四川省青貯玉米品種穩(wěn)定性分析

摘 要：為了全面評(píng)價(jià)四川省青貯玉米品種產(chǎn)量的穩(wěn)定性、適應(yīng)性和豐產(chǎn)性，采用Eberhart-Russell 模型、Franics 和Kannenberg模型、HSC 法，對2022 年四川省青貯玉米區(qū)域試驗(yàn)進(jìn)行綜合分析. 結(jié)果表明：惠民380 和海南800 平均產(chǎn)量分別為1124.5 kg/667m2、1083.8 kg/667m2，比對照（CK）增產(chǎn)12.7%、8.7%；變異系數(shù)CV03 = 29.6%、CV07 = 28.3%，與對照CV10 = 28.8% 相差不大，且散布點(diǎn)圖中處于第Ⅱ象限；高穩(wěn)系數(shù)CHSV03 = 72.2、CHSV07 = 70.7，高于CK 的CHSV10 = 64.8；反應(yīng)參數(shù)bV03 = 1.04，bV07 = 1.00.接近于1，穩(wěn)定性參數(shù)S2di 與試驗(yàn)誤差差異不顯著，說明惠民380 和海南800 是高產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)、適應(yīng)性廣的青貯玉米品種，適合在四川省推廣應(yīng)用.

關(guān)鍵詞：品種；青貯玉米；產(chǎn)量；模型；穩(wěn)定性

中圖分類號(hào)：S513

DOI： 10.19504/j.cnki.issn1671-5365.2024.06.11

青貯玉米是指玉米在乳熟期至蠟熟期收獲，并將整株切碎，然后貯藏發(fā)酵，作為青貯飼料飼喂牛、羊等家畜的玉米類型[1]. 在歐美許多國家中，玉米青貯飼料早已成為肉牛育肥的強(qiáng)化飼料，青貯玉米種植面積占到很大比例[2-3]，與國內(nèi)外相比，四川省發(fā)展青貯玉米產(chǎn)業(yè)起步較晚，目前主要存在優(yōu)質(zhì)青貯玉米供給不足、產(chǎn)業(yè)發(fā)展功能不健全等問題[4]. 品種是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的重要生產(chǎn)資料，品種選擇是作物豐產(chǎn)基礎(chǔ)[5]. 評(píng)價(jià)品種的優(yōu)劣，不僅要考慮其產(chǎn)量，還要考察其是否廣泛適應(yīng)于所栽培的各個(gè)生態(tài)環(huán)境. 作物品種區(qū)域試驗(yàn)是鑒定作物新品種優(yōu)劣的主要手段，其目的在于考查新品種在不同生態(tài)區(qū)的豐產(chǎn)性、穩(wěn)定性和適應(yīng)性[6]. 目前，應(yīng)用于作物品種穩(wěn)定性的統(tǒng)計(jì)分析模型有幾十種，常用的主要有Francis 和Kannenberg 模型、Eberhart-Russell 模型、主效可加互作可乘模型（AMMI）、高穩(wěn)系數(shù)法等[7]. 近年來，國內(nèi)外學(xué)者分別用這些方法對普通玉米品種的穩(wěn)定性進(jìn)行了較多研究，取得了顯著成效[8]，而關(guān)于青貯玉米該方面的報(bào)道較少，尤其是綜合應(yīng)用多種方法對青貯玉米穩(wěn)定性研究更少. 四川省青貯玉米區(qū)域試驗(yàn)已進(jìn)行了近十輪，篩選鑒定出了一些品種，但大面積推廣應(yīng)用的品種并不多[9]，這可能與青貯玉米品種區(qū)域試驗(yàn)的統(tǒng)計(jì)分析方法有關(guān)，因此探索適合評(píng)價(jià)青貯玉米豐產(chǎn)性、穩(wěn)產(chǎn)性的統(tǒng)計(jì)分析方法十分必要. 本研究采用Eberhart-Russell 模型、Franics 和Kannenberg 模型、高穩(wěn)系數(shù)法，對2022 年四川省青貯玉米區(qū)域試驗(yàn)進(jìn)行綜合分析，客觀評(píng)價(jià)參試品種的豐產(chǎn)性和穩(wěn)產(chǎn)性，為四川省青貯玉米品種鑒定與推廣提供理論依據(jù).

