河南省鮮食糯玉米新品種的豐產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)性比較及種植區(qū)域分析

魏常敏，周文偉，許衛(wèi)猛，邢永鋒，張傳量，李桂芝，宋萬友

(周口市農(nóng)業(yè)科學(xué)院，河南周口 466000)

糯玉米子粒中的淀粉幾乎100%為支鏈淀粉，且富含 E 類、B 類等維生素和賴氨酸等氨基酸，具有較高的營養(yǎng)保健價(jià)值及工業(yè)利用價(jià)值[1，2]。糯玉米籽粒色澤晶瑩，蒸煮后口感綿軟香甜，受到廣大消費(fèi)者的青睞。近年來，隨著供給側(cè)結(jié)構(gòu)改革的推進(jìn)和育種進(jìn)程的加快，我國糯玉米種植加工迅速發(fā)展，目前種植面積已達(dá)80萬公頃。品種高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)是推廣應(yīng)用的前提條件，對(duì)品種進(jìn)行多點(diǎn)多年的試驗(yàn)鑒定，評(píng)價(jià)其豐產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)性，并篩選最適合其種植的區(qū)域，是品種種植推廣的重要一環(huán)。高穩(wěn)系數(shù)法常用來評(píng)價(jià)區(qū)試品種的豐產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)性，最初由溫振民提出[3]。該參數(shù)兼顧品種的豐產(chǎn)性和穩(wěn)產(chǎn)性，在玉米[4]、小麥[5]等作物上得到廣泛應(yīng)用。近年來，AMMI (Additive main effects and multiplicative interaction)模型也被廣泛應(yīng)用于品種穩(wěn)定性和適應(yīng)性分析[6，7]。該模型將方差分析和主成分分析有機(jī)地結(jié)合在一起，其分析結(jié)果可以用直觀簡(jiǎn)潔的圖形表達(dá)和解釋。AMMI分析可以幫助對(duì)品種進(jìn)行更可靠的穩(wěn)定性分析，甚至鑒別一些特殊品種基因型和環(huán)境互作(G×E)效應(yīng)，為針對(duì)某一特殊環(huán)境適應(yīng)性的品種育種提供有價(jià)值的信息[8]。高穩(wěn)系數(shù)法和AMMI多用于普通玉米區(qū)試試驗(yàn)分析中，將兩種方法結(jié)合分析糯玉米鮮有報(bào)道。本文采用常規(guī)高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)分析方法和高穩(wěn)系數(shù)法，結(jié)合AMMI模型，通過對(duì) 2017年和2018年河南省7個(gè)糯玉米區(qū)試參試品種的比較分析，以為各參試品種的推廣利用提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

材料來源于2017年、2018年河南省糧作鮮食玉米品種試驗(yàn)聯(lián)合體區(qū)域試驗(yàn)。參試品種7個(gè)：周糯6號(hào)、周糯7號(hào)(周口市農(nóng)業(yè)科學(xué)院選育)，洛白糯3號(hào)(洛陽市農(nóng)業(yè)科學(xué)院選育)，博糯118(博愛縣農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所選育)，鄭白甜糯2號(hào)、鄭白糯9號(hào)、鄭白甜糯3號(hào)(河南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院糧食作物研究所選育)，對(duì)照品種為蘇玉糯2號(hào)。全省設(shè)置7個(gè)試驗(yàn)點(diǎn)，分別是鄭州、新鄉(xiāng)、焦作、周口、南陽、商丘和洛陽。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)采用間比法設(shè)計(jì)，小區(qū)面積24 m2，6行區(qū)，四周設(shè)不少于4行的保護(hù)行，取中間4行(16 m2)計(jì)產(chǎn)，種植密度5.25萬株/hm2。

1.3 試驗(yàn)分析方法

用Excel2007對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，計(jì)算各品種的平均產(chǎn)量和增產(chǎn)百分?jǐn)?shù)，評(píng)價(jià)品種的豐產(chǎn)性。利用DPS9.5軟件，采用一般通用公式計(jì)算產(chǎn)量的平均值、標(biāo)準(zhǔn)差、變異系數(shù)，進(jìn)行品種間產(chǎn)量的SSR檢測(cè)和AMMI模型分析以評(píng)價(jià)參試品種的穩(wěn)定性。

高穩(wěn)系數(shù)計(jì)算方法參考文獻(xiàn)[3]的計(jì)算公式：

HSCi= (Xi-Si)/1.10XCK×100%

式中：Xi—第i個(gè)參試品種的平均產(chǎn)量；Si—第i個(gè)參試品種的標(biāo)準(zhǔn)差；XCK—對(duì)照品種的平均產(chǎn)量。

