玉米新品種‘長單155’高穩(wěn)系數(shù)和相關(guān)性分析

玉米新品種‘長單155’高穩(wěn)系數(shù)和相關(guān)性分析

0—引言玉米是中國最大的玉石種植面積和種植區(qū)。玉米在中國經(jīng)濟(jì)中發(fā)揮著重要作用，在國家食品安全中發(fā)揮著重要作用。玉米新品種選育,高產(chǎn)是永恒的主題,穩(wěn)產(chǎn)是大面積生產(chǎn)推廣應(yīng)用的基礎(chǔ)和保障。在高產(chǎn)前提下的穩(wěn)產(chǎn)和在穩(wěn)產(chǎn)基礎(chǔ)上的高產(chǎn),將二者進(jìn)行有機(jī)的遺傳整合,是擺在育種工作者面前的一道永無止境的課題?！L單525’(原名‘科早玉3號(hào)’)系山西省農(nóng)業(yè)科學(xué)院谷子研究所在2003年以KY9903為母本,以KY414為父本雜交選育而成的優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)早熟玉米新品種。2008—2009年參加山西省春播玉米特早熟區(qū)域試驗(yàn),2009年參加山西省春播玉米特早熟生產(chǎn)試驗(yàn),表現(xiàn)優(yōu)良并同時(shí)通過了2009年山西省農(nóng)作物品種審定委員會(huì)玉米專業(yè)委員會(huì)組織的田間考察鑒定,2010年5月由山西省農(nóng)作物審定委員會(huì)審定通過,準(zhǔn)予推廣,2011年以來,結(jié)合山西省財(cái)政支持農(nóng)業(yè)科技成果轉(zhuǎn)化項(xiàng)目,在山西北部高寒區(qū)、太行、太岳冷涼區(qū)以及中部復(fù)播區(qū)進(jìn)行了一定面積的示范推廣,取得了較好的社會(huì)經(jīng)濟(jì)效果。為評(píng)價(jià)該品種的生產(chǎn)應(yīng)用價(jià)值,加速玉米新品種的更新推廣步伐,依據(jù)該品種在區(qū)域試驗(yàn)和生產(chǎn)示范中表現(xiàn)出早熟高產(chǎn)、抗病穩(wěn)產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)廣適等特點(diǎn),利用山西省2008—2009年特早熟玉米區(qū)域試驗(yàn)統(tǒng)計(jì)匯總的資料,應(yīng)用平均產(chǎn)量、主效應(yīng)值、變異系數(shù)、余世蓉的標(biāo)準(zhǔn)差比數(shù)法及溫振民等提出的高穩(wěn)系數(shù)法等多種方法,就其豐產(chǎn)性、穩(wěn)產(chǎn)性及適應(yīng)性進(jìn)行綜合分析,為‘長單525’玉米新品種的進(jìn)一步大面積生產(chǎn)應(yīng)用提供理論支撐。1灶1點(diǎn)5墩人工養(yǎng)殖試驗(yàn)區(qū)試點(diǎn)設(shè)計(jì)采用2008年山西省春播特早熟玉米區(qū)域試驗(yàn)統(tǒng)計(jì)匯總資料,試驗(yàn)試點(diǎn)4個(gè),分布在大同新榮1點(diǎn)、朔州右玉1點(diǎn)、平魯1點(diǎn)、忻州五寨1點(diǎn);采用2009年山西省春播特早熟玉米區(qū)域試驗(yàn)統(tǒng)計(jì)匯總資料,同樣分布在大同新榮1點(diǎn)、朔州右玉1點(diǎn)、平魯1點(diǎn)、忻州五寨1點(diǎn)。區(qū)域試驗(yàn)各試點(diǎn)統(tǒng)一采用隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì),3次重復(fù),小區(qū)面積20m2,5行區(qū);生產(chǎn)試驗(yàn)采用間比法設(shè)計(jì),1次重復(fù),每品種面積200m2,20行區(qū)。設(shè)3行以上保護(hù)行,全區(qū)收獲計(jì)產(chǎn)。