劉堅(jiān)堅(jiān)，周榮保，楊進(jìn)成*，張?jiān)泼?，?觀，張勁梅，封軍華，陳向東，史蘭芬，李紅彥，胡新洲，安正云

(1. 玉溪市農(nóng)業(yè)科學(xué)院，云南 玉溪 653100；2. 江川區(qū)種子管理站，云南 江川 652600；3. 峨山縣塔甸鎮(zhèn)農(nóng)科站，云南 峨山 653200；4. 元江縣農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣站，云南 元江 653300；5. 易門縣農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣站，云南 易門 651100)

AMMI模型分析低緯高原山區(qū)油菜品種的農(nóng)藝性狀

劉堅(jiān)堅(jiān)1，周榮保2，楊進(jìn)成1*，張?jiān)泼?，瞿 觀1，張勁梅2，封軍華4，陳向東5，史蘭芬3，李紅彥1，胡新洲1，安正云1

(1. 玉溪市農(nóng)業(yè)科學(xué)院，云南 玉溪 653100；2. 江川區(qū)種子管理站，云南 江川 652600；3. 峨山縣塔甸鎮(zhèn)農(nóng)科站，云南 峨山 653200；4. 元江縣農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣站，云南 元江 653300；5. 易門縣農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣站，云南 易門 651100)

【目的】為篩選適應(yīng)低緯高原地區(qū)的云南省玉溪市具備高穩(wěn)定性和強(qiáng)適應(yīng)性的菜品?！痉椒ā坷肁MMI模型對(duì)玉溪市目前應(yīng)用并參加2015年山地油菜品種區(qū)域試驗(yàn)的品種主要農(nóng)藝性狀進(jìn)行穩(wěn)定性和適應(yīng)性分析?！窘Y(jié)果】AMMI模型在分析基因型與環(huán)境互作時(shí)優(yōu)于多元回歸和相關(guān)分析，AMMI模型中的極顯著和顯著分別解釋了全生育期、單位面積有效株和角粒數(shù)三個(gè)性狀99.66 %、98.81 %和98.83 %的互作平方和；對(duì)交互作用達(dá)顯著和極顯著的4 個(gè)性狀穩(wěn)定性Di值的分析表明，基因型和環(huán)境的變化對(duì)產(chǎn)量和角粒數(shù)影響較大，對(duì)單位面積有效株和全生育期影響相對(duì)較小?！窘Y(jié)論】在冬季有效積溫較低而降雨量相對(duì)較大的年份，應(yīng)主推‘云花油早熟1號(hào)’、‘花油6號(hào)’、‘花油7號(hào)’和‘花油5號(hào)’等具高穩(wěn)產(chǎn)性和強(qiáng)適應(yīng)性的優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)品種。

AMMI模型；低緯高原山區(qū)；山地油菜；農(nóng)藝性狀；穩(wěn)產(chǎn)性

【研究意義】玉溪市油菜產(chǎn)業(yè)能否實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展，很大程度上取決于拓展油菜發(fā)展空間和依靠科技創(chuàng)新提高油菜單產(chǎn)[1]。地處低緯高原的玉溪山區(qū)發(fā)展油菜常遭遇干旱、霜凍、風(fēng)災(zāi)、高溫逼熟及蚜害，這對(duì)山地油菜品種穩(wěn)定性和適應(yīng)性提出了更高的要求。如何有效評(píng)價(jià)山地油菜品種的穩(wěn)定性，為山區(qū)推廣應(yīng)用提供指導(dǎo)顯得尤為迫切?！厩叭搜芯窟M(jìn)展】加性主效應(yīng)與復(fù)合交互效應(yīng) (additive main effects and multiplicative inter action，簡記為AMMI) 模型將方差分析(ANOVA) 和主成分分析(PCA) 有機(jī)結(jié)合，通過從加性模型的殘差中分離模型誤差與干擾來提高估計(jì)的準(zhǔn)確性，能夠解釋較大部分交互作用，并直觀描繪、分析基因型與環(huán)境互作，是評(píng)估作物穩(wěn)定性的較為理想的統(tǒng)計(jì)分析方法，已廣泛應(yīng)用于油菜、小麥、蠶豆、馬鈴薯、水稻、玉米、烤煙等作物品種區(qū)域試驗(yàn)產(chǎn)量分析和評(píng)價(jià)中[2-8]，但對(duì)作物品種區(qū)域試驗(yàn)主要性狀的分析報(bào)道甚少[9-10]，未見低緯高原山地油菜品種區(qū)域試驗(yàn)主要農(nóng)藝性狀分析評(píng)價(jià)的報(bào)道[11]?！颈狙芯康那腥朦c(diǎn)】為探索低緯高原山地油菜品種在不同海拔生態(tài)區(qū)域的穩(wěn)定性和適應(yīng)性，文章利用AMMI模型對(duì)云南省玉溪市2015 年山地油菜品種區(qū)域試驗(yàn)參試品種的主要農(nóng)藝性狀進(jìn)行了分析評(píng)價(jià)?！緮M解決的關(guān)鍵問題】旨在探索AMMI 模型在山區(qū)農(nóng)作物品種適應(yīng)性評(píng)價(jià)中的有效性并進(jìn)一步拓展其應(yīng)用范圍，提高低緯高原山地油菜品種區(qū)域試驗(yàn)的評(píng)價(jià)效率，為山地油菜品種育種目標(biāo)制定和不同生態(tài)區(qū)域的推廣應(yīng)用提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料

