大豆新品種長豆32號的豐產(chǎn)性和穩(wěn)定性分析

李萬星，劉永忠，曹晉軍，靳鯤鵬，李 丹，王秋蘭

（山西省農(nóng)業(yè)科學(xué)院谷子研究所，山西 長治 046011）

長豆32號是山西省農(nóng)業(yè)科學(xué)院谷子研究所選育的高產(chǎn)、抗逆、廣適大豆新品種。該品種在山西北部春播生育期121 d、中部夏播生育期98 d，屬早熟品種；亞有限結(jié)莢習(xí)性，植株直立，株型收斂，幼莖紫色，葉片綠色、橢圓形，花紫色，茸毛棕色，莢褐色、彎鐮型，籽粒橢圓形，種皮黃色、有光澤，種臍無色；平均株高85 cm，主莖節(jié)數(shù)18個，結(jié)莢高度9 cm，有效分枝數(shù)1.6個，單株莢數(shù)40個，單莢粒數(shù)2.5粒，百粒重20.0 g；粗蛋白質(zhì)含量42.64%，粗脂肪含量20.03%。2014～2015年參加山西省大豆早熟品種區(qū)域試驗，平均產(chǎn)量為2 770.4 kg/hm2，較對照品種晉豆25號增產(chǎn)7.1%，2 a計21個試點中有20點次增產(chǎn)；2016年參加山西省大豆早熟品種生產(chǎn)試驗，平均產(chǎn)量為2 914.5 kg/hm2，較對照品種晉豆25號增產(chǎn)8.2%，8個試點全部增產(chǎn)；2017年通過山西省品種審定。利用2015年山西省大豆早熟品種區(qū)域試驗結(jié)果，采用產(chǎn)量、豐產(chǎn)性指標(biāo)、高穩(wěn)系數(shù)、標(biāo)準(zhǔn)差、變異系數(shù)、適定性參數(shù)、回歸系數(shù)和穩(wěn)定性參數(shù)8項指標(biāo)，對長豆32號的豐產(chǎn)性與穩(wěn)定性進行綜合評價，旨為該品種的大面積示范推廣提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 數(shù)據(jù)來源

產(chǎn)量數(shù)據(jù)來源于2015年山西省大豆早熟品種區(qū)域試驗結(jié)果。參試大豆品種6個，分別是81313-2222、長豆32號、晉遺55、晉科1號、金豆1號和晉豆25號，其中，晉豆25號為對照（CK）；試驗地點10個，分別是陽高縣、渾源縣、山陰區(qū)、懷仁縣、五寨縣、清徐縣、介休市、文水縣、壺關(guān)縣和高平市（表1）。

1.2 分析方法

表征品種豐產(chǎn)性的指標(biāo)有產(chǎn)量、豐產(chǎn)性指標(biāo)（P）[1]和高穩(wěn)系數(shù)（HSC）[2]；表征品種穩(wěn)定性的指標(biāo)有標(biāo)準(zhǔn)差 （S）、變異系數(shù) （CV）、適定性參數(shù) （a）[3，4]、回歸系數(shù)（b）和穩(wěn)定性參數(shù)（Dg）。

產(chǎn)量間多重比較采用LSD法。回歸系數(shù)是以參試品種在各試點的平均產(chǎn)量作為因變量，以各參試點全部供試品種的產(chǎn)量平均值作為自變量進行回歸分析計算所得，可在一定程度上反映品種的穩(wěn)定性和適應(yīng)性[5]。穩(wěn)定性參數(shù)即利用AMMI模型，將方差分析與主成分分析相結(jié)合，借助雙標(biāo)圖直觀而定量地闡述基因型與環(huán)境的互作效應(yīng)，對品種的穩(wěn)定性做出評價，其中，當(dāng)顯著的IPCA軸大于2個時，需要計算Dg進一步定量反映基因型和環(huán)境的互作效應(yīng)。

表1 不同試點參試大豆品種的產(chǎn)量 （kg/hm2）Table 1 The yield of tested soybean varieties in different areas

相關(guān)指標(biāo)計算公式為：

式中，Pi—第i個參試品種的豐產(chǎn)性指標(biāo)；所有環(huán)境中產(chǎn)量低于Vi的品種數(shù)目總和；L—環(huán)境總數(shù)；V—參試品種數(shù)。

式中，HSCi—第i個參試品種的高穩(wěn)系數(shù)；第i個品種的產(chǎn)量平均值；Si—第i個品種的標(biāo)準(zhǔn)差；—對照品種的平均產(chǎn)量。HSC越大，說明該品種的高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)性越好。

式中，CVi—第i個參試品種的變異系數(shù)。

式中，ai—第i個參試品種的適定性參數(shù)；S—所有品種標(biāo)準(zhǔn)差的均值。

式中，Dg—穩(wěn)定性參數(shù)，n—IPCA軸個數(shù)。Dg越小，則品種越穩(wěn)定，適應(yīng)性越好[6]。

2 結(jié)果與分析

2.1 長豆32號的豐產(chǎn)性分析

高產(chǎn)是大豆育種的首要目標(biāo)[7，8]。長豆32號產(chǎn)量為2 731.53 kg/hm2，居參試品種第3位，但與產(chǎn)量前2位品種差異不顯著；較CK增產(chǎn)4.8%，差異達顯著水平（表2）。說明長豆32號具有較高的產(chǎn)量水平。

