玉米新品种承单813丰产性、稳产性及适应性分析
2023-07-18梁秋华李青松任冬雪丁贵江佟桂富霍燃华穆云森马中义
梁秋华 李青松 任冬雪 丁贵江 佟桂富 霍燃华 穆云森 李 一 马中义
(1 承德市农林科学院,河北承德 067000;2 河北德华种业有限公司,承德 068150)
玉米是粮食、饲料和工业原料兼用农作物,据专家预测,玉米将是我国需求增长最快的粮食品种。我国《“十四五”全国种植业发展规划》提出:到2025 年,玉米播种面积达到6.3 亿亩以上,产量提高到5300 亿斤以上,力争达到5550 亿斤,抓好玉米产业,是保持粮食稳定增产的关键,优良新品种的选育和推广是玉米持续增产的重要因素[1]。玉米新品种承单813 是承德市农林科学院以SS(Reid)×NSS(非Reid)杂优模式为指导,重组母本群、父本群,结合密植育种法育成的高产、抗病、耐密玉米新品 种[2]。首次通过审定后,通过科企联合体采取新品种异地多点鉴定-扩区审定-适应区域示范推广-高产栽培技术集成-扩大适应区推广面积的模式,先后通过河北省春播区(冀审玉20170100 号)、国家东北中熟春玉米区(国审玉20180207 号)和国家西北春玉米区(国审玉20200017 号)三区审定。区域试验鉴定了品种在一定生态条件下的综合表现,本文利用河北省和国家多年多点的区域试验、生产试验、推广示范产量数据,采用不同分析方法对承单813 进行分析和评价,确定其优势推广区域,并为该品种科学推广布局提供依据[3]。
1 数据来源与分析方法
1.1 数据来源研究数据分别来自于2014-2015年河北省春播中熟组区域试验和生产试验汇总材料;2016-2017 年国家东北中熟春玉米组德华科企联合体区域试验和生产试验汇总材料;2017-2018年国家西北春玉米组德华科企联合体区域试验和生产试验汇总材料;2020-2022 年多点示范推广试验数据。对照品种为先玉335。
1.2 玉米区域试验品种丰产、稳产、适应度的分析方法通过不同年份、各试验中的承单813 较对照品种增(减)产率及增产点率数据分析承单813 品种的丰产性;将3 个玉米区的区域试验产量结果归纳整理,输入全国农技推广中心的“农作物品种区域试验管理系统”软件,对试验数据进行分析计算。采用均值变异系数(CV)、回归系数(bi)、互作方差(Shukla)等来评价品种的稳定性[4];利用高稳系数(HSC)综合分析品种的高产和稳产性,公式 HSC(%)=(Xi-Si)/1.10Xck×100 计算品种的高稳系数[5]。用适应度分析品种的广适性。根据各组区域试验在环境指数下的产量求出回归方程,并做出符合区域试验范围生产水平的回归曲线,与对照相比,确定优势推广区域。
2 结果与分析
2.1 丰产性分析承单813 在玉米区区域试验及生产试验中的平均产量和增产点次结果见表1,该品种2014-2015 年河北省春播中熟组试验中产量在14238~14659kg/hm2之间,增产点率86.7%,2 年区域试验较对照先玉335 增产显著。2016-2017 年东北中熟春玉米组试验中产量在12603~12846kg/hm2之间,增产点率为90.3%,2 年区域试验较对照先玉335 增产极显著。2017-2018 年西北春玉米组试验中产量在15000~15679kg/hm2之间,增产点率为78.5%,2017 年较对照先玉335 增产极显著。从承单813 参加全国东北中熟春玉米组、西北春玉米组和河北省春播中熟组区域试验和生产试验的结果看,该品种平均产量14198kg/hm2,最高产量达到15679kg/hm2,增产点次占试验点总数的85.1%,综合3 个生态区产量结果,承单813 的丰产性优于对照先玉335,是一个具有较好增产潜力的品种。
表1 承单813 在2014-2018 年不同试验产量表现
2.2 稳产适应性分析
