趙 蔚，王 昊

（1 盤錦市現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展中心，遼寧 盤錦 124010；2 遼寧省鹽堿地利用研究所，遼寧 盤錦 124010）

遼寧省是我國(guó)北方粳稻的重要產(chǎn)區(qū)， 其稻作歷史較為悠久。水稻種植面積在1949 年只有6.44萬hm2，2014 年已提高到56.21 萬hm2； 平均單產(chǎn)在1949 年只有2.07 t／hm2，2014 年已提高到8.03 t／hm2。 遼寧省稻作水平的提高既有栽培技術(shù)改進(jìn)的原因，品種更新?lián)Q代也發(fā)揮了重要作用。 高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、多抗、廣適是評(píng)價(jià)水稻品種的主要標(biāo)準(zhǔn)，水稻品種穩(wěn)定性、 豐產(chǎn)性則是衡量一個(gè)品種利用程度的主要依據(jù)［1、2］。 AMMI （additive main effects and ultiplicativeinteraction） 模型是主效應(yīng)可加互作效應(yīng)可乘的模型， 是分析作物品種區(qū)域試驗(yàn)數(shù)據(jù)非常有效的模型之一，已在水稻、玉米、小麥等多個(gè)作物上得到應(yīng)用［3-6］。 通過品種穩(wěn)定性參數(shù)和豐產(chǎn)性的直觀分析， 更可對(duì)試驗(yàn)品種進(jìn)行直觀分析。本文旨在通過對(duì)23 個(gè)水稻品種在不同環(huán)境條件下的豐產(chǎn)性和穩(wěn)定性分析， 為水稻品種的推廣應(yīng)用提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 供試材料

以2019 年遼寧省水稻中晚熟區(qū)域試驗(yàn)數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)進(jìn)行AMMI 模型分析。 試驗(yàn)點(diǎn)分別為天津天隆凌海站、遼寧省鹽堿地所、遼寧省水稻所、海城西四農(nóng)科站、蓋州西海農(nóng)場(chǎng)、燈塔市東古城合作社共6 個(gè)試驗(yàn)點(diǎn)。 各試驗(yàn)點(diǎn)試驗(yàn)統(tǒng)一采用隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，3 次重復(fù)，田間管理與當(dāng)?shù)厣a(chǎn)相同。 23個(gè)試驗(yàn)品種分別為：陽(yáng)光稻63、鹽粳糯30、富禾稻272、遼粳1525、盤粳糯12、錦稻香103、盤粳14、隆粳213、天隆13、沈稻551、北粳1801、盤粳34、遼粳1678、北粳1702、鹽粳431、盤粳16、鹽粳752、佳昌稻6 號(hào)、渾粳32、萬利粳1 號(hào)、萬利粳3 號(hào)、營(yíng)育稻2 號(hào)、鹽粳758，其代號(hào)分別為G1～G23。

1.2 分析方法

1.2.1 AMMI 分析 AMMI 模型可對(duì)品種進(jìn)行可靠的穩(wěn)定性分析， 并且可以鑒別一些具有特殊品種基因和環(huán)境互作的基因型， 針對(duì)某一特殊環(huán)境的特殊適應(yīng)性的品種提供有價(jià)值的信息。

1.2.2 穩(wěn)定性參數(shù)分析 在利用AMMI 模型的基礎(chǔ)上引入品種穩(wěn)定性參數(shù)［7］。 其計(jì)算公式為：

式中：Dg 為品種的穩(wěn)定性指標(biāo)，Dg 值越小產(chǎn)量越穩(wěn)定。 k=1，2……n，n 為顯著的IPCA 個(gè)數(shù)，PCAgk為品種G 的第k 個(gè)主成分得分；ωk為權(quán)重系數(shù)， 它表示每個(gè)IPCA 所解釋的平方和占全部IPCA 所解釋的平方和的比例。

1.2.3 主成分分析 采用DPS7.05 軟件對(duì)23 個(gè)品種每穴穗數(shù)、每穗總粒數(shù)、結(jié)實(shí)率、千粒重、穩(wěn)定性參數(shù)進(jìn)行主成分分析。

2 結(jié)果與方法

2.1 聯(lián)合方差及AMMI 模型分析

由表1 可見，基因型、環(huán)境型及基因型與環(huán)境型的交互作用方差均達(dá)到極顯著水平。 環(huán)境即試點(diǎn)間變異平方和 （SS） 