基于同異比較分析法對國家黃淮南片小麥新品種綜合評判

摘要：為客觀、公正、科學地評價小麥新品種，全面了解新品種豐產性、穩產性、適應性，采用作物同異育種理論中灰色育種學的品種同異比較分析法，對2022-2023年度國家小麥育種聯合攻關廣適性品種黃淮冬麥區南片生產試驗的11個新品種進行綜合分析。結果表明：聯系度最大的是尚農9（0.6822），其次是鄭石9170（0.6797），綜合表現較好；聯系度居最后三位的是周麥36（CK）、徐麥17252、中科1878，綜合表現較差。同異比較分析法與常用的方差分析、變異分析、高穩系數分析進行比較，在排序上有一定差異，產量最高的品種尚農9排序未發生變化，產量最低的周麥36排序變化較小，其他品種排序都發生了較大變化，其原因是方差分析、變異分析、高穩系數分析以產量一個因素為依據，同異比較分析法以多個性狀為依據，從多方面對品種進行綜合分析，更具有科學性，對品種綜合評價更合理。

關鍵詞：小麥；方差分析；變異分析；高穩系數分析；同異比較分析；權重

Comprehensive Evaluation of New Wheat Varieties in the Southern Huang-Huai Region of China Based on Similarity-Difference Comparative Analysis

SONG Zhijun，DONG Junhong，ZHOU Qijun，HOU Junhong，GUAN Li，XUE Zhiwei

（Anyang Academy of Agricultural Sciences，Anyang 455000，Henan）

隨著我國人口數量的不斷增加，有限的耕地和更多的糧食需求之間的矛盾日益突出，持續穩定地發展小麥生產對于確保國家糧食安全、促進國民經濟的穩步發展具有重要的戰略意義[1]。黃淮流域是小麥的主產區之一，小麥品質由多重因素構成，不同品種性狀間有較大差異[2]。在新品種培育過程中衍生了許多綜合評價方法，使性狀評價更加客觀，為小麥新品種的推廣利用奠定了良好基礎。目前小麥新品種試驗應用的DPS等統計軟件可以對產量、標準差、平均數進行方差分析和多重比較，但這些評價方法僅考慮產量因素，未納入對其他性狀的考量，綜合評價不夠全面，分析過于直觀，忽略了性狀間的聯系[3]。灰色系統作物育種同異理論中，品種同異比較分析方法既考慮了產量這一重要因素，也充分考慮了其他性狀，諸如容重、生育期、株高、成穗率、穗數、穗粒數、千粒重等，通過對更多性狀的評判分析，可以對新品種有更全面、更合理的綜合評價，為品種的審定、推廣利用提供參考，為育種改良提供科學依據[4]。

同異比較分析方法是作物灰色系統育種同異理論中常用的分析法。將試驗作為一個灰色系統，參試的品種就是系統中的因素，用每個參試品種在試驗中考察的相關性狀構建參考數列，每個參試品種不同性狀的最優表現值構建理想數列。參考數列與理想數列之間構建比較數列。每個性狀在生長發育過程中，對品種的貢獻有一定的差異，設置權重系數W，通過比較數列和權重系數構建每個品種加權數列。加權數列之和就是品種與每個性狀的同一度，通過同一度計算差異度，用同一度和差異度尋求品種與各性狀之間的聯系度。因此，同異比較分析方法在品種綜合評價分析方面較其他方法有較大優勢，但是鑒于其權重系數W取值的不確定性及品種評價方法的多樣性，該方法的推廣應用仍存在局限。

本文通過對2022-2023年度國家小麥育種聯合攻關廣適性品種黃淮冬麥區南片生產試驗一組試驗結果進行同異比較分析，并與常規分析法進行比較，旨在為品種綜合評價提供一種新角度，為品種審定、推廣、轉化提供依據。

1 材料與方法

1.1 試驗材料 供試品種11個：華麥2903、安科1908、兆豐21、西農158、徐麥17252、中科1878、安科1902、尚農9、泛麥32、鄭石9170、周麥36（CK）。