參加區(qū)域試驗(yàn)和生產(chǎn)試驗(yàn)品種的產(chǎn)量平均數(shù)(X)、標(biāo)準(zhǔn)差(S)、變異系數(shù)(CV=(S/X)×100%)、主效應(yīng)值等利用南京農(nóng)業(yè)大學(xué)主編的田間試驗(yàn)和統(tǒng)計(jì)方法來計(jì)算統(tǒng)計(jì),用主效應(yīng)值和溫振民等提出的高穩(wěn)系數(shù)法(HSC=[(X1-S1)/1.10XCK]×100%)對(duì)‘長單525’進(jìn)行高產(chǎn)豐產(chǎn)性分析,用變異系數(shù)和俞世蓉提出的標(biāo)準(zhǔn)差比數(shù)法(ai=Si/S)對(duì)‘長單525’進(jìn)行穩(wěn)產(chǎn)廣適性分析,用回歸系數(shù)(b)、相關(guān)系數(shù)(r)及決定系數(shù)(r2)對(duì)‘長單525’的適應(yīng)性進(jìn)行綜合分析。2結(jié)果與分析2.1配單種產(chǎn)品種數(shù)和產(chǎn)量統(tǒng)計(jì)量為‘長單525’玉米雜交種參加山西省特早熟玉米區(qū)域試驗(yàn)2年產(chǎn)量結(jié)果見表1。2008年平均單產(chǎn)9510.0kg/hm2,比對(duì)照‘極早單2號(hào)’增產(chǎn)17.1%,增產(chǎn)幅度為12.2%~30.3%,排名第1;2009年平均單產(chǎn)9241.5kg/hm2,比對(duì)照‘極早單2號(hào)’增產(chǎn)15.5%,增產(chǎn)幅度為6.4%~22.9%,排名第2。2年平均單產(chǎn)9375.8kg/hm2,比對(duì)照‘極早單2號(hào)’增16.3%,排名第1。在參試的8個(gè)點(diǎn)次中,各點(diǎn)均表現(xiàn)增產(chǎn),平均增產(chǎn)幅度為9.3%~26.6%。山西省特早熟玉米生產(chǎn)試驗(yàn),2009年‘長單525’平均單產(chǎn)9819.0kg/hm2,比對(duì)照‘極早單2號(hào)’增產(chǎn)12.6%,表現(xiàn)出品種本身具有的高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)性和良好的生產(chǎn)適應(yīng)性。2.2玉米品種的高產(chǎn)豐產(chǎn)性表現(xiàn)為‘長單525’特早熟玉米新品種的豐產(chǎn)性指標(biāo)參數(shù)計(jì)算結(jié)果見表2。從表2可知,該品種主效應(yīng)值2008年是1109.6,為12個(gè)參加區(qū)域試驗(yàn)品種中的第1位;該品種主效應(yīng)值2009年是911.3,為16個(gè)參加區(qū)域試驗(yàn)品種中的第2位。2008—2009年2年平均主效應(yīng)值為1010.3,是2年所有參試品種的第1位,主效應(yīng)值最高,表現(xiàn)出品種具有的高產(chǎn)豐產(chǎn)性最好,說明‘長單525’是一個(gè)豐產(chǎn)性能好的玉米雜交種。玉米新品種的高穩(wěn)系數(shù)是又一個(gè)體現(xiàn)高產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)性的綜合指標(biāo),是某個(gè)參試品種的表型產(chǎn)量中減去環(huán)境因素部分產(chǎn)量后的純遺傳基礎(chǔ)產(chǎn)量與目標(biāo)品種產(chǎn)量的百分比,高穩(wěn)系數(shù)(HSC)值越大表明品種的高產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)性越好?！L單525’在2年區(qū)試中,其HSC值為78.9%~90.9%,平均84.9%,對(duì)照‘極早單2號(hào)’HSC值71.3%~72.4%,平均71.9%,二者相比‘長單525’平均高13%,進(jìn)一步表明該品種具有良好的高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)特性。2.3表現(xiàn)為高產(chǎn)豐產(chǎn)一方面,‘長單525’的高穩(wěn)系數(shù)高,在說明其高產(chǎn)豐產(chǎn)性好的同時(shí),也表明了其可靠的穩(wěn)產(chǎn)性。