鲁西北地区夏谷产量与主要农艺性状的灰色关联分析

摘要 为促进鲁西北地区优良谷子资源的利用，采用灰色关联分析方法，对鲁西北地区17个夏谷新品种（系）产量与农艺性状进行研究。调查和统计分析发现，影响谷子产量的7个农艺性状的关联度顺序为生育期>株高>穗数>单穗重>穗粒重>穗长>千粒重，其中生育期、株高、穗数、单穗重、穗粒重5个性状对谷子产量的关联度较高。因此，为促进鲁西北地区夏谷优质高产发展，应在满足正常发育成熟的前提下，选择生育期较长、株高较高、穗数较多的谷子品种。

关键词 产量；农艺性状；灰色关联分析；夏谷

中图分类号 S 515  文献标识码 A  文章编号 0517-6611（2025）01-0022-04

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2025.01.006

开放科学（资源服务）标识码（OSID）：

Grey Correlation Analysis of Summer Millet Yield and Main Agronomic Characters in Northwest Shandong Province

WANG Chun-yu， ZHU Guan-xiong， GAO Qi et al

（Dezhou Academy of Agricultural Sciences， Dezhou， Shandong 253015）

Abstract To promote the utilization of superior millet resources in northwest Shandong， the yield and agronomic characters of 17 new summer millet varieties in northwest Shandong were studied by grey correlation analysis. Through investigation and statistical analysis， it was found that among the agronomic traits affecting grain yield， the correlation sequence of the seven agronomic traits related to grain yield was in the order of growth date > plant height > ear number > ear weight per spike > ear weight per spike > ear length > 1 000-grain weight. Among them， growth date， plant height， ear number， ear weight per spike and grain weight per spike had higher correlation with grain yield. Therefore， in order to promote the development of high quality and high yield of summer millet in northwest Shandong， we should choose the millet varieties with longer growth period， higher plant height and more ear under the premise of meeting the normal development and maturity.

Key words Yield;Agronomic character;Grey correlation analysis；Summer millet

基金项目 山东省现代农业产业技术体系杂粮创新团队建设项目（SDAIT-5-01）；山东省农业良种工程项目（2021LZGC025）；农作物种质资源挖掘与精准鉴定项目（2021LZGC025）。

作者简介 王春雨（1995—），女，山东德州人，助理农艺师，硕士，从事大豆及杂粮栽培育种。*通信作者，高级农艺师，硕士，从事食用豆及杂粮栽培育种研究。

谷子是起源于中国的禾本科狗尾草属作物，又称粟，剥壳后称小米，在我国北方的干旱和半干旱地区均有种植^［1-2］。谷子具有耐瘠、耐旱、抗逆、节水的特点，是环境友好型植物^［3-5］。谷子成熟后含有丰富的蛋白质、脂肪、维生素、氨基酸、膳食纤维等人体必需的营养元素，其蛋白质含量比玉米高30%左右，是粮饲兼用型作物^［6-10］。谷子的产量受遗传特性、栽培条件、栽培方法、环境条件等多种因素的影响，这些因素对谷子产量的影响程度存在较大差别^［11-15］。

灰色关联分析是由邓聚龙教授创立的一种研究少数据、贫信息不确定性问题的新方法^［16］。常用的方差分析是对产量进行单因素评价，而利用灰色关联分析能够更直观地了解主要农艺性状对产量形成的相对重要性以及性状与产量之间的相互作用，有利于育种者在实际育种过程中提高亲本选配和后代选择的效果，能够一定程度减少因个人认识程度和喜好不同等主观因素对新品种选育的准确性造成的负面影响。目前，灰色关联分析方法在玉米^［17-18］、大豆^［19-20］、小麦^［21］、水稻^［22］等作物上应用较多，但用于谷子育种上的报道较少。鉴于此，笔者对鲁西北地区夏播谷子的主要农艺性状进行灰色关联分析，探讨主要农艺性状对产量形成所起的作用和相对重要性，旨在为筛选适宜鲁西北地区种植的优良谷子品种以及谷子新品种选育提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 试验地概况

试验于2022年在山东省德州市黄河涯镇现代农业科技园示范基地（37°35′ N，116°30′ E）进行。该地地处黄淮海平原，年日照时数2 451.21～2 592.13 h，年均气温12.3～12.9 ℃，年降水量540.5～562.3 mm，试验地地势平坦，排灌方便，土壤主要为砂质壤土。基本理化性质如下：土壤有机质含量12.82 g/kg、全氮0.91 g/kg、速效氮57.18 mg/kg、有效磷66.74 mg/kg、速效钾102.37 mg/kg，pH 7.02。前茬作物为小麦，平均产量9 750 kg/hm 施复合基肥600 kg/hm 无追肥。

