大豆新品种商豆1310的丰产性、稳定性及适应性分析*

2017-12-12闫向前孙华军

大豆科技 2017年5期

关键词：中黄稳产回归系数

何鑫，闫向前，孙华军，张琪

（河南省商丘市农林科学院，河南商丘 476000）

大豆新品种商豆1310的丰产性、稳定性及适应性分析*

何鑫，闫向前，孙华军，张琪

（河南省商丘市农林科学院，河南商丘 476000）

为了更全面地了解大豆新品种商豆1310的生产特性，以2015年和2016年国家黄淮海大豆区域试验结果为依据，运用变异系数法、高稳系数法、回归系数法及AMMI模型对商豆1310大豆品种的丰产性、稳产性及适应性进行分析。结果表明，商豆1310是一个产量高、丰产性和稳产性均好，适应范围广的品种，可以在生产上大面积推广应用。

大豆品种；商豆1310；丰产性；稳产性；适应性

高产大豆新品种商豆1310由河南省商丘市农林科学院选育。该品种生育期101 d，有限结荚习性，卵圆叶，紫花，灰毛；株高78.8 cm，株型收敛，主茎16.0节，有效分枝数2.1个；单株有效荚数53.6个，单株粒数106.4粒，单株粒重19.8 g，百粒重19.2 g，籽粒椭圆形、黄色、微光泽、浅褐色脐；籽粒粗蛋白含量42.11%，粗脂肪含量20.49%。落叶性好，不裂荚，倒伏级别1级，稳产性较好，丰产性好。

接种鉴定，抗花叶病毒病3号株系和7号株系，高感胞囊线虫病1号生理小种。2015年参加黄淮海南区国家大豆品种区域试验，平均产量3 574.05 kg/hm2，较对照中黄13增产10.07%，增产极显著，居参试品种第1位。2016年续试，平均产量3 105.55 kg/hm2，较对照中黄13增产12.51%，增产极显著，居参试品种第1位。2016年参加生产试验，平均产量达到3 010.30 kg/hm2，7个试点均较对照中黄13增产，增产幅度为2.72%～24.64%，平均较对照中黄13增产11.22%，居生产试验第1位。2017年通过国家品种审定委员会初审。

大豆品种的选育以丰产性作为主要鉴定指标，同时还要坚持在高产前提下的稳产性及适应性。作物新品种在生产上的丰产性、稳产性和广泛的适应性是检验品种是否优良的基本依据。而品种区域试验对参试品种进行丰产性、稳产性鉴定结果则是该品种审定的主要依据[1]。

为更好地了解商豆1310的生产性能，使其在生产上能因地制宜合理利用。运用变异系数法、回归系数法、高稳系数法及AMMI模型对2015—2016年国家黄淮海夏大豆品种南组区域试验的数据进行分析，进一步研究商豆1310的丰产性、稳产性和适应性，以期为其审定和生产上的推广应用提供科学依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料

分析数据来源于2015—2016年国家黄淮海夏大豆品种区域试验南片B组及2016年国家黄淮海夏大豆品种生产试验。对照品种均为中黄13。2015年国家南片B组区域试验参试品种有：商豆1310、周豆22号、菏豆29号、济J12105、山宁17、潍豆8号、徐0212-3、徐9418-2、晋大78号、中黄13（CK）；2016年参试品种有：商豆1310、周豆22号、潍豆8号、菏豆29号、阜10-11、濉科8号、濉科20、菏豆28号、山宁18、徐0117-46、周豆25号、兴豆3号、圣豆11号、中黄13（CK）。2年区域试验地点相同，均设置12个试点，分别是安徽阜阳、安徽龙亢、安徽宿州、河南商丘、河南周口、河南驻马店、江苏灌云、江苏淮安、江苏徐州、山东菏泽、山东济宁、山东临沂。2016年生产试验设置7个试点，分别是：安徽龙亢、安徽宿州、河南周口、河南驻马店、江苏徐州、山东菏泽、山东济宁。