由表2統(tǒng)計(jì)的產(chǎn)量變異系數(shù)看,2年分別為14.5%和24.7%,平均變異19.6%,低于區(qū)試對(duì)照‘極早單2號(hào)’的21%,說明‘長單525’在主效應(yīng)值大,高穩(wěn)系數(shù)高,具有良好高產(chǎn)豐產(chǎn)性的同時(shí),與對(duì)照‘極早單2號(hào)’相比,具有較低的變異系數(shù),是一個(gè)相對(duì)變異程度小且相對(duì)穩(wěn)定性好的新品種。另從標(biāo)準(zhǔn)差比數(shù)(ai)分析,2年ai值分別為0.729和1.025,其│ai-1│值2008年為0.271,2009年其│ai-1│值為0.025,平均0.148,而對(duì)照‘極早單2號(hào)’2年ai值分別為0.872和0.773,其│ai-1│值2008年為0.128,2009年其│ai-1│值為0.227,平均0.1775。這同樣說明了該品種在不同年份和不同環(huán)境條件下產(chǎn)量的變異程度相對(duì)較低,平均穩(wěn)定性相對(duì)較好。2.4品種適應(yīng)性評(píng)價(jià)參試品種的產(chǎn)量幾乎都是隨著環(huán)境指數(shù)而上升,二者間存在顯著的直線回歸關(guān)系,回歸系數(shù)b就成為重要的適應(yīng)性參數(shù),這種以環(huán)境指數(shù)為參照數(shù)而統(tǒng)計(jì)出來的穩(wěn)定性參數(shù)正是說明了其對(duì)不同環(huán)境條件的適應(yīng)程度。把2008—2009年分年度各區(qū)域試驗(yàn)點(diǎn)的參加試驗(yàn)品種平均產(chǎn)量視為環(huán)境指數(shù),用參加試驗(yàn)品種在各相應(yīng)試點(diǎn)的產(chǎn)量視為依變數(shù)進(jìn)行回歸統(tǒng)計(jì)分析。用回歸系數(shù)b值作為品種適應(yīng)性評(píng)價(jià)指標(biāo),相關(guān)系數(shù)r值為可靠性的評(píng)價(jià)指標(biāo),決定系數(shù)r2作為衡量品種適應(yīng)性是否穩(wěn)定的參數(shù)。對(duì)‘長單525’和‘極早單2號(hào)’等參試品種作回歸和相關(guān)分析,不同年份統(tǒng)計(jì)分析的相關(guān)系數(shù)、回歸系數(shù)以及建立的回歸方程見表2。‘長單525’在2年的區(qū)域試驗(yàn)中,相關(guān)系數(shù)(r)均在0.96以上,決定系數(shù)(r2)均在0.92以上,對(duì)照品種‘極早單2號(hào)’相關(guān)系數(shù)(r)均在0.94以上,決定系數(shù)(r2)均在0.88以上,表明用回歸系數(shù)(b)來說明品種對(duì)環(huán)境條件的適應(yīng)程度是可靠和穩(wěn)定的。‘長單525’玉米雜交種2008年回歸系數(shù)b值為1.2856,表明其對(duì)高產(chǎn)環(huán)境有特殊適應(yīng)性,在高產(chǎn)環(huán)境條件下種植可充分發(fā)揮其增產(chǎn)潛力。2009年回歸系數(shù)b值為0.9397,趨近于1,說明其穩(wěn)產(chǎn)性好,對(duì)一般環(huán)境也具有廣泛的適應(yīng)性。從2年區(qū)域試驗(yàn)進(jìn)行綜合回歸分析看,其回歸系數(shù)b值為0.9011,進(jìn)一步表明其不但對(duì)特殊環(huán)境具有較強(qiáng)的適應(yīng)性,而且對(duì)一般環(huán)境也具有較廣泛的適應(yīng)性。從以上綜合分析看,該品種是一個(gè)適應(yīng)性廣的優(yōu)良玉米單交種。3玉米品種的生長、穩(wěn)定性本研究結(jié)果分析表明,‘長單525’玉米雜交種的主要特點(diǎn)是:(1)豐產(chǎn)性好:該品種2年平均主效應(yīng)值為1010.3,主效應(yīng)值最高,居所有參試品種的第1位;該品種2年其HSC值平均84.9%,HSC值最大。2008—2009年參加山西省春播玉米特早熟區(qū)區(qū)域試驗(yàn),平均單產(chǎn)9375.8kg/hm2,比‘極早單2號(hào)’增產(chǎn)16.3%;2009年參加山西省特早熟玉米生產(chǎn)試驗(yàn),平均單產(chǎn)9819kg/hm2,比對(duì)照‘極早單2號(hào)’增產(chǎn)12.6%。