豐產(chǎn)性指數(shù)越大，品種的豐產(chǎn)性越好[9]。高穩(wěn)系數(shù)是反映品種豐產(chǎn)性且兼顧穩(wěn)定性的一個重要參數(shù)[10]，其值越大，該品種的高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)性越好。長豆32號P為67%，居參試品種第2位；HSC為89.47%，居參試品種第3位。

采用產(chǎn)量、豐產(chǎn)性指標(biāo)和高穩(wěn)系數(shù)3種方法得到的長豆32號豐產(chǎn)性評價結(jié)果基本一致。該品種豐產(chǎn)性較好，產(chǎn)量居中等水平。

表2 參試品種的產(chǎn)量、豐產(chǎn)性指數(shù)和高穩(wěn)系數(shù)Table 2 The yield，high yield index and high stability coefficient of tested soybean varieties

2.2 長豆32號的穩(wěn)定性分析

穩(wěn)定性包括穩(wěn)產(chǎn)性和適應(yīng)性2個方面的內(nèi)容[11]。標(biāo)準(zhǔn)差反映的是一個品種在不同地點產(chǎn)量的穩(wěn)定性。變異系數(shù)反映的是單位均值上的離散程度，其值越小，品種的靜態(tài)穩(wěn)定性越好[12]。長豆32號S為167.16 kg/hm2，CV為6.12%，均居參試品種第3位（表3）。說明長豆32號靜態(tài)穩(wěn)定性較好。

回歸系數(shù)b＞1，說明該品種在不同的環(huán)境中產(chǎn)量差異大，即產(chǎn)量穩(wěn)定性較差，但在有利的條件下具有較大的增產(chǎn)潛力；b＜1，說明該品種在不同的環(huán)境中產(chǎn)量差異小，穩(wěn)定性好，即使在不利環(huán)境條件下也能獲得較高的產(chǎn)量。長豆32號b為1，說明長豆32號的產(chǎn)量穩(wěn)定性處于中等水平。

表3 參試品種的標(biāo)準(zhǔn)差、變異系數(shù)、適定性參數(shù)和回歸系數(shù)Table 3 The standard deviation，variation coefficient，adaptability parameters and regression coefficient of tested soybean varieties

穩(wěn)定性參數(shù)能量化品種的穩(wěn)定性，這對品種的合理利用和推廣區(qū)域的正確選擇具有重要意義[13，14]。應(yīng)用AMMI模型對基因與環(huán)境交互作用進行分解，3個IPCA軸均達到差異顯著水平（表4），因此，可以應(yīng)用歐式距離公式計算Dg，以量化表達品種的穩(wěn)定性。長豆32號Dg為17.4（表5），居參試品種第3位。說明長豆32號穩(wěn)定性和適應(yīng)性均較強。

表4 參試品種區(qū)域試驗產(chǎn)量的AMMI方差分析結(jié)果Table 4 The results of AMMI analysis on tested soybean varieties

表5 參試品種AMMI模型分析的穩(wěn)定性參數(shù)Table 5 The Dgof AMMI analysis on tested soybean varieties

采用標(biāo)準(zhǔn)差、變異系數(shù)、適定性參數(shù)、回歸系數(shù)和穩(wěn)定性參數(shù)5種方法得到的長豆32號穩(wěn)定性評價結(jié)果基本一致。該品種穩(wěn)定性處于中等水平。

3 結(jié)論與討論

區(qū)域試驗是評價新品種豐產(chǎn)性、穩(wěn)定性、適應(yīng)性、品質(zhì)以及利用價值等的重要手段，也是新品種審定推廣、科學(xué)布局和更新?lián)Q代的重要依據(jù)。以2015年山西省大豆早熟品種區(qū)域試驗結(jié)果為依據(jù)，利用產(chǎn)量、豐產(chǎn)性指標(biāo)、高穩(wěn)系數(shù)、標(biāo)準(zhǔn)差、變異系數(shù)、適定性參數(shù)、回歸系數(shù)和穩(wěn)定性參數(shù)8項指標(biāo)，對大豆新品種長豆32號的豐產(chǎn)性與穩(wěn)產(chǎn)性進行了綜合評價。結(jié)果表明，長豆32號產(chǎn)量、豐產(chǎn)性和穩(wěn)定性均處于中等水平，豐產(chǎn)性、穩(wěn)定性和適應(yīng)性均較好。

大豆是典型的短日照作物，對環(huán)境的光照和溫度敏感性均較強，年際間產(chǎn)量變化較大。本研究在對長豆25號進行豐產(chǎn)和穩(wěn)產(chǎn)性評價時，產(chǎn)量結(jié)果僅限于2015年的山西省大豆早熟品種區(qū)域試驗數(shù)據(jù)，并未考慮其他年份。因此，不同年份對該品種豐產(chǎn)性和穩(wěn)產(chǎn)性的影響還有待進一步研究。

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