姚金保 周淼平 馬鴻翔
摘要:為評(píng)價(jià)小麥新品種(系)在不同生態(tài)環(huán)境條件下的豐產(chǎn)穩(wěn)定性,應(yīng)用高穩(wěn)系數(shù)(high-stably coefficient,簡(jiǎn)稱HSC)法與常規(guī)分析方法相結(jié)合對(duì)2017—2018年江蘇省淮北片小麥良種區(qū)域C組、D組等2組26個(gè)參試新品種(系)的豐產(chǎn)性與穩(wěn)產(chǎn)性進(jìn)行分析。結(jié)果表明,C組試驗(yàn)參試品系徐麥14123、江麥977和D組試驗(yàn)參試品系江麥9131、淮核16132的標(biāo)準(zhǔn)差和變異系數(shù)較小,回歸系數(shù)均小于1,HSC較大,分別為84.97%(居C組第1位)、84.90%(居C組第2位)、85.18%(居D組第2位)、84.47%(居D組第4位),說(shuō)明這4個(gè)品種(系)的豐產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)性好。研究表明,用高穩(wěn)系數(shù)法評(píng)價(jià)小麥新品種(系)的豐產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)性是可行的,將2種方法相結(jié)合則更能準(zhǔn)確反映小麥新品種(系)的豐產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)性。
關(guān)鍵詞:小麥;豐產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)性;高穩(wěn)系數(shù);新品種(系);相關(guān)性分析
中圖分類號(hào): S512.103.7 ?文獻(xiàn)標(biāo)志碼: A ?文章編號(hào):1002-1302(2020)11-0073-04
收稿日期:2019-06-14
基金項(xiàng)目:江蘇省重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃(編號(hào):BE2018340-3);現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系建設(shè)專項(xiàng)(編號(hào):CARS-03);江蘇省農(nóng)業(yè)重大新品種創(chuàng)制(編號(hào):PZCZ201705)。
作者簡(jiǎn)介:姚金保(1962—),男,江蘇常熟人,碩士,研究員,主要從事小麥遺傳育種研究。Tel:(025)84390298;E-mail:yaojb@jaas.ac.cn。 ?高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)是作物育種工作者追求的目標(biāo),也是作物區(qū)域試驗(yàn)中評(píng)價(jià)品種優(yōu)劣的重要指標(biāo)。小麥品種區(qū)域試驗(yàn)的目的是為了及時(shí)準(zhǔn)確地鑒定新品種的豐產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)性、抗逆性、適應(yīng)性,為小麥新品種審定及生產(chǎn)應(yīng)用提供科學(xué)依據(jù)。在小麥區(qū)域試驗(yàn)中,通常采用品種平均產(chǎn)量較對(duì)照增產(chǎn)百分?jǐn)?shù)來(lái)估測(cè)品種的豐產(chǎn)性,再利用新復(fù)極差法估測(cè)參試品種間產(chǎn)量的差異顯著性;采用標(biāo)準(zhǔn)差和變異系數(shù)來(lái)估測(cè)品種的穩(wěn)定性[1],但這些方法忽略了品種與環(huán)境之間存在的相互作用[2]。由于基因與環(huán)境的互作,大多數(shù)作物在不同地區(qū)種植的表型值往往不完全一致,有時(shí)存在極顯著差異,因此,常常會(huì)得到高產(chǎn)與穩(wěn)產(chǎn)性互不相關(guān)的結(jié)論[3]。