大豆新品種銀豆4號(hào)的豐產(chǎn)性、穩(wěn)定性和適應(yīng)性分析

杜世坤， 趙振寧， 趙寶勰， 高玉芳

(白銀市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所， 甘肅 白銀 730900)

銀豆4號(hào)是甘肅省白銀市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所選育的高產(chǎn)大豆新品種，株型收斂，株高86 cm，分枝中等，有效分枝2.2，綠色圓葉，花白色，有限結(jié)莢，茸毛灰，株有效莢44個(gè)，圓形籽粒、黃皮、褐臍，百粒重21 g，單株粒重32 g，粗蛋白含量39.7%，粗脂肪18.4%，物候期140 d，抗花葉病毒病(R)，中抗灰斑病(MR)[1]。2016年、2017年在甘肅省大豆區(qū)域試驗(yàn)中平均產(chǎn)量分別為2 696.55 kg/hm2、2 964.60 kg/hm2，2017年在甘肅省大豆生產(chǎn)試驗(yàn)中平均產(chǎn)量2 821.05 kg/hm2，比對(duì)照增產(chǎn)5.78%，2019年通過(guò)甘肅省大豆品種審定(甘審豆20190002)。

評(píng)價(jià)大豆品種是以豐產(chǎn)性作為主要指標(biāo)，輔以穩(wěn)產(chǎn)性及適應(yīng)性，品種區(qū)域試驗(yàn)中品種豐產(chǎn)性、穩(wěn)產(chǎn)性及適應(yīng)性鑒定結(jié)果是該品種審定的主要依據(jù)。本試驗(yàn)采用銀豆4號(hào)在2016、2017年甘肅省大豆區(qū)域試驗(yàn)中的數(shù)據(jù)，通過(guò)變異系數(shù)法、高穩(wěn)系數(shù)法、回歸系數(shù)法及AMMI模型進(jìn)行分析，進(jìn)一步了解該品種的豐產(chǎn)性、穩(wěn)產(chǎn)性和適應(yīng)性，以期為該品種在生產(chǎn)上的推廣應(yīng)用提供科學(xué)依據(jù)[2]。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料及地點(diǎn)

采用甘肅省大豆品種區(qū)域試驗(yàn)(2016年、2017年)和甘肅省大豆品種生產(chǎn)試驗(yàn)(2017年)數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比分析，區(qū)試和生產(chǎn)試驗(yàn)的對(duì)照品種均為隴豆2號(hào)，參試品種及承試點(diǎn)見(jiàn)表1。

表1 2016—2017年甘肅省大豆品種區(qū)域試驗(yàn)參試品種及承試點(diǎn)Table 1 Regional test of soybean varieties in Gansu Province in 2016—2017

1.2 統(tǒng)計(jì)分析方法

數(shù)據(jù)處理采用DPS 7.05數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)和Excel 2013軟件。

AMMI模型分析采用張澤等提出的以品種在IPCA與原點(diǎn)的歐氏距離D作為評(píng)價(jià)指標(biāo)[3-5]，計(jì)算公式由吳為人改進(jìn)[6]：

(1)

式中,i表示第i個(gè)品種，c為IPCA個(gè)數(shù)，Ws為第s個(gè)IPCA值的權(quán)重，ris為第i個(gè)品種的第s個(gè)IPCA值，Di值與品種穩(wěn)定性呈負(fù)相關(guān)[7]。

2 結(jié)果與分析

2.1 銀豆4號(hào)的豐產(chǎn)性分析

通過(guò)對(duì)各承試點(diǎn)銀豆4號(hào)產(chǎn)量進(jìn)行二因素隨機(jī)區(qū)組分析其顯著性來(lái)評(píng)價(jià)品種豐產(chǎn)性(LSD法)，銀豆4號(hào)在兩年區(qū)域試驗(yàn)中均較對(duì)照增產(chǎn)顯著，區(qū)域適應(yīng)度均為100%(見(jiàn)表2)；在生產(chǎn)試驗(yàn)(2017年)中均產(chǎn)2 821.02 kg/hm2，增產(chǎn)5.78%，居第3位，區(qū)域適應(yīng)度80%，增幅7.43%～9.04%，產(chǎn)量最高達(dá)到3 351.75 kg/hm2(見(jiàn)表3)。以上結(jié)果顯示銀豆4號(hào)在各年度各地點(diǎn)均表現(xiàn)高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)，具有很好的豐產(chǎn)性、適應(yīng)性，推廣潛力極大。

表2 銀豆4號(hào)在甘肅省大豆區(qū)域試驗(yàn)中的產(chǎn)量、變異系數(shù)、高穩(wěn)系數(shù)和回歸分析Table 2 Yield, variation coefficient, high stability coefficient and regression analysis of Yindou 4 in soybean regional test in Gansu Province

表3 銀豆4號(hào)在甘肅省大豆生產(chǎn)試驗(yàn)中的產(chǎn)量表現(xiàn)Table 3 Yield performance of Yindou 4 in soybean production experiment in Gansu Province