1.2 試驗方法 試驗采用隨機區組法排列，設3次重復，小區種植面積13.5m2，長9m，寬1.5m，6行區。兩端設同等面積的保護區，每排之間留1m寬走道。各育種單位提供的種子要求發芽率不低于85%，播量為224萬～270萬/hm2；出土率以85%計算。試驗于2022-2023年度在黃淮南片河南、安徽、江蘇、陜西4個省份進行。河南省有滎陽、清豐、原陽、輝縣、商丘、漯河、南陽、西華、許昌9個試驗點；安徽有宿州、渦陽、濉溪、阜陽、明光5個試驗點；江蘇有漣水、宿遷、連云港、徐州4個試驗點；陜西有武功、涇陽、三原3個試驗點；共計21個試驗點。小麥生育期內按照《國家小麥品種區域試驗記載項目與標準》進行田間調查與記載、室內考種等，考察各品種產量、成穗率、有效穗數、穗粒數、千粒重、容重、生育期、株高等性狀。本研究各性狀所用數值均為21個試點的平均值。

1.3 數據分析 采用同異比較分析法對11個參試品種的8個性狀進行綜合評判，利用變異系數、高穩系數、方差分析對產量性狀進行分析。

2 結果與分析

2.1 參試品種同異比較分析

2.1.1 參考品種性狀值構建 依據2022-2023年度國家小麥育種聯合攻關廣適性品種黃淮冬麥區南片生產試驗一組試驗結果構建各品種性狀值與參考品種的理想值（表1）。根據育種目標，構造參考品種。參考品種為理想品種，是參試品種比較的基礎，是參試品種主要性狀指標中最理想的值，即所有觀察值中的最優值。明光試驗點的兆豐21產量最高，為9877.5kg/hm2；徐州試驗點的鄭石9170成穗率最高，為67.7%；商丘試驗點的安科1908有效穗數最高，為820.5萬穗/hm2；阜陽和濉溪2個試驗點的安科1902、安科1908穗粒數最高，均為46.5粒；連云港試驗點的尚農9千粒重最高，為54.8g；連云港試驗點的安科1902容重最高，為826g/L；生育期和株高為適中值最好，因此生育期采用對照周麥36的生育期，即218.7d；株高是影響小麥倒伏的重要指標，根據生產上的實際需求以78.0cm最合適。

2.1.2 參試品種各性狀值無量綱化處理 如表2所示，對參試品種各性狀觀測值進行標準化處理，對于越大越好的性狀（產量、成穗率、有效穗數、穗粒數、千粒重、容重），用參試品種的觀測值除以參考品種的性狀值；對于適中的性狀（生育期、株高），觀測值大于參考值時，參考值除以觀測值，觀測值小于參考值時，觀測值除以參考值，由此得到一個在[0，1]的新數列。

2.1.3 確定各性狀的權重系數Wk 豐產性、穩產性、適應性是主要育種目標，評定品種的優劣應從這3個方面重點考慮。權重的確定需要育種家豐富的經驗。產量體現豐產性、穩產性，容重代表品質，其他性狀代表適應性。根據生產過程中的實際需求和育種家經驗，依據各性狀的重要程度，分別賦予不同的權重系數Wk：產量W1=0.35、成穗率W2=0.06、有效穗數W3=0.14、穗粒數W4=0.14、千粒重W5=0.14、容重W6=0.06、生育期W7=0.06、株高W8=0.05，權重系數乘以無量綱化值為品種加權后性狀值（表3）。

2.2 同異分析比較 變異系數CV是標準差與平均數的比值，即CV（%）=Si/Xi×100，變異系數越小，品種環境適應性及穩定性越好。高穩系數HSCi（%）=[（Xi-Si）/1.1×Xck）]×100，式中Xi和Si分別為第i個品種的平均產量和標準差，Xck為對照品種的平均產量，HSCi為第i個品種的高穩系數，數值越大表明品種的高產穩產性越好[5]。同異比較分析法中參試品種的聯系度即加權后各性狀值的和，差異度即同一度的對立面，聯系度即同一度減去差異度；聯系度越大，說明該品種各性狀與理想性狀接近程度越高，綜合表現越好。