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

試驗(yàn)材料選自2022 年參加四川省青貯玉米區(qū)域試驗(yàn)，為省內(nèi)外育種單位選育的10 個(gè)青貯玉米品種，即：MTP 玉禾5 號(hào)、南X2049、惠民380、蜀玉青貯188、文天67、涼單2120、海南800、成單3210、廣青221、雅玉青貯8 號(hào)（CK），各品種信息見表1.

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)于2022 年在四川省青貯玉米主要產(chǎn)區(qū)的9個(gè)不同生態(tài)點(diǎn)進(jìn)行，各試點(diǎn)信息見表2. 試驗(yàn)采用隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，3 次重復(fù)，小區(qū)面積20 m2，密度為4 000 株/667m2. 田間管理同大田生產(chǎn)[10]，試驗(yàn)期間治蟲不治病，每小區(qū)收中間3 行計(jì)產(chǎn)，在種子乳熟后期至蠟熟前期（種子1/2 乳線期）收獲測產(chǎn).

1.3 分析方法

（1）Franics 和Kannenberg 模型. 該模型品種的變異系數(shù)計(jì)算公式為CV = Si／xˉi，其中Si 為i 品種的標(biāo)準(zhǔn)差，xˉi 為i 品種所有環(huán)境下的平均產(chǎn)量[11]. 以小區(qū)平均產(chǎn)量為縱坐標(biāo)、變異系數(shù)為橫坐標(biāo)作四象限圖，畫出各參試品種的散布點(diǎn)，某一品種（CVi，Xi ）若位于Ⅰ象限則為高產(chǎn)不穩(wěn)定品種，若其位于Ⅱ象限則為高產(chǎn)穩(wěn)定品種，若其位于Ⅲ象限則為低產(chǎn)穩(wěn)定品種，若其位于Ⅳ象限則為低產(chǎn)不穩(wěn)定品種.

（2）高穩(wěn)系數(shù)法. 溫振民于1994 年提出的高穩(wěn)系數(shù)法模型計(jì)算公式為CHS =Xˉi - Si／1.1XˉCK× 100%，式中Xˉi 是第i 品種多點(diǎn)平均產(chǎn)量，Si 為第i 品種的標(biāo)準(zhǔn)差，XˉCK 為對照品種多點(diǎn)平均產(chǎn)量，CHS 越大說明該參試品種的高產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)性及適應(yīng)性越好.

3）Eberhart-Russell 模型. Eberhart 和Russell 提出[12]的Eberhart-Russell 模型和兩個(gè)穩(wěn)定性參數(shù)估算公式為：

式中： Yij 為第i 個(gè)品種在第j 個(gè)環(huán)境中的均數(shù)；μi 為第i 個(gè)品種在所有環(huán)境中的均數(shù)；βi 為第i 個(gè)品種對環(huán)境反應(yīng)的線性量數(shù)，其估計(jì)值為回歸系數(shù)bi；Ij 環(huán)境指數(shù)；δij 為第i 個(gè)品種在第j 個(gè)環(huán)境中的離回歸差.一個(gè)高產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)品種應(yīng)具備的條件：一是離回歸方差S 2di 盡可能小；二是回歸系數(shù)bi 要小.

1.4 數(shù)據(jù)分析

試驗(yàn)結(jié)束后，將各試點(diǎn)試驗(yàn)結(jié)果資料進(jìn)行匯總和分析. 根據(jù)四川省青貯玉米品種審定標(biāo)準(zhǔn)（區(qū)試兩年平均干重產(chǎn)量較CK 增產(chǎn)3% 以上）要求，本試驗(yàn)以生物干重為經(jīng)濟(jì)性狀進(jìn)行分析，各項(xiàng)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析采用Excel 2020 和DPS 7.05 軟件.

2 結(jié)果與分析

2.1 Franics 和Kannenberg 模型法分析

通過對10 個(gè)青貯玉米品種的生物干重產(chǎn)量結(jié)果進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)差和變異系數(shù)計(jì)算，結(jié)果見表3.

