高原地區(qū)18個新選育品種系的高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)性研究

高原地區(qū)18個新選育品種系的高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)性研究

過去，對品種高產(chǎn)量穩(wěn)定產(chǎn)性的評價提出了回歸系數(shù)法、穩(wěn)定參數(shù)法和高穩(wěn)定性系數(shù)法等方法。本文采用以上3種方法研究了我國北部高原地區(qū)各育種單位提供的新品種(系)的高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)性,旨在為谷子新品種選育及審定推廣提供依據(jù)。1高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)性的分析方法試驗選用新近育成的品種(系)18個(表1),1997～1998年在京、晉、冀、陜、甘、遼等6省市15個試點,按生態(tài)區(qū)劃分為早、中、晚3個熟區(qū)進行試驗。試驗按統(tǒng)一方案進行,小區(qū)面積13.3m2,田間設(shè)計按隨機區(qū)組排列,重復(fù)3次,耕作管理按當(dāng)?shù)亓?xí)慣。除計產(chǎn)外,取樣測定了主莖高、主穗長、主穗重、穗粒重、千粒重、穗粒數(shù)、出谷率、谷草重、谷草比和生育期10個性狀值。高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)性按以下方法分析:(1)回歸系數(shù)法:先在每個試點計算出每個品種的平均產(chǎn)量和全部參試品種的平均產(chǎn)量。然后以前者為依變數(shù),以后者(環(huán)境指數(shù))為自變數(shù),計算各品種的回歸系數(shù)(b)。b<1,則表示品種的穩(wěn)產(chǎn)性較好,反之則差。(2)穩(wěn)定性參數(shù)法:以品種的產(chǎn)量標(biāo)準(zhǔn)差(S)與每個試點全部參試品種的產(chǎn)量標(biāo)準(zhǔn)差平均值(ˉSSˉ),計算每個品種的穩(wěn)定性參數(shù)(ai),ai=S/ˉS?S=√∑(X-ˉX)2/(n-1)。然后,以ai值為橫坐標(biāo),以產(chǎn)量為縱坐標(biāo)作圖,每熟區(qū)沿全部參試品種的平均產(chǎn)量點劃一橫線,沿ai=1點劃一縱線,構(gòu)成4個象限,將每個品種產(chǎn)量和ai值標(biāo)于圖上。落于第Ⅰ象限的為產(chǎn)量高而不穩(wěn)類型,落在第Ⅱ象限的為高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)類型,落在第Ⅲ和第Ⅳ象限的分別為低產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)和低而不穩(wěn)類型。(3)高穩(wěn)系數(shù)法:以品種的平均產(chǎn)量(X)和標(biāo)準(zhǔn)差(S)與比對照增產(chǎn)10%的目標(biāo)產(chǎn)量(1.10ˉXCK)計算高穩(wěn)系數(shù)(ΗSC3)?ΗSC3=(X/1.10ˉXCΚ-S/1.10ˉXCΚ)×100。高穩(wěn)系數(shù)越大,表示品種的高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)性越高。2結(jié)果與分析2.1中熟區(qū)不同品種產(chǎn)量和地域變異由表中看出,在晚熟區(qū)的7個參試品種中,以95品10產(chǎn)量最高,比對照增產(chǎn)9.43%,但產(chǎn)量的地域變異較大,CV值在40%以上。遺85-2的產(chǎn)量也較高,比對照增產(chǎn)4.52%,CV值也最高,與95品10屬同一類型,產(chǎn)量高而不穩(wěn);鐵93-115和95汾選3同屬一類,產(chǎn)量較高,比對照分別增產(chǎn)6.11%和5.04%,居第2、3位,同時CV值最低,居倒數(shù)第1、2位,為高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)品種;延009-1、95汾選1和晉谷16號同屬一個類型,產(chǎn)量較低,排在最后3位,且產(chǎn)量的地域變異較大,CV值為46.3%、44.3%和45.8%,產(chǎn)量低而不穩(wěn)。