2.2 銀豆4號(hào)的高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)性綜合分析

以變異系數(shù)來(lái)衡量品種的穩(wěn)產(chǎn)性，變異系數(shù)值與品種穩(wěn)定性呈負(fù)相關(guān)，高穩(wěn)系數(shù)法能夠綜合評(píng)價(jià)品種的豐產(chǎn)性和穩(wěn)產(chǎn)性，高穩(wěn)系數(shù)值與品種的高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)性呈正相關(guān)[8-9]。表2中變異系數(shù)(CV)和高穩(wěn)系數(shù)(HSC)是兩年甘肅省大豆品種區(qū)域試驗(yàn)各參試品種產(chǎn)量分析結(jié)果，2016年銀豆4號(hào)、隴豆2號(hào)(ck)的CV值和HSC值分別為25.38%、27.18%和77.39%、66.2%，銀豆4號(hào)的CV值小于對(duì)照，而HSC值大于對(duì)照，分別排在第6位、第1位；2017年銀豆4號(hào)、隴豆2號(hào)(ck)的CV值為27.29%、26.23%，分別居第7位、第5位。

2.3 銀豆4號(hào)的適應(yīng)性分析

以回歸系數(shù)b來(lái)衡量品種的適應(yīng)性，回歸系數(shù)值與品種適應(yīng)性呈負(fù)相關(guān)，銀豆4號(hào)在2016年和2017年的回歸系數(shù)b值分別為1.089 7、1.240 5，兩年的b值均較對(duì)照隴豆2號(hào)小，且接近于1，說(shuō)明銀豆4號(hào)重復(fù)性較好，較對(duì)照隴豆2號(hào)穩(wěn)定且適應(yīng)不同氣候、環(huán)境的栽培條件[10]。

2.4 AMMI模型對(duì)銀豆4號(hào)的穩(wěn)產(chǎn)性分析

利用AMMI模型對(duì)區(qū)域試驗(yàn)產(chǎn)量進(jìn)行分析(表4)，結(jié)果表明，兩年的品種、試點(diǎn)、品種×區(qū)域間的差異都達(dá)極顯著，模型中2016年三者對(duì)平均產(chǎn)量變異的平方和占比分別為5.85%、83.93%、10.22%，分解出的3個(gè)主成分軸(IPCA 1～3)對(duì)品種×區(qū)域交互作用的平方和占比分別為64.15%、26.62%、7.89%，三者累計(jì)占比為98.65%，模型中2017年三者對(duì)平均產(chǎn)量變異的平方和占比分別為17.72%、46.48%、35.79%，分解出的3個(gè)主成分軸對(duì)品種×區(qū)域交互作用的平方和占比分別為79.32%、15.62%、4.42%，三者累計(jì)占比為99.37%。這說(shuō)明AMMI模型能夠高效地分析區(qū)域試驗(yàn)的基因×環(huán)境間互作效應(yīng)[11-12]。

表4 AMMI模型對(duì)產(chǎn)量的分析Table 4 Yield analysis by AMMI model

再依據(jù)公式(1)計(jì)算出D值(見(jiàn)表5)。以Di值來(lái)衡量品種的穩(wěn)定性，則D值與品種穩(wěn)定性呈負(fù)相關(guān)，2016、2017年銀豆4號(hào)的D值分別位于第6位、第7位，2016年僅高于對(duì)照1個(gè)位次，雖然銀豆4號(hào)的D值比對(duì)照大，但比較接近，且排名靠后，說(shuō)明銀豆4號(hào)的穩(wěn)產(chǎn)性較好。以D值和平均產(chǎn)量為橫、縱坐標(biāo)，兩組數(shù)據(jù)均值為原點(diǎn)，分別做出兩年的散點(diǎn)圖(見(jiàn)圖1)。由圖1可明顯看出，各品種的產(chǎn)量類型，銀豆4號(hào)兩年均落在第Ⅱ象限，說(shuō)明大豆品種銀豆4號(hào)的高產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)性較好。

圖1 參試品種產(chǎn)量(y)與Di(x)散點(diǎn)圖Fig.1 Scatter plot of yield (y) and Di (x) of tested varieties

表5 銀豆4號(hào)在顯著交互效應(yīng)軸上的得分、Di值及排序Table 5 Scores, Di values and ranking of Yindou 4 on significant interaction axis

3 討論與結(jié)論

由產(chǎn)量差異顯著性比較分析可知，兩年區(qū)域試驗(yàn)銀豆4號(hào)產(chǎn)量分別居第2位、第4位，增產(chǎn)顯著；通過(guò)變異系數(shù)法和高穩(wěn)系數(shù)法對(duì)銀豆4號(hào)進(jìn)行分析，該品種產(chǎn)量變異系數(shù)小而高穩(wěn)系數(shù)較大，屬于高產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)品種，通過(guò)回歸系數(shù)法分析，銀豆4號(hào)兩年的b值均較對(duì)照隴豆2號(hào)小且接近于1，說(shuō)明銀豆4號(hào)較對(duì)照隴豆2號(hào)對(duì)環(huán)境適應(yīng)性較高，基于AMMI模型，計(jì)算 IPCA值與原點(diǎn)的歐氏距離可知，銀豆4號(hào)D值較小，穩(wěn)定性、適應(yīng)性較好。銀豆4號(hào)對(duì)大豆花葉病毒(SMV)流行株系SMVⅠ號(hào)株系、SMVⅢ號(hào)株系表現(xiàn)抗病，蛋白質(zhì)含量較高，具有廣泛的市場(chǎng)開(kāi)發(fā)價(jià)值[13]。