2.2.1 静态稳定性分析变异系数(CV)是对应品种在各环境上的均值间的变异(标准差)占该品种总均值的百分比,一般值越小表明品种在不同环境中的变化就越小,其静态稳定性越好,但变异系数过小,产量过于稳定,增产潜力就不会太大,生产上不利于应用高产栽培措施;变异系数大表明该品种在不同环境中的变化大,静态稳定性差。一般认为变异系数数值小、同时均值又高的品种是最理想的品种[6]。承单813 在3 个生态区区域试验中CV值见表2。2014-2015 年河北省春播中熟组区域试验,变异系数分别为5.985%和11.824%,其同组变幅分别为5.289%~12.526%和9.283%~15.625%,在同组中变异系数较低。2016-2017 年东北中熟春玉米组区域试验,变异系数为7.925%和12.793%,其同组变幅分别为7.925%~14.744%和9.998%~18.083%,在同组中最低或较低。2017-2018 年西北春玉米组区域试验,变异系数为11.695%和15.267%,其同组变幅为10.069%~12.327%和13.955%~16.222%,居同组中等水平。同时承单813 在各试点的平均产量均居前列(表1),说明承单813 静态稳定性较好且有一定的增产潜力,产量稳定,在环境较好的区域会有较高的产量水平。
表2 承单813 在2014-2018 年区域试验中的稳定性及适应性分析
2.2.2 动态稳定性分析Shukla 变异系数表示各品种的Shukla 方差的开方值与各品种均值的比值,用Shukla 互作方差分解法进行分析,Shukla 互作方差越小,品种平均动态稳定性越好,在各种环境中均保持相对稳定[7]。承单813 的Shukla 互作方差在河北省2014 年为2.40%,2015 年为2.02%;国家东北中熟春玉米组2016 年为0.55%,2017 年为0.81%;国家西北春玉米组2017 年为3.60%,2018 年为0.00。三区区域试验中承单813 玉米品种的Shukla 互作方差在参试品种中均较低,表现出其平均动态稳定性好。
2.2.3 Ebehart-Russell 回归分析Ebehart-Russell回归分析[8]综合反映品种的静态稳定性和动态稳定性,在回归离差显著时,回归系数越接近1,品种的动态稳定性越好;越接近于0 静态稳定性越好。同时回归离差越小,品种动态稳定性越高。回归离差不显著时,回归系数大于1,品种适合较好的环境。由表2 可知,2015 年回归离差不显著,回归系数为1.082;2017 年东北中熟春玉米组回归离差不显著,回归系数为1.177;2018 年西北春玉米组承单813 回归离差不显著,回归系数为1.090;2016 年东北中熟春玉米组回归离差显著,回归系数为0.719;2017 年西北春玉米组承单813 回归离差极显著,回归系数为1.088;承单813 的回归系数都接近于1 或大于1,同时回归离差处于同组参试品种的较低水平,综合几年的表现其动态稳定性较好,静态稳定性稍差;适合较好的生长环境。
2.2.4 高产稳产性分析品种的高产稳产是育种人的目标,亦是区域试验筛选品种优劣的主要指 标[9-10]。承单813 玉米品种参加3 个生态区区域试验,跨黑龙江、吉林、辽宁、内蒙古、河北、陕西、宁夏、甘肃、新疆等9 个省、自治区。试验点间的气候、生产技术水平差异大[11],一个好的玉米品种既要求高产又要求稳产,高产是要在稳产基础上的高产,稳产也应当是指高产前提下的稳产,在选择品种上既要考虑高产更不能忽视稳产[12-13]。利用高稳系数综合评价该品种的高产稳产性,高稳系数值越大,则品种的高产稳产性越好,3 个生态区域试验中承单813 的高稳系数均高于对照先玉335,其平均值比先玉335 高3.5%,表明承单813 是高产性、稳产性好的新品种。
2.3 适应度分析适应度反应的是该品种超过平均产量环境数占试验总环境数的百分比,反映了品种基本的、也就是超过平均生产水平的广适性,适应度值越大,该品种的广适性越好[14]。由表2 可以看出,玉米品种承单813 的适应度值在40%~95%,均高于或等于同组对照的适应度,说明其广适性优于对照品种先玉335,先玉335 种植区域均可种植承单813[15]。
