云南省蠶豆新品種聯(lián)合區(qū)域試驗試點綜合評價

段銀妹, 尹雪芬, 陳國琛, 李 江, 張炳英, 李春梅, 楊 芬, 張鵬順

(1.大理白族自治州農(nóng)業(yè)科學(xué)推廣研究院, 云南 大理 671005；2.鶴慶縣農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣中心, 云南 鶴慶 671500；3.巍山縣農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣站, 云南 巍山 672400； 4.彌渡縣農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣中心, 云南 彌渡 675600；5.大理市農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣中心, 云南 大理 671000)

一些學(xué)者已對高粱、玉米、水稻、大麥、芝麻、油菜等多種作物的區(qū)試試點進(jìn)行了多方面的評價，并對這些作物的區(qū)試工作提出了很好的指導(dǎo)建議。但到目前為止，還未有對蠶豆區(qū)試試點評價的有關(guān)報道。云南省蠶豆新品種聯(lián)合區(qū)域試驗已經(jīng)開展數(shù)年，設(shè)置了8個試點。本研究基于2019—2020年云南省蠶豆新品種聯(lián)合區(qū)域試驗數(shù)據(jù)資料，從試點精度、生產(chǎn)水平、有效性、分辨力、穩(wěn)定性和代表性等幾個方面分析評價云南省8個區(qū)試試點的特征特性，以鑒別出各個試點的優(yōu)勢，及時發(fā)現(xiàn)試驗中的不足，為今后云南省蠶豆聯(lián)合區(qū)試工作的改進(jìn)提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材 料

以2019—2020年云南省蠶豆新品種聯(lián)合區(qū)域試驗的小區(qū)產(chǎn)量數(shù)據(jù)為研究材料，參試品種(系)9個，共設(shè)置8個區(qū)試試點，主要分布于云南省4個地州市，試點基本情況見表1。試驗按統(tǒng)一方案執(zhí)行，采用隨機區(qū)組設(shè)計，3次重復(fù)，小區(qū)面積13.34 m2，四周設(shè)保護行，播種方式為點播，播期根據(jù)當(dāng)?shù)刈罴压?jié)令執(zhí)行，試驗肥水管理措施略高于當(dāng)?shù)厣a(chǎn)水平。

表1 區(qū)試試點基本情況

1.2 方 法

利用Excel軟件和DPS數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)對試驗數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。

1.2.1試點精度

試點精度指單個試驗的精度，包含試驗精度和品種比較精度，分別用試驗誤差的變異系數(shù)(CV)和相對最小顯著差異(RLSD)來表示，CV值越小，表示試驗精度越高，反之則越低，RLSD值越小，品種比較精度越高，值越大則越低[8-9]。一般認(rèn)為，CV若小于10%，則說明試驗誤差控制得較好，一般不宜超過 12%，超過15%則需要剔除數(shù)據(jù)不參與統(tǒng)計匯總。按照張群遠(yuǎn)等[8]的計算方法，計算公式分別如下：

1.2.2試點生產(chǎn)水平

混合動力轎車用發(fā)動機一般采用阿特金森(Atkinson)循環(huán)的發(fā)動機，阿特金森循環(huán)發(fā)動機的熱效率比傳統(tǒng)的奧拓(Otto)循環(huán)發(fā)動機更高，原因在于前者的膨脹比大于壓縮比，一般通過采用可變氣門正時系統(tǒng)來實現(xiàn)。與傳統(tǒng)轎車的發(fā)動機不同，混合動力轎車用發(fā)動機主要的設(shè)計目標(biāo)是經(jīng)濟性，凱美瑞混合動力車發(fā)動機采用了燃油雙噴射系統(tǒng)，而雅閣及君威均采用燃油缸內(nèi)直噴系統(tǒng)。三款混合動力車用發(fā)動機的類型及主要參數(shù)對比見表1。

1.2.3試點有效性

采用單個試點的誤差變異系數(shù)和產(chǎn)量水平來進(jìn)行評價。由于不同試點的環(huán)境條件、氣候等各方面的原因，會出現(xiàn)試驗誤差過大或產(chǎn)量太低的情況，為避免出現(xiàn)這些情況的試點數(shù)據(jù)影響最后的分析結(jié)果，一般會將誤差變異系數(shù)大于15%且產(chǎn)量低于區(qū)試總平均產(chǎn)量50%的試點數(shù)據(jù)剔除，相反則認(rèn)為該試點的試驗數(shù)據(jù)有效，可進(jìn)行匯總分析[10-11]。

1.2.4試點分辨力

試點分辨力體現(xiàn)的是基因型(品種)與環(huán)境(試點)間的互作效應(yīng)，綜合前人研究，采用歐式距離值法評價試點分辨力更為可靠。歐式距離值法是以AMMI模型為基礎(chǔ)，將基因型與環(huán)境的互作拆分開來，在計算主成分分析(interaction principal component analysis，稱 IPCA值)時，通過交互效應(yīng)主成分軸來分析互作[12-13]。試點的歐式距離值(De)就是在IPCA的k維空間中該試點離原點的距離，當(dāng)De值越大時，表明試點的分辨力越高，則在試點環(huán)境條件下能充分展現(xiàn)參試品種之間的差異，利于品種之間的比較。De值采用吳為人[14]改進(jìn)的歐式距離公式進(jìn)行計算，計算公式如下：

