基于GGE雙標(biāo)圖分析3兩優(yōu)911的豐產(chǎn)性、穩(wěn)產(chǎn)性及適應(yīng)性

AnalysisofHigh Yield，Stable Yield and Adaptabilityof 3 Liangyou 911 Based on GGE Biplot

YI Zhanping，LUO Wei，YAO Yanhong，QIAN Yanjie，XIAO Feifei，LI Cheng （ChangshaAgriculturalTechnologyExtensionCenter，Changsha410399）

湖南省2023年水稻總產(chǎn)量占全國(guó)水稻總產(chǎn)量的比例約為 12.90% ，播種面積占全國(guó)水稻播種面積的比例約為 13.63%^[1] ，對(duì)保障全國(guó)糧食安全有著舉足輕重的戰(zhàn)略意義[2]。根據(jù)地理位置和行政區(qū)劃，湖南稻作區(qū)分為湘北環(huán)洞庭湖平原、低山丘陵區(qū)，湘東一湘中丘陵、中低山區(qū)和湘南中低山、丘陵區(qū)3個(gè)區(qū)域[3]，各地區(qū)土壤條件、溫光配置差異較大，同一品種在不同地區(qū)種植的產(chǎn)量和性狀表現(xiàn)也存在明顯不同。因此，對(duì)品種在不同生態(tài)區(qū)域的豐產(chǎn)性、穩(wěn)產(chǎn)性及環(huán)境適應(yīng)性展開(kāi)評(píng)價(jià)與篩選，是品種合理推廣與布局的關(guān)鍵[4]。

通過(guò)品種多年、多試點(diǎn)的產(chǎn)量表現(xiàn)，可以較好地了解新選育品種的豐產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)性和適應(yīng)性[5]，為品種審定和合理布局提供參考。品種的豐產(chǎn)性一般采用多因素方差分析和多重比較進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)，較少考慮基因與環(huán)境互作的因素[。GGE 模型在數(shù)據(jù)處理中巧妙地剔除了環(huán)境效應(yīng)的影響，全面考量基因型和基因型與環(huán)境交互作用對(duì)品種農(nóng)藝性狀的影響[，近年來(lái)越來(lái)越多地應(yīng)用于水稻[、高梁[玉米[10、棉花[等作物的區(qū)域試驗(yàn)數(shù)據(jù)分析中，實(shí)現(xiàn)了對(duì)品種的客觀評(píng)價(jià)、對(duì)試驗(yàn)點(diǎn)的精準(zhǔn)評(píng)估和對(duì)品種生態(tài)區(qū)的劃分[1]。

3兩優(yōu)911于2024年通過(guò)湖南省農(nóng)作物品種審定委員會(huì)審定，審定編號(hào)：湘審稻20243021。該品種具有生育期適宜、生長(zhǎng)勢(shì)強(qiáng)、豐產(chǎn)性好等特點(diǎn)，為充分挖掘3兩優(yōu)911的綜合優(yōu)勢(shì)，本研究以2022-2023年湖南省瀟湘聯(lián)合體晚稻新品種區(qū)域試驗(yàn)7個(gè)不同試點(diǎn)產(chǎn)量數(shù)據(jù)為資料，采用GGE雙標(biāo)圖法對(duì)3兩優(yōu)911的豐產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)性及適應(yīng)性進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)，以期為該品種在湖南省的大面積推廣提供參考。

