玉米不同高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)統(tǒng)計分析模式比較研究

李必富

摘要：對紛繁復(fù)雜的數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計分析篩選出目標(biāo)品種，是育種家必須面對的問題。采用3種不同高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)統(tǒng)計分析方法對實際試驗數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，并比較分析結(jié)果，表明應(yīng)用高穩(wěn)系數(shù)法對玉米進(jìn)行高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)統(tǒng)計分析最為簡便、可靠。

關(guān)鍵詞：玉米；高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)；統(tǒng)計分析；常規(guī)方法；Eberhart-Russell模型；高穩(wěn)系數(shù)法

中圖分類號：S513 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1674-1161（2017）04-0064-03

選育高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)品種是玉米育種的最終目的，而環(huán)境與基因互作是玉米品種最終產(chǎn)量形成的根本，因此，對選育的品種在投放市場前需經(jīng)過多年的種植鑒定分析。初期育種規(guī)模小，僅用肉眼經(jīng)驗觀察即可；而現(xiàn)在育種規(guī)模逐年擴(kuò)大，新組合鑒定數(shù)量和鑒定點次成倍增加，特別是品種審定制度的推行，均要求“靠數(shù)據(jù)說話”。

在玉米育種中，系統(tǒng)客觀地評價一個品種的高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)性有多種方法。傳統(tǒng)的方法采用平均數(shù)值（x）較對照增產(chǎn)百分比來估算品種的產(chǎn)量性能，以SSR測驗法估算品種間產(chǎn)量差異大?。ǜ弋a(chǎn)性），以標(biāo)準(zhǔn)差（S）、變異系數(shù)（CV）估測產(chǎn)量的穩(wěn)定性。1966年，Eberhart和Russell提出以回歸模型分析品種穩(wěn)定性的方法，通過計算第一穩(wěn)定系數(shù)（bi）和第二穩(wěn)定系數(shù)（S2di）評價品種的穩(wěn)定性。1994年，溫振明提出高穩(wěn)系數(shù)法（HSC），可以在一個數(shù)列里面表現(xiàn)出品種的豐產(chǎn)性和穩(wěn)定性。這3種方法原理各不相同，計算結(jié)果體現(xiàn)出的結(jié)論也不盡相同。本研究通過試驗數(shù)據(jù)分析，比較三者在實際生產(chǎn)生活中的應(yīng)用效果。

1 材料與方法

1.1 試驗資料

數(shù)據(jù)資料來源于2016年鐵嶺市農(nóng)業(yè)科學(xué)院在遼寧省內(nèi)異地鑒定區(qū)域試驗。試驗共6個品種（含對照），5個點次；種植采用壟作，5行區(qū)，3次重復(fù)，密度為60 000株/hm2。

1.2 數(shù)據(jù)統(tǒng)計方法

1.2.1 常規(guī)方法 計算平均產(chǎn)量■i=ΣXij/n，其中i=1，…，v，j=1，…，t，與對照的增產(chǎn)比可反映品種的豐產(chǎn)性。標(biāo)準(zhǔn)差Si=sqrt[ΣX2ij-（ΣXij）2/n]/（n-1），變異系數(shù)CVi=Si/■i×100，可反映品種的穩(wěn)定性。品種間產(chǎn)量差異采用SSR測驗法計算，反映品種間差異的顯著性。

1.2.2 Eberhart-Russell模型 Eberhart-Russell模型主要通過計算兩個穩(wěn)定參數(shù)來考量品種的高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)性能，將環(huán)境變量以指數(shù)形式體現(xiàn)。以每一個試點1 a中參試品種的平均產(chǎn)量減去所有試點產(chǎn)量的平均值，作為環(huán)境指數(shù)I，Ij=■.j-■..，計算每一個品種的平均產(chǎn)量相對于環(huán)境指數(shù)的回歸系數(shù)b，稱為第一穩(wěn)定參數(shù)，bi=Σ（Xij·Ij）/ΣIj2。因為bi的平均數(shù)等于1，因此可以用測驗bi與1的差異的t測驗值反映差異的顯著性。將直線回歸離差S2di稱為第二穩(wěn)定系數(shù)，S2di=Σδ2ij/（t-2）-S2e/r，其中δ2ij為第i個品種的離回歸平方和，S2e為合并試驗誤差。定義bi=1，S2di=0的品種為穩(wěn)定性品種。S2di值小，說明這一品種的產(chǎn)量是隨環(huán)境指數(shù)變化而變化的，對這一品種在各個環(huán)境下的產(chǎn)量變動可以較可靠地估測；S2di值大，說明這一品種的產(chǎn)量變動不能可靠地估測，品種的產(chǎn)量穩(wěn)定性差。

總平方和SS=ΣX2ij-（ΣXij）2/t，回歸平方和SS=（ΣXij·Ij）2/ΣIj2，離回歸平方和Σδ2ij=總平方和SS-回歸平方和SS，回歸離差S2di=Σδ2ij/（t-2）-S2e/r。最后用F測驗法檢驗穩(wěn)定性差異的顯著性，F(xiàn)=ΣΣδ2ij/（t-2）/（S2e/r）

1.2.3 高穩(wěn)系數(shù)法（HSC） 溫振明提出的高穩(wěn)系數(shù)計算公式為HSCi=（Ga-Gi）/Ga×100，以百分?jǐn)?shù)的形式顯示，其中Ga為目標(biāo)品種的穩(wěn)定產(chǎn)量，Gi為參試品種的穩(wěn)定產(chǎn)量。育種中常簡單計，以比對照增產(chǎn)10%作為目標(biāo)品種的穩(wěn)定產(chǎn)量（即Ga=1.1×■ck），以參試品種的多點平均值減去標(biāo)準(zhǔn)差作為參試品種的穩(wěn)定產(chǎn)量（即Gi=■i-Si），因此，可以HSCi=（1.1×■ck-■i+Si）/（1.1×

