玉米不同高产稳产统计分析模式比较研究

李必富

摘要：对纷繁复杂的数据进行统计分析筛选出目标品种，是育种家必须面对的问题。采用3种不同高产稳产统计分析方法对实际试验数据进行处理，并比较分析结果，表明应用高稳系数法对玉米进行高产稳产统计分析最为简便、可靠。

关键词：玉米；高产稳产；统计分析；常规方法；Eberhart-Russell模型；高稳系数法

中图分类号：S513 文献标识码：A 文章编号：1674-1161（2017）04-0064-03

选育高产稳产品种是玉米育种的最终目的，而环境与基因互作是玉米品种最终产量形成的根本，因此，对选育的品种在投放市场前需经过多年的种植鉴定分析。初期育种规模小，仅用肉眼经验观察即可；而现在育种规模逐年扩大，新组合鉴定数量和鉴定点次成倍增加，特别是品种审定制度的推行，均要求“靠数据说话”。

在玉米育种中，系统客观地评价一个品种的高产稳产性有多种方法。传统的方法采用平均数值（x）较对照增产百分比来估算品种的产量性能，以SSR测验法估算品种间产量差异大小（高产性），以标准差（S）、变异系数（CV）估测产量的稳定性。1966年，Eberhart和Russell提出以回归模型分析品种稳定性的方法，通过计算第一稳定系数（bi）和第二稳定系数（S2di）评价品种的稳定性。1994年，温振明提出高稳系数法（HSC），可以在一个数列里面表现出品种的丰产性和稳定性。这3种方法原理各不相同，计算结果体现出的结论也不尽相同。本研究通过试验数据分析，比较三者在实际生产生活中的应用效果。

1 材料与方法

1.1 试验资料

数据资料来源于2016年铁岭市农业科学院在辽宁省内异地鉴定区域试验。试验共6个品种（含对照），5个点次；种植采用垄作，5行区，3次重复，密度为60 000株/hm2。

1.2 数据统计方法

1.2.1 常规方法 计算平均产量■i=ΣXij/n，其中i=1，…，v，j=1，…，t，与对照的增产比可反映品种的丰产性。标准差Si=sqrt[ΣX2ij-（ΣXij）2/n]/（n-1），变异系数CVi=Si/■i×100，可反映品种的稳定性。品种间产量差异采用SSR测验法计算，反映品种间差异的显著性。

1.2.2 Eberhart-Russell模型 Eberhart-Russell模型主要通过计算两个稳定参数来考量品种的高产稳产性能，将环境变量以指数形式体现。以每一个试点1 a中参试品种的平均产量减去所有试点产量的平均值，作为环境指数I，Ij=■.j-■..，计算每一个品种的平均产量相对于环境指数的回归系数b，称为第一稳定参数，bi=Σ（Xij·Ij）/ΣIj2。因为bi的平均数等于1，因此可以用测验bi与1的差异的t测验值反映差异的显著性。将直线回归离差S2di称为第二稳定系数，S2di=Σδ2ij/（t-2）-S2e/r，其中δ2ij为第i个品种的离回归平方和，S2e为合并试验误差。定义bi=1，S2di=0的品种为稳定性品种。S2di值小，说明这一品种的产量是随环境指数变化而变化的，对这一品种在各个环境下的产量变动可以较可靠地估测；S2di值大，说明这一品种的产量变动不能可靠地估测，品种的产量稳定性差。

总平方和SS=ΣX2ij-（ΣXij）2/t，回归平方和SS=（ΣXij·Ij）2/ΣIj2，离回归平方和Σδ2ij=总平方和SS-回归平方和SS，回归离差S2di=Σδ2ij/（t-2）-S2e/r。最后用F测验法检验稳定性差异的显著性，F=ΣΣδ2ij/（t-2）/（S2e/r）