為了較為客觀地評(píng)價(jià)品種的豐產(chǎn)性和穩(wěn)定性,溫振民等首先提出簡(jiǎn)便實(shí)用的高穩(wěn)系數(shù)(high stablity coefficient,簡(jiǎn)稱HSC)分析法,用一個(gè)指標(biāo)參數(shù)即高穩(wěn)系數(shù)可綜合準(zhǔn)確地反映品種的高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)性[4],這些方法已被應(yīng)用于水稻[5]、小麥[6]、玉米[7]、棉花[8]、油菜[9]、大豆[10]、花生[11]、谷子[12]等作物,證明具有較好的適用性。本研究將高穩(wěn)系數(shù)分析法與常規(guī)分析方法相結(jié)合,評(píng)價(jià)江蘇省淮北片2組區(qū)域試驗(yàn)參試品種(系)在不同生態(tài)環(huán)境條件下的豐產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)性及增產(chǎn)潛力,以確定新品種(系)的最適宜推廣區(qū)域及適應(yīng)范圍,為品種的合理布局提供科學(xué)依據(jù)。同時(shí),對(duì)不同分析方法所得的穩(wěn)定性參數(shù)進(jìn)行比較,以評(píng)價(jià)這些方法在分析小麥新品種(系)豐產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)性中的作用。
1 材料與方法
1.1 試驗(yàn)材料
數(shù)據(jù)來(lái)源于2017—2018年江蘇省淮北片小麥良種區(qū)域試驗(yàn)。試驗(yàn)分C、D等2組。C組試驗(yàn)地點(diǎn)設(shè)在江蘇省農(nóng)業(yè)科學(xué)院宿遷農(nóng)科所、江蘇徐淮地區(qū)淮陰農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所、江蘇保豐集團(tuán)公司、東辛農(nóng)場(chǎng)農(nóng)科所、洪澤湖農(nóng)場(chǎng)農(nóng)科所、連云港市農(nóng)業(yè)科學(xué)院、邳州市稻麥原種場(chǎng)、江蘇瑞華農(nóng)業(yè)科技有限公司、徐州佳禾農(nóng)業(yè)科技有限公司、徐州市農(nóng)業(yè)科學(xué)院等共10個(gè)試點(diǎn);D組試驗(yàn)地點(diǎn)設(shè)在江蘇保豐集團(tuán)公司、江蘇徐淮地區(qū)淮陰農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所、江蘇省阜寧縣農(nóng)科所、江蘇省農(nóng)業(yè)科學(xué)院宿遷農(nóng)科所、徐州佳禾農(nóng)業(yè)科技有限公司、徐州市種子站、徐州市農(nóng)業(yè)科學(xué)院、宿遷中江種業(yè)有限公司、東??h農(nóng)科所、東辛農(nóng)場(chǎng)農(nóng)科所、江蘇神農(nóng)大豐種業(yè)科技有限公司等共11個(gè)試點(diǎn)。各試點(diǎn)均按江蘇省冬小麥品種區(qū)域試驗(yàn)實(shí)施方案要求進(jìn)行,隨機(jī)區(qū)組排列,設(shè)3次重復(fù),小區(qū)面積為13.3 m2,基本苗密度為 240萬(wàn)~270萬(wàn)株/hm2,行距為23.0 cm,機(jī)條播或人工開(kāi)行條播。栽培管理和田間調(diào)查按江蘇省冬小麥區(qū)域試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行,成熟時(shí)按小區(qū)單獨(dú)收獲、脫粒、曬干、揚(yáng)凈、稱其質(zhì)量并計(jì)產(chǎn)。
1.2 統(tǒng)計(jì)方法