■ck）×100來計算品種的高穩(wěn)系數(shù)。HSC法同時考量了品種的豐產(chǎn)性和穩(wěn)產(chǎn)性，HSCi值越小，說明品種的高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)性越好。

1.2.4 相關(guān)性計算 利用Excel相關(guān)性計算公式計算。

2 結(jié)果與分析

2.1 供試品種的產(chǎn)量計算和穩(wěn)定性分析

5個供試品種及對照在5個試驗點的平均產(chǎn)量結(jié)果及各項穩(wěn)定性參數(shù)計算結(jié)果見表1和表2。

由表1和表2可知：平均產(chǎn)量超過對照的有v1，v4，v3這3個品種，但均沒有超過10%，互相之間產(chǎn)量的差異也沒有達(dá)到顯著水平，但v1與對照產(chǎn)量差異達(dá)到極顯著水平，v4和v3則與對照差異不顯著。

根據(jù)計算原理，bi=1，S2di=0的品種穩(wěn)定，因此可以通過測定bi與1的差異及S2di與0的差異來反映品種的穩(wěn)定性差異。僅有v2的t測驗達(dá)到極顯著，說明該品種的穩(wěn)定性極差。S2di與0的F測驗值均不顯著，表明本試驗通過S2di值計算不能體現(xiàn)品種間的穩(wěn)定性差異，只能通過S2di值大小簡單評判品種的穩(wěn)定性大小。通過結(jié)合產(chǎn)量及標(biāo)準(zhǔn)差變異系數(shù)分析，v1，v4，v3均為高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)品種，其中v4品種的標(biāo)準(zhǔn)差和變異系數(shù)最小，穩(wěn)定性最好；通過結(jié)合產(chǎn)量及穩(wěn)定性參數(shù)bi分析，v1，v4，v3為高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)品種，其中v1品種的bi值最接近1，穩(wěn)定性最好；通過結(jié)合產(chǎn)量和穩(wěn)定性參數(shù)S2di分析，v1，v4，v3為高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)品種，其中v1品種的S2di值最接近0，穩(wěn)定性最好。HSCi值綜合考量了品種的產(chǎn)量和變異情況，根據(jù)數(shù)據(jù)可知高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)品種為v1，v4，v3，其中v1品種的HSCi值最小，高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)性最好。

2.2 高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)相關(guān)數(shù)據(jù)排序及相關(guān)性分析

以品種產(chǎn)量平均數(shù)大小及穩(wěn)定性參數(shù)表示穩(wěn)定性高低進(jìn)行排序，結(jié)果見表3。

對表3中產(chǎn)量與穩(wěn)定性參數(shù)進(jìn)行相關(guān)性計算，結(jié)果見表4。將較對照增產(chǎn)的品種單獨進(jìn)行各穩(wěn)定性參數(shù)的相關(guān)性分析，結(jié)果見表5。將增產(chǎn)品種和對照一起進(jìn)行相關(guān)穩(wěn)定性參數(shù)的相關(guān)性分析，結(jié)果見表6。

由表4、表5和表6可知：僅高穩(wěn)系數(shù)與平均產(chǎn)量成正相關(guān)，其余指數(shù)與平均數(shù)相關(guān)性變化不穩(wěn)定，不能單獨體現(xiàn)出品種的高產(chǎn)豐產(chǎn)性，只能結(jié)合兩個數(shù)據(jù)一起簡單比較分析。本試驗平均數(shù)排序和HSCi值排序結(jié)果相同，則通過表4中數(shù)據(jù)可得高穩(wěn)系數(shù)與標(biāo)準(zhǔn)差和變異系數(shù)的相關(guān)性中等。

3 結(jié)論與討論

結(jié)合試驗數(shù)據(jù)，采用3種不同計算分析方法得出的品種高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)結(jié)論基本相同，只是在穩(wěn)定性大小方面有所差異。從計算過程來看，常規(guī)方法簡單，筆算或者使用計算器很容易計算；Eberhart-Russell模型考量的變量較多，計算較為復(fù)雜，使用計算機(jī)軟件也需要多個步驟才能計算；而高穩(wěn)系數(shù)法既考量了豐產(chǎn)性又考量了穩(wěn)產(chǎn)性，計算過程也非常簡單。因此，在玉米高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)鑒定試驗統(tǒng)計分析時，建議采用高穩(wěn)系數(shù)分析法。這與劉海燕、李恒嶺等人的結(jié)論一致。

由于試驗容量的限制，試驗數(shù)據(jù)偏少，誤差較突出，各穩(wěn)定性參數(shù)的相關(guān)性分析結(jié)論不夠嚴(yán)謹(jǐn)，有待于進(jìn)一步研究。

參考文獻(xiàn)

[1] 蓋鈞鎰.試驗統(tǒng)計方法[M].北京：中國農(nóng)業(yè)出版社，2013.

[2] 胡秉民，耿旭.作物穩(wěn)定性分析法[M].北京：科學(xué)出版社，1993.

[3] 溫振明，張永科.用高穩(wěn)系數(shù)法估算玉米雜交種高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)性的探討[J].作物學(xué)報，1994，20（4）：508-512.

[4] 劉海燕.利用高穩(wěn)系數(shù)法綜合分析玉米新品種的研究[J].玉米科學(xué)，2003，11（1）：37-38.

[5] 李恒嶺.對2012—2013年遼寧省玉米區(qū)域試驗中熟組參試品種的高穩(wěn)系數(shù)法評價[J].遼寧農(nóng)業(yè)科學(xué)，2016（3）：77-79.