參試品種均為云南省自主選育的常規(guī)雙低油菜品種，分別為‘云花油9號(hào)’、‘花油7號(hào)’、‘花油6號(hào)’、‘花油5號(hào)’、‘玉紅油1號(hào)’、‘云花油早熟1號(hào)’、‘A35’(CK)共7個(gè)。其中，‘玉紅油1號(hào)’、‘A35’為紅塔區(qū)種子站選育提供，‘云花油早熟1號(hào)’為云南省農(nóng)科院經(jīng)作所與玉溪市農(nóng)科院合作選育提供，其余品種由云南省農(nóng)科院經(jīng)作所選育提供；試驗(yàn)于2015年分別在云南省玉溪市的元江縣因遠(yuǎn)(海拔1630 m)、紅塔區(qū)龍?zhí)?海拔1720 m)、峨山縣塔甸(海拔1850 m)和易門縣浦貝(海拔1900 m)4個(gè)有代表性的區(qū)域進(jìn)行。試驗(yàn)統(tǒng)一采用隨機(jī)區(qū)組排列, 3 次重復(fù), 小區(qū)面積13.34 m2；試驗(yàn)選擇肥力條件均一的地塊，采用免耕直播的方式并在8月下旬播種，田間管理按照《無公害山地油菜避災(zāi)生產(chǎn)技術(shù)操作規(guī)程》地方規(guī)范[12]執(zhí)行，試驗(yàn)在全生育期只防蟲不防病, 收獲后脫粒計(jì)產(chǎn)。記載全生育期(X1)、單位面積(666.7 m2)有效株(X2)、單株有效角果(X3)、角粒數(shù)(X4)、千粒重(X5)，并測算實(shí)收產(chǎn)量(Y)。

1.2 分析方法

2 結(jié)果與分析

2.1 主要農(nóng)藝性狀表現(xiàn)和產(chǎn)量回歸分析

從山地油菜品種區(qū)域試驗(yàn)主要農(nóng)藝性狀分析結(jié)果(表1)可知，各品種間單株有效角果數(shù)、角粒數(shù)、單位面積有效株、全生育期的差異均較大，表明參試品種間的基因型差異較大；參試品種的千粒重變異較小。參試品種(系)平均產(chǎn)量從高到低依次是‘云花油早熟1號(hào)’、‘花油6號(hào)’、‘花油7號(hào)’、‘花油5號(hào)’、‘玉紅油1號(hào)’、‘云花油9號(hào)’、‘A35’(CK)。對(duì)產(chǎn)量與主要性狀間的關(guān)系進(jìn)行多元回歸分析，結(jié)果表明，‘云花油9號(hào)’的全生育期，‘花油7號(hào)’的全生育期和單株有效角果數(shù)，‘花油6號(hào)’、‘玉紅油1號(hào)’、‘A35’(CK)的單株有效角果數(shù)和千粒重，‘花油5號(hào)’、‘云花油早熟1號(hào)’的單株有效角果數(shù)對(duì)產(chǎn)量有正向作用，表明對(duì)多數(shù)品種而言，增加單株有效角果數(shù)和千粒重有利于產(chǎn)量提高，而全生育期、單位面積有效株、角粒數(shù)表現(xiàn)為不同基因型對(duì)產(chǎn)量具有不同作用，可見低緯高原山地油菜品種區(qū)域試驗(yàn)中普遍存在產(chǎn)量性狀相互關(guān)系的差異。

表1 山地油菜品種主要農(nóng)藝性狀和產(chǎn)量多元回歸分析

表2 山地油菜產(chǎn)量方差、線性模型和AMMI模型分析結(jié)果

注：**表示在0.01水平上差異顯著，下同。

Notes: ** meant significant diffenece at the 0.01 level, the same as below.