由表3 可知，10 個(gè)參試品種南X2049 的變異系數(shù)最小為23.7%，說明該品種穩(wěn)定性好、適應(yīng)性強(qiáng)；MTP 玉禾5 號(hào)、海南800、蜀玉青貯188、雅玉青貯8號(hào)、惠民380 和廣青221 共6 個(gè)品種變異系數(shù)相對較小，變異系數(shù)介于27.4%～30.4% 之間，說明這6 個(gè)品種穩(wěn)定性、適應(yīng)性較好；成單3210 和涼單2120 變異系數(shù)較大，為32.8% 和35.0%，表明這兩個(gè)品種穩(wěn)定性、適應(yīng)性差，有較強(qiáng)的區(qū)域適應(yīng)性.

以10 個(gè)參試品種的總平均產(chǎn)量和總平均變異系數(shù)為基點(diǎn)，平均產(chǎn)量為縱坐標(biāo)，變異系數(shù)為橫坐標(biāo)作圖，坐標(biāo)圖劃分成四個(gè)象限，同時(shí)畫出10 個(gè)參試品種平均產(chǎn)量的散布點(diǎn)，見圖1.

由圖1 可以看出，惠民380、海南800、蜀玉青貯188 落在第Ⅱ象限，表明這3 個(gè)品種屬于高產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)、適應(yīng)性好的品種；文天67、涼單2120、成單3210、廣青221 落在第Ⅰ象限，表明這4 個(gè)品種是高產(chǎn)、不穩(wěn)定性且適應(yīng)性差的品種；MTP 玉禾5 號(hào)、南X2049 和雅玉青貯8 號(hào)落在第Ⅲ象限，表明這3 個(gè)品種是低產(chǎn)但穩(wěn)定性和適應(yīng)性較好的品種.

2.2 高穩(wěn)系數(shù)法分析

由表3 可以看出，10 個(gè)參試品種的HSCi 值的大小排列順序和品種生物干重平均產(chǎn)量的排列順序基本一致，但又不完全相同. 文天67、雅玉青貯8 號(hào)、MTP 玉禾5 號(hào)和南X2049 四個(gè)品種高穩(wěn)系數(shù)位次排列與平均產(chǎn)量位次排列相一致，均為第2、8、9、10位，其余6 個(gè)品種的位次排列在兩種方法上結(jié)果表現(xiàn)略有差異. 各品種標(biāo)準(zhǔn)差和變異系數(shù)結(jié)果顯示，涼單2120 和成單3210 標(biāo)準(zhǔn)差和變異系數(shù)均較大，變異系數(shù)分別為35.0% 和32.8%，說明這兩個(gè)品種隨著環(huán)境變化，產(chǎn)量存在很大差異. 從表3 還可看出，較對照增產(chǎn)的7 個(gè)品種的HSCi 值都較CK 大，較CK減產(chǎn)的2 個(gè)品種的HSCi 值也比CK 小，表明高穩(wěn)系數(shù)法對品種的評(píng)價(jià)較為全面且準(zhǔn)確. 因此，綜合HSCi 值、變異系數(shù)和平均產(chǎn)量結(jié)果來看，惠民380和海南800 是高產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)性和適應(yīng)性好的品種；涼單2120、文天67 和成單3210 是高產(chǎn)但穩(wěn)定性差的品種；其余品種是豐產(chǎn)性不突出且穩(wěn)定性較差的品種.

2.3 Eberhart-Russell 模型法分析

（1）方差分析. 試驗(yàn)聯(lián)合方差分析結(jié)果（表4）顯示，試點(diǎn)間、品種間、試點(diǎn)與品種的交互作用達(dá)極顯著水平，表明可用該模型作品種穩(wěn)定性分析. 由品種穩(wěn)定性方差分析結(jié)果（表5）可以看出，基因型與環(huán)境互作的線性部分（回歸異質(zhì)項(xiàng)）為極顯著，表明各參試品種的回歸系數(shù)差異顯著；合并離差達(dá)極顯著水平，表明基因型與環(huán)境互作的離回歸部分很小，所以可以用各參試品種的回歸系數(shù)預(yù)測其在各試點(diǎn)的表現(xiàn).

