魏常敏,周文偉,許衛(wèi)猛,邢永鋒,張傳量,李桂芝,宋萬友
(周口市農(nóng)業(yè)科學(xué)院,河南周口 466000)
糯玉米子粒中的淀粉幾乎100%為支鏈淀粉,且富含 E 類、B 類等維生素和賴氨酸等氨基酸,具有較高的營養(yǎng)保健價值及工業(yè)利用價值[1,2]。糯玉米籽粒色澤晶瑩,蒸煮后口感綿軟香甜,受到廣大消費者的青睞。近年來,隨著供給側(cè)結(jié)構(gòu)改革的推進和育種進程的加快,我國糯玉米種植加工迅速發(fā)展,目前種植面積已達80萬公頃。品種高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)是推廣應(yīng)用的前提條件,對品種進行多點多年的試驗鑒定,評價其豐產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)性,并篩選最適合其種植的區(qū)域,是品種種植推廣的重要一環(huán)。高穩(wěn)系數(shù)法常用來評價區(qū)試品種的豐產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)性,最初由溫振民提出[3]。該參數(shù)兼顧品種的豐產(chǎn)性和穩(wěn)產(chǎn)性,在玉米[4]、小麥[5]等作物上得到廣泛應(yīng)用。近年來,AMMI (Additive main effects and multiplicative interaction)模型也被廣泛應(yīng)用于品種穩(wěn)定性和適應(yīng)性分析[6,7]。該模型將方差分析和主成分分析有機地結(jié)合在一起,其分析結(jié)果可以用直觀簡潔的圖形表達和解釋。AMMI分析可以幫助對品種進行更可靠的穩(wěn)定性分析,甚至鑒別一些特殊品種基因型和環(huán)境互作(G×E)效應(yīng),為針對某一特殊環(huán)境適應(yīng)性的品種育種提供有價值的信息[8]。高穩(wěn)系數(shù)法和AMMI多用于普通玉米區(qū)試試驗分析中,將兩種方法結(jié)合分析糯玉米鮮有報道。本文采用常規(guī)高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)分析方法和高穩(wěn)系數(shù)法,結(jié)合AMMI模型,通過對 2017年和2018年河南省7個糯玉米區(qū)試參試品種的比較分析,以為各參試品種的推廣利用提供依據(jù)。
材料來源于2017年、2018年河南省糧作鮮食玉米品種試驗聯(lián)合體區(qū)域試驗。參試品種7個:周糯6號、周糯7號(周口市農(nóng)業(yè)科學(xué)院選育),洛白糯3號(洛陽市農(nóng)業(yè)科學(xué)院選育),博糯118(博愛縣農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所選育),鄭白甜糯2號、鄭白糯9號、鄭白甜糯3號(河南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院糧食作物研究所選育),對照品種為蘇玉糯2號。全省設(shè)置7個試驗點,分別是鄭州、新鄉(xiāng)、焦作、周口、南陽、商丘和洛陽。
試驗采用間比法設(shè)計,小區(qū)面積24 m2,6行區(qū),四周設(shè)不少于4行的保護行,取中間4行(16 m2)計產(chǎn),種植密度5.25萬株/hm2。
用Excel2007對數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計分析,計算各品種的平均產(chǎn)量和增產(chǎn)百分數(shù),評價品種的豐產(chǎn)性。利用DPS9.5軟件,采用一般通用公式計算產(chǎn)量的平均值、標準差、變異系數(shù),進行品種間產(chǎn)量的SSR檢測和AMMI模型分析以評價參試品種的穩(wěn)定性。
高穩(wěn)系數(shù)計算方法參考文獻[3]的計算公式:
HSCi= (Xi-Si)/1.10XCK×100%
式中:Xi—第i個參試品種的平均產(chǎn)量;Si—第i個參試品種的標準差;XCK—對照品種的平均產(chǎn)量。
HSCi為第i個參試品種的高穩(wěn)系數(shù),其值越大,說明該品種的高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)性越好。
用最小顯著差數(shù)法(LSD法)對8個品種的產(chǎn)量進行比較,結(jié)果表明:品種間的產(chǎn)量差異達到極顯著水平(p<0.01)。7個參試品種的平均產(chǎn)量均顯著高于對照蘇玉糯2號,增產(chǎn)幅度為6.68%~23.88%(表1)。
表1 各參試品種產(chǎn)量及多重比較結(jié)果(LSD法)
從表2可以看出,標準差、變異系數(shù)結(jié)果基本一致,而高穩(wěn)參數(shù)綜合了產(chǎn)量、產(chǎn)量標準差和變異系數(shù)的表現(xiàn),與其表現(xiàn)不盡相同。周糯6號和洛白糯3號綜合表現(xiàn)較好。周糯6號2017年產(chǎn)量最高,標準差第八,變異系數(shù)第七,而高穩(wěn)系數(shù)排名第四,處于中間位置;洛白糯3號2018年產(chǎn)量第一,標準差和變異系數(shù)分別處于第八和第六,而高穩(wěn)系數(shù)排名第一。
