不同秈稻品種產量比較與聚類分析

明先利 嚴杰

摘要? ? 在湖北省安陸市水寨試驗站對12個秈稻品種進行區組試驗的基礎上，對12個品種的產量進行了統計分析，并對單產、主要產量性狀和植物性狀進行了聚類分析，以評價各品種的優劣，并試圖利用統計方法建立一種客觀評價品種優劣的方法。結果表明，利用統計方法可以對水稻區組試驗數據產量的顯著性進行評判，利用聚類分析可以對參試品種的產量結果進行合理的分類，并可以結合產量數據對品種進行客觀評價。

關鍵詞? ? 秈稻;品種;產量;產量構成因素;聚類分析

中圖分類號? ? S511.037? ? ? ? 文獻標識碼? ? A

文章編號? ?1007-5739（2020）08-0026-03? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?開放科學（資源服務）標識碼（OSID）

Abstract? ? Based on the block test of 12 indica rice varieties conducted by Shuizhai Testing Station of Anlu City in Hubei Province，the yield of 12 varieties were analyzed，the cluster analysis on the average yield，main yield traits and plant traits was carried out to evaluate the pros and cons of various varieties，try to establish a objective evaluation method for varieties by using statistical methods.The results showed that significance of yield data of block test could be evaluated by using statistical method，yield results of rice varieties could be reasonably classified by clustering，and the varieties could be objectively evaluated combining the yield data.

Key words? ? indica rice;variety;yield;yield component;cluster analysis

水稻是我國種植面積大、單產高、總產多的作物。遺傳改良、化肥使用與包括耕作制度在內的種植管理水平是提高水稻產量的3個主要科技進步因素[1]。要保證我國糧食產量的安全，穩步推進良種培育，并因地制宜地推廣適合的品種成了水稻增產的重要保障[2]。

水稻品種的推廣有特定的地域性限制，不同的品種在不同的區域其性能表現并不完全相同[3]。因此，在良種推廣過程中，不同品種在區域試驗中的表現成為該品種是否適宜當地區域氣候、土壤和種植條件的重要依據，而如何科學、客觀地對區域試驗結果進行統計評價是區域試驗結果分析的關鍵[4-5]。

本研究通過對本地區域試驗中12個秈稻品種的統計分析，以統計結果和考種產量結果為依據，分析各品種的產量表現，從統計顯著性角度分析品種的產量差異;并依據品種的產量差異結果，對品種進行聚類分析，從而對品種進行分級分類。另外，根據品種的經濟性狀、植物生長性狀和抗性性狀的客觀聚類分析，對品種的各種表現進行聚類評價，從而客觀評價各品種間的表現差異。

1? ? 材料與方法

1.1? ? 試驗地概況

區試位置為湖北省安陸市煙店鎮水寨村，為安陸市農業局屬水寨試驗站內部，試驗點地理位置為東經113°39′23″、北緯31°16′35″，海拔為30.0 m。該地處于湖北省江漢平原和鄂西北崗地的過渡帶地區，是長江中下游中稻種植典型區域[6]。

1.2? ? 試驗材料

供試中秈稻品種12個，分別為珞優9348、Y兩優976、深兩優3117、甬優4949、內6優147、隆兩優281、E兩優476、晶兩優534、華兩優929、隆兩優618、隆兩優華占和荃優822。

1.3? ? 試驗設計

試驗共設12個處理，即每個品種為一個處理。3次重復，采用隨機區組排列，小區面積13.34 m2（6.67 m×2.00 m）。株行距16.67 cm×20.0 cm。每小區10行，每行40 穴，全小區共400穴。每穴2～3粒谷苗。

1.4? ? 栽培管理

秧田的前作為綠肥，于2018年4月16日對整個試驗區施用30%復合肥150 kg/hm2、碳銨600 kg/hm2。于4月13—14日曬種2 d，4月15日采用濕潤浸種方式浸種1 d，4月16—17日2 d進行催芽處理。4月18日播種，秧田凈播種量為186 kg/hm2。5月3日施用尿素150 kg/hm2作為追肥。根據當地的病蟲害預防預報適時科學進行病蟲害和雜草的防治。

供試秧田為潴育型水稻土，壤土土質，前作為小麥。稻田采用濕耕法，于5月15日翻耕泡水，5月17日旋耙。對于區試稻田，5月17日施40%復合肥（24-6-10）600 kg/hm2， 5月25日追施尿素150 kg/hm2。區試稻田移栽期為5月18日，秧齡為30 d。移栽后復3 cm淺水，返青后淺水促蘗，抽穗揚花期灌深水。6月20日開始曬田，7月10日復水。

1.5? ? 區試期間氣候及病蟲害狀況

4月下旬至6月上中旬陰雨天偏多，日照偏少，不利于分蘗;7月下旬至8月下旬連續高溫，對品種結實率、千粒重造成一定影響。試驗過程中，病害較輕，對試驗結果影響不明顯;蟲害防治及時，沒有造成大的危害，對試驗結果影響不明顯。