1 材料與方法

1.1選育過(guò)程3兩優(yōu)911是湖南袁創(chuàng)超級(jí)稻技術(shù)有限公司和湖南省水稻研究所利用不育系33S和強(qiáng)勢(shì)恢復(fù)系創(chuàng)恢911組配而成的燦型兩系中熟雜交水稻新組合。2019年冬季在海南以33S為母本，以創(chuàng)恢911為父本雜交，并進(jìn)行小面積試制，同年夏季在長(zhǎng)沙種植雜種 F₁ ，其植株表現(xiàn)為大穗、多穗、農(nóng)藝性狀優(yōu)良、豐產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)。2020-2021年開(kāi)展湖南省多點(diǎn)品種比較試驗(yàn)，并同步參加長(zhǎng)江中下游國(guó)家麥茬釉稻組多點(diǎn)品種比較試驗(yàn)，表現(xiàn)突出。2022-2023年參加湖南省瀟湘聯(lián)合體晚稻新品種區(qū)域試驗(yàn)。2024年通過(guò)湖南省農(nóng)作物品種審定委員會(huì)審定。

1.2數(shù)據(jù)來(lái)源研究數(shù)據(jù)為2022-2023年湖南省瀟湘聯(lián)合體晚稻新品種區(qū)域試驗(yàn)。2022年參試品種有9個(gè)，包括潢優(yōu)759（V1）雁優(yōu)銀華粘（V2）晶優(yōu)六福（V3）松雅11（V4）萬(wàn)豐優(yōu)荔絲（V5）漢兩優(yōu)97（V6）3兩優(yōu)911（V7）松雅77（V8）和松雅7號(hào)（V9），岳優(yōu)9113（V10）為對(duì)照品種。2023年參試品種有11個(gè)，包括萬(wàn)豐優(yōu)荔絲（H1）3兩優(yōu)911（H2）早香象牙（H3）如湘優(yōu)豐7（H4）甬優(yōu)127（H5）早香絲苗（H6）朝優(yōu)222（H7）康兩優(yōu)1688（H8）松雅依依（H9）糧香優(yōu)玉晶（H10）和松雅糧安（H11），岳優(yōu)9113（H12）為對(duì)照品種。2022年、2023年試驗(yàn)點(diǎn)相同，分別在衡陽(yáng)市（HY）株洲市（ZZ）長(zhǎng)沙市（CS）永州市（YZ）郴州市（CZ）岳陽(yáng)縣（YY1）和益陽(yáng)市（YY2）。2年區(qū)域試驗(yàn)按隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，3次重復(fù)，試驗(yàn)小區(qū)面積13.3m² 。

1.3統(tǒng)計(jì)分析采用Genstat23.0分析軟件對(duì)參試品種進(jìn)行豐產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)性及適應(yīng)性分析。使用SPSS23.0統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行方差分析和多重比較。

2 結(jié)果與分析

2.1農(nóng)藝性狀3兩優(yōu)911株型松散，生長(zhǎng)勢(shì)中等，植株整齊，葉姿直立，葉下禾，后期落色好，各試點(diǎn)均未發(fā)生倒伏。在湖南省作中熟晚稻種植，平均全生育期為110.5d，比對(duì)照岳優(yōu)9113短1.3d，株高 108.0cm ，有效穗數(shù)為294.0萬(wàn)穗 /hm² ，每穗總粒數(shù)為176.5粒，每穗實(shí)粒數(shù)為144.9粒，結(jié)實(shí)率為82.2% ，千粒重為 23.4g （表1）。

2.2產(chǎn)量表現(xiàn)對(duì)參試品種的平均產(chǎn)量進(jìn)行多重比較，結(jié)果如表2所示。2022年參試品種每 hm² 平均產(chǎn)量變幅為 7972.7～9224.3kg，3 兩優(yōu)911（V7）產(chǎn)量為 9224.3kg ，排名第一，較對(duì)照極顯著增產(chǎn) 5.98% ;2023年參試品種平均產(chǎn)量變幅為 7469.4～8802.6kg，3 兩優(yōu)911（H2）產(chǎn)量為8802.6kg ，排名第一，較對(duì)照極顯著增產(chǎn) 5.10% 。因此，3兩優(yōu)911在2022-2023年區(qū)域試驗(yàn)中產(chǎn)量表現(xiàn)優(yōu)異。

