株產(chǎn)量等8個(gè)農(nóng)藝性狀。

1.3 統(tǒng)計(jì)分析

為研究單株產(chǎn)量與其他性狀的關(guān)聯(lián)度，采用灰色關(guān)聯(lián)分析方法[8-9]，將13個(gè)供試品種的8個(gè)性狀作為一個(gè)灰色系統(tǒng)，將單株產(chǎn)量(X0)作為參考序列，其他性狀株高(X1)、腿位(X2)、黃稍尖長(X3)、果軸長(X4)、株蒴數(shù)(X5)、蒴粒數(shù)(X6) 和千粒重(X7)為比較序列。首先將各個(gè)品種的原始測定值按照公式1采用標(biāo)準(zhǔn)化變換進(jìn)行無量綱化處理，然后計(jì)算參考序列與比較序列的絕對差值，得到絕對差值的最大值和最小值，根據(jù)公式2算出單株產(chǎn)量與其他性狀的關(guān)聯(lián)系數(shù)，根據(jù)公式3算出單株產(chǎn)量與其他性狀的關(guān)聯(lián)度并排序。

(1)

(2)

(3)

為客觀地評價(jià)各品種的綜合表現(xiàn)，假設(shè)一個(gè)參考品種，其各農(nóng)藝性狀數(shù)值定為稍大于各品種的最大值，將參考品種和13個(gè)供試品種構(gòu)建成一個(gè)灰度系統(tǒng)，采用初值化變換進(jìn)行無量綱化處理，然后計(jì)算Δi(k)max、Δi(k)min、參考品種與各供試品種的ξi(k)及其ri并排序[10-11]。

利用Excel 2016軟件和DPS數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)8.50進(jìn)行試驗(yàn)數(shù)據(jù)處理和灰色關(guān)聯(lián)度分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 試驗(yàn)品種主要性狀表現(xiàn)

13個(gè)供試品種的X1、X2、X3、X4、X5、X6、X7和X0如表1所示，其變異系數(shù)分別為3.08%、6.07%、10.93%、2.82%、3.91%、3.36%、3.24%和7.32%。由變異系數(shù)可知，黃稍尖長、單株產(chǎn)量和腿位的變異系數(shù)較大，說明在各供試品種間差異明顯，其他性狀的差異較小。

表1 13個(gè)供試品種主要性狀的原始測定值Table 1 Premilary determination values about main traits of 13 tested varieties

2.2 芝麻單株產(chǎn)量與其他性狀的灰色關(guān)聯(lián)分析

對原始測量值采用標(biāo)準(zhǔn)化變換進(jìn)行無量綱化處理，得到表2，并計(jì)算Δi(k)(表3)，進(jìn)而求得Δi(k)min和Δi(k)max，分別為0.006 1和3.798 7。根據(jù)公式2和公式3計(jì)算出單株產(chǎn)量與其他性狀的ξi(k)及其ri(表4)，根據(jù)關(guān)聯(lián)度大小，各性狀排序?yàn)椋褐贻魯?shù)>蒴粒數(shù)>果軸長>株高>千粒重>腿位>黃稍尖長。

表2 13個(gè)芝麻品種單株產(chǎn)量與其他性狀灰色關(guān)聯(lián)分析的無量綱化結(jié)果Table 2 Non-dimensional results of grey correlation analysis between yield per plant and other traits of 13 sesame varieties

表3 13個(gè)芝麻品種單株產(chǎn)量與其他性狀灰色關(guān)聯(lián)分析的Δi(k)Table 3 Δi(k) of grey correlation analysis between yield per plant and other traits of 13 sesame varieties

2.3 供試芝麻品種的綜合評價(jià)

根據(jù)灰色關(guān)聯(lián)分析原理，將參考品種k0的各性狀,設(shè)定為株高166.5 cm、腿位52.5 cm、黃稍尖長8 cm、果軸長108 cm、株蒴數(shù)93.5個(gè)、蒴粒數(shù)75個(gè)、千粒重3.2 g和單株產(chǎn)量17 g。將參考品種和13個(gè)供試品種的各性狀測定值采用初值化變換進(jìn)行無量綱化處理(表5)，計(jì)算出Δi(k)，求得Δi(k)min和Δi(k)max，分別為0和0.332 4，進(jìn)而得出參考品種與13個(gè)供試品種的ξi(k)(表6)。

表4 13個(gè)芝麻品種單株產(chǎn)量與其他性狀灰色關(guān)聯(lián)分析的ξi(k)和ri及排序Table 4 ξi(k) and ri of grey correlation analysis between yield per plant and other traits of 13 sesame varieties and their rankings

表5 基于灰色關(guān)聯(lián)分析的芝麻品種綜合性狀表現(xiàn)的無量綱化結(jié)果Table 5 Non-dimensional results of comprehensive traits of sesame varieties based on grey correlation analysis

