丹玉311 在西北春玉米區(qū)的豐產(chǎn)性、穩(wěn)產(chǎn)性和適應(yīng)性分析

周旭梅 高洪敏 高旭東

（丹東農(nóng)業(yè)科學(xué)院，鳳城 118109）

在玉米育種中，高產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)、適應(yīng)性強(qiáng)是評價玉米新品種的重要指標(biāo)。優(yōu)良品種不僅應(yīng)具有豐產(chǎn)性能，而且應(yīng)具備穩(wěn)產(chǎn)特性，有良好的適應(yīng)性。玉米新品種丹玉311（國審玉20200018、國審玉20180210、遼審玉20180032）是通過國家西北春玉米區(qū)、東華北中熟春玉米區(qū)和遼寧省品種審定委員會審定的雙國審玉米新品種，在區(qū)域試驗(yàn)和生產(chǎn)示范中表現(xiàn)出高產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、廣適等特點(diǎn)。為評價該品種在西北春玉米區(qū)的推廣價值和適應(yīng)區(qū)域，加速玉米品種更新?lián)Q代的步伐，利用中科玉西北春玉米組科企創(chuàng)新聯(lián)合體2017-2018 年品種區(qū)域試驗(yàn)和2018 年生產(chǎn)試驗(yàn)統(tǒng)計匯總的資料，采用不同分析方法對丹玉311 的豐產(chǎn)性、穩(wěn)產(chǎn)性、生態(tài)適應(yīng)性進(jìn)行綜合分析和評價，為該品種在西北春玉米區(qū)的合理布局和大面積推廣，充分發(fā)揮該品種的產(chǎn)量潛力提供理論基礎(chǔ)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)設(shè)計數(shù)據(jù)來自參加2017-2018 年中科玉西北春玉米組科企創(chuàng)新聯(lián)合體品種區(qū)域試驗(yàn)和2018 年生產(chǎn)試驗(yàn)統(tǒng)計匯總的資料。對照品種為先玉335，試驗(yàn)密度82500 株/hm2（新疆90000 株/hm2）。區(qū)域試驗(yàn)采用隨機(jī)區(qū)組設(shè)計，3 次重復(fù)，5 行區(qū)，小區(qū)面積20m2。四周設(shè)4 行及以上保護(hù)行，保護(hù)行均種植玉米。等株距種植，實(shí)收中間3 行（12m2）計產(chǎn)，折算成標(biāo)準(zhǔn)含水量的產(chǎn)量。生產(chǎn)試驗(yàn)不設(shè)重復(fù)，間比法排列，種植行數(shù)應(yīng)為15～20 行，面積≥300m2，全區(qū)收獲計產(chǎn)，并設(shè)不少于4 行的保護(hù)區(qū)，試驗(yàn)管理高于當(dāng)?shù)厣a(chǎn)水平。2017 年區(qū)域試驗(yàn)在5 省共設(shè)21 個點(diǎn)，因?yàn)?zāi)報廢1 個點(diǎn)；2018 年區(qū)域試驗(yàn)在5 省共設(shè)22 個點(diǎn)，報廢1 個點(diǎn)；2018 年生產(chǎn)試驗(yàn)在5 省共設(shè)22 個點(diǎn)，試驗(yàn)數(shù)據(jù)可靠，試驗(yàn)總體質(zhì)量較高。

1.2 分析方法通過各試驗(yàn)點(diǎn)的產(chǎn)量平均數(shù)分析品種的豐產(chǎn)性。通過產(chǎn)量變異系數(shù)（CV）、高穩(wěn)系數(shù)（HSCi）[1]、適應(yīng)性參數(shù)（ai）綜合分析品種的穩(wěn)產(chǎn)性。通過產(chǎn)量與環(huán)境的回歸系數(shù)（b）和相關(guān)系數(shù)（r）、決定系數(shù)（r2）對品種適應(yīng)性進(jìn)行衡量分析。

式中，Si為第i個參試品種的標(biāo)準(zhǔn)差為參試品種的平均標(biāo)準(zhǔn)差。ai為第i個參試品種的適應(yīng)性參數(shù)，可以反映該品種的穩(wěn)產(chǎn)性。ai值越小，表明該品種的穩(wěn)產(chǎn)性越好。如果ai過小，雖產(chǎn)量比較穩(wěn)定，但其生產(chǎn)潛力不會很大。故適應(yīng)性參數(shù)只能表明品種的穩(wěn)定性，不能綜合評價品種的豐產(chǎn)特性，優(yōu)良品種的產(chǎn)量ai不宜太小，以接近于1較好[2-3]。

2 結(jié)果與分析

2.1 區(qū)域試驗(yàn)方差分析結(jié)果如表1 所示，2017 年和2018 年區(qū)域試驗(yàn)品種間差異均達(dá)極顯著水平，品種與試點(diǎn)間的互作差異也極顯著，可以利用這2 年的區(qū)域試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行玉米品種丹玉311 的豐產(chǎn)性、穩(wěn)產(chǎn)性和適應(yīng)性分析。