式中：e表示第e個試點，n為統(tǒng)計測驗顯著的IPCA個數(shù)，λei表示第e個試點在第i個IPCA上的得分，Wi表示第i個IPCA的變異占全部IPCA變異的權(quán)重。

1.2.5試點穩(wěn)定性

采用相關(guān)系數(shù)法進(jìn)行評價，用不同年份間同一組參試品種性狀之間的相關(guān)系數(shù)rs來表示[1]。若相關(guān)系數(shù)高，說明該試點的穩(wěn)定性高，反之則低。

1.2.6試點代表性

采用相關(guān)系數(shù)法來進(jìn)行評價，用參試品種在一個試點上的性狀值與整個區(qū)試的性狀均值之間的相關(guān)系數(shù)rr來表示[4]。若相關(guān)系數(shù)越大，則普遍代表性越高，反之則特殊代表性越高。

2 結(jié)果與分析

2.1 試點精度

從表2可以看出，2019—2020年云南省蠶豆新品種聯(lián)合區(qū)域試驗8個試點的2年平均CV，除巍山試點的CV值稍大于10%外，其余試點均控制在10%以內(nèi)。其中，灣橋、鳳儀、保山、曲靖4個試點的變異系數(shù)小于6%，表明試驗誤差控制得比較好，數(shù)據(jù)可靠。根據(jù)兩年平均CV值，各試點的精度大小順序為：鳳儀>曲靖>保山>灣橋>楚雄>鶴慶>彌渡>巍山。各年度各試點的CV值有一定變化，其中，2019年度巍山試點的CV值為13.47%(未超過15%)，其余均小于12%，試驗數(shù)據(jù)有效，可進(jìn)行匯總分析。

表2 試點小區(qū)平均產(chǎn)量、誤差變異系數(shù)(CV)和相對最小顯著差數(shù)(RLSD)

RLSD值的大小反映了試點對參試品種之間的鑒別能力，而各試點的RLSD值變化趨勢和CV值大致相同，其中，鳳儀試點2年試驗的平均RLSD值最小，只有6.74%，表明當(dāng)品種間的產(chǎn)量差異為6.74%時，就可以鑒別出品種間的產(chǎn)量高低。

2.2 試點生產(chǎn)水平

試點生產(chǎn)水平是指一個試點上參試品種產(chǎn)量水平的高低，反映了參試品種在該試點環(huán)境下的適應(yīng)性。2019—2020年各試點所有參試品種的平均產(chǎn)量見表2。從表2可以看出，8個試點2年平均產(chǎn)量各不相同，表明不同試點間大田生產(chǎn)水平的差異性，而同一試點在不同年份的平均產(chǎn)量也因為氣候等因素的影響存在一定差異。從2年平均產(chǎn)量來看，鳳儀、鶴慶、彌渡這3個區(qū)試試點的生產(chǎn)水平相對較高，灣橋試點生產(chǎn)水平中等，保山、楚雄、巍山這3個區(qū)試試點的生產(chǎn)水平中等偏下，而曲靖試點的生產(chǎn)水平表現(xiàn)最差。2019年度8個試點的平均產(chǎn)量與2020年度之間比較，產(chǎn)量差異較小，僅為0.031 3 kg。說明不同試點間的參試品種的整體生產(chǎn)水平穩(wěn)定，這與各試點的試驗精度較高有關(guān)系。

2.3 試點有效性

試點有效性是指在一次區(qū)域試驗中，某個試點的試驗數(shù)據(jù)是否有效，是否參與匯總分析，根據(jù)試點有效性的評價方法，對8個試點的試驗數(shù)據(jù)進(jìn)行了分析評價。由表2可知，8個試點的CV均小于15%，各試點產(chǎn)量均沒有低于總平均產(chǎn)量的50%，說明試驗數(shù)據(jù)均是有效的，可以進(jìn)行匯總分析。

2.4 試點分辨力

試點分辨力反映的是一個試點上參試品種之間的差異大小。對2年區(qū)試產(chǎn)量分別進(jìn)行AMMI模型分析，結(jié)果顯示，基因型、環(huán)境及基因與環(huán)境間的交互作用均達(dá)到極顯著差異。其中，2019年各試點與品種的互作有3個主成分軸達(dá)極顯著水平，2020年則有6個主成分軸達(dá)極顯著水平。用得到不同年份顯著水平的主成分軸的IPCA值計算出各試點的De值(見表3)，當(dāng)De值越大時，試點對品種的分辨力越高，有利于品種之間的比較。從表3可以看出，各個試點在2年中的De值有所差別，2年區(qū)試的平均De值依次為：灣橋>巍山>彌渡>保山>曲靖>鶴慶>楚雄>鳳儀，說明在灣橋試點對品種的分辨力最強，巍山、彌渡、保山試點對品種的分辨力也較強，能充分展現(xiàn)參試品種間的差異，曲靖、鶴慶、楚雄試點的品種分辨力一般，不利于品種之間的比較，而鳳儀試點的De值最小，說明在該試點較難分辨品種間的差異，這與該試點的生產(chǎn)水平最高有關(guān)，2年的試點平均產(chǎn)量差異小，說明參試品種均表現(xiàn)較好。