中熟區(qū)的6個參試品種,朝96041和87-1產(chǎn)量最高,排第1、2位,比對照增產(chǎn)5.19%和2.78%,產(chǎn)量的地域變異較大,CV值為29.0%和34.2%,排第3和第1位,為產(chǎn)量高而不穩(wěn)類型;承谷8號的產(chǎn)量較高,且地域變異較小,分別排第3和第5位,為高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)品種;榆8004和張谷1號產(chǎn)量及其地域變異均較低,同屬低產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)一類,其中,以張谷1號產(chǎn)量最低,榆8004變異系數(shù)最小;承92-554,產(chǎn)量較低,居倒數(shù)第2位,比對照減產(chǎn)10.9%,但地域變異較大,達(dá)30.8%,排第2位,屬產(chǎn)量低而不穩(wěn)類型。早熟區(qū)的5個參試品種,壩谷214、晉汾36號和大同23號產(chǎn)量較高,分別居第1、2、3位,但產(chǎn)量的地域變異較大,CV值較高,分別排第3、2、1位,為產(chǎn)量高而不穩(wěn)類型;大同14號和甘8616的產(chǎn)量和地域變異都較低,均排倒數(shù)1、2位,屬低產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)類型。2.2回歸系數(shù)和決定系數(shù)資料統(tǒng)計表明,參試品種的產(chǎn)量與同一試點全部參試品種的平均產(chǎn)量密切相關(guān),絕大多數(shù)品種的相關(guān)系數(shù)達(dá)到顯著或極顯著水平。因此,回歸系數(shù)比較可靠。從回歸系數(shù)來看,95汾選3、鐵93-115、榆8004、承谷8號、承92-554、甘8616和大同14號等品種的回歸系數(shù)分別為0.8809、0.9219、0.8319、0.9802、0.9944、0.7840和0.7457,b值均小于1,穩(wěn)產(chǎn)性較好。延009-1、遺85-2、95汾選1、晉谷16號、87-1、朝96041、壩谷214、晉汾36號和大同23號等品種的回歸系數(shù)分別為1.1734、1.3745、1.1006、1.1600、1.3315、1.1047、1.1431、1.1051和1.2586,b值均大于1,穩(wěn)產(chǎn)性較差。95品10和張谷1號由于相關(guān)系數(shù)未達(dá)到顯著水準(zhǔn),決定系數(shù)較低,雖然b值也小于1(分別為0.7922和0.7578),但回歸誤差較大,可靠性較差。相關(guān)分析表明,b值與產(chǎn)量呈中度負(fù)相關(guān),例如,在晚熟區(qū),r=-0.6084,而與標(biāo)準(zhǔn)差和變異系數(shù)則呈高度正相關(guān),rb.s=0.6772*～0.9852**,rb.cv=0.7799*～0.8612*,P>0.05～0.01。可見以b值評價產(chǎn)量穩(wěn)定性可靠性相當(dāng)高。2.3高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)穩(wěn)定性試驗結(jié)果資料表明,ai值與產(chǎn)量呈中度負(fù)相關(guān),而與標(biāo)準(zhǔn)差和變異系數(shù)則呈顯著或極顯著的高度相關(guān),rai.s=0.9999**,aicv=0.8185*～0.9574**,證明以ai值評價谷子高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)性可靠性較高。圖中表明,晚熟區(qū)的鐵93-115、95汾選3和中熟區(qū)的承谷8號,ai<1?x>ˉx,落在象限Ⅱ之中,為高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)品種。晚熟區(qū)的95品10、遺85-2,中熟區(qū)的87-1、朝96041,以及早熟區(qū)壩谷214、晉汾36號和大同23號,ai>1?x>ˉx,落在象限Ⅰ之中,產(chǎn)量高而不穩(wěn)。其余品種產(chǎn)量均小于平均產(chǎn)量,ai值或小于或大于1,屬低產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)或低而不穩(wěn)類型。2.4中熟區(qū)品種的hsc318個品種的高穩(wěn)系數(shù)測定表明,在晚熟區(qū),高穩(wěn)系數(shù)以95汾選3最高,為62.43;晉谷16號最低,僅49.29;其排列順序為95汾選3>鐵93-115>95品10>95汾選1>延009-1>遺85-2>晉谷16號。