2017年,周糯6號鮮穗產(chǎn)量最高,增幅達25.33%,但該品種的標準差和變異系數(shù)排名第八和第七,表現(xiàn)為豐產(chǎn)性好而穩(wěn)產(chǎn)性一般,高穩(wěn)系數(shù)排名第四,綜合體現(xiàn)了這個品種的特點。洛白糯3號,產(chǎn)量第二,標準差、變異系數(shù)和高穩(wěn)系數(shù)排名均為第一,豐產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)性好。博糯118,產(chǎn)量第四,增幅為17.0%,標準差和變異系數(shù)分別為第四、第三,高穩(wěn)系數(shù)第二,穩(wěn)產(chǎn)性好豐產(chǎn)性一般。2018年,洛白糯3號鮮穗產(chǎn)量第一,增幅達24.81%,而標準差和變異系數(shù)位次分別為第八和第六,豐產(chǎn)性好而穩(wěn)產(chǎn)性差。周糯6號,產(chǎn)量、標準差均排第二,變異系數(shù)位居第一,高穩(wěn)系數(shù)第二,豐產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)性均較好。
同一個品種,兩年表現(xiàn)不同。周糯6號2017年表現(xiàn)為豐產(chǎn)性好穩(wěn)產(chǎn)性差,而2018年表現(xiàn)為豐產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)性均好,洛白糯3號則相反,2017年表現(xiàn)為豐產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)性好,2018年卻表現(xiàn)為豐產(chǎn)性好穩(wěn)產(chǎn)性差。
表2 各參試品種豐產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)性比較
以2017年和2018年的平均產(chǎn)量為基準,用DPS9.5進行AMMI模型分析,結(jié)果表明(表3),品種、試點和互作對產(chǎn)量的影響均達到極顯著差異水平(p<0.01),品種、環(huán)境和品種環(huán)境互作的平方和占總平方和的比例分別為12.89%、72.84%、14.27%,均達到極顯著差異水平。
以平均產(chǎn)量為橫坐標,IPCA1值為縱坐標得到AMMI雙標圖(圖1),解釋了互作效應(yīng)的54.19%,結(jié)果可靠。從圖中可以看出,試點分布位置比品種分散,說明試點變異大于品種變異,同一品種在不同試點差異大,而同一試點的品種差異相對較小。IPCA1值反應(yīng)的是互作效應(yīng)的差異,在垂直方向上,越靠近0值線(橫坐標軸),品種的穩(wěn)定性越好;水平方向上值越大,品種的豐產(chǎn)性越好。
表3 各參試品種AMMI分析結(jié)果
圖1 AMMI模型分析結(jié)果
從圖1可以看出,洛白糯3號和博糯118穩(wěn)定性最好,其次是周糯7號、鄭白甜糯2號和鄭白甜糯3號,再次是鄭白糯9號和周糯6號,蘇玉糯2號穩(wěn)定性最差。結(jié)合產(chǎn)量因素,洛白糯3號豐產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)性均較好,周糯6號豐產(chǎn)性好、穩(wěn)產(chǎn)性一般,博糯118豐產(chǎn)性一般、穩(wěn)產(chǎn)性好。在AMMI雙標圖中,品種與同一側(cè)的地點為正的互作,與另一側(cè)的地點則為負的互作。洛白糯3號和博糯118位于水平線位置,是較為穩(wěn)產(chǎn)的品種,適合全省范圍內(nèi)種植。商丘、南陽、焦作3個地方與周糯6號、鄭白糯9號、鄭白甜糯3號為正向互作,為這3個品種的適宜種植區(qū)域;周口、洛陽、鄭州、新鄉(xiāng)與周糯7號、鄭白甜糯2號、蘇玉糯2號為正向互作,適合種植這3個品種。
在品種推廣應(yīng)用中,往往要考慮多年的綜合表現(xiàn),而不是特定某一年的表現(xiàn),因為同一品種在同一地點、不同年份往往表現(xiàn)不同。本試驗中周糯6號和洛白糯3號兩年的表現(xiàn)也不同。造成這種差異的原因主要是品種特性和試點的氣候條件。周糯6號前期生長較快,成熟早,比對照晚0.4 d,洛白糯3號相對晚熟,熟期比對照晚3.3 d。2017年7月中下旬到8月上旬,河南大部分地區(qū)遭遇高溫干旱,對周糯6號影響較大;2018年,玉米生長前期雨水充足,生長良好,而商丘試點在8月18日出現(xiàn)大風(fēng)大雨天氣,導(dǎo)致玉米倒伏嚴重。熟期相對較早的周糯6號已進入品嘗期,產(chǎn)量影響較??;而對熟期稍晚、正處于灌漿期的洛白糯3號影響較大。
河南省夏玉米高產(chǎn)區(qū)主要分布在豫北黃淮海平原區(qū)(鄭州、新鄉(xiāng)等),中產(chǎn)區(qū)主要分布在豫東平原區(qū)和南陽盆地(周口、商丘和南陽),低產(chǎn)區(qū)分布在豫西、豫南和南陽盆地外圍的丘陵山地(洛陽、焦作等)。河南省降水量年際波動較大,空間分布不均,總體呈緯向分布,自南向北逐漸減少,西部、北部均為夏玉米生產(chǎn)期內(nèi)干旱災(zāi)害的高發(fā)區(qū)[9]。洛白糯3號豐產(chǎn)性好、穩(wěn)產(chǎn)性較好,適合河南省范圍內(nèi)種植;周糯6號豐產(chǎn)性好、穩(wěn)產(chǎn)性中等,適合穩(wěn)產(chǎn)性較好的中產(chǎn)區(qū)種植(商丘、南陽),在保持穩(wěn)產(chǎn)的同時具有較高的增產(chǎn)潛力。
評價糯玉米品種的優(yōu)劣,在注重豐產(chǎn)性和穩(wěn)產(chǎn)性的同時,還應(yīng)該考慮品質(zhì)、外觀等商品屬性。在育種過程中,不僅要像大田玉米一樣具有高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)、多抗、廣適等優(yōu)良性狀,更重要的是還要具備營養(yǎng)品質(zhì)高、口感風(fēng)味好,以及在子粒顏色、成熟期、果穗加工等方面多樣化的特點[10]。本研究僅結(jié)合兩年7個點的試驗數(shù)據(jù)對豐產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)性進行研究,今后還需要加強品質(zhì)方面的研究,以獲得更為全面準確的結(jié)果。