(2)穩(wěn)產(chǎn)性強(qiáng):該品種標(biāo)準(zhǔn)差比數(shù)為0.729~1.025,平均0.877,趨近于1,而對(duì)照‘極早單2號(hào)’為0.773~0.872,平均0.822,其穩(wěn)定性較對(duì)照強(qiáng);高穩(wěn)系數(shù)為78.9%~90.9%,也明顯高于‘極早單2號(hào)’(71.3%~72.4%),平均高出13個(gè)百分點(diǎn)。從產(chǎn)量變異系數(shù)看,‘長單525’為14.5%~24.7%,平均19.6%,而‘極早單2號(hào)’平均為21.0%,一方面說明該品種較對(duì)照品種的產(chǎn)量潛力大,同時(shí)也反映了該品種產(chǎn)量的相對(duì)穩(wěn)定性。(3)適應(yīng)性廣:2008年‘長單525’玉米雜交種回歸系數(shù)b值為1.2856,2009年為0.9397。對(duì)‘長單525’進(jìn)行綜合回歸分析,其回歸系數(shù)b值是0.9011,進(jìn)一步表明其不但對(duì)特殊環(huán)境具有較強(qiáng)的適應(yīng)性,而且對(duì)一般環(huán)境也具有廣泛的適應(yīng)性。說明該品種對(duì)一般環(huán)境和特殊環(huán)境均具有較強(qiáng)的適應(yīng)性?！L單525’山西長治春播90天左右,山西北部高寒山區(qū)春播120天左右,山西中南部復(fù)播90天左右,已在山西、甘肅、黑龍江等省(市)玉米生產(chǎn)上生產(chǎn)應(yīng)用,受到當(dāng)?shù)剞r(nóng)民種植戶的歡迎?！L單525’品質(zhì)優(yōu)良、豐產(chǎn)性高、抗逆性強(qiáng)、穩(wěn)產(chǎn)性好,適應(yīng)范圍廣,既適宜山西北部高寒地區(qū)以及太行太岳冷涼山區(qū)生產(chǎn)應(yīng)用,也適宜國內(nèi)多生態(tài)類型的相應(yīng)區(qū)域推廣種植。評(píng)價(jià)玉米品種的高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)性,已有多種衡量方法與相關(guān)研究報(bào)道,育種工作者一般采用產(chǎn)量平均數(shù)較對(duì)照增產(chǎn)的百分?jǐn)?shù)來評(píng)價(jià)產(chǎn)量水平和豐產(chǎn)性,用標(biāo)準(zhǔn)差、變異系數(shù)、回歸系數(shù)等來評(píng)價(jià)產(chǎn)量的穩(wěn)定性,方法雖然簡便適用,可是把玉米品種的豐產(chǎn)性和穩(wěn)產(chǎn)性剝離開來,各自表述,時(shí)有高產(chǎn)性與穩(wěn)產(chǎn)性互不相關(guān)的結(jié)論。用高穩(wěn)系數(shù)法分析玉米品種的高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)性,是近來被廣泛認(rèn)可的將玉米品種的產(chǎn)量水平和其穩(wěn)定性結(jié)合起來,作為一個(gè)綜合性指標(biāo)來進(jìn)行評(píng)價(jià)的方法。應(yīng)用高穩(wěn)系數(shù)法對(duì)‘長單525’進(jìn)行研究分析,所得結(jié)果與一些在玉米[7,8,9,10,11,12,13,14,15]和大豆品種豐產(chǎn)性和穩(wěn)定性的研究結(jié)果基本一致。高穩(wěn)系數(shù)法是建立在作物產(chǎn)量高低受遺傳因素和環(huán)境因素的影響,把遺傳基礎(chǔ)與環(huán)境的適應(yīng)能力結(jié)合起來對(duì)品種進(jìn)行綜合分析和評(píng)價(jià),能體現(xiàn)穩(wěn)產(chǎn)基礎(chǔ)上的高產(chǎn)和高產(chǎn)前提下的穩(wěn)產(chǎn)的育種理念,但對(duì)遺傳與環(huán)境互作的影響,未予考慮