表6 參考品種與各供試品種灰色關(guān)聯(lián)分析Table 6 Grey correlation analysis between reference varieties and test varieties

計(jì)算得到參考品種與各供試品種的等權(quán)關(guān)聯(lián)度(表7)，k4、k10和k2為前三位，分別為0.782 0、0.761 1和0.754 4；k13、k9和k11為后三位，分別為0.631 0、0.619 5和0.585 5。

由于各性狀對單株產(chǎn)量及品種的綜合表現(xiàn)影響不同，故僅依靠等權(quán)關(guān)聯(lián)度來評價(jià)可能不太準(zhǔn)確。根據(jù)單株產(chǎn)量與其他性狀的關(guān)聯(lián)度，本研究將各性狀的權(quán)重系數(shù)分別定為株高(0.10)、腿位(0.05)、黃稍尖長(0.10)、果軸長(0.10)、株蒴數(shù)(0.2)、蒴粒數(shù)(0.10)、千粒重(0.05)、單株產(chǎn)量(0.30)。加入權(quán)重系數(shù)后，計(jì)算得到參考品種與各供試品種的加權(quán)關(guān)聯(lián)度。由表7可知，k4、k8和k10的加權(quán)關(guān)聯(lián)度為前三位，分別是0.818 1、0.777 2和0.738 9。

表7 參考品種與各供試品種灰色關(guān)聯(lián)分析及排序Table 7 Grey correlation analysis and ranking of reference varieties and varieties tested

通過對等權(quán)關(guān)聯(lián)度和加權(quán)關(guān)聯(lián)度比較發(fā)現(xiàn)，k5、k8、k10和k12的排序均有上升，k1、k2、k5、k6和k7的排序均有下降，且次序變化均為1或2，其他品種的序次不變。

3 討論與小結(jié)

本研究對13個(gè)河南白芝麻品種進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，發(fā)現(xiàn)黃稍尖長、單株產(chǎn)量和腿位的變異系數(shù)較大，在各供試品種間差異明顯，株高、果軸長、株蒴數(shù)、蒴粒數(shù)和千粒重品種間差異較??；影響單株產(chǎn)量與各性狀的關(guān)聯(lián)度排序?yàn)椋褐贻魯?shù)>蒴粒數(shù)>果軸長>株高>千粒重>腿位>黃稍尖長；各供試品種與參考品種加權(quán)關(guān)聯(lián)度前三位分別為鄭芝05 N 05(k4)、周10 J 5(k8)和漯06-8(k10)。

其他關(guān)于芝麻單株產(chǎn)量與其相關(guān)性狀的研究，結(jié)果略有不同。呂偉等[12]研究表明，各性狀對單株產(chǎn)量的影響依次為：株蒴數(shù)>千粒重>蒴粒數(shù)；孫建等[10]的研究結(jié)論是：株蒴數(shù)>黃稍尖長>株高>千粒重>蒴粒數(shù)>腿位；那艷斌等[13]研究結(jié)果為：株蒴數(shù)>蒴粒數(shù)>株高>果軸長?？梢钥闯?，株蒴數(shù)對單株產(chǎn)量的影響最大，而其他性狀影響程度的研究結(jié)果不盡相同。造成結(jié)果不同的原因可能有兩點(diǎn)：一是不同地區(qū)的氣候環(huán)境條件差異對芝麻各個(gè)性狀的影響程度不同，如在緯度較高遼寧地區(qū)芝麻的生育期明顯較長，在99～122 d之間[13]，而早稻茬秋芝麻的株高變幅為94.43～132.5 cm，較其他北方地區(qū)明顯偏低[10]；二是不同地區(qū)選育出的芝麻品種因適應(yīng)當(dāng)?shù)貧夂颦h(huán)境，而表現(xiàn)出在其他地區(qū)差異明顯的性狀在當(dāng)?shù)貐s不明顯，那艷斌等[13]研究表明，變異系數(shù)較大的性狀依次為：單株產(chǎn)量>株蒴數(shù)>蒴粒數(shù)，而呂偉等[12]研究中結(jié)果是：黃稍尖長>腿位>單株產(chǎn)量，與孫建等[10]和本研究結(jié)果基本一致。

由以上結(jié)果可以看出，各個(gè)氣候環(huán)境差異明顯的生態(tài)區(qū)的選育品種的特性不同，在選育區(qū)域適應(yīng)性品種時(shí)側(cè)重點(diǎn)有所不同。本研究對河南省的13個(gè)白芝麻品種研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)，株蒴數(shù)、蒴粒數(shù)和果軸長對品種單株產(chǎn)量影響較大。在品種選育方面，可注重選擇株蒴數(shù)較多、蒴粒數(shù)多，果軸長的品種。在周口生態(tài)區(qū)的品種推廣方面，可優(yōu)先選擇鄭芝05 N 05(k4)、周10 J 5(k8)和漯06-8(k10)等適宜當(dāng)?shù)貧夂颦h(huán)境的品種。