1.2 统计分析方法

品种的丰产性分析是以各参试品种产量间进行差异显著性分析，品种间的多重比较运用LSD法，并以较对照增产百分比和增产试验点比例来评价该品种（系）丰产性能。

变异系数法参照Francis等1978年提出的变异系数和平均产量结合的基因型分组法。变异系数计算公式为：

高稳系数法由温振民等提出[4]，计算公式为：

公式中HSCi为第i个参试品种的高稳系数，i，SDi分别为第i个品种的平均产量和标准差，ck为对照品种的平均产量，HSCi值越大，表明该品种高产稳产性越好。

回归系数法根据作物的产量是由基因和环境共同作用结果的原理，以参试品种在各试点的平均产量作为因变量，以各试点所有参试品种的平均产量为自变量进行回归分析，以回归系数的大小来衡量品种的适应性[5-6]。当回归系数b=1时，表示该品种具有广泛的适应性；当b＞1时，说明该品种对环境变化的敏感性增大，其适应性低于平均适应性；当b＜1时，表示该品种对环境变化不敏感[7-8]，其适应性高于平均适应性。以b值为横轴，产量为纵轴，以所有参试品种的回归系数均值和产量均值为坐标原点将坐标图划成4个象限，得出散点图。落在第Ⅰ象限的为高产适应性差品种，落在第Ⅱ象限的则是高产适应性好品种，落在第Ⅲ象限的是低产适应性好品种，落在第Ⅳ象限的品种低产适应性差品种。理想的品种应该是回归系数b接近于1，平均产量较高。

AMMI模型是将方差分析和主成分分析有机结合在一起的分析方法。基于AMMI模型，张泽等提出以一个品种（或基因型）在交互效应主成分轴（IPCA）空间中与原点的欧氏距离（记为D）作为评价该品种稳定性的指标[9]，Di值越小则品种越稳定。Di值计算，采用吴为人改进的公式进行[10]：

式中，i表示第i个品种，c为统计测验显著的IPCA个数为第i个品种在第s个IPCA上得分的平方。ws为第s个IPCA的权重，以该IPCA所解释的变异（平方和）占全部IPCA所解释的变异的比例来表示。

所有数据处理采用Excel软件和DPS数据处理系统进行。

2 结果与分析

2.1 商豆1310的丰产性分析

2015年商豆1310参加国家黄淮海夏大豆品种区域试验，平均产量3 574.05 kg/hm2，较对照中黄13增产10.07%，较对照增产点次为91.70%，位居该组试验第1位，增产极显著，而且与产量位次为第2位的周豆22号产量间差异也达极显著水平；2016年参加区域试验，平均产量3 105.55 kg/hm2，较对照中黄13增产12.51%，较对照增产点次为100%，位居该组试验第1位，增产极显著水平（见表1）；2016年参加国家黄淮海夏大豆品种生产试验，平均产量达到3 010.30 kg/hm2，较对照中黄13增产11.22%，居生产试验第1位，各试验点全部增产，增产幅度为2.72%～24.64%，其中产量最高试点达到3 599.85 kg/hm2（见表2）。经过多年多点的试验及示范试种，商豆1310产量表现稳定，综合性状突出，具有很好的丰产性，是一个极具增产潜力的大豆新品种。

2.2 商豆1310不同年度、不同地点间丰产性、稳产性及适应性分析

对2015—2016年度国家黄淮海夏大豆品种区域试验南片B组产量结果进行方差分析（见表3）。结果表明，2015年各参试品种（系）的品种主效、试点主效及品种×试点效应均达到极显著水平，商豆1310较对照增产显著，居该组试验第1位；2016年参试品种（系）的品种主效、试点主效及品种×试点效应达极显著水平，商豆1310与对照品种差异达极显著。说明商豆1310在不同年度间、不同地点间及各试点内小区间重复性较好，应对不同气候环境时的适应性较强、丰产性好、产量表现稳定。