由表4可知，尚農9無論方差分析、變異系數分析、高穩系數分析，還是同異比較分析，都居第1位，觀測值與理想值最相近，說明各性狀值相互協調，有利于產量最大化，是一個穩產性、豐產性、適應性都較強且適合大面積推廣利用的優異品種。周麥36（CK）在同異比較分析、方差分析、高穩系數分析中都居最后一位，變異系數分析排在第9位，說明與理想品種差距最大，綜合性狀在11個品種中相對較差，高產穩產性較弱，作為對照品種綜合表現較差，容易被其他參試品種超越。鄭石9170同異比較分析居第2位，變異系數和高穩系數分別居第6位和第7位，方差分析居第9位，是一個綜合性狀較好，但豐產穩產性、適應性一般的品種，只有產量與理想值差異較大，其他性狀值與理想值差異較小。同異比較分析中排在第3～10位的8個品種，其他分析方法的位次都發生了不同的變化，聯系度值差異不大，適應性、豐產穩產性較好。同異比較分析與變異系數、高穩系數、方差分析位次都有一定的差異，造成位次差異的原因是參考的因素不同，任何評價方法都有一定的合理性，參考因素越多綜合評價越全面。

3 討論

小麥在生長過程中受環境、土壤肥力、栽培技術等外界因素影響較大，農藝性狀的表現也會間接影響產量，對品種進行評價時要綜合考慮多個因素，通過構建理想品種來接近育種目標，理想品種不同性狀的權重系數分配有助于實現育種目標[6]。在實際生產過程中，產量三因素要協調，千粒重過高，穗粒數會受影響；成穗率過高，前期營養生長太過浪費；株高要適宜，過高容易倒伏，過低營養生長跟不上；生育期太長，不能正常成熟，影響灌漿，籽粒飽滿度較低，干熱風會直接導致枯死；生育期太短，提前成熟，灌漿期縮短，千粒重降低。因此不同性狀對產量造成的影響不容忽視，同異比較分析法采用多個目標性狀值，與傳統的分析方法相比，具有明顯的進步，是實現育種目標、綜合評估新品種的一種有效方法[7]。

郭瑞林等[6]將同異比較分析法運用在河南省小麥區域試驗中，并在生產實踐中提供了良好的參考性。宋志均等[8]在新品系綜合評估中也應用此方法，對品系的后續審定、推廣、轉化給出了指導性建議。本文的研究再次證明同異比較分析法的可行性和實用性，建議在小麥和其他作物新品種的評價中進行推廣應用。方差分析、變異系數分析、高穩系數分析以產量的標準差、平均數為依據，考慮因素較少，同異比較分析法考慮更多性狀，容納大量數據，更加全面地衡量品種的表現，對品種的優點和不足都進行充分展示，滿足人們對品種的多方需求，較變異系數分析、高穩系數分析、方差分析法有一定先進性，對后續育種目標的改進，品種審定、推廣轉化具有指導意義。

參考文獻

[1]宋志均，耿冬紅，董軍紅，周其軍，薛志偉，關立．國審小麥新品種安麥11及其選育思考．中國種業，2023（1）：126-128

[2]張艷，何中虎，周桂英，王德森．基因型和環境對我國冬播麥區小麥品質性狀的影響．中國糧油學報，1999，14（5）：3-5

[3]杜曉宇，李順成，韓玉林，王麗娜，呂永軍，李楠楠，周紹奎，張倩，黃蜂．基于灰色關聯度法的黃淮南片小麥新品種綜合評判．中國種業，2021（1）：64-68

[4]郭瑞林．作物育種同異理論與方法．北京：中國農業科學技術出版社，2011

[5]肖軼嬈，景東林．小麥新品種邢麥18號豐產穩產及適應性分析．中國種業，2019（10）：65-66

[6]郭瑞林，楊春玲，關立，侯軍紅，王闊，宋志均，何明亮，賈海慶．小麥品種區域試驗的同異分析方法研究．麥類作物學報，2001，21（3）：60-63

[7]郭瑞林，王占中．作物同異育種智能決策系統及其應用．北京：科學出版社，2014

[8]宋志均，韓勇，薛鑫，郭鵬飛，賀德先．同異分析方法在小麥新品種（系）綜合評價中的應用．河南農業科學，2011，40（1）：33-36

（收稿日期：2024-08-21）