2.3產(chǎn)量聯(lián)合方差分析對(duì)2022-2023年參試品種的產(chǎn)量進(jìn)行多環(huán)境聯(lián)合方差分析，結(jié)果如表3所示。環(huán)境主效應(yīng)、基因型主效應(yīng)、基因型 × 環(huán)境互作效應(yīng)對(duì)參試水稻品種產(chǎn)量的影響均達(dá)極顯著水平。2022年環(huán)境主效應(yīng)、基因型主效應(yīng)和基因型 × 環(huán)境互作效應(yīng)分別占總變異的 59.99% 、20.06% 和 13.83% ，而2023年分別占 62.84% 、20.48% 和 13.13% ?？梢?jiàn)，環(huán)境是水稻產(chǎn)量變異的主要來(lái)源，其次為基因型。

2.4豐產(chǎn)性和穩(wěn)產(chǎn)性分析利用GGE雙標(biāo)圖的“豐產(chǎn)性和穩(wěn)產(chǎn)性”功能圖，能直觀呈現(xiàn)品種的豐產(chǎn)性和穩(wěn)產(chǎn)性。軸上的箭頭指向是品種在各種環(huán)境條件下的平均產(chǎn)量走向，垂線是反映基因型與環(huán)境相互作用的傾向性，垂線在平均環(huán)境軸箭頭方向的落點(diǎn)越靠前，表明該品種產(chǎn)量潛力越大；品種在平均環(huán)境軸上的垂直投影長(zhǎng)度，體現(xiàn)了品種與環(huán)境相互作用的趨勢(shì)，是衡量品種穩(wěn)產(chǎn)性的關(guān)鍵指標(biāo)，投影距離越短則表明穩(wěn)產(chǎn)性越高[12]。由圖1可知，2022年各參試品種水稻產(chǎn)量的GGE雙標(biāo)圖中第1主成分和第2主成分共解釋了總變異的 91.65% ，其中PC1貢獻(xiàn)了 80.12% ，PC2貢獻(xiàn)了 11.53%，3 兩優(yōu)911在各參試品種中的豐產(chǎn)性和穩(wěn)產(chǎn)性分列第1位和第3位；2023年各參試品種水稻產(chǎn)量的GGE雙標(biāo)圖中第1主成分和第2主成分共解釋了總變異的 77.65% ，其中PC1貢獻(xiàn)了 65.97% ，PC2貢獻(xiàn)了 11.68%，3 兩優(yōu)911在各參試品種中的豐產(chǎn)性和穩(wěn)產(chǎn)性分列第1位和第5位。綜合2年區(qū)域試驗(yàn)豐產(chǎn)性與穩(wěn)產(chǎn)性結(jié)果表明，3兩優(yōu)911的豐產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)性良好。

2.5適應(yīng)性分析借助GGE雙標(biāo)圖的“哪個(gè)贏在哪里”功能分析圖，能夠高效評(píng)估水稻品種對(duì)特定環(huán)境的適應(yīng)程度。該功能通過(guò)對(duì)試驗(yàn)點(diǎn)合理分組，清晰呈現(xiàn)出各組產(chǎn)量最高的品種，可以直觀鑒別不同環(huán)境下表現(xiàn)最好的品種。如圖2所示，GGE雙標(biāo)圖被劃分為若干個(gè)扇形區(qū)域，在每個(gè)扇形區(qū)域中，處于多邊形頂點(diǎn)位置的品種是在相應(yīng)環(huán)境下的最適宜品種，而位于多邊形內(nèi)部的品種則相對(duì)表現(xiàn)較差。2022年GGE雙標(biāo)圖被垂線分為5個(gè)扇區(qū)，但7個(gè)試點(diǎn)都在1個(gè)扇區(qū)內(nèi)，3兩優(yōu)911（V7）在該扇區(qū)產(chǎn)量表現(xiàn)最好；2023年GGE雙標(biāo)圖被垂線分為7個(gè)扇區(qū)，僅有2個(gè)扇區(qū)存在區(qū)域試驗(yàn)試點(diǎn)，3兩優(yōu)911（H2）在YZ、YY1、YY2和HY試點(diǎn)的產(chǎn)量表現(xiàn)最好，而康兩優(yōu)1688（H8）在CZ、CS和ZZ試點(diǎn)的產(chǎn)量表現(xiàn)最好。綜上所述，3兩優(yōu)911表現(xiàn)較好，具有很強(qiáng)的區(qū)域適應(yīng)性。

