張宇慶,朱展望,劉易科,陳 泠,鄒 娟,佟漢文,何偉杰,朱 光,李想成,王文學,高春保,2
(1.湖北省農業(yè)科學院糧食作物研究所∕糧食作物種質創(chuàng)新與遺傳改良湖北省重點實驗室∕農業(yè)農村部華中地區(qū)小麥病害生物學科學觀測實驗站∕湖北省小麥工程技術研究中心,武漢 430064;2.主要糧食作物產業(yè)化湖北省協(xié)同創(chuàng)新中心∕長江大學,湖北 荊州 434025)
根據國家現有農作物種子法規(guī)要求,作物育種單位選育出來的五大主要農作物(水稻、小麥、玉米、棉花和大豆)優(yōu)良品種要在生產中進行推廣應用,必須先參加國家級或省級等組織開展的品種區(qū)域試驗,經過2年多點品種比較試驗和1年多點品種生產試驗后,根據區(qū)域試驗結果評價該品種是淘汰還是可以推廣。傳統(tǒng)的品種評價方法是利用方差分析或SSR 測驗來估測品種間(尤其是與對照間的)差異顯著性大小,用標準差(S)、回歸系數(b)或變異系數(CV)評價單個品種多個地點的高產性和穩(wěn)定性,無法準確綜合地評價品種的高產與穩(wěn)產的一致性。高穩(wěn)系數法(HSC)是只用單一指標就可以比較準確地綜合反映出雜交玉米新品種的穩(wěn)產性與高產性是否協(xié)調[1]。目前,該方法已成功用于花生[2]、水稻[3]、谷子[4]、大豆[5]、棉花[6]、油菜[7]、苦蕎[8]和芝麻[9]等作物的品種評價。本研究利用聯合方差分析法和高穩(wěn)系數分析法對2016—2017年長江中下游冬小麥區(qū)域試驗的參試小麥品種進行穩(wěn)產性和豐產性比較分析,探索長江中下游地區(qū)冬小麥區(qū)域試驗品種新的評價方法,為優(yōu)異參試品種在較大區(qū)域內推廣應用提供科學依據。
試驗材料來源于2016—2017年參加長江中下游冬小麥區(qū)試的A 組和B 組區(qū)域試驗,共26 個小麥品種,A、B 組各含1 份對照品種揚麥20。A 組品種分別是 揚 麥20、徽 紅225、揚 輻2149、揚12-144、寧12046、揚輻麥2049、光明麥1415、樂麥G1302、揚11-125、揚12G16、襄麥35、華麥1168、鄂麥195、揚富麥101;B 組品種為揚麥20、國紅6 號、蘇研麥017、揚12-145、蘇隆212、揚13-122、東麥1301、鎮(zhèn)12096、蘇麥0558、信麥116、興麥576、襄麥D31、揚13G24。
試驗統(tǒng)一按國家冬小麥區(qū)域試驗實施方案進行,采用隨機區(qū)組設計,3 次重復。試驗小區(qū)面積為13.3 m2,播種方式采取條播,行間距0.25 m,播種量為基本苗225 萬株∕hm2。試驗區(qū)組小區(qū)間留走道,試驗田四周設保護行。
品種的標準差(S)、產量平均數(X)、變異系數(CV)等常規(guī)指標采用通用的公式進行計算,品種的高穩(wěn)系數(HSC)用以下公式計算[10]:
HSCi=[1-(Xi-Si)∕1.10XCK]×100%
式中,HSCi是第i個品種的高穩(wěn)系數;Si是第i個品種的標準差,XCK是對照品種的平均產量。HSCi值越小,表明該品種的高產穩(wěn)產性越好;HSCi值越大,表明該品種高產穩(wěn)產性越差。
根據參試品種(品系)多點匯總結果得出各參試小麥品種(品系)的平均產量,進行方差分析并計算其變異系數和高穩(wěn)系數(表1)。
從表1 可以看出,參試26 個品種的平均產量變幅在5 840.25~6 563.10 kg∕hm2,較對照增產幅度為-2.35%~9.71%,變異系數為18.22%~28.33%,HSC值為18.72%~39.32%;產量位次排名前5 名的品種分別為微紅225、蘇隆212、東麥1301、揚輻2149、國紅6 號,而對照揚麥20 在A 組排名18。變異系數從小到大排名前5 名的品種分別為揚輻2049、徽紅225、揚13-122、國紅6 號、蘇隆212,對照品種揚麥20 在A 組排名第6;HSC值從小到大排名前5 名的品種為徽紅225、蘇隆212、揚輻2049、揚輻2149、國紅6 號,對照品種揚麥20 在A 組排名第14。
比較各參試品種的分析結果,大部分品種利用常規(guī)的標準差和變異系數(CV)評價方法計算出的產量位次與利用高穩(wěn)系數(HSC)法計算出的HSC位次基本一致。說明利用高穩(wěn)系數(HSC)法評價參試品種的產量性狀及其穩(wěn)定性是可靠的。
26 個參試小麥品種中,與對照揚麥20 相比,有17 個品種比對照揚麥20 增產,8 個減產。從產量水平上來說,徽紅225、蘇隆212、揚輻2149、國紅6 號的產量分別排第1、2、4、5 位,產量較高;變異系數(CV)評價顯示,徽紅225、蘇隆212、揚輻2149、國紅6 號分別排第2、5、8、4 位,說明這些品種(品系)為產量較穩(wěn)定類型;HSC分析結果分別排第1、2、4、5位,表明這些為高產穩(wěn)產類型品種;綜合評價說明,徽紅225、蘇隆212、揚輻2149、國紅6 號等品種在長江中下游較大區(qū)域內具有較好的高產穩(wěn)產一致性。
揚13-122、揚輻2049 產量排名第7、8 位,居中等水平,變異系數(CV)評價值分別排第1、3 位,表明產量水平較穩(wěn)定;HSC值分別排第3、6 位,表明產量水平及穩(wěn)產性較高,綜合評價說明揚輻2049、揚13-122 在長江中下游較大區(qū)域內也是比較好的中高產穩(wěn)產小麥新品系。
東麥1301、揚12-144 產量排名分別排第3、6位,較高,變異系數(CV)評價值分別排第14、15 位,表明產量水平變異較大;HSC值分別排第7、8 位,表明產量水平及穩(wěn)產性中等偏上水平,綜合評價說明東麥1301、揚12-144 在環(huán)境條件適宜的情況下,也可獲得高產,也是比較好的中高產小麥新品系。
揚13G24、襄麥D31、揚富麥101 產量分別排第22、23、26 位,排位較低,變異系數(CV)評價值分別排第23、22、26 位,表明產量水平變異較大;HSC分析值分別排第25、24、26 位,表明產量水平相對偏低,綜合評價說明這些品種(品系)不僅產量和對照揚麥20 相比減產,而且產量穩(wěn)定性也較低。
參試品種中,揚12-145、蘇麥0558 的產量位次,分別排第11、14 位,變異系數值分別排第24、25位,與HSC 位次(分別排第20、22 位)相差較大,主要原因可能是品種對環(huán)境的適應性較差。雖然產量潛力相對較高,但不同試驗點的產量水平變幅較大,表現為變異系數較大,HSC值也較大。如揚12-145品種在各試驗點雖然小區(qū)產量大于平均產量的小區(qū)數占總數的54.2%,且小區(qū)產量超出平均產量2 kg的小區(qū)數占增產小區(qū)數的34.6%,但小區(qū)產量低于平均產量2 kg 的小區(qū)數占總小區(qū)數的25.0%。蘇麥0558 各試驗點小區(qū)產量大于平均產量的小區(qū)數占總小區(qū)數的54.2%;且小區(qū)產量超出平均產量2 kg 的小區(qū)數占增產小區(qū)數的30.8%,但小區(qū)產量低于平均產量2 kg 的小區(qū)數占總小區(qū)數的18.8%。表明揚12-145、蘇麥0558 在適宜環(huán)境條件下可以獲得中、高產量,但在較大區(qū)域內,產量變異系數大,穩(wěn)定性不高。
表1 參試小麥品種(品系)的高產性和穩(wěn)產性分析
參試品種產量的X、CV、S與HSC值相關分析結果表明,標準差、變異系數都是單純反映品種產量穩(wěn)定性的參數,品種的高產性還要參考品種相比對照品種的增產幅度,但是高穩(wěn)系數法(HSC)僅通過1 個參數值就可以反映品種的高產性和穩(wěn)產性是否一致,可為優(yōu)良品種的推廣評價提供科學的參考依據。
本研究只是根據一年多點的產量數據分析參試品種的產量潛力及穩(wěn)定性,更全面準確地評價還需要根據多年多點的產量數據,結合病蟲害抗性和抗逆性評價結果,以評價育成品種的推廣應用前景。
致謝:原始產量結果的數據來自冬小麥國家區(qū)試品種報告,在此感謝冬小麥長江中下游區(qū)試匯總的負責人及各試點的負責人和工作人員。