HSCi為第i個(gè)參試品種的高穩(wěn)系數(shù)，其值越大，說明該品種的高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)性越好。

2 結(jié)果與分析

2.1 參試品種產(chǎn)量多重比較

用最小顯著差數(shù)法(LSD法)對(duì)8個(gè)品種的產(chǎn)量進(jìn)行比較，結(jié)果表明：品種間的產(chǎn)量差異達(dá)到極顯著水平(p<0.01)。7個(gè)參試品種的平均產(chǎn)量均顯著高于對(duì)照蘇玉糯2號(hào)，增產(chǎn)幅度為6.68%～23.88%(表1)。

表1 各參試品種產(chǎn)量及多重比較結(jié)果(LSD法)

2.2 參試品種豐產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)性分析

從表2可以看出，標(biāo)準(zhǔn)差、變異系數(shù)結(jié)果基本一致，而高穩(wěn)參數(shù)綜合了產(chǎn)量、產(chǎn)量標(biāo)準(zhǔn)差和變異系數(shù)的表現(xiàn)，與其表現(xiàn)不盡相同。周糯6號(hào)和洛白糯3號(hào)綜合表現(xiàn)較好。周糯6號(hào)2017年產(chǎn)量最高，標(biāo)準(zhǔn)差第八，變異系數(shù)第七，而高穩(wěn)系數(shù)排名第四，處于中間位置；洛白糯3號(hào)2018年產(chǎn)量第一，標(biāo)準(zhǔn)差和變異系數(shù)分別處于第八和第六，而高穩(wěn)系數(shù)排名第一。

2017年，周糯6號(hào)鮮穗產(chǎn)量最高，增幅達(dá)25.33%，但該品種的標(biāo)準(zhǔn)差和變異系數(shù)排名第八和第七，表現(xiàn)為豐產(chǎn)性好而穩(wěn)產(chǎn)性一般，高穩(wěn)系數(shù)排名第四，綜合體現(xiàn)了這個(gè)品種的特點(diǎn)。洛白糯3號(hào)，產(chǎn)量第二，標(biāo)準(zhǔn)差、變異系數(shù)和高穩(wěn)系數(shù)排名均為第一，豐產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)性好。博糯118，產(chǎn)量第四，增幅為17.0%，標(biāo)準(zhǔn)差和變異系數(shù)分別為第四、第三，高穩(wěn)系數(shù)第二，穩(wěn)產(chǎn)性好豐產(chǎn)性一般。2018年，洛白糯3號(hào)鮮穗產(chǎn)量第一，增幅達(dá)24.81%，而標(biāo)準(zhǔn)差和變異系數(shù)位次分別為第八和第六，豐產(chǎn)性好而穩(wěn)產(chǎn)性差。周糯6號(hào)，產(chǎn)量、標(biāo)準(zhǔn)差均排第二，變異系數(shù)位居第一，高穩(wěn)系數(shù)第二，豐產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)性均較好。

同一個(gè)品種，兩年表現(xiàn)不同。周糯6號(hào)2017年表現(xiàn)為豐產(chǎn)性好穩(wěn)產(chǎn)性差，而2018年表現(xiàn)為豐產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)性均好，洛白糯3號(hào)則相反，2017年表現(xiàn)為豐產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)性好，2018年卻表現(xiàn)為豐產(chǎn)性好穩(wěn)產(chǎn)性差。

表2 各參試品種豐產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)性比較

2.3 參試品種適應(yīng)性分析

以2017年和2018年的平均產(chǎn)量為基準(zhǔn)，用DPS9.5進(jìn)行AMMI模型分析，結(jié)果表明(表3)，品種、試點(diǎn)和互作對(duì)產(chǎn)量的影響均達(dá)到極顯著差異水平(p<0.01)，品種、環(huán)境和品種環(huán)境互作的平方和占總平方和的比例分別為12.89%、72.84%、14.27%，均達(dá)到極顯著差異水平。

以平均產(chǎn)量為橫坐標(biāo)，IPCA1值為縱坐標(biāo)得到AMMI雙標(biāo)圖(圖1)，解釋了互作效應(yīng)的54.19%，結(jié)果可靠。從圖中可以看出，試點(diǎn)分布位置比品種分散，說明試點(diǎn)變異大于品種變異，同一品種在不同試點(diǎn)差異大，而同一試點(diǎn)的品種差異相對(duì)較小。IPCA1值反應(yīng)的是互作效應(yīng)的差異，在垂直方向上，越靠近0值線(橫坐標(biāo)軸)，品種的穩(wěn)定性越好；水平方向上值越大，品種的豐產(chǎn)性越好。