2.2 產(chǎn)量及主要農(nóng)藝性狀的AMMI模型對(duì)比分析

從山地油菜品種產(chǎn)量方差、線性模型和AMMI模型對(duì)比分析結(jié)果(表2)看，在產(chǎn)量、全生育期、單位面積有效株、角粒數(shù)4個(gè)性狀的AMMI模型中，基因型與環(huán)境的交互作用達(dá)顯著或極顯著水平；單株有效角果、千粒重2個(gè)性狀的基因與環(huán)境的交互作用不顯著。產(chǎn)量與基因型、環(huán)境及基因型與環(huán)境互作的平方和分別占總平方和的4.11 %、83.77 %、8.81 % ，均達(dá)極顯著水平。在線性回歸模型中，聯(lián)合回歸只解釋了6.53 %的基因型與環(huán)境互作。AMMI模型分析前2個(gè)乘積項(xiàng)分別解釋了83.38 %、13.17 %互作平方和，其中第1乘積項(xiàng)達(dá)極顯著水平，第2乘積項(xiàng)達(dá)顯著水平。

表3 山地油菜品種主要農(nóng)藝性狀方差分析、線性模型和AMMI模型分析結(jié)果

續(xù)表3 Continued table 3

性狀Traits分析方法Analysismethods變異來源TypeofvariationDFSSMSF環(huán)境3261.47387.1588.74**線性模型分析聯(lián)合回歸191.09891.09819.18**殘差1047.4934.749-AMMI模型分析交互作用18179.5609.97619.06**PCA18154.00419.25136.79**PCA2623.4633.9117.47*殘差42.0930.523-

從山地油菜品種主要農(nóng)藝性狀方差分析、線性模型和AMMI模型分析結(jié)果(表3)可知，全生育期、單位面積有效株、角粒數(shù)3個(gè)性狀的AMMI 模型極顯著和顯著的乘積項(xiàng)分別解釋了99.66 %、98.81 %、98.83 %的交互作用平方和，而線性回歸模型中3個(gè)性狀分別只解釋了26.29 %、23.89 %、50.73 %的基因型與環(huán)境互作。經(jīng)AMMI模型分析，全生育期中2個(gè)乘積項(xiàng)分別解釋了85.16 %、14.50 %的基因型與環(huán)境交互作用平方和，單位面積有效株中2個(gè)乘積項(xiàng)分別解釋了85.06 %、13.75 %的基因型與環(huán)境交互作用平方和，角粒數(shù)中2個(gè)乘積項(xiàng)分別解釋了85.77 %、13.07 %的基因型與環(huán)境交互作用平方和，均高于線性回歸分析中對(duì)交互作用的解釋；以上分析進(jìn)一步表明，AMMI模型能很好地解釋低緯高原地區(qū)山地油菜多數(shù)性狀基因型與環(huán)境的互作。

2.3 產(chǎn)量和主要農(nóng)藝性狀的穩(wěn)定性

為深入分析比較各品種主要農(nóng)藝性狀的穩(wěn)定性，對(duì)交互作用達(dá)顯著水平的單位面積產(chǎn)量、全生育期、單位面積有效株、角粒數(shù)4個(gè)性狀相對(duì)穩(wěn)定性參數(shù)Di值進(jìn)行了計(jì)算。從各性狀穩(wěn)定性表現(xiàn)(表4)可以看出，穩(wěn)定性參數(shù)Di值以產(chǎn)量、角粒數(shù)變幅最大，全生育期變幅較小，單位面積有效株變幅最小，這表明基因型與環(huán)境間的互作在低緯高原山地油菜品種試驗(yàn)中對(duì)產(chǎn)量、角粒數(shù)影響較大，對(duì)單位面積有效株和全生育期影響較小，同時(shí)各品種不同性狀的穩(wěn)定性表現(xiàn)存在一定差異。

應(yīng)用George C.C.Tai模型對(duì)低緯高原山區(qū)油菜參試品種進(jìn)行穩(wěn)定性分析[13](圖1)，結(jié)果表明，‘花油6號(hào)’(v3)、‘花油7號(hào)’(v2)、‘云花油早熟1號(hào)’(v6)、‘A35’(v7)和‘花油5號(hào)’(v4)為穩(wěn)定性好的品種，‘玉紅油1號(hào)’(v5)為穩(wěn)定性中等的品種，‘云花油9號(hào)’(v1)為穩(wěn)定性差的品種，說明其具有特殊適應(yīng)性。