1.6? ? 調查內容與方法

試驗期間，定期記錄各個品種分蘗抽穗狀況、秧田長勢、病蟲害發生狀況等各項經濟性狀、植株生育期和生長性狀情況，最終記錄各品種的考種情況。

1.7? ? 數據統計與分析

本試驗設計的數據統計檢驗全部采用R語言軟件來完成[7]。對于品種間產量差異的統計分析，由于本試驗的數據每個品種區試中只有3個重復，屬于小樣本數據，故采用非參數檢驗進行品種間差異顯著性檢驗，具體使用Wilcoxon秩檢驗來進行[8-9]。對于品種的聚類分析和品種分級，采用R語言中的聚類分析方法進行統計分析[10]。

秩檢驗也稱秩和檢驗，其中“秩”又稱等級，即按數據大小排定的次序號。上述次序號的和稱“秩和”，秩和檢驗就是用秩和作為統計量進行假設檢驗的方法。秩和檢驗的優點：一是不受總體分布限制，適用面廣;二是適用于等級資料及兩端無缺定值的資料;三是易于理解，易于計算。缺點是符合參數檢驗的資料，用秩和檢驗不能充分利用信息，檢驗效能低。

2? ? 結果與分析

2.1? ? 經濟性狀

由表1可知，不同水稻品種有效穗數為201.0萬～315.0萬穗/hm2，穗實粒數為100.7～140.6粒，千粒重為23.70～29.82 g。

2.2? ? 產量

由表2可知，各品種小區平均產量在9.800～11.667 kg之間，折合產量為7 346.33～8 745.88 kg/hm2之間。說明這12個品種之間產量差別不是很大。

為了探究12個品種之間產量差異的顯著性，利用秩統計檢驗，統計分析各品種兩兩之間的差異性，為了便于表達和比較，品種的順序按照小區計產的結果進行了升序排列，得到表3。

從表3可以看出，隆兩優華占除了和E兩優476差異不顯著以外，和其他品種之間的產量差異都達到了顯著水平，說明隆兩優華占品種的產量明顯低于其他品種。隆兩優281、內6優147產量表現最好，而且兩者之間產量差異在統計學上沒有顯著性，說明兩者都是在本次區域試驗中產量表現最好的品種。

2.3? ? 基于品種產量的聚類分析和品種表現評價根據各品種產量表現這個單因素進行聚類分析，其中聚類分析的距離指數是根據不同品種之間產量的相異程度計算得到。

所有的計算和聚類過程在R軟件中實現。最終結果如圖1所示。根據聚類分析的分組情況可以看出，珞優9348、甬優4949、E兩優476和隆兩優華占是一個類別，而且隆兩優華占在更高分類級別上自成一類，結合產量數據，可以判定隆兩優華占是本次區域試驗中表現最差的品種，珞優9348、甬優4949、E兩優476這3個品種的產量表現較接近;Y兩優976在產量表現上自成一類，結合產量數據分析，Y兩優976可以算是表現中等偏下的品種類型;深兩優3117、華兩優929產量表現接近，結合產量數據分析，可以算作表現中等的品種類型;晶兩優534、隆兩優618、荃優822這3個品種表現更為接近，且其產量表現強于深兩優3117、華兩優929，可以作為表現最中等偏上的品種類型;而內6優147、隆兩優281這2個品種的產量表現在聚類上距離和其他品種較遠，可以歸為一類，而且根據其產量數據，可以算作是在本次區試中產量表現最好的品種類型。

3? ? 結論與討論

本文系統探討了湖北省安陸市農業局2018年區域試驗中12個秈稻品種的產量表現，并進行了分類分級比較。結果表明，內6優147、隆兩優281這2個品種產量表現顯著高于其他品種，隆兩優華占品種產量表現顯著低于其他品種。品種產量的統計顯著性檢測可以作為品種產量差異程度的客觀度量標準。結合產量表現和聚類分析結果，同時依據分級的要求，可以用聚類統計分析結果和品種產量結果對品種進行客觀的分類和分級比較，可以避免人為分類的隨意性，為品種區試的分級提供客觀依據[11]。

4? ? 參考文獻

[1] 李宙煒，陽劍，時亞文，等.栽培措施對水稻產量的影響[J].作物研究，2011，25（4）：396-399.

[2] 李如海，張滿利，李全英，等.遼寧省主栽水稻產量構成因素分析[J].遼寧農業科學，2019（5）：31-34.

[3] 石壘，姜漢峰，邢丹英，等.不同栽培措施對長農粳1號生長特性及產量的影響[J].湖北農業科學，2019，58（8）：12-15.

[4] 王福珍，趙仲仁.提高水稻種植效益的栽培技術要點[J].南方農業，2018，12（29）：13-14.

[5] 張月林.2009年來安縣優質高產雜交水稻新品種對比試驗總結[J].農業科技通訊，2010（12）：146-148.

[6] 明先利，羅真.安陸市“三品一標”發展現狀及對策[J].湖北農業科學，2019，58（增刊1）：103-105.

[7] 薛毅，統計建模與R軟件[M].北京：清華大學出版社，2007：22-25.

[8] 劉二鋼，馬建強.R語言在統計分析中的使用技巧[J].電腦知識與技術，2017，13（1）：251-253.

[9] 趙建昕，徐興忠.檢驗統計量的選擇[J].統計與決策，2009（4）：4-6.

[10] 楊國峰，嚴小微，鐘兆飛，等.海南山欄稻資源農藝性狀特征及聚類分析[J].江蘇農業科學，2019，47（1）：66-69.

[11] 劉志敏，胡曉華，趙飛強.黃花菜品種資源聚類分析初探[J].湖南農學院學報，1989（2）：33-39.