玉米不同高產穩產統計分析模式比較研究

李必富

摘要：對紛繁復雜的數據進行統計分析篩選出目標品種，是育種家必須面對的問題。采用3種不同高產穩產統計分析方法對實際試驗數據進行處理，并比較分析結果，表明應用高穩系數法對玉米進行高產穩產統計分析最為簡便、可靠。

關鍵詞：玉米；高產穩產；統計分析；常規方法；Eberhart-Russell模型；高穩系數法

中圖分類號：S513 文獻標識碼：A 文章編號：1674-1161（2017）04-0064-03

選育高產穩產品種是玉米育種的最終目的，而環境與基因互作是玉米品種最終產量形成的根本，因此，對選育的品種在投放市場前需經過多年的種植鑒定分析。初期育種規模小，僅用肉眼經驗觀察即可；而現在育種規模逐年擴大，新組合鑒定數量和鑒定點次成倍增加，特別是品種審定制度的推行，均要求“靠數據說話”。

在玉米育種中，系統客觀地評價一個品種的高產穩產性有多種方法。傳統的方法采用平均數值（x）較對照增產百分比來估算品種的產量性能，以SSR測驗法估算品種間產量差異大小（高產性），以標準差（S）、變異系數（CV）估測產量的穩定性。1966年，Eberhart和Russell提出以回歸模型分析品種穩定性的方法，通過計算第一穩定系數（bi）和第二穩定系數（S2di）評價品種的穩定性。1994年，溫振明提出高穩系數法（HSC），可以在一個數列里面表現出品種的豐產性和穩定性。這3種方法原理各不相同，計算結果體現出的結論也不盡相同。本研究通過試驗數據分析，比較三者在實際生產生活中的應用效果。

1 材料與方法

1.1 試驗資料

數據資料來源于2016年鐵嶺市農業科學院在遼寧省內異地鑒定區域試驗。試驗共6個品種（含對照），5個點次；種植采用壟作，5行區，3次重復，密度為60 000株/hm2。

1.2 數據統計方法

1.2.1 常規方法 計算平均產量■i=ΣXij/n，其中i=1，…，v，j=1，…，t，與對照的增產比可反映品種的豐產性。標準差Si=sqrt[ΣX2ij-（ΣXij）2/n]/（n-1），變異系數CVi=Si/■i×100，可反映品種的穩定性。品種間產量差異采用SSR測驗法計算，反映品種間差異的顯著性。

1.2.2 Eberhart-Russell模型 Eberhart-Russell模型主要通過計算兩個穩定參數來考量品種的高產穩產性能，將環境變量以指數形式體現。以每一個試點1 a中參試品種的平均產量減去所有試點產量的平均值，作為環境指數I，Ij=■.j-■..，計算每一個品種的平均產量相對于環境指數的回歸系數b，稱為第一穩定參數，bi=Σ（Xij·Ij）/ΣIj2。因為bi的平均數等于1，因此可以用測驗bi與1的差異的t測驗值反映差異的顯著性。將直線回歸離差S2di稱為第二穩定系數，S2di=Σδ2ij/（t-2）-S2e/r，其中δ2ij為第i個品種的離回歸平方和，S2e為合并試驗誤差。定義bi=1，S2di=0的品種為穩定性品種。S2di值小，說明這一品種的產量是隨環境指數變化而變化的，對這一品種在各個環境下的產量變動可以較可靠地估測；S2di值大，說明這一品種的產量變動不能可靠地估測，品種的產量穩定性差。

總平方和SS=ΣX2ij-（ΣXij）2/t，回歸平方和SS=（ΣXij·Ij）2/ΣIj2，離回歸平方和Σδ2ij=總平方和SS-回歸平方和SS，回歸離差S2di=Σδ2ij/（t-2）-S2e/r。最后用F測驗法檢驗穩定性差異的顯著性，F=ΣΣδ2ij/（t-2）/（S2e/r）

