遼寧省水稻新品系穩(wěn)定性及產(chǎn)量結(jié)構(gòu)分析

姜志強(qiáng) 姜志超 蔣玉坤

本文利用AMMI模型和穩(wěn)定性參數(shù)Dg、De值對(duì)2015年遼寧省水稻區(qū)域試驗(yàn)中晚熟組的24個(gè)品種和7個(gè)試驗(yàn)點(diǎn)的試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。結(jié)果表明，通過(guò)聚類分析、方差比較顯示出L1305、佳稻3號(hào)、鹽1403、隆粳772、DYS549、沈稻505、雨田448等品種產(chǎn)量水平和穩(wěn)定性較好，穩(wěn)定性較好的品種每穴穗數(shù)較多。本文旨在通過(guò)對(duì)參加2015年遼寧省水稻區(qū)域試驗(yàn)的24個(gè)品種在不同環(huán)境條件下的豐產(chǎn)性和穩(wěn)定性分析，以期將基因型和環(huán)境效應(yīng)對(duì)水稻參試品種的產(chǎn)量及品種穩(wěn)定性、參試地點(diǎn)對(duì)品種的分辨力給出一個(gè)合理準(zhǔn)確的評(píng)價(jià)，為水稻品種的推廣應(yīng)用提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 供試材料

以2015年遼寧省水稻中晚熟區(qū)域試驗(yàn)7個(gè)試驗(yàn)點(diǎn)24個(gè)試驗(yàn)品種的平均產(chǎn)量為資料進(jìn)行 AMMI 模型分析。試驗(yàn)統(tǒng)一采用隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，3次重復(fù)，小區(qū)面積大于10m2，四周設(shè)保護(hù)行，全區(qū)收獲，田間管理與當(dāng)?shù)厣a(chǎn)相同。

1.2 分析方法

1.2.1 AMMI分析 AMMI模型是將方差分析和主成分分析結(jié)合在一個(gè)模型中，同時(shí)具有可加和可乘分量的數(shù)學(xué)模型，其分析結(jié)果可以用直觀簡(jiǎn)潔的圖形表達(dá)和解釋。

1.2.2 穩(wěn)定性參數(shù)分析 在利用AMMI模型的基礎(chǔ)上引入穩(wěn)定性參數(shù)。品種和試點(diǎn)相對(duì)穩(wěn)定性參數(shù)按下式計(jì)算：

式中：k=1，2……n，n為顯著的IPCA個(gè)數(shù)，PCAgk和PCAek分別為品種G和試點(diǎn)E的第k個(gè)主成分得分；ωk為權(quán)重系數(shù)，它表示每個(gè) IPCA 所解釋的平方和占全部IPCA所解釋的平方和的比例。Dg和De分別為品種和試點(diǎn)的穩(wěn)定性指標(biāo)。品種的Dg值越小產(chǎn)量越穩(wěn)定，試點(diǎn)的De值越小對(duì)品種的分辨力越弱。

1.2.3 聚類分析 采用歐氏距離以complete法對(duì)24試驗(yàn)品種進(jìn)行聚類分析。

全部數(shù)據(jù)在Microsoft Excel、DPS7.05、NTSYS2.10e軟件上處理與分析，AMMI雙標(biāo)圖在OriginPro7.5上完成。

2 結(jié)果與分析

2.1 聯(lián)合方差及AMMI模型分析

基因型、環(huán)境及二者的交互作用方差均達(dá)到極顯著水平，表明品種間的產(chǎn)量存在真實(shí)差異，試驗(yàn)地點(diǎn)的選擇也具有較好的代表性。基因型、環(huán)境和基因型×環(huán)境平方和分別占總變異平方和的8.02%、50.35%、41.63%。表明試驗(yàn)中對(duì)產(chǎn)量總變異起作用的大小順序依次為環(huán)境>基因型×環(huán)境>基因型。因此，對(duì)品種進(jìn)行評(píng)價(jià)時(shí)應(yīng)重視環(huán)境及基因型×環(huán)境的分析。對(duì)交互主成分的IPCA的顯著性進(jìn)行近似F測(cè)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)做為第1、第2、第3 交互作用乘積項(xiàng)的IPCA1、IPCA2和IPCA3占總交互作用平方和的百分比分別為44.03%、18.37%、16.96%，IPCA1、IPCA2、IPCA3的F值達(dá)到極顯著和顯著水平。IPCA1、IPCA2、IPCA3軸加起來(lái)解釋了79.37%的互作平方和。表明AMMI模型可較好地分析基因型×環(huán)境平方和的信息。