表3 2019—2020年試點交互作用主成分軸PCA分量值及原點距離De值

2.5 試點穩(wěn)定性

試點穩(wěn)定性指一個試點上同一組參試品種在不同年份的試驗中試驗結(jié)果的一致性程度，實際上反映的是該試點試驗環(huán)境條件的穩(wěn)定性，包括試點環(huán)境對不同氣候條件的緩沖能力[1-2]。從表4可以看出，2019—2020年各試點的穩(wěn)定性依次為：鳳儀>保山>巍山>灣橋>鶴慶>楚雄>彌渡>曲靖，鳳儀試點穩(wěn)定性最好，而曲靖試點穩(wěn)定性相對較差。

表4 2019—2020年區(qū)試試點的穩(wěn)定性和代表性相關(guān)系數(shù)

2.6 試點代表性

試點代表性包含普遍代表性和特殊代表性兩種，普遍代表性是指一個試點上的試驗結(jié)果與整個區(qū)試結(jié)果的一致性程度，反映了該試點環(huán)境對整個區(qū)試環(huán)境的代表程度，而特殊代表性則是指一個試點上的試驗結(jié)果與整個區(qū)試結(jié)果的不一致程度，反映了該試點環(huán)境對某一類特殊環(huán)境的代表程度[3-4]。2019—2020年各試點參試品種的平均產(chǎn)量與整個區(qū)試品種產(chǎn)量之間的相關(guān)系數(shù)列于表4。從表4可以看出，2019—2020年參試品種在各試點的平均產(chǎn)量與整個區(qū)試的平均產(chǎn)量之間的相關(guān)系數(shù)rr在0.218 8—0.866 3之間。不同試點在不同年份間的相關(guān)系數(shù)大小不同，顯著水平也存在差異，從2年8個試點的平均相關(guān)系數(shù)看，彌渡、鳳儀、保山、鶴慶、巍山這5個試點的相關(guān)系數(shù)較大，普遍代表性較高，適于鑒別廣泛適應(yīng)性的品種，而灣橋、楚雄、曲靖3個試點的相關(guān)系數(shù)較小，特殊代表性較高，適于鑒別一些特殊性狀的品種。

3 小結(jié)與討論

根據(jù)2019—2020年云南省蠶豆新品種聯(lián)合區(qū)域試驗結(jié)果，對8個區(qū)試試點的精度、生產(chǎn)水平、有效性、分辨力、穩(wěn)定性和普遍代表性等方面作出了分析評價(表5)。本輪區(qū)域試驗中，誤差變異系數(shù)(CV)2年平均值均控制在10%左右，說明本輪試驗的試驗誤差控制得較好，試驗有效，保證了蠶豆新品種登記工作的可行性和準(zhǔn)確性。張群遠(yuǎn)等[8]將RLSD≤10%作為品種比較精度合格的標(biāo)準(zhǔn)，本研究中，只有鳳儀、保山和曲靖的平均RLSD值小于10%，與CV的研究結(jié)果一致，說明這3個試點利于參試品種的鑒定，試點精度較高。

表5 2019—2020年云南省蠶豆新品種聯(lián)合區(qū)域試驗試點綜合評價

8個區(qū)試試點的生產(chǎn)水平有高有低，分別代表了不同的大田生產(chǎn)水平；彌渡、巍山、灣橋、保山等4個試點的品種分辨力高，鶴慶、楚雄、曲靖等3個試點的分辨力中等，鳳儀的分辨力最低，而分辨力反映的是參試品種在該試點的遺傳變異大小，分辨力中等或偏低則表現(xiàn)出高產(chǎn)或者生產(chǎn)水平一致，這與鳳儀試點的高生產(chǎn)水平、高普遍代表性結(jié)果吻合，適于鑒別具有廣泛適應(yīng)性的品種；彌渡、保山的普遍代表性高，鶴慶、巍山表現(xiàn)中等，而灣橋、楚雄、曲靖的普遍代表性最低，表明這3個試點具有較高的特殊代表性，可以鑒別特殊性狀的品種，而普遍代表性和特殊代表性在區(qū)域試驗中均可或缺，本研究結(jié)果與陳雙龍[4]的研究結(jié)果一致；試點穩(wěn)定性方面，曲靖試點的穩(wěn)定性較低，說明參試品種在該試點受環(huán)境的影響較大，在下一步的區(qū)試工作中該試點應(yīng)加強田間管理工作和基礎(chǔ)建設(shè)，其余試點的環(huán)境變化則對品種的影響較小。