1.2.3 高穩系數法（HSC） 溫振明提出的高穩系數計算公式為HSCi=（Ga-Gi）/Ga×100，以百分數的形式顯示，其中Ga為目標品種的穩定產量，Gi為參試品種的穩定產量。育種中常簡單計，以比對照增產10%作為目標品種的穩定產量（即Ga=1.1×■ck），以參試品種的多點平均值減去標準差作為參試品種的穩定產量（即Gi=■i-Si），因此，可以HSCi=（1.1×■ck-■i+Si）/（1.1×

■ck）×100來計算品種的高穩系數。HSC法同時考量了品種的豐產性和穩產性，HSCi值越小，說明品種的高產穩產性越好。

1.2.4 相關性計算 利用Excel相關性計算公式計算。

2 結果與分析

2.1 供試品種的產量計算和穩定性分析

5個供試品種及對照在5個試驗點的平均產量結果及各項穩定性參數計算結果見表1和表2。

由表1和表2可知：平均產量超過對照的有v1，v4，v3這3個品種，但均沒有超過10%，互相之間產量的差異也沒有達到顯著水平，但v1與對照產量差異達到極顯著水平，v4和v3則與對照差異不顯著。

根據計算原理，bi=1，S2di=0的品種穩定，因此可以通過測定bi與1的差異及S2di與0的差異來反映品種的穩定性差異。僅有v2的t測驗達到極顯著，說明該品種的穩定性極差。S2di與0的F測驗值均不顯著，表明本試驗通過S2di值計算不能體現品種間的穩定性差異，只能通過S2di值大小簡單評判品種的穩定性大小。通過結合產量及標準差變異系數分析，v1，v4，v3均為高產穩產品種，其中v4品種的標準差和變異系數最小，穩定性最好；通過結合產量及穩定性參數bi分析，v1，v4，v3為高產穩產品種，其中v1品種的bi值最接近1，穩定性最好；通過結合產量和穩定性參數S2di分析，v1，v4，v3為高產穩產品種，其中v1品種的S2di值最接近0，穩定性最好。HSCi值綜合考量了品種的產量和變異情況，根據數據可知高產穩產品種為v1，v4，v3，其中v1品種的HSCi值最小，高產穩產性最好。

2.2 高產穩產相關數據排序及相關性分析

以品種產量平均數大小及穩定性參數表示穩定性高低進行排序，結果見表3。

對表3中產量與穩定性參數進行相關性計算，結果見表4。將較對照增產的品種單獨進行各穩定性參數的相關性分析，結果見表5。將增產品種和對照一起進行相關穩定性參數的相關性分析，結果見表6。

由表4、表5和表6可知：僅高穩系數與平均產量成正相關，其余指數與平均數相關性變化不穩定，不能單獨體現出品種的高產豐產性，只能結合兩個數據一起簡單比較分析。本試驗平均數排序和HSCi值排序結果相同，則通過表4中數據可得高穩系數與標準差和變異系數的相關性中等。

3 結論與討論

結合試驗數據，采用3種不同計算分析方法得出的品種高產穩產結論基本相同，只是在穩定性大小方面有所差異。從計算過程來看，常規方法簡單，筆算或者使用計算器很容易計算；Eberhart-Russell模型考量的變量較多，計算較為復雜，使用計算機軟件也需要多個步驟才能計算；而高穩系數法既考量了豐產性又考量了穩產性，計算過程也非常簡單。因此，在玉米高產穩產鑒定試驗統計分析時，建議采用高穩系數分析法。這與劉海燕、李恒嶺等人的結論一致。

由于試驗容量的限制，試驗數據偏少，誤差較突出，各穩定性參數的相關性分析結論不夠嚴謹，有待于進一步研究。

參考文獻

[1] 蓋鈞鎰.試驗統計方法[M].北京：中國農業出版社，2013.

[2] 胡秉民，耿旭.作物穩定性分析法[M].北京：科學出版社，1993.

[3] 溫振明，張永科.用高穩系數法估算玉米雜交種高產穩產性的探討[J].作物學報，1994，20（4）：508-512.

[4] 劉海燕.利用高穩系數法綜合分析玉米新品種的研究[J].玉米科學，2003，11（1）：37-38.

[5] 李恒嶺.對2012—2013年遼寧省玉米區域試驗中熟組參試品種的高穩系數法評價[J].遼寧農業科學，2016（3）：77-79.