2.2 穩(wěn)定性參數(shù)分析

24個(gè)參試品種穩(wěn)定性參數(shù) Dg值在0.08～1.05，平均值為0.38，變異系數(shù)高達(dá)58.29%。24個(gè)參試品種產(chǎn)量在9.79～10.90t/hm2，平均值為10.35/hm2，變異系數(shù)只有2.70%。可見(jiàn)，24個(gè)品種穩(wěn)定性參數(shù)差異較大，產(chǎn)量水平差異相對(duì)較小。將品種的穩(wěn)定性參數(shù)與產(chǎn)量結(jié)合分析可知：G5（沈稻505）、G7（雨田448）、G19（鹽1403）具有較好的豐產(chǎn)性和穩(wěn)定性。

各試驗(yàn)點(diǎn)穩(wěn)定性參數(shù)De值在0.02～2.11，其大小排序依次為：E1>E2>E6>E7>E4>E3>E5，即E5（遼陽(yáng)晟祥合作社）、E3（省水稻所）、E4（海城西四農(nóng)科站）對(duì)品種的分辨力較弱，E1（凌海閆家農(nóng)技站）、E2（省鹽堿地所）對(duì)品種的分辨力較強(qiáng)。各試驗(yàn)點(diǎn)試驗(yàn)品種平均產(chǎn)量在9.10～11.16t/hm2，其大小排序依次為：E5>E3>E6>E1>E4>E7>E2，表明，各試驗(yàn)點(diǎn)品種平均產(chǎn)量差異較大，可較好的反映了各品種的產(chǎn)量水平。

2.5 不同穩(wěn)定參數(shù)品種產(chǎn)量性狀比較

依據(jù)品種穩(wěn)定性參數(shù)和聚類結(jié)果，將品種按穩(wěn)定性參數(shù)由低到高劃分為3個(gè)區(qū)間。穩(wěn)定性參數(shù)低值區(qū)間、中值區(qū)間、高值區(qū)間品種分別占品種總數(shù)的29.2%、50%、20.8%，其穩(wěn)定性參數(shù)平均值差異達(dá)到極顯著水平。在品種產(chǎn)量、總粒數(shù)、結(jié)實(shí)率、千粒重4個(gè)性狀上平均值在低、中、高3 個(gè)區(qū)間差異不顯著。在每穴穗數(shù)上低值區(qū)間品種顯著高于中值區(qū)間和高值區(qū)間品種，中值區(qū)間、高值區(qū)間品種間差異不顯著。表明，品種每穴穗數(shù)與其穩(wěn)定性參數(shù)具有一定的相關(guān)性，即每穴穗數(shù)相對(duì)較高的品種其穩(wěn)定性較好。

作物品種的產(chǎn)量表現(xiàn)是品種基因型與環(huán)境互作的結(jié)果。Gauch、Zobel的研究報(bào)道，作物產(chǎn)量變異來(lái)自基因型、環(huán)境及基因型與環(huán)境的交互作用三者的比例為10%： 70%： 20%。基因型、環(huán)境及基因型與環(huán)境的交互作用所引起的變異平方和占部處理變異平方和的比例為14.57%： 58.11%： 27.32%。本試驗(yàn)表明，對(duì)產(chǎn)量總變異起作用的大小順序依次為環(huán)境>基因型×環(huán)境>基因型，其變異比例分別為8.02%、50.35%、41.63%。可見(jiàn)，在品種推廣過(guò)程中應(yīng)對(duì)基因型與環(huán)境的互作予以高度重視，需要因地制宜地選擇與當(dāng)?shù)丨h(huán)境配合良好的品種。作物品種的穩(wěn)定性、適應(yīng)性、豐產(chǎn)性是決定其推廣應(yīng)用價(jià)值的重要指標(biāo)。本試驗(yàn)通過(guò)表明，L1305、佳稻3號(hào)、鹽1403、隆粳772、DYS549、沈稻505、雨田448等品種產(chǎn)量水平和穩(wěn)定性較好。水稻產(chǎn)量由多個(gè)產(chǎn)量性性構(gòu)成，產(chǎn)量的穩(wěn)定性在很大程度上與產(chǎn)量構(gòu)成因素有一定的相關(guān)性，本試驗(yàn)表明，品種每穴穗數(shù)相對(duì)較高的品種其穩(wěn)定性較好。這為有目的地改良水稻品種穩(wěn)定性和生產(chǎn)能力提供了依據(jù)。

（作者單位：111300 遼寧省燈塔市農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全檢驗(yàn)監(jiān)測(cè)站、111300 燈塔市農(nóng)業(yè)綜合執(zhí)法監(jiān)察大隊(duì)、111000 遼陽(yáng)市文圣區(qū)農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣中心）