在中熟區(qū)中,以朝96041的HSC3最大,為67.93;承92-554最小,為56.00;排列順序:朝96041>承谷8號>榆8004>87-1>張谷1號>承92-554。早熟區(qū)品種的HSC3值從76.68到63.04,排列順序是壩谷214>晉汾36號>大同14號>大同23號>甘8616。相關(guān)分析表明,高穩(wěn)系數(shù)與產(chǎn)量的相關(guān)系數(shù)達(dá)到中度到高度相關(guān)水平,晚熟區(qū)r=0.6440,中熟區(qū)r=0.7714*,早熟區(qū)r=0.9508*,P>0.05,但與S和CV的相關(guān)較差,特別是中、早熟區(qū),r值從0.0003到0.6555不等,不達(dá)相關(guān)顯著水平(P<0.05)。說明用高穩(wěn)系數(shù)法評價高產(chǎn)性尚可,評價穩(wěn)產(chǎn)性可靠性較差。2.5生長、形態(tài)性狀的地域變異在所分析的10個性狀中,以千粒重、出谷率和生育期的地域變異較小,3個熟區(qū)平均CV值為8.54%、8.58%和8.87%,而產(chǎn)量構(gòu)成因素及其相關(guān)的經(jīng)濟性狀穗粒數(shù)、穗粒重、株草重和主穗重的地域變異較大,3個生態(tài)區(qū)平均,CV值分別為43.65%、36.63%、31.82%和31.75%。各性狀的地域變異排列順序,不同熟區(qū)雖略有差異,但3個熟區(qū)平均,其順序為:穗粒數(shù)、穗粒重、株草重、主穗重>谷草比>主莖高、主穗長>生育期、出谷率、千粒重。相關(guān)分析表明,穗粒數(shù)、穗粒重和高穩(wěn)系數(shù)之間的相關(guān)系數(shù),分別等于0.7512**和0.8271**(P>0.001),植株性狀平均變異系數(shù)(CV)與高穩(wěn)系數(shù)關(guān)系也極為密切,r=0.6267**(P>0.01)。因此,谷子的高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)性與性狀的適應(yīng)性有關(guān),其實質(zhì)是自身對基因型和環(huán)境因素相互關(guān)系的自動調(diào)節(jié)能力。3品種穩(wěn)定性研究亟待加強本研究結(jié)果表明,18個參試品種中,多數(shù)品種產(chǎn)量較高(有10個),占55.6%,但高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)的品種較少,僅有3個,占16.7%,即鐵93-115、95汾選3和承谷8號。低產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)和低而不穩(wěn)類型均有4個,分別為張谷1號、榆8004、甘8616、大同14號和延009-1、95汾選1、晉谷16號、承92-554,各占22.2%。對山西省20世紀(jì)90年代以來通過審定和作為對照的10個品種追蹤研究表明,高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)的品種僅有晉谷4號、晉谷10號和晉谷11號3個。其余的品種,高而不穩(wěn)的有4個,介于高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)和高而不穩(wěn)之間的有3個?？偟膩砜?當(dāng)前育成品種的產(chǎn)量較高,但產(chǎn)量不穩(wěn)定的較多,因此,品種產(chǎn)量的穩(wěn)定性亟待加強。品種審定既關(guān)系到品種推廣問題,也對新品種選育起著重要的導(dǎo)向作用。品種審定時應(yīng)該像重視高產(chǎn)性一樣,進一步加強對品種穩(wěn)定性的審查。目前,研究品種高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)性的方法中,回歸系數(shù)法多傾向產(chǎn)量的穩(wěn)定性方面。高穩(wěn)系數(shù)法往往與高產(chǎn)性的關(guān)系緊密一些,與穩(wěn)產(chǎn)性關(guān)系較差,rHSC.b=-0.1582,rHSC.ai=0.0368,因而難以對所有品種作出具體評價。例如,在本試驗中,早熟區(qū)的壩谷214、晉汾36號和中熟區(qū)的朝96041,在本區(qū)產(chǎn)量均為最高,H