（2）穩(wěn)定性參數(shù)及檢驗(yàn). 各參試品種的穩(wěn)定性參數(shù)如表6 所示. 從表3 可知，涼單2120、文天67、成單3210 的平均產(chǎn)量分別為1 160.9 kg/667m2、1 134.3 kg/667m2、1 115.7 kg/667m2，比CK 分別增產(chǎn)16.4%、13.7%、11.9%，位于參試品種第1、2、4 位；由表6 可知，回歸系數(shù)bV06 = 1.38、bV05 = 1.22、bV08 =1.21，都大于1；S2dV06 = 5416.5、S2dV05 = 4439.0、S2dV08 = 11464.9，與試驗(yàn)誤差差異不顯著，表明當(dāng)環(huán)境指數(shù)Ij 變化一個(gè)單位時(shí)，這三個(gè)品種平均數(shù)相應(yīng)增大，因此為不穩(wěn)定品種，宜在高度適合的良好環(huán)境中種植，才能充分發(fā)揮其生產(chǎn)潛力. 惠民380 和海南800 平均產(chǎn)量為1 124.5 kg/667m2、1 083.8 kg/667m2，比CK 增產(chǎn)12.7% 和8.7%，位于參試品種第3位、第5 位；b V03 = 1.04，b V07 = 1.00，接近于1，S2dV03 =7953.4，S2dV07 = 11027.5，與試驗(yàn)誤差差異不顯著，表明這兩個(gè)品種對環(huán)境的反應(yīng)不大，為平均穩(wěn)定品種，適應(yīng)性廣. 廣青211 平均產(chǎn)量為1 056.3 kg/667m2，比CK 增產(chǎn)5.9%，位于試驗(yàn)第6 位，增幅較小，b V09 =1.09，S2dV09 = 4548.8，與實(shí)驗(yàn)誤差差異不顯著，表明當(dāng)環(huán)境指數(shù)Ij 變化一個(gè)單位時(shí)，該品種雖然平均數(shù)增幅不大，但由于豐產(chǎn)性不突出，在高度適合的環(huán)境中種植也難獲得高產(chǎn). 蜀玉青貯188 較CK 增產(chǎn)4.8%，MTP 禾玉5 號(hào)、南X2049 較CK 分別減產(chǎn)7.0%、31.4%，bV04 = 0.95、bV01 = 0.83、bV02 = 0.23，均小于1，且S2di 與試驗(yàn)誤差差異不顯著，表明當(dāng)環(huán)境指數(shù)Ij 變化一個(gè)單位時(shí)，該三個(gè)品種平均數(shù)相應(yīng)減少，無論栽培環(huán)境的優(yōu)劣其產(chǎn)量都不高，甚至減產(chǎn).