表1 區(qū)域試驗(yàn)方差分析（試點(diǎn)效應(yīng)固定）

2.2 豐產(chǎn)性分析由表2 可知，丹玉311 于2017年參加中科玉西北春玉米組科企創(chuàng)新聯(lián)合體品種區(qū)域試驗(yàn)初試，20 個試驗(yàn)點(diǎn)，16 個點(diǎn)增產(chǎn)，平均產(chǎn)量為14710.0kg/hm2，比對照先玉335 增產(chǎn)2.4%，居第3位；2018 年參加復(fù)試，21 個點(diǎn)，17 個點(diǎn)增產(chǎn)，平均產(chǎn)量17167.5kg/hm2，比對照先玉335 增產(chǎn)4.9%，居第2 位；2 年區(qū)域試驗(yàn)平均產(chǎn)量為15938.8kg/hm2，比對照先玉335 增產(chǎn)3.7%。2018 年參加中科玉西北春玉米組科企創(chuàng)新聯(lián)合體品種生產(chǎn)試驗(yàn)，平均產(chǎn)量16266.0kg/hm2，比對照先玉335 增產(chǎn)3.9%，增產(chǎn)點(diǎn)率90.9%，居第2 位。綜合以上試驗(yàn)結(jié)果，丹玉311是一個豐產(chǎn)性好、增產(chǎn)潛力很大的優(yōu)良玉米新品種。

表2 丹玉311 區(qū)域試驗(yàn)與生產(chǎn)試驗(yàn)產(chǎn)量結(jié)果

2.3 穩(wěn)產(chǎn)性分析變異系數(shù)是反映變異程度的參數(shù)，變異系數(shù)小，表示其變異程度小，產(chǎn)量的穩(wěn)定性好。如表3 所示，丹玉311 在2017 年和2018 年區(qū)試中的變異系數(shù)分別為14.25%和11.76%，均小于對照先玉335 的變異系數(shù)；2 年平均變異系數(shù)比對照先玉335 的平均變異系數(shù)低0.30%，這在一定程度上反映了丹玉311 的相對穩(wěn)定性。

高穩(wěn)系數(shù)是反映品種高產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)性的一個綜合指標(biāo)[2]，在不考慮產(chǎn)量與環(huán)境因素和遺傳基因相互作用的情況下，可以比較客觀地反映其適應(yīng)性和穩(wěn)產(chǎn)性。丹玉311 在2 年區(qū)試中HSC值分別為91.60%和94.41%，均高于對照先玉335，2 年平均HSC值比對照先玉335 高3.28%，表明丹玉311 具有良好的高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)特性。

從適應(yīng)性參數(shù)上看，2 年的ai值均居于同組參試品種的中間水平，2017 年ai值為0.950，|ai-1|為0.050，2018 年ai值為1.001，|ai-1|為0.001；2017 年和2018 年對照先玉335 的|ai-1|分別為0.067 和0.002；丹玉311 2 年平均|ai-1|為0.024，先玉335 2年平均|ai-1|為0.034；丹玉311 的品種穩(wěn)定性略高于先玉335。從多種統(tǒng)計分析結(jié)果看，丹玉311 是具有良好穩(wěn)產(chǎn)特性的優(yōu)良玉米新品種。

表3 丹玉311 穩(wěn)定性參數(shù)分析

2.4 適應(yīng)性分析

2.4.1 適應(yīng)性參數(shù)分析玉米雜交種的產(chǎn)量差異是由基因型和環(huán)境條件相互作用形成的[4-5]，玉米品種的產(chǎn)量與環(huán)境指數(shù)存在顯著的直線回歸關(guān)系[6]。以各參試點(diǎn)所有參試品種平均產(chǎn)量作為環(huán)境指數(shù)，以之為自變量，以各品種在相應(yīng)各試點(diǎn)的產(chǎn)量為依變量進(jìn)行回歸分析。以回歸系數(shù)b值為品種適應(yīng)性指標(biāo)，當(dāng)b＜1 時，說明該品種對環(huán)境的反應(yīng)不敏感，適應(yīng)性廣，在不同試驗(yàn)點(diǎn)產(chǎn)量差異小，產(chǎn)量穩(wěn)定性好[7-9]；當(dāng)b=1 時，該品種具有平均穩(wěn)定性和廣泛適應(yīng)性[5，8]；當(dāng)b＞1 時，該品種對環(huán)境變化敏感性增大，對高產(chǎn)環(huán)境的適應(yīng)性增大[5，8]。r值為可靠性指標(biāo)，r2衡量品種適應(yīng)性是否穩(wěn)定。