3 討 論

利用AMMI模型對(duì)云南省玉溪市2015年低緯高原山區(qū)山地油菜區(qū)域試驗(yàn)參試品種主要農(nóng)藝性狀進(jìn)行分析，證實(shí)AMIM模型不僅能很好地解釋單位面積產(chǎn)量基因型與環(huán)境的互作，也能較好地解釋全生育期、單位面積有效株、角粒數(shù)等其他相關(guān)性狀基因型與環(huán)境的交互作用。利用AMMI 模型品種穩(wěn)定性參數(shù)Di值估測了各參試品種主要農(nóng)藝性狀的穩(wěn)定性。結(jié)果表明，山地油菜品種的主要農(nóng)藝性狀相對(duì)穩(wěn)定性大小順序：單位面積有效株gt;角粒數(shù)gt;全生育期gt;單位面積產(chǎn)量，說明不同農(nóng)藝性狀的穩(wěn)定性表現(xiàn)存在差異，而且各品種的穩(wěn)定性表現(xiàn)在不同農(nóng)藝性狀上也存在差異?？傮w上來說，基因型和環(huán)境的變化對(duì)山地油菜品種產(chǎn)量和角粒數(shù)影響較大，對(duì)單位面積有效株和全生育期影響相對(duì)較??；參試品種在產(chǎn)量性狀關(guān)系上表現(xiàn)出一定差異，說明不同的山地油菜品種有適應(yīng)不同生態(tài)區(qū)域的特性。文章在利用AMMI模型解釋作物品種產(chǎn)量和農(nóng)藝性狀基因型與環(huán)境的互作以及Di值估測品種穩(wěn)定性方面，與前人的研究結(jié)果相似，但以低緯高原山地油菜品種為研究對(duì)象，本研究尚屬首次。當(dāng)然，受低緯高原山區(qū)油菜品種數(shù)量和區(qū)試年度所限，針對(duì)7個(gè)以上品種和多個(gè)不同氣象年度的相關(guān)研究還有待深入。

表4 山地油菜品種主要農(nóng)藝性狀穩(wěn)定性參數(shù)Di值

圖1 山地油菜品種產(chǎn)量穩(wěn)定性Tai模型分析Fig.1 Tai model analysis based on the yield stability of rapeseed varieties

4 結(jié) 論

結(jié)合玉溪市2015年區(qū)域試驗(yàn)中山地油菜品種冬季遭遇到低溫凍害、降雨偏多等氣候特點(diǎn)，綜合分析認(rèn)為，在冬季有效積溫較低而降雨量相對(duì)較大的年份，應(yīng)主推‘花油6號(hào)’、‘云花油早熟1號(hào)’、‘花油7號(hào)’和‘花油5號(hào)’等具高穩(wěn)產(chǎn)性和強(qiáng)適應(yīng)性的優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)品種[14]。

[1]楊進(jìn)成,李順德,劉堅(jiān)堅(jiān),等. 玉溪市油菜產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀、問題與對(duì)策分析[J].廣東農(nóng)業(yè)科學(xué),2011,21:181-183.

[2]董 云,王 毅,漆燕玲,等. 應(yīng)用AMMI模型分析評(píng)判甘肅省春油菜區(qū)試品種的穩(wěn)定性和適應(yīng)性[J].西北農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào),2010,19(7):74-78.

[3]楊志剛,田杰英,賽都拉. AMMI模型在小麥區(qū)域試驗(yàn)中的應(yīng)用[J]. 農(nóng)業(yè)科技通訊,2013(6):72-75．

[4]董開居. AMMI模型在蠶豆區(qū)域試驗(yàn)中的應(yīng)用[J].雜糧作物, 2006, 26(5):340-345.

[5]楊志平,何鳳發(fā),王季春,等. 應(yīng)用AMMI模型評(píng)價(jià)馬鈴薯品種的穩(wěn)定性和適應(yīng)性[J].中國馬鈴薯,2006,20(1):11-15.

[6]李元元,張征鋒,孫 遼,等. 利用AMMI模型評(píng)價(jià)湖北省水稻區(qū)試品種的適應(yīng)性 [J].湖北農(nóng)業(yè)科學(xué), 2016, 55(2):285-289.

[7]英 敏,楊恩瓊. AMMI模型在玉米品種區(qū)域試驗(yàn)中的應(yīng)用[J].種子,2008,27(8):97-101.