3 討論與結(jié)論

產(chǎn)量和穩(wěn)定性的高低是作物區(qū)域?qū)嶒?yàn)中評(píng)價(jià)參試品種優(yōu)劣的重要指標(biāo). 羅學(xué)芳等[13]采用Eberhart-Russell 模型法分析普通玉米區(qū)域試驗(yàn)品種穩(wěn)定性時(shí)發(fā)現(xiàn)，玉米基因與環(huán)境的互作效應(yīng)是造成玉米品種在不同環(huán)境下產(chǎn)量差異的原因，若玉米品種互作效應(yīng)小則品種穩(wěn)定性和適應(yīng)性好，反之則差. 溫振民等[14]提出高穩(wěn)系數(shù)法證明，玉米品種的高產(chǎn)性和穩(wěn)產(chǎn)性存在聯(lián)系，高產(chǎn)應(yīng)當(dāng)是穩(wěn)產(chǎn)基礎(chǔ)上的高產(chǎn)，穩(wěn)產(chǎn)也應(yīng)是高產(chǎn)前提下的穩(wěn)產(chǎn). 藺青[15]指出高產(chǎn)且穩(wěn)定性好的品種在生產(chǎn)上利用年限長，推廣面積大，所以選育出高產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)的玉米品種是玉米育種工作中的重點(diǎn). 目前，研究者們提出了幾十種穩(wěn)定性參數(shù)估算方法，其中常用方法主要有Francis 和Kannenberg模型、Eberhart-Russell 模型、主效可加互作可乘模型（AMMI）和高穩(wěn)系數(shù)法，這些方法各有優(yōu)缺點(diǎn). Fran?cis 和Kannenberg 模型由于穩(wěn)定性計(jì)算不依賴試驗(yàn)中其它品種，因而有廣泛的推論基礎(chǔ)，但王植壁等[16]研究認(rèn)為，該模型代表一般穩(wěn)定性參數(shù)，與特殊穩(wěn)定性的互作參數(shù)相關(guān)性不高；AMMI 模型在較多的作物品種區(qū)域驗(yàn)中擬合效果表現(xiàn)為最佳模型，被許多學(xué)者認(rèn)為是較為理想的品種穩(wěn)定性評(píng)價(jià)方法，但尤海磊等[17]研究認(rèn)為，該模型也只在部分試驗(yàn)中應(yīng)用最佳. Eberhart-Russell 模型分析應(yīng)用的前提條件是基因型與環(huán)境互作線性部分達(dá)顯著水平，且基因型與環(huán)境互作的離回歸部分很小，才能用回歸系數(shù)預(yù)測品種的表現(xiàn). 高穩(wěn)系數(shù)法具有簡單、易操作、實(shí)用性廣泛的優(yōu)點(diǎn)，但該法只考慮了遺傳因素和環(huán)境因素，忽略了二者之間的互作效應(yīng). 由此可見，模型的優(yōu)劣與它所分析的試驗(yàn)數(shù)據(jù)有關(guān)，不存在哪種模型更好，而是哪種模型更適合于哪種試驗(yàn)數(shù)據(jù).

作物品種穩(wěn)定性的合理評(píng)價(jià)，離不開切合實(shí)際的分析模型和方法. 本研究選擇目前常用的Francis和Kannenberg 模型、Eberhart-Russell 模型和高穩(wěn)系數(shù)法，全面分析了品種的穩(wěn)定性參數(shù). 從結(jié)果來看，采用Franics 和Kannenberg 模型分析發(fā)現(xiàn)，惠民380、海南800 和蜀玉青貯188 落在第Ⅱ象限，表明這3 個(gè)品種是高產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)、適應(yīng)性好的品種. 采用CHS 法分析發(fā)現(xiàn)，惠民380 和海南800 的CHS 值最大，CHSV03 =72.2，CHSV07 = 70.7，且變異系數(shù)較小，表明這2 個(gè)品種是高產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)性和適應(yīng)性好的品種. 采用Eberhart-Russell 模型分析發(fā)現(xiàn)，惠民380 和海南800平均產(chǎn)量為1 124.5 kg/667m2、1 083.8 kg/667m2，比對照雅玉青貯8 號(hào)增產(chǎn)12.7% 和8.7%，位于參試品種第3 位和第5 位；bV03 = 1.04，bV07 = 1.00，接近于1，S2dV03 = 7953.4，S2dV07 = 11027.5，與試驗(yàn)誤差差異不顯著，表明這兩個(gè)品種對環(huán)境的反應(yīng)不大，為高產(chǎn)平均穩(wěn)定品種，適應(yīng)性廣. 因此，綜合三種分析方法可以認(rèn)為惠民380 和海南800 為高產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)、適應(yīng)性廣的青貯玉米品種. 此外，研究還發(fā)現(xiàn)南X2049 在三種模型分析中的CV、CHS 和bi 值都大幅度低于其它品種，且較對照大幅度減產(chǎn)，結(jié)合田間植株表現(xiàn)看，可能該品種為自交系，無雜種優(yōu)勢所致. 作物品種穩(wěn)定性評(píng)價(jià)正確與否，除了合理的統(tǒng)計(jì)方法外，還要正確試驗(yàn)數(shù)據(jù)和完備資料. 同一試驗(yàn)地點(diǎn)由于年際間的氣候條件、環(huán)境等因素存在差異，所以要更準(zhǔn)確評(píng)價(jià)品種穩(wěn)定性，應(yīng)結(jié)合多年數(shù)據(jù)資料進(jìn)行分析.