2.6品種理想距離分析理想品種是指在所有試驗(yàn)環(huán)境中平均產(chǎn)量最高且表現(xiàn)最佳的品種[13]。以理想品種為圓心，繪制多個(gè)同心圓，參試品種距離圓心越近，其豐產(chǎn)性和穩(wěn)產(chǎn)性表現(xiàn)越出色。由圖3可知，2022年參試品種中，潢優(yōu)759（V1）最接近理想品種，說(shuō)明其豐產(chǎn)性和穩(wěn)產(chǎn)性的綜合表現(xiàn)最好，萬(wàn)豐優(yōu)荔絲（V5）3兩優(yōu)911（V7）豐產(chǎn)性和穩(wěn)產(chǎn)性次之，雁優(yōu)銀華粘（V2）豐產(chǎn)性和穩(wěn)產(chǎn)性最差。2023年參試品種中，萬(wàn)豐優(yōu)荔絲（H1）豐產(chǎn)性和穩(wěn)產(chǎn)性綜合表現(xiàn)最理想，其次為3兩優(yōu)911（H2），松雅依依（H9）豐產(chǎn)性和穩(wěn)產(chǎn)性表現(xiàn)最差。綜合2年區(qū)域試驗(yàn)理想距離分析表明，3兩優(yōu)911的豐產(chǎn)性和穩(wěn)產(chǎn)性位列參試品種上游，是較接近理想品種的品種。

2.7栽培技術(shù)要點(diǎn)在3兩優(yōu)911的種植過(guò)程中需注意以下幾點(diǎn)。適時(shí)早播，培育壯秧根據(jù)早稻收獲期合理安排播種期，一般在6月中下旬播種。手工插秧，秧田每 hm² 播種量應(yīng)控制在 150.0kg ，大田用種量為 22.5kg 。機(jī)械拋栽，采用416孔秧盤育秧（ 63.0cm×40.0cm×2.2cm ，按 1：30 備足秧田，每667m² 用秧盤 80～100 只，大田用種量為 37.5kg/hm² 。育秧期間加強(qiáng)養(yǎng)分管理，滿足秧苗的營(yíng)養(yǎng)需要，培育粗壯秧苗。

適齡移栽，合理密植秧齡期25d左右，4葉1心至5葉1心期搶無(wú)風(fēng)天氣拋秧。拋秧前1＼～2d噴施一次長(zhǎng)效農(nóng)藥，使秧苗帶藥下田，減輕大田前期的病蟲(chóng)害。一般每 667m² 的基本苗數(shù)控制在1.6萬(wàn)＼～1.8萬(wàn)之間，每穴插2＼～3株秧苗。

合理施肥采用“施足基肥、早施追肥、后期看苗巧施穗粒肥以防倒伏”的施肥原則。本田施足基肥，每 667m² 施復(fù)合肥（15-15-15） 40kg ；促蘗肥在移栽后5＼～7d施用，施尿素 8～10kg 、氯化鉀5kg ；穗肥應(yīng)看禾苗長(zhǎng)相，在幼穗分化3期左右施用，施氯化鉀 3～5kg 、尿素 3～5kg ；粒肥可分別在始穗期、齊穗期結(jié)合治蟲(chóng)防病用磷酸二氫鉀 200g 兌水50kg 進(jìn)行葉面噴施，以降低空殼率，提高結(jié)實(shí)率和粒重。