表3 各參試品種AMMI分析結(jié)果

圖1 AMMI模型分析結(jié)果

從圖1可以看出，洛白糯3號(hào)和博糯118穩(wěn)定性最好，其次是周糯7號(hào)、鄭白甜糯2號(hào)和鄭白甜糯3號(hào)，再次是鄭白糯9號(hào)和周糯6號(hào)，蘇玉糯2號(hào)穩(wěn)定性最差。結(jié)合產(chǎn)量因素，洛白糯3號(hào)豐產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)性均較好，周糯6號(hào)豐產(chǎn)性好、穩(wěn)產(chǎn)性一般，博糯118豐產(chǎn)性一般、穩(wěn)產(chǎn)性好。在AMMI雙標(biāo)圖中，品種與同一側(cè)的地點(diǎn)為正的互作，與另一側(cè)的地點(diǎn)則為負(fù)的互作。洛白糯3號(hào)和博糯118位于水平線位置，是較為穩(wěn)產(chǎn)的品種，適合全省范圍內(nèi)種植。商丘、南陽、焦作3個(gè)地方與周糯6號(hào)、鄭白糯9號(hào)、鄭白甜糯3號(hào)為正向互作，為這3個(gè)品種的適宜種植區(qū)域；周口、洛陽、鄭州、新鄉(xiāng)與周糯7號(hào)、鄭白甜糯2號(hào)、蘇玉糯2號(hào)為正向互作，適合種植這3個(gè)品種。

3 結(jié)論與討論

在品種推廣應(yīng)用中，往往要考慮多年的綜合表現(xiàn)，而不是特定某一年的表現(xiàn)，因?yàn)橥黄贩N在同一地點(diǎn)、不同年份往往表現(xiàn)不同。本試驗(yàn)中周糯6號(hào)和洛白糯3號(hào)兩年的表現(xiàn)也不同。造成這種差異的原因主要是品種特性和試點(diǎn)的氣候條件。周糯6號(hào)前期生長較快，成熟早，比對(duì)照晚0.4 d，洛白糯3號(hào)相對(duì)晚熟，熟期比對(duì)照晚3.3 d。2017年7月中下旬到8月上旬，河南大部分地區(qū)遭遇高溫干旱，對(duì)周糯6號(hào)影響較大；2018年，玉米生長前期雨水充足，生長良好，而商丘試點(diǎn)在8月18日出現(xiàn)大風(fēng)大雨天氣，導(dǎo)致玉米倒伏嚴(yán)重。熟期相對(duì)較早的周糯6號(hào)已進(jìn)入品嘗期，產(chǎn)量影響較??；而對(duì)熟期稍晚、正處于灌漿期的洛白糯3號(hào)影響較大。

河南省夏玉米高產(chǎn)區(qū)主要分布在豫北黃淮海平原區(qū)(鄭州、新鄉(xiāng)等)，中產(chǎn)區(qū)主要分布在豫東平原區(qū)和南陽盆地(周口、商丘和南陽)，低產(chǎn)區(qū)分布在豫西、豫南和南陽盆地外圍的丘陵山地(洛陽、焦作等)。河南省降水量年際波動(dòng)較大，空間分布不均，總體呈緯向分布，自南向北逐漸減少，西部、北部均為夏玉米生產(chǎn)期內(nèi)干旱災(zāi)害的高發(fā)區(qū)[9]。洛白糯3號(hào)豐產(chǎn)性好、穩(wěn)產(chǎn)性較好，適合河南省范圍內(nèi)種植；周糯6號(hào)豐產(chǎn)性好、穩(wěn)產(chǎn)性中等，適合穩(wěn)產(chǎn)性較好的中產(chǎn)區(qū)種植(商丘、南陽)，在保持穩(wěn)產(chǎn)的同時(shí)具有較高的增產(chǎn)潛力。

評(píng)價(jià)糯玉米品種的優(yōu)劣，在注重豐產(chǎn)性和穩(wěn)產(chǎn)性的同時(shí)，還應(yīng)該考慮品質(zhì)、外觀等商品屬性。在育種過程中，不僅要像大田玉米一樣具有高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)、多抗、廣適等優(yōu)良性狀，更重要的是還要具備營養(yǎng)品質(zhì)高、口感風(fēng)味好，以及在子粒顏色、成熟期、果穗加工等方面多樣化的特點(diǎn)[10]。本研究僅結(jié)合兩年7個(gè)點(diǎn)的試驗(yàn)數(shù)據(jù)對(duì)豐產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)性進(jìn)行研究，今后還需要加強(qiáng)品質(zhì)方面的研究，以獲得更為全面準(zhǔn)確的結(jié)果。