表4 丹玉311 適應(yīng)性參數(shù)分析

由表4 可知，丹玉311 在不同年份建立的回歸方程經(jīng)F測驗(yàn)均達(dá)到極顯著水平。2017 年和2018 年相關(guān)系數(shù)r值分別為0.9452 和0.8959，均達(dá)到極顯著水平，2 年決定系數(shù)r2值分別為0.8934和0.8026，比較接近于1，說明用回歸系數(shù)b值來估測穩(wěn)定性結(jié)果比較可靠。丹玉311 在2017 年和2018 年區(qū)域試驗(yàn)的回歸系數(shù)b值分別為0.9659 和0.9846，均小于1，說明丹玉311 的產(chǎn)量對環(huán)境變化不敏感，具有較廣泛的適應(yīng)性。

2.4.2 回歸系數(shù)與產(chǎn)量的綜合分析根據(jù)回歸模型，以參試品種的產(chǎn)量平均數(shù)為橫坐標(biāo)軸，以回歸系數(shù)為縱坐標(biāo)軸，構(gòu)建品種適應(yīng)性坐標(biāo)區(qū)域圖，分別對2017 年中科玉西北春玉米組科企創(chuàng)新聯(lián)合體品種區(qū)域試驗(yàn)的12 個參試品種和2018 年的15 個參試品種的適應(yīng)性進(jìn)行了綜合分析。圖1 中2017 年和2018 年區(qū)域圖均可分為A、B、C、D 4 個區(qū)域。A 區(qū)和B 區(qū)內(nèi)的品種，回歸系數(shù)b＞1，低于平均穩(wěn)定性，特別適應(yīng)有利環(huán)境；A 區(qū)品種產(chǎn)量較高，B 區(qū)產(chǎn)量較低，故A 區(qū)品種對有利環(huán)境的適應(yīng)能力高于B區(qū)品種。C 區(qū)和D 區(qū)內(nèi)的品種，回歸系數(shù)b＜1，高于平均穩(wěn)定性，特別適應(yīng)不利環(huán)境，從左到右適應(yīng)性逐漸加強(qiáng)，C 區(qū)品種產(chǎn)量低于D 區(qū)品種，故D 區(qū)品種對不利環(huán)境的適應(yīng)能力高于C 區(qū)品種。如圖1 所示，2017 年和2018 年的坐標(biāo)圖中丹玉311 都位于D 區(qū)，可見丹玉311 具有較強(qiáng)的環(huán)境適應(yīng)能力，特別是對不利的環(huán)境適應(yīng)能力較強(qiáng)，且具有較高的豐產(chǎn)性和穩(wěn)產(chǎn)性。

圖1 2017-2018 年參試品種的適應(yīng)性分析

3 結(jié)論

區(qū)域試驗(yàn)結(jié)果表明，丹玉311 具有良好的豐產(chǎn)性能，是一個增產(chǎn)潛力很大的優(yōu)良玉米新品種。穩(wěn)定性和適應(yīng)性分析表明，丹玉311 的2 年區(qū)域試驗(yàn)平均變異系數(shù)均比對照先玉335 低，2 年穩(wěn)定性參數(shù)HSC值均高于對照先玉335，適應(yīng)性參數(shù)ai較接近于1，品種穩(wěn)定性略高于先玉335，2 年回歸系數(shù)b值均小于且接近于1，是一個具有良好穩(wěn)產(chǎn)性和適應(yīng)性的優(yōu)良玉米新品種。利用回歸系數(shù)與產(chǎn)量平均數(shù)構(gòu)建品種適應(yīng)性坐標(biāo)圖，對參試品種的適應(yīng)性綜合分析結(jié)果顯示，丹玉311 在2017 年和2018 年的坐標(biāo)圖中都位于產(chǎn)量高、適應(yīng)性強(qiáng)，特別是對不利環(huán)境的適應(yīng)能力較強(qiáng)的D 區(qū)，綜合分析表明丹玉311 是一個在西北春玉米區(qū)具有較高的豐產(chǎn)性、穩(wěn)產(chǎn)性和廣泛適應(yīng)性的玉米新品種。

目前，丹玉311 已在遼寧省不同地區(qū)、東華北中熟春玉米區(qū)的吉林省大部分地區(qū)和內(nèi)蒙古部分地區(qū)等大面積推廣種植，表現(xiàn)良好。近幾年來，丹玉311在西北春玉米區(qū)的甘肅、寧夏、新疆、內(nèi)蒙古等地區(qū)的種植試驗(yàn)、示范中也表現(xiàn)優(yōu)良，適宜推廣種植。生產(chǎn)實(shí)踐進(jìn)一步證明，丹玉311 是一個增產(chǎn)潛力大、穩(wěn)產(chǎn)性能高、適應(yīng)性廣的玉米雜交種，具有較高的推廣價值。