參考文獻(xiàn)：

[1] 童成昊，周文章，莫本田，等. 喀斯特地區(qū)不同青貯玉米品種的綜合評(píng)價(jià)[J]. 草業(yè)科學(xué)，2023，40（2）：482-490.

[2] RUF T， EMMERLING C. Biomass partitioning and nutrient fluxes in Silphium perfoliatum and silage maize cropping sys?tems[J]. Nutrient Cycling in Agroecosystems， 2022（124）：389-425. doi：10.1007/s10705-022-10242-0.

[3] JEMISON J， REBERG-HORTON C. Assessing Bt silage corn in maine[J]. Crop Management， 2010. 9（1）： 1-8. doi：10.1094/CM-2010-1022-01-RS.

[4] 崔闊澍，王金華，梁建，等. 四川青貯玉米產(chǎn)業(yè)的現(xiàn)狀及發(fā)展[J]. 四川畜牧獸醫(yī)， 2019，46（7）：10-11.

[5] 吳元奇，王偉，趙麗等. 施氮量與密度對西南地區(qū)主栽青貯玉米品種產(chǎn)量和品質(zhì)的影響[J]. 玉米科學(xué)， 2022， 30（5）：99-107.

[6] 劉永建，魏冰，胡爾良，等. 作物品種區(qū)域試驗(yàn)試點(diǎn)區(qū)辨力評(píng)價(jià)方法的比較（英文）[J]. 生物數(shù)學(xué)學(xué)報(bào)，2012，27（3）：431-446.

[7] 陳就就. 玉米區(qū)域試驗(yàn)分析模型與方法的研究[D]. 楊陵：西北農(nóng)林科技大學(xué)，2013.

[8] 李慧靜. 內(nèi)蒙古東部區(qū)青貯玉米品種的優(yōu)選及優(yōu)化施肥管理[D]. 呼和浩特：內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué)，2023.

[9] 張瑞珍，曾洪光，茍文龍，等. 成都平原不同青貯玉米生產(chǎn)性能及營養(yǎng)分析研究[J]. 草學(xué)， 2020（3）：49-55.

[10] 四川省市場監(jiān)督管理局. 青貯玉米品種試驗(yàn)技術(shù)規(guī)程：DB51/T 2815-2021[S]. （2021-08-02）. http：//www.csres.com/s.jsp？keyword=%D3%F1%C3%D7amp;submit12=%B1%EA%D7%BC%CB%D1%CB%F7amp;xx=onamp;wss=onamp;zf=onamp;fz=onamp;pageSize=40amp;pageNum=1amp;nowUrl=.

[11] 王建康. 數(shù)量遺傳學(xué)[M]. 北京：科學(xué)出版社，2017.

[12] 榮廷昭，潘光堂，黃玉碧. 數(shù)量遺傳學(xué)[M]. 北京：中國科學(xué)技術(shù)出版社，2003.

[13] 羅學(xué)芳，茍才明.Eberhart 和Russell 模型在玉米區(qū)域試驗(yàn)中的應(yīng)用[J]. 西南農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào)，2010，23（2）：602-604.

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

[15] 藺青. 多點(diǎn)鑒定試驗(yàn)中耐密型玉米品種穩(wěn)定性與適應(yīng)性分析[J]. 山東農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2022，53（5）：693-698.

[16] 王植壁，任明全，宋宏超，等. 小麥估產(chǎn)目測誤差及非參數(shù)測驗(yàn)法[J]. 河南科技， 1990（S1）：36-43.

[17] 尤海磊，胡希遠(yuǎn)，高金鋒，等. 不同蕎麥品種生長模型和生長特性的比較研究[J]. 干旱地區(qū)農(nóng)業(yè)研究，2010，28（2）：53-58.

【編校：許潔】

基金項(xiàng)目：四川省科技計(jì)劃項(xiàng)目（2023NZZJ0010）