2.3 商豆1310的高产稳产性综合分析

品种的稳产性分析以变异系数来度量品种的稳定性，变异系数越大，说明该品种稳定性差。高稳系数综合了丰产性和稳产性因素综合评价品种，高稳系数值越大，表明品种的高产稳产性越好，高稳系数值越小，则品种的高产稳产性越差。对2015和2016年国家黄淮海夏大豆品种区域试验南片B组各参试品种（系）产量的变异系数（CV）和高稳系数（HSC）进行分析（见表1）。结果表明，2015年商豆1310的CV值和HSC值分别为5.97%和94.09%，低于对照中黄13的CV值（6.37%），较对照中黄13的HSC值（85.12%）大，分别位居第2、第1位；2016年商豆1310的CV值和HSC值分别为5.54%和96.61%，均位居第1位，且标准差位居第1位。运用Francis等提出的将变异系数和平均产量结合的基因型分组法，得到2年各参试品种（系）的散点图（见图1）。由图1可知，商豆1310均落在第Ⅱ象限，为高产、稳产品系。以上均说明商豆1310是一个丰产性和稳产性均好的品种。

2.4 商豆1310的适应性分析

2015年区域试验，商豆1310的回归系数（b）为0.998 0；2016年区域试验，商豆1310的回归系数为0.942 0。两年的b值均小于1，且仅接近于1，说明商豆1310对环境变化不敏感，适应性高于平均适应性，且具有广泛的适应性。由参试品种（系）产量和回归系数作出2年的散点图（见图2）可知，商豆1310均落在第Ⅱ象限，是高产适应性好品种。加之该品种的平均产量明显高于对照。综上所述，商豆1310是一个高产而又适应性广的品种。

2.5 AMMI模型对商豆1310的稳产性分析

AMMI模型分析表明（见表4），AMMI模型能较好的解释各种变异。2015年基因、环境、基因与环境交互作用分别能解释5.55%、81.46%、12.99%的平均产量变异，均达到极显著水平。IPCA1～IPCA3均达极显著水平，IPCA1、IPCA2、IPCA3分别解释基因与环境交互作用的29.89%、25.82%、23.25%，三者累计解释互作平方和的78.96%，占大部分；2016年基因、环境、基因与环境交互作用分别能解释6.28%、67.84%、25.88%的平均产量变异，均达到极显著水平。IPCA1～IPCA3均达极显著水平，IPCA1、IPCA2、IPCA3分别解释基因与环境交互作用的56.49%、14.66%、10.28%；三者累计解释互作平方和的81.43%，占大部分。这说明AMMI模型能够有效地分析基因与环境间互作。

根据公式（3）计算各参试品种（系）对应的Di值（见表5）。Di值越小，离原点越近，说明品种稳定性越好。2年结果表明，商豆1310的Di值，均位于第4位，对照中黄13的Di值均位于第3位，虽然商豆1310的Di值比对照小，但比较接近，且排名靠前，这能够说明商豆1310的稳产性较好。

表1 商豆1310 与其他参试品种（系）的产量、变异系数、高稳系数和回归系数

表2 商豆1310在国家黄淮海夏大豆品种生产试验中的产量表现

表3 商豆1310不同年度、不同地点间方差分析结果及丰产性、稳产性分析

图1 参试品种（系）产量与变异系数散点图

图2 参试品种（系）产量与回归系数散点图

图3 参试品种（系）产量与欧氏距离值散点图

表4 AMMI模型对产量的分析

以各参试品种（系）产量为纵坐标，Di值为横坐标，以所有参试品种的产量均值和Di均值为坐标原点作散点图（见图3）。由图3可明显看出，各参试品种（系）的产量类型。对照中黄13落在第Ⅲ象限为低产稳产品种，商豆1310落在第Ⅱ象限为高产稳产品种。

表5 参试品种（系）在显著交互效应轴上的得分、Di值及排序

3 讨论与结论

运用与对照品种进行比较的方法分析品种的丰产性，简单、直接、清晰明了，但不能反映品种的稳产性[11]，例如单看2015年区域试验表现，周豆22号产量居试验第2位，但由于其标准差和变异系数较大，可以说明该品种是一个高产，但不稳产的品种。

