鮮食大豆品種系豐產(chǎn)性和穩(wěn)定性分析

鮮食大豆品種系豐產(chǎn)性和穩(wěn)定性分析

高產(chǎn)和穩(wěn)產(chǎn)是衡量品種多樣性的重要標(biāo)準(zhǔn)。一個高產(chǎn)而且穩(wěn)產(chǎn)的品種,其適宜推廣面積就大,所以在區(qū)試過程中,要正確合理地評價一個品種,則既要重視品種間的產(chǎn)量差異,也要重視品種的穩(wěn)產(chǎn)性。通常利用平均產(chǎn)量(ˉX)較對照增產(chǎn)百分率估算品種的產(chǎn)量水平;利用t測驗法或SSR測驗法估算品種間產(chǎn)量差異的大小;利用標(biāo)準(zhǔn)差(s)或變異系數(shù)(CV)來估測產(chǎn)量的穩(wěn)定性,因而經(jīng)常會得到高產(chǎn)性與穩(wěn)產(chǎn)性相矛盾的結(jié)果。上世紀(jì)80年代以后,出現(xiàn)了適定性參數(shù)法、高穩(wěn)系數(shù)法等新型統(tǒng)計方法來評價品種的高產(chǎn)性和穩(wěn)產(chǎn)性,并在水稻、玉米、小麥等作物的區(qū)試中均有使用,但在鮮食大豆上卻未見報道,本文利用2005年江蘇省鮮食(春)大豆的區(qū)試結(jié)果,探討了這些方法在鮮食大豆區(qū)試中的適用性和可靠性。1材料和方法1.1試驗單位及點(diǎn)次引用2005年度江蘇省鮮食大豆區(qū)域試驗的產(chǎn)量統(tǒng)計資料(注:小區(qū)產(chǎn)量均換算成每hm2的產(chǎn)量)。參試品種(系)有蘇鮮3號、徐春系128、蘇鮮2號、南農(nóng)9612、23-2、臺灣292(對照)等6個,依次編號為A1、A2,……A6;試驗點(diǎn)為南京、浦口、淮陰、徐州、泰興、蘇州、連云港、南通等8個點(diǎn)次,依次標(biāo)為L1、L2,……L8。各試驗的田間設(shè)計均按江蘇省種子站統(tǒng)一制訂的方案進(jìn)行:隨機(jī)區(qū)組排列,8行區(qū),行長3.5m、行距0.35m、株距0.10m,3次重復(fù),播種時每穴2粒,定苗1株。1.2方法1.2.1品種的標(biāo)準(zhǔn)差適定性參數(shù)以a表示。ai=si/ˉs,式中ai表示第i個品種的適定性參數(shù),si和ˉs分別表示第i個品種的標(biāo)準(zhǔn)差和所有品種的標(biāo)準(zhǔn)差。以a值為橫軸,產(chǎn)量x為縱軸,原點(diǎn)為(1,ˉx)作圖。當(dāng)品種位于象限Ⅰ時(a>1,x>ˉx),表示高產(chǎn)而不穩(wěn)產(chǎn);當(dāng)品種位于象限Ⅱ時(a<1,x>ˉx),表示高產(chǎn)且穩(wěn)產(chǎn);象限Ⅲ(a<1,x<ˉx)中的品種為低產(chǎn)但穩(wěn)產(chǎn);象限Ⅳ(a>1,x<ˉx)中的品種為低產(chǎn)且不穩(wěn)產(chǎn)。1.2.2標(biāo)準(zhǔn)差和平均產(chǎn)量變異系數(shù)以CV表示。CVi=(si/xi)×100%,式中CVi表示第i個品種的變異系數(shù),si和xi分別表示第i個品種的標(biāo)準(zhǔn)差和平均產(chǎn)量。以CV值為橫軸,產(chǎn)量x為縱軸,原點(diǎn)為(ˉCV,ˉx)作圖。當(dāng)品種位于象限Ⅰ時(CV>1,x>ˉx),表示高產(chǎn)而不穩(wěn)產(chǎn);當(dāng)品種位于象限Ⅱ時(CV<1,x>ˉx),表示高產(chǎn)且穩(wěn)產(chǎn);象限Ⅲ(CV<1,x<ˉx)中的品種為低產(chǎn)但穩(wěn)產(chǎn);象限Ⅳ(CV>1,x<ˉx)中的品種為低產(chǎn)且不穩(wěn)產(chǎn)。1.2.3品種產(chǎn)量模型高穩(wěn)系數(shù)以HSC表示。ΗSCi=xi-si1.10xck×100％,式中HSCi、xi、si分別表示第i個品種的高穩(wěn)系數(shù)、平均產(chǎn)量和標(biāo)準(zhǔn)差,xCK為對照品種的產(chǎn)量。HSC值越大,表示該品種的高產(chǎn)性、穩(wěn)產(chǎn)性越好。1.2.4下的模型產(chǎn)量對環(huán)境指數(shù)的回歸離差按照Eberhart-Russell提供的模型和方法,Yij=μi+βiIj+δij,式中Yij是第i個品種在第j個環(huán)境下的模擬產(chǎn)量,μi是第i個品種的產(chǎn)量對環(huán)境指數(shù)的回歸截距,βi是第i個品種的產(chǎn)量對第j個環(huán)境指數(shù)的回歸截距(b),Ij表示第j個環(huán)境的環(huán)境指數(shù),δij是第i個品種的產(chǎn)量對第j個環(huán)境指數(shù)的回歸離差,則b=∑j(Yij×Ιj)/∑Ι2j。