好氣濕潤(rùn)灌溉水分管理采用好氣濕潤(rùn)灌溉技術(shù)。在整個(gè)生長(zhǎng)期間，除水分敏感期和用藥施肥時(shí)采用淺水灌溉外，一般以無(wú)水層或濕潤(rùn)露田為主。當(dāng)每 667m² 苗數(shù)達(dá)到16萬(wàn)左右時(shí)，開(kāi)溝排水曬田至泥土表層發(fā)硬，再灌淺水施肥。抽穗期后采用干濕交替灌溉，養(yǎng)根、保葉、強(qiáng)稈，提高抗倒能力。成熟前5＼～7d仍要求保持田間濕潤(rùn)，提高結(jié)實(shí)率，切忌斷水過(guò)早，以防早衰影響粒重和稻米品質(zhì)。

綜合防治病蟲(chóng)害堅(jiān)持“預(yù)防為主，綜合防治”的植保方針。根據(jù)當(dāng)?shù)刂脖Ｖ矙z站的預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)，選用高效、低毒、低殘留農(nóng)藥及時(shí)進(jìn)行有效防治。大田期主要防治二化螟、稻縱卷葉螟、稻飛虱、紋枯病和稻瘟病，主要使用高效低毒農(nóng)藥品種，如氯蟲(chóng)苯甲酰胺、乙基多殺菌素、阿維菌素、三氟苯嘧啶、噻呋酰胺、嘧菌酯等交替輪換用藥，提倡不同作用機(jī)理藥劑合理輪用，有效延緩和避免抗藥性，確保重大病蟲(chóng)害無(wú)大面積暴發(fā)。

3 討論與結(jié)論

前人研究表明，產(chǎn)量和基因型、環(huán)境及基因型與環(huán)境互作密切相關(guān)，環(huán)境效應(yīng)對(duì)產(chǎn)量的影響大于基因型和基因型與環(huán)境互作效應(yīng)，而基因型與環(huán)境交互效應(yīng)對(duì)產(chǎn)量影響相對(duì)較小[14]。本研究分析表明，2022年、2023年環(huán)境主效應(yīng)分別占總變異的59.99%.62.84% ，是變異的主要來(lái)源，而基因型效應(yīng)占總變異的比例分別為 20.06%.20.48% ，大于基因型與環(huán)境互作效應(yīng)，說(shuō)明引起參試水稻產(chǎn)量差異的主要原因是環(huán)境和基因型效應(yīng)。借助GGE雙標(biāo)圖可以對(duì)區(qū)域試驗(yàn)試點(diǎn)進(jìn)行生態(tài)區(qū)域劃分，2022年7個(gè)區(qū)試點(diǎn)在同一生態(tài)類型區(qū)，3兩優(yōu)911在該區(qū)域內(nèi)表現(xiàn)最優(yōu)；2023年7個(gè)區(qū)試點(diǎn)被分為2個(gè)生態(tài)類型區(qū)，3兩優(yōu)911在永州市、岳陽(yáng)縣、益陽(yáng)市和衡陽(yáng)市這些生態(tài)類型區(qū)適應(yīng)性突出，而康兩優(yōu)1688在郴州市、長(zhǎng)沙市和株洲市具有明顯的特殊適應(yīng)性，在此區(qū)域內(nèi)推廣能充分發(fā)揮該品種的增產(chǎn)潛力。3兩優(yōu)911米質(zhì)為等外級(jí)，稻瘟病綜合抗性指數(shù)為3.5，白葉枯病抗性級(jí)別為6.0級(jí)，稻曲病抗性級(jí)別為4.5級(jí)，稻飛虱抗性級(jí)別為9.0級(jí)，適宜在湖南省稻瘟病輕發(fā)區(qū)作中熟晚稻種植。

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（收稿日期：2025-02-14）