变异系数只是品种表型稳定性的近似测度，主要反映了品种本身能对产量的影响，而对环境因素影响产量的程度体现不足，且很难反映出基因与环境间互作，变异系数可分析品种稳产性，但体现不出品种的丰产性[12-13]。例如徐9418-2，标准差居第3位，变异系数居第4位，说明该品种稳产性较好，但该品种较对照中黄13减产，不能体现品种的丰产性。但是变异系数法计算简便，结合平均产量的散点图可对参试品种（系）的产量潜力和稳定性进行简单的类型划分，育种者可直观的筛选出高产稳产性的品种，此法适用于育种初期大量早代材料的多点无重复试验[14]。

高温系数法可以把目标品种的高产性和稳产性结合起来综合分析，通过参数HSCi的大小来衡量参试品种高产稳产性的优劣，计算方法简便，结果量化便于排序，在产量试验中具有较好的参考价值[12]，但是HSCi值高的品系存在标准差、变异系数大的现象，例如2015年区域试验中，周豆22的标准差和变异系数分别位于第8，6位，但由于其产量高，居产量位第2位，通过计算其HSCi值位于第3位；2016年区域试验中，濉科8号的标准差和变异系数虽较大，均位于第11位，因其产量较高位于第3位，使其HSCi值位于第5位。这说明了参试品系的稳定性劣势易被高产掩盖。高稳系数法还有不足之处是其忽视了品种产量高低受基因型和环境互作的影响，所以在实际运用中应配合稳定性参数进行分析效果更好[12,15]。

回归系数法体现了环境对品种产量的影响，只能反映品种的适应性。

AMMI模型综合了方差分析和主成分分析的优点，并可以性状参数为指标对品种稳定性进行评价，被广泛应用于各种动植物试验分析中[16]，在区域试验分析中具有较大应用价值。AMMI模型不仅能有效揭示环境、基因及基因与环境互作效应对品种稳定性的影响，基于AMMI模型的欧氏距离值还可定量地分析品种的稳产性表现，此法在分析时考虑了诸多对品种稳定性具有影响的因素，分析过程严谨，因而在区域试验品种稳产性数据分析中更为可靠[12,17-18]。但是此方法在分析过程中对科技人员数据分析能力要求较高，基层农技人员掌握起来有一定难度。采用AMMI模型分析参试品系的高产稳产性时，借鉴Francis等的变异系数法将Di值与平均产量结合得到了各参试品系的散点图，通过散点图实现对参试品种的高产稳产性综合评价，如此一来不仅是试验结果的可靠性得到保证，评价结果也较直观更易于理解[12]。

综上所述，在具体的分析过程中，不能局限于固定的方法和模型，应结合育种目标和技术能力选择合适的方法，并综合参试品系在试验中的具体表现，尽可能多的收集多年多点数据进行分析。

本试验运用多种方法进行分析，结果表明：商豆1310具有较高的丰产性和稳定性及较广适应性，是一个极具推广潜力的大豆新品种，适合黄淮海南部地区大面积推广种植。

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Analysis on High-yield Capacity,Stability and Adaptability of a New Soybean Variety Shangdou 1310

He Xin,Yan Xiangqian,Sun Huajun,Zhang Qi
(Henan Shangqiu Academy of Agriculture and Forestry Sciences,Shangqiu 476000,Henan,China)

The study aims to better understand the production characteristic of a new soybean variety Shangdou 1310.Based on the regional test results in Southern Huang-huai-hai region from 2015 and 2016,the yielding capacity,stability and adaptability of Shangdou 1310 were analyzed by variation coefficient method,high and stable coefficient(HSC),regression coefficient method,and AMMI model as well.The results showed that variety Shangdou 1310 had high yield,good stability and adaptability,and it can be widely planted for production in the Southern Huang-Huai region.

Soybean variety;Shangdou 1310;High yield;Stability;Adaptability

S565.1

1674-3547(2017)05-0037-09