b值>1,表明該品種(系)對環(huán)境反應(yīng)敏感,在不同環(huán)境中產(chǎn)量差異大,反之則說明該品種對環(huán)境反應(yīng)遲鈍,在不同環(huán)境中產(chǎn)量差異小而穩(wěn)定性好。2增、減量試驗結(jié)果的穩(wěn)定性由表1可知,地點(diǎn)間、品種間以及品種×地點(diǎn)間的差異均達(dá)極顯著水平,這表明試驗中含有增、減產(chǎn)極顯著的品種(系),而且這種增、減產(chǎn)的幅度是隨地點(diǎn)不同而變化的,另外地點(diǎn)間也存在著使品種(系)增、減產(chǎn)的效應(yīng),因此,進(jìn)一步分析這些品種(系)的穩(wěn)定性是有必要的。2.1不同品種系鮮莢產(chǎn)量和實行產(chǎn)品量由表2可知,參試品種(系)的適定性系數(shù)排列順序為A6(CK)<A1<A5<A4<A2<A3,其中A6(CK)、A1的適定性參數(shù)小于1,表明這兩個品種(系)具有較好的穩(wěn)產(chǎn)性;A5和A4的適定性參數(shù)約等于1,表明這兩個品種(系)的穩(wěn)產(chǎn)性一般;而另外兩個品種(系)的適定性參數(shù)則遠(yuǎn)大于1,表明它們的穩(wěn)產(chǎn)性較差。從參試品種(系)的鮮莢產(chǎn)量來看,由于A4、A1和A6等3個品種(系)的平均產(chǎn)量(Xi)均大于所有參試品種(系)的平均產(chǎn)量ˉx(ˉx=8434.5kg/hm2),品種;而A5、A2和A3等品種(系)的平均產(chǎn)量小于8434.5kg/hm2,因此屬于低產(chǎn)品種。結(jié)合這些品種因此這3個品種(系)屬于高產(chǎn)的適定性參數(shù)和平均產(chǎn)量,則可以對這些品種的高產(chǎn)穩(wěn)性做出評價,即A1、A6(CK)屬于高產(chǎn)且穩(wěn)產(chǎn)的品種(系);A4屬于高產(chǎn)品種,但穩(wěn)產(chǎn)性一般;A5屬于穩(wěn)產(chǎn)性一般且高產(chǎn)性較差的品種;A2、A3則屬于低產(chǎn)且不穩(wěn)產(chǎn)的品種。這個結(jié)論可以從圖1中非常直觀的體現(xiàn)出來。2.2a、b、a產(chǎn)品的產(chǎn)量特性,明確指出“生長產(chǎn)所有參試品種(系)的變異系數(shù)列于表2。A1、A6的變異系數(shù)分別是13.41和13.69,是所有參試品種(系)中最小的,表明這兩個品種(系)的穩(wěn)產(chǎn)性最好;A4的變異系數(shù)為17.71,居參試品種的中間水平,與ˉCV(ˉCV=18.44)水平相當(dāng),表明其穩(wěn)產(chǎn)性一般;A5、A2和A3的變異系數(shù)均大于20.00,表明它們的穩(wěn)產(chǎn)性較差。從產(chǎn)量角度分析的情況同適定性參數(shù)法,即A4、A1和A6為高產(chǎn)品種,A5、A2、A3為低產(chǎn)品種。因此,A1、A6為高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)品種;A4為高產(chǎn)品種,但穩(wěn)產(chǎn)性一般;A3、A2和A5為低產(chǎn)且不穩(wěn)產(chǎn)的品種。如圖2所示。2.3不同品種系hsc值的比較高穩(wěn)系數(shù)是品種的高產(chǎn)性和穩(wěn)定性的綜合指標(biāo),它有多種計算公式,本文中所述的高穩(wěn)系數(shù)按溫振民等(1994)的簡化公式(3)的計算而得,其值越大,表明該品種的高產(chǎn)和穩(wěn)產(chǎn)性越好。在參試的6個品種(系)中,A1、A4、A6的HSC值均大于78.00,列所有品種(系)的前三位,表明它們的高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)性較好;A5的HSC值不足60.00,位列所有品種(系)的最末1位,表明其高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)性較差;而A2和A3的HSC值在61%左右,在參試品種(系)的HSC值中位居中游,表明它們的高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)性一般。2.4不同品種系的產(chǎn)量效應(yīng)將回歸系數(shù)及與之相關(guān)的幾個參數(shù)列于表3。在參試的6個品種(系)中,A1、A4和A6的產(chǎn)量主效應(yīng)為正,均超過了450kg/hm2,表明它們的高產(chǎn)性較好;而剩余3個品種(系)的產(chǎn)量主效應(yīng)則為負(fù),表明它們的產(chǎn)量水平較低。