各參試品種(系)的產(chǎn)量平均值(xi)、標(biāo)準(zhǔn)差(s)、變異系數(shù)(CV)采用通用公式計(jì)算,品種(系)間產(chǎn)量差異采用新復(fù)極差法(SSR)分析,采用 Eberhart-Russell公式計(jì)算回歸系數(shù)(b)的大小評(píng)價(jià)產(chǎn)量的穩(wěn)定性[13]。高穩(wěn)系數(shù)(HSCi)按以下公式計(jì)算,HSCi=(xi-si)/1.10xCK×100%。式中,HSCi為第i個(gè)品種的高穩(wěn)系數(shù);xi為第i個(gè)品種的平均產(chǎn)量;si為第i個(gè)品種的標(biāo)準(zhǔn)差;1.10 xCK為平均比對(duì)照(CK)增產(chǎn)10%的產(chǎn)量。HSCi越大,說(shuō)明品種的高產(chǎn)性和穩(wěn)產(chǎn)性越好。
1.3 數(shù)據(jù)處理
采用Microsoft Excel 2010和DPS 16.05統(tǒng)計(jì)分析軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理和分析[14]。
2 結(jié)果與分析
2.1 區(qū)域試驗(yàn)結(jié)果的方差分析
由表1、表2可知,在小麥參試品種(系)間、試點(diǎn)間、品種(系)×試點(diǎn)間的差異均達(dá)到極顯著的水平,這表明在2組區(qū)域試驗(yàn)中含有增產(chǎn)、減產(chǎn)極顯著的小麥品種,而其增產(chǎn)、減產(chǎn)程度又是隨試點(diǎn)而變化的,試點(diǎn)間也存在使所有參試小麥品種(系)都顯著增產(chǎn)或減產(chǎn)的效應(yīng)。因此,區(qū)域試驗(yàn)不僅要對(duì)各小麥品種(系)的產(chǎn)量進(jìn)行多重比較和顯著性分析,而且須要更進(jìn)一步分析小麥品種(系)的穩(wěn)定性。
2.2 豐產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)性分析
由表3可以看出,C組參試品種(系)徐麥14123、江麥977的平均產(chǎn)量分別居參試品種(系)
的第2位和第4位,較對(duì)照分別增產(chǎn)4.74%、358%,與對(duì)照差異均達(dá)極顯著水平,其標(biāo)準(zhǔn)差和變異系數(shù)較?。ㄐ禧?4123的分別列第5、第4位,江麥977的分別列第2、第1位),它們的回歸系數(shù)均小于1,高穩(wěn)系數(shù)較大,分別列第1、第2位。表明這2個(gè)品種(系)在C組中豐產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)性表現(xiàn)最好,對(duì)不良環(huán)境的適應(yīng)能力較強(qiáng),增產(chǎn)潛力較大,既使在不利的環(huán)境條件下種植也能獲得較高產(chǎn)量。保豐1581和農(nóng)麥152的平均產(chǎn)量分別居參試品種(系)的第1、第3位,分別較對(duì)照增產(chǎn)5.39%、4.28%,差異均達(dá)極顯著水平,但標(biāo)準(zhǔn)差和變異系數(shù)較大(保豐1581的分別列第9、第7位,農(nóng)麥152的分別列第11、第10位),它們的回歸系數(shù)均大于1,高穩(wěn)系數(shù)較大,分別列第3、第5位。說(shuō)明這2個(gè)品種(系)的產(chǎn)量水平高,增產(chǎn)潛力大,但對(duì)環(huán)境較敏感,它們只有在良好的環(huán)境條件下增產(chǎn)潛力才能得到充分表現(xiàn),屬于高產(chǎn)不穩(wěn)產(chǎn)類型的品種?;贷?08、瑞友1506、泗1516、泰麥601、淮核15173和淮核16174這6個(gè)品種(系)的產(chǎn)量較對(duì)照增產(chǎn)均達(dá)顯著水平,其中泰麥601和淮核16174的標(biāo)準(zhǔn)差和變異系數(shù)較小,回歸系數(shù)均小于1,高穩(wěn)系數(shù)分別列第7、第4位,說(shuō)明這2個(gè)品種(系)的豐產(chǎn)性雖然一般,但穩(wěn)產(chǎn)性較好;其他4個(gè)品種(系)的標(biāo)準(zhǔn)差和變異系數(shù)較大,回歸系數(shù)均大于1,高穩(wěn)系數(shù)分別列第6、第9、第8、第11位,說(shuō)明這4個(gè)品種(系)的豐產(chǎn)性中等,穩(wěn)產(chǎn)性較差。