[8]查宏波,黃 韡,胡啟賢,等. 應(yīng)用AMMI模型評(píng)價(jià)烤煙品種產(chǎn)量適宜性[J].中國煙草學(xué)報(bào),2012,18(2):17-20.

[9]余本勛,盧 運(yùn),何友勛,等. 應(yīng)用AMMI模型對(duì)水稻品種主要農(nóng)藝性狀的評(píng)價(jià)[J].甘肅農(nóng)業(yè)科技,2010(3):3-6.

[10]劉曉燕，梁 強(qiáng)，李毅杰，等.廣西甘蔗新品種區(qū)域試驗(yàn)宿根蔗適應(yīng)性與穩(wěn)定性分析[J].南方農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào),2016,47(1):37-42.

[11]趙國珍,世 榮,劉吉新,等. 云南高原常規(guī)粳稻主栽品種農(nóng)藝性狀分析[J].西南農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào), 2015, 28(5):1857-1862.

[12]楊進(jìn)成,瞿 觀,劉堅(jiān)堅(jiān),等. 無公害山地油菜避災(zāi)生產(chǎn)技術(shù)操作規(guī)程. DG5304/T 010-2015[S].

[13]唐啟義. DPS數(shù)據(jù)處理系統(tǒng):實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、統(tǒng)計(jì)分析及數(shù)據(jù)挖掘(第二版)[M].北京:科學(xué)出版社,2010:538-560.

[14]楊進(jìn)成,劉堅(jiān)堅(jiān),安正云,等. 耐旱優(yōu)質(zhì)油菜品種云花油早熟 1 號(hào)的選育及種植技術(shù)[J].農(nóng)業(yè)科技通訊,2015(12):243-246.

(責(zé)任編輯 王家銀)

AnalysisofAgronomicTraitsofMainRapeseed(BrassicanapusL.)VarietiesinLowLatitudeMountainAreaUsingAMMIModel

LIU Jian-jian1, ZHOU Rong-bao2, YANG Jin-cheng1*, ZHANG Yun-ming3, QU Guan1, ZHANG Jin-mei2,FENG Jun-hua4, CHEN Xiang-dong5,SHI Lan-fen3, LI Hong-yan1, HU Xin-zhou1, AN Zheng-yun1

(1.Yuxi Academy of Agricultural Science, Yunnan Yuxi 653100,China; 2. Jiangchuan Seed Administration Station, Yunnan Jiangchuan 652600,China; 3. Ersan Tadian Agricultural Station, Yunnan Ershan 653200,China; 4. Yuanjiang Agricultural Technology Extension Station, Yunnan Yuanjiang 653300,China; 5. Yimen Agricultural Technology Extension Station, Yunnan Yimen 651100,China)

【Objective】The study aims to screen the highly stable and adaptable rapeseed (B.napusL.) varieties in Yuxi, located in low latitude mountain area. 【Method】AMMI model was used to analyze the main agronomic traits of rapeseed varieties tested in Yuxi City in 2015. 【Result】Compared to multiple regression and correlation analysis, it was found that AMMI model was more suitable to analyze the interaction between genotype and environment. AMMI model could explain 99.66 %, 98.81 % and 98.83 % sum of squares of whole growth period, effective plant per unit area, and seed per silique, respectively.The analysisDivalue of 4 traits showed that genotype and environment could significantly affect the yield and seed per silique, whereas less influence on the effective plant per unit area and whole growth period. 【Conclusion】In the year of low effective accumulated temperature and greater rainfall amounts, the varieties of ‘Yunhuayou zhaoshu 1’, ‘Huayou 6’, ‘Huayou 7’ and ‘Huayou 5’ were recommended to grow in Yuxi area, due to their excellent traits of high stability and strong adaptability.

AMMI model; Low latitude mountain area; Rapeseed varieties; Agronomic traits; Stability

S565.4

A

1001-4829(2017)11-2412-05

10.16213/j.cnki.scjas.2017.11.004

2017-01-22

云南省創(chuàng)新人才培養(yǎng)計(jì)劃 (2011CI103)；云南省現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系建設(shè)專項(xiàng)資金(ynnycyjstx-5)；玉溪市重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室計(jì)劃(ZX200901)

劉堅(jiān)堅(jiān)(1981-)，女，云南紅塔區(qū)人，主要從事油菜育種及栽培研究工作，E-mail：13987769797@163.com， *為通訊作者：楊進(jìn)成，E-mail：1953493929@qq.com。