從6個品種的回歸系數(shù)來看,A1、A5和A6的回歸系數(shù)小于1,表明它們的穩(wěn)產(chǎn)性較好,在不同的環(huán)境條件下均能獲得穩(wěn)定的產(chǎn)量;而A2、A3和A4的回歸系數(shù)則大于1,表明它們的穩(wěn)產(chǎn)性較差,在不同的環(huán)境條件下的產(chǎn)量差異較大。2.5a、c、e的降解將適定性參數(shù)法、變異系數(shù)法和回歸系數(shù)法等3種分析方法的對《2005年江蘇省鮮食(春)大豆品種區(qū)域試驗》參試品種(系)的評價結(jié)果列于表4。在產(chǎn)量性狀的評價上3種方法一致,即A1、A4和A6為高產(chǎn)品種,A2、A3和A5為低產(chǎn)品種;在穩(wěn)產(chǎn)性的評價上,3種方法對A1、A6和A2、A3等4個品種(系)的評價也一致,即前兩者屬穩(wěn)產(chǎn)品種,而后兩者的穩(wěn)產(chǎn)性較差。但3種方法對于A4和A5的判別則產(chǎn)生了不同,在適定性參數(shù)法中,兩者均屬不穩(wěn)產(chǎn)品種(系),在變異系數(shù)法中A4為穩(wěn)產(chǎn)品種、A5為不穩(wěn)產(chǎn)品種,而回歸系數(shù)法的分析與變異系數(shù)法正好相反,由表2和表3可知,A4和A5的適定性系數(shù)分別為1.0679和1.0006、變異系數(shù)分別為17.71和21.13、回歸系數(shù)分別為1.0331和0.9447,可以發(fā)現(xiàn)這些數(shù)據(jù)均與各自分析方法的判別標(biāo)準(zhǔn)值近似,即適定性參數(shù)約等于1、變異系數(shù)約等于ˉCV(ˉCV=18.44)、回歸系數(shù)約等于1,因此3種分析方法雖然產(chǎn)生了不同,但這些不同均只來自于判別標(biāo)準(zhǔn)值附近,產(chǎn)生這樣的誤差是可以接受的。這表明3種方法分析鮮食春大豆區(qū)試結(jié)果是值得信賴的。再來分析高穩(wěn)系數(shù)法的結(jié)果,由于沒有一個判斷標(biāo)準(zhǔn),因此很難界定哪些品種肯定屬于高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)品種,只能通過所有參試品種(系)的HSC值大小來評判,A1、A4、A6的HSC在參試品種(系)中居前3位,表明它們的高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)性較好;而A2、A3和A5的HSC值則相對較小,表明其高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)性較差。這個結(jié)果其它3種分析方法基本一致。3討論3.14不同產(chǎn)品品種穩(wěn)定性和高穩(wěn)系數(shù)法的計算過程都只是反映品種將4種分析方法結(jié)果(ai、CVi、HSCi、bi)以及各品種(系)的平均產(chǎn)量(Xi)和標(biāo)準(zhǔn)差(Si)之間兩兩考察相關(guān)性,結(jié)果列于表5。適定性參數(shù)、變異系數(shù)、回歸系數(shù)與標(biāo)準(zhǔn)差之間的相關(guān)性均達(dá)極顯著水平;與平均產(chǎn)量之間的相關(guān)性均不顯著,而且適定性參數(shù)、變異系數(shù)和回歸系數(shù)三者之間的相關(guān)性也達(dá)極顯著水平,這表明它們只能反映品種的穩(wěn)定性而不能反映高產(chǎn)性;高穩(wěn)系數(shù)則與平均產(chǎn)量、變異系數(shù)之間達(dá)極顯著和顯著水平,表明高穩(wěn)系數(shù)是一個既能反映品種的豐產(chǎn)性又能反映穩(wěn)產(chǎn)性的綜合指標(biāo),但主要反映的是品種的高產(chǎn)性。適定性參數(shù)法和變異系數(shù)法的計算過程比較簡單,但得到的穩(wěn)定性參數(shù)僅是反映了品種本身變異程度的大小,而不考慮其它品種的變異情況,而且在評價品種的豐產(chǎn)性時還必須得借助于品種的平均產(chǎn)量,得到的豐產(chǎn)性和穩(wěn)產(chǎn)性結(jié)果往往不一致,此時會難以取舍;高穩(wěn)系數(shù)法的計算過程也比較簡單,HSC是一個綜合了品種豐產(chǎn)性和穩(wěn)產(chǎn)性的參數(shù),但應(yīng)用此法在評價品種的時候卻沒有統(tǒng)一的判別標(biāo)準(zhǔn),僅能憑品種間的相互關(guān)系進(jìn)行取舍,因此在參試品種較少或者HSC值相近時,不太容易掌握;回歸系數(shù)法的計算過程雖然在4種方法中是最復(fù)雜的,但其計算值不僅考慮單個品種的變異程度,還考慮了其它品種的變異情況,