泗13-154的產(chǎn)量較對(duì)照增產(chǎn)216%,與對(duì)照差異不顯著,標(biāo)準(zhǔn)差和變異系數(shù)較大,回歸系數(shù)大于1,高穩(wěn)系數(shù)位列第12位,說(shuō)明該品種豐產(chǎn)性一般,穩(wěn)產(chǎn)性差。西農(nóng)129和鹽麥085較對(duì)照有不同程度減產(chǎn),減產(chǎn)幅度為2.41%~291%,與對(duì)照相比差異達(dá)顯著水平,其標(biāo)準(zhǔn)差較小,回歸系數(shù)均小于1,高穩(wěn)系數(shù)分別位列第13、第14位,說(shuō)明這2個(gè)品種(系)產(chǎn)量穩(wěn)定性較好,但產(chǎn)量潛力低,屬低產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)類型。
由表4可知,D組試驗(yàn)參試品種(系)淮麥610、農(nóng)麥165和瑞華549的平均產(chǎn)量居參試品種(系)前3位,較對(duì)照增產(chǎn)達(dá)極顯著水平,其標(biāo)準(zhǔn)差和變異系數(shù)較大(淮麥610均位列第10位,農(nóng)麥165的分別列第9、第8位,瑞華549的分別列第8、第7位),回歸系數(shù)均大于1,高穩(wěn)系數(shù)分別列第1、第3、第6位,說(shuō)明這3個(gè)品種(系)產(chǎn)量水平較高,增產(chǎn)潛力較大,但對(duì)環(huán)境較敏感,在D組試驗(yàn)適宜的生態(tài)環(huán)境條件下種植可獲得高產(chǎn),屬于高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)性稍差的品種(系)。江麥9131和淮核16132的產(chǎn)量分別居參試品種(系)第4、第5位,較對(duì)照增產(chǎn)達(dá)顯著水平,其標(biāo)準(zhǔn)差和變異系數(shù)都較?。ń?131的均列第2位,淮核16132的分別列第4、第3位),回歸系數(shù)均小于1,高穩(wěn)系數(shù)分別列第2、4位。說(shuō)明這2個(gè)品種(系)在D組試驗(yàn)中表現(xiàn)豐產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)性好,對(duì)不良環(huán)境的適應(yīng)能力強(qiáng)。保麥1633、淮核15181、華麥1545和隆麥16的平均產(chǎn)量分別列參試品種(系)第6至第9位, 較對(duì)照增產(chǎn)不顯著,其中保麥1633、淮
核15181、華麥1545的標(biāo)準(zhǔn)差和變異系數(shù)較大,回歸系數(shù)均大于1,高穩(wěn)系數(shù)分別列第8、第7、第12位,說(shuō)明這3個(gè)品種(系)產(chǎn)量水平一般,且對(duì)環(huán)境表現(xiàn)比較敏感,屬中產(chǎn)不穩(wěn)產(chǎn)類型。隆麥16的標(biāo)準(zhǔn)差和變異系數(shù)均最小,回歸系數(shù)也較小,高穩(wěn)系數(shù)列第5位,說(shuō)明該品種(系)在產(chǎn)量方面具有很好的穩(wěn)定性,且對(duì)環(huán)境的適應(yīng)性強(qiáng),但產(chǎn)量水平偏低。蘇研麥3號(hào)、中研麥818、瑞雪麥1號(hào)和康F較對(duì)照均有不同程度減產(chǎn),其中康F較對(duì)照減產(chǎn)達(dá)極顯著水平,康F的標(biāo)準(zhǔn)差和變異系數(shù)較大,回歸系數(shù)大于1,高穩(wěn)系數(shù)居末位,說(shuō)明該品種(系)屬于低產(chǎn)不穩(wěn)產(chǎn)類型,蘇研麥3號(hào)也屬于這種類型。中研麥818和瑞雪麥1號(hào)則屬于低產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)類型。
2.3 統(tǒng)計(jì)分析參數(shù)與平均產(chǎn)量的相關(guān)分析