2.4 抗性分析河北省春播中熟组区域试验 由吉林省农业科学研究院植物保护研究所进行抗病虫接种鉴定,2014 年结果:高抗丝黑穗病、茎腐病,中抗玉米螟,感大斑病、弯孢叶斑病。2015 年表现高抗丝黑穗病、茎腐病,中抗大斑病、玉米螟,感弯孢叶斑病。
东北中熟春玉米组区域试验 由黑龙江省农业科学研究院植物保护研究所进行抗病接种鉴定,2016 年结果:中抗大斑病、丝黑穗病,高抗茎腐病、穗腐病,抗灰斑病。2017 年结果:中抗大斑病、穗腐病,抗丝黑穗病、灰斑病,高抗茎腐病。
西北春玉米组区域试验 由甘肃省农业科学研究院植物保护研究所进行抗病接种鉴定,2017 年结果:抗茎腐病、穗腐病,中抗大斑病,高抗丝黑穗病。2018 年结果:高抗茎腐病,抗丝黑穗病,感穗腐病、大斑病。
各生态区抗倒伏情况调查,承单813 抗倒伏能力强,倒伏面积小于10%的试点率为100%。多区抗病鉴定表明,承单813 抗多种病害,生产上表现青秧活秆成熟,是一个很好的粮饲兼用品种。
2.5 承单813 优势推广区域分析将各区域试验组承单813 和先玉335(CK)的回归方程列于表3。根据回归方程得出承单813 和先玉335(CK)对环境指数的回归曲线(图1)[16]。由图1 看出,承单813在2014 年河北春播中熟组、2016 年东北中熟春玉米组、2017 年西北春玉米组不同环境水平下均比对照增产;2015 年河北春播中熟组、2017 年东北中熟春玉米组在环境水平8000kg/hm2以上增产。表明承单813 适应性较强,适宜种植区域广,当产量达到8000kg/hm2以上时,其增产幅度提高,所以承单813在生产条件好的区域种植优势明显。
图1 2014-2018 年承单813 产量与环境指数的回归曲线
表3 承单813 及对照品种的产量回归方程
3 生产示范结果
承单813 通过审定后进行了多点的试验示范。2020 年在辽宁本溪桓仁县建立33.3hm2(500 亩)高产示范方,每667m2平均产量860kg;在吉林省辽源县建立承单813 高产示范田20hm2(300 亩),平均产量894kg;2021 年在黑龙江五常建立承单813高产示范田53.3hm2(800 亩),平均产量842kg;2021 年在内蒙古赤峰镇平庄镇建立承单813 高产示范方26.7hm2(400 亩),平均产量923kg;2021年在甘肃平凉5.3hm2(80 亩)示范田,平均产量1095kg。2021-2022 年推广示范过程中,承单813在西北春玉米区尤其是内蒙古牧区表现青秧活秆成熟,抗病性尤其表现突出,因此用承单813 作全株青贮的生产面积不断扩大,如2021 年在内蒙呼和浩特市,考察面积约46.7hm2(700 亩),用作青贮玉米每667m2产量达4.5t 左右[17]。
4 结论与讨论
承单813 在3 个生态区区域试验、生产试验中产量比对照增产显著,增产点次多,几年的推广示范表现出良好的丰产性和抗逆性。承单813 多种稳定性和适应性分析结果相似,其动态稳定性好,静态稳定性中等。承单813 平均产量高,丰产性各年份间和各区域间均较好,高产栽培措施的实施有利于品种的增产。对环境条件适应性较强,不会随地点、年度变化而明显改变,优势环境区域能达到更高的产量。2018-2020 年承单813 相继在3 个生态区通过审定,说明其是在区域间适应性广,年际间稳产性好的优良玉米品种。
承单813 在多年的推广应用中丰产性好,表现出现较强的稳产性和适应性,抗逆性较好。目前正在东华北春玉米区的河北省承德市、辽宁省东部山区和辽北部分地区,吉林省吉林市、白城市、通化市大部分地区,辽源市、长春市、松原市部分地区,黑龙江省第一积温带,内蒙古乌兰浩特市、赤峰市、通辽市、呼和浩特市、包头市、巴彦淖尔市、鄂尔多斯市等部分地区种植。
试验表明承单813 具有丰产性、稳产性及适应性好的优点,但在不同区域产量、适应性又不尽一致,因生态环境不同表现出差异,2016 年在黑龙江肇东、内蒙古兴安盟,2017 年在黑龙江肇东、辽宁铁岭,2018 年在新疆沙湾县等地生态适应性稍差。推广承单813 时要充分考虑生态环境对其产量等性状的影响。