1.2.3 高稳系数法（HSC） 温振明提出的高稳系数计算公式为HSCi=（Ga-Gi）/Ga×100，以百分数的形式显示，其中Ga为目标品种的稳定产量，Gi为参试品种的稳定产量。育种中常简单计，以比对照增产10%作为目标品种的稳定产量（即Ga=1.1×■ck），以参试品种的多点平均值减去标准差作为参试品种的稳定产量（即Gi=■i-Si），因此，可以HSCi=（1.1×■ck-■i+Si）/（1.1×

■ck）×100来计算品种的高稳系数。HSC法同时考量了品种的丰产性和稳产性，HSCi值越小，说明品种的高产稳产性越好。

1.2.4 相关性计算 利用Excel相关性计算公式计算。

2 结果与分析

2.1 供试品种的产量计算和稳定性分析

5个供试品种及对照在5个试验点的平均产量结果及各项稳定性参数计算结果见表1和表2。

由表1和表2可知：平均产量超过对照的有v1，v4，v3这3个品种，但均没有超过10%，互相之间产量的差异也没有达到显著水平，但v1与对照产量差异达到极显著水平，v4和v3则与对照差异不显著。

根据计算原理，bi=1，S2di=0的品种稳定，因此可以通过测定bi与1的差异及S2di与0的差异来反映品种的稳定性差异。仅有v2的t测验达到极显著，说明该品种的稳定性极差。S2di与0的F测验值均不显著，表明本试验通过S2di值计算不能体现品种间的稳定性差异，只能通过S2di值大小简单评判品种的稳定性大小。通过结合产量及标准差变异系数分析，v1，v4，v3均为高产稳产品种，其中v4品种的标准差和变异系数最小，稳定性最好；通过结合产量及稳定性参数bi分析，v1，v4，v3为高产稳产品种，其中v1品种的bi值最接近1，稳定性最好；通过结合产量和稳定性参数S2di分析，v1，v4，v3为高产稳产品种，其中v1品种的S2di值最接近0，稳定性最好。HSCi值综合考量了品种的产量和变异情况，根据数据可知高产稳产品种为v1，v4，v3，其中v1品种的HSCi值最小，高产稳产性最好。

2.2 高产稳产相关数据排序及相关性分析

以品种产量平均数大小及稳定性参数表示稳定性高低进行排序，结果见表3。

对表3中产量与稳定性参数进行相关性计算，结果见表4。将较对照增产的品种单独进行各稳定性参数的相关性分析，结果见表5。将增产品种和对照一起进行相关稳定性參数的相关性分析，结果见表6。

由表4、表5和表6可知：仅高稳系数与平均产量成正相关，其余指数与平均数相关性变化不稳定，不能单独体现出品种的高产丰产性，只能结合两个数据一起简单比较分析。本试验平均数排序和HSCi值排序结果相同，则通过表4中数据可得高稳系数与标准差和变异系数的相关性中等。

3 结论与讨论

结合试验数据，采用3种不同计算分析方法得出的品种高产稳产结论基本相同，只是在稳定性大小方面有所差异。从计算过程来看，常规方法简单，笔算或者使用计算器很容易计算；Eberhart-Russell模型考量的变量较多，计算较为复杂，使用计算机软件也需要多个步骤才能计算；而高稳系数法既考量了丰产性又考量了稳产性，计算过程也非常简单。因此，在玉米高产稳产鉴定试验统计分析时，建议采用高稳系数分析法。这与刘海燕、李恒岭等人的结论一致。

由于试验容量的限制，试验数据偏少，误差较突出，各稳定性参数的相关性分析结论不够严谨，有待于进一步研究。

参考文献

[1] 盖钧镒.试验统计方法[M].北京：中国农业出版社，2013.

[2] 胡秉民，耿旭.作物稳定性分析法[M].北京：科学出版社，1993.

[3] 温振明，张永科.用高稳系数法估算玉米杂交种高产稳产性的探讨[J].作物学报，1994，20（4）：508-512.

[4] 刘海燕.利用高稳系数法综合分析玉米新品种的研究[J].玉米科学，2003，11（1）：37-38.

[5] 李恒岭.对2012—2013年辽宁省玉米区域试验中熟组参试品种的高稳系数法评价[J].辽宁农业科学，2016（3）：77-79.