1.2 试验材料

数据材料来源于山东谷子生态适应性试验，试验品种（系）17个，来源于山东省农业科学院和淄博市农业科学研究院（表1）。

1.3 试验方法

1.3.1 试验设计。以17个谷子品种（系）为试验材料，采用随机区组排列，3次重复。6行区，行长5.0 m，宽3.6 m，密度45万株/hm 试验四周设保护行。

按照试验标准进行各项农艺性状的调查记载，生育期调查记载播种期、出苗期、抽穗期、成熟期；收获前，在每个小区选择不缺苗、长势一致的行确定10株谷子取样，调查株高并将其整株取回，以备考种；收获后室内考种，测定穗长、单穗重、穗粒重、千粒重。整个小区全部收获，测定产量和穗数。

1.3.2 数据分析。采用Excel 2019对数据进行整理；采用DPS数据处理系统对数据进行统计分析。关联系数、关联度越大表示该性状与产量关系越密切，反之，则该性状与产量关系越弱。

2 结果与分析

2.1 数据无量纲化处理

表2为不同谷子品种（系）主要农艺性状比较。由表2可知，17个供试品种生育期为86.5～88.0 d，产量为8 025.75～9 174.60 kg/hm2。

将17个供试品种（系）视为1个灰色系统，把产量作为参考数列，记为 X 0（k）；把生育期、穗数、株高、穗长、单穗重、穗粒重、千粒重为比较数列，记为X i（k）（i=  …，m；k =  …，n），其中，m为与产量相关的性状的个数，n 为参试品种（系）个数。由于各个性状的量纲不同，无法直接进行比较，因此需要对数据进行无量纲化处理，转化为可以直接比较的标准化数列。先对各个性状进行简单的统计分析，计算出平均值和标准差，然后将各个原始数据减去平均值后再除以标准差，得到标准化数列（表3）。

2.2 比较数列与参考数列的绝对差值

根据标准化处理结果，按照公式 Δ  0i（k）=∣X 0（k）-X i（k）∣（i=  …，7；k=  …，17），计算比较数列与参考数列的绝对差值（表4）。

2.3 关联系数

经数据标准化处理后的参考数列记作 X 0（k），比较数列记作X i（k），关联系数ξ 0i（k）按照如下公式计算：

ξ 0i（k）= Δ（min） +ρ Δ（max） ξ 0i（k）+ρ Δ（max）

式中： Δ 表示比较序列与参考数列的绝对差值，关联系数反映比较序列和参考数列的关联程度；ρ取值0.5。

计算结果见表5。

2.4 关联度和排序 计算公式如下：

r i=1Nkiξ 0i（k）

7个农艺性状与产量的关联度排序为生育期>株高>穗数>单穗重>穗粒重>穗长>千粒重（表6），表明生育期、株高、穗数、单穗重、穗粒重对谷子产量影响较大；穗长、千粒重对谷子产量影响较小。这与赵禹凯等^［23］研究结果类似。

2.5 谷子产量相关性状之间的相互关系

由表7可知，与生育期关系最密切的农艺性状是株高，其次是穗数和穗粒重；与穗数关系最密切的农艺性状是穗粒重，其次是千粒重和单穗重；与株高关系最密切的农艺性状是生育期，其次是穗数和单穗重；与穗长关系最密切的农艺性状是穗粒重，其次是株高和穗数；与单穗重关系最密切的农艺性状是穗粒重，其次是穗数和株高；与穗粒重关系最密切的农艺性状是单穗重，其次是穗数和生育期；与千粒重关系最密切的农艺性状是穗数，其次是株高和穗粒重。

3 结论与讨论

通过灰色关联分析方法，对供试的17个谷子品种（系）的7个主要农艺性状与产量关系的密切程度进行分析。结果表明，与谷子产量相关的7个农艺性状的关联度顺序为生育期>株高>穗数>单穗重>穗粒重>穗长>千粒重。其中生育期、株高、穗数、单穗重、穗粒重与产量的关联系数较高，说明生育期、株高、穗数、单穗重、穗粒重对产量形成产生的影响较大，而穗长和千粒重对产量的影响较小。因此，在新品种选育过程中要综合考虑生育期、株高、穗数、单穗重、穗粒重5个性状，结合当地气候条件，在满足谷子生长发育、谷子能够成熟的前提下，尽量选择生育期较长、株高较高、穗数较多的品种。

该研究结果表明，生育期与谷子产量的关系最为密切，其次是株高，赵禹凯等^［23］以东北地区的春播谷子为试验材料，研究了来源于黑龙江省、吉林省、辽宁省、河南省和内蒙古自治区的22个谷子品种，结果表明生育期与谷子产量的关系较为密切，但株高与产量的密切关系较弱；而栾素荣等^［24］以西北地区的中晚熟谷子为试验材料，结果显示生育期与谷子产量的关系最不密切。这种结果上的差异可能是试验材料不同、种植气候条件不同等因素造成的。因此要针对育种者当地的实际情况进行试验后分析得到的结果才更具指导意义。生育期是一个特殊的指标，受地域及种植当年的气象条件影响较大，因此生育期可以作为一个长期选择的重要指标，在满足谷子成熟的条件下，尽可能选择生育期较长的品种是增加谷子产量的有效途径。