由表5、表6可知,標(biāo)準(zhǔn)差(s)與變異系數(shù)(CV)、標(biāo)準(zhǔn)差(s)與回歸系數(shù)(b)、變異系數(shù)(CV)與回歸系數(shù)(b)之間的相關(guān)性均達(dá)極顯著水平,但標(biāo)準(zhǔn)差(s)、變異系數(shù)(CV)、回歸系數(shù)(b)與平均產(chǎn)量(x)之間的相關(guān)性均不顯著,說(shuō)明標(biāo)準(zhǔn)差(s)、變異系數(shù)(CV)、回歸系數(shù)(b)這3個(gè)參數(shù)在反映品種穩(wěn)定性時(shí)的作用是一致的,與穩(wěn)定性關(guān)系密切,與產(chǎn)量的關(guān)系不明顯。高穩(wěn)系數(shù)(HSC)與平均產(chǎn)量(x)呈極顯著正相關(guān),C組、D組的相關(guān)系數(shù)分別為0822 0、0921 0,與標(biāo)準(zhǔn)差(s)、變異系數(shù)(CV)、回歸系數(shù)(b)大體呈不顯著負(fù)相關(guān)關(guān)系(D組試驗(yàn)HSC與CV呈顯著負(fù)相關(guān))。
3 討論與結(jié)論
2組試驗(yàn)結(jié)果表明,高穩(wěn)系數(shù)(HSC)與平均產(chǎn)量呈極顯著正相關(guān),與標(biāo)準(zhǔn)差(s)、變異系數(shù)(CV)、回歸系數(shù)(b)呈輕度負(fù)相關(guān),這與前人的研究結(jié)果[3,7]基本一致。高穩(wěn)系數(shù)將產(chǎn)量和標(biāo)準(zhǔn)差結(jié)合起來(lái)分析,因此,高穩(wěn)系數(shù)的位次與產(chǎn)量的位次基本相同。平均產(chǎn)量高,但標(biāo)準(zhǔn)差、變異系數(shù)較小,或平均產(chǎn)量中等且標(biāo)準(zhǔn)差、變異系數(shù)小的品種,其HSC均較高,說(shuō)明HSC可較準(zhǔn)確地反映小麥新品種(系)的豐產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)性,但是高穩(wěn)系數(shù)忽略了基因型與環(huán)境之間的互作,而這種互作也是造成同一品種在不同條件下產(chǎn)量差異的原因之一[15-16]。因此,在實(shí)際運(yùn)用中應(yīng)配合其他穩(wěn)定性參數(shù)結(jié)合起來(lái)同時(shí)分析,可彌補(bǔ)高穩(wěn)系數(shù)法的不足之處,這樣才能對(duì)品種的豐產(chǎn)性和穩(wěn)定性作出較為準(zhǔn)確的評(píng)價(jià)。
綜合高穩(wěn)系數(shù)和常規(guī)分析方法可以看出,在C組、D組等2組26個(gè)參試小麥品種(系)中,徐麥14123、江麥977、江麥9131和淮核16132的產(chǎn)量高,穩(wěn)定性好,具有較好的環(huán)境適應(yīng)性,是2組區(qū)域試驗(yàn)中表現(xiàn)最好的4個(gè)小麥品種(系);保豐1581、農(nóng)麥152、淮麥610、農(nóng)麥165和瑞華549為豐產(chǎn)性好,而穩(wěn)產(chǎn)性稍差的品種(系),其在不良環(huán)境條件下減產(chǎn)明顯,但在適宜的環(huán)境下,增產(chǎn)潛力大?;贷?08、瑞友1506、泗1516、淮核15173、泗13-154、保麥1633、淮核15181和華麥1545屬于豐產(chǎn)性一般,穩(wěn)產(chǎn)性較差類型。泰麥601、淮核16174、和隆麥16的豐產(chǎn)性一般,但穩(wěn)產(chǎn)性較好。西農(nóng)129、鹽麥085、中研麥818和瑞雪麥1號(hào)雖對(duì)環(huán)境適應(yīng)性較強(qiáng),穩(wěn)產(chǎn)性好,但其豐產(chǎn)性較差??礔的豐產(chǎn)性和穩(wěn)產(chǎn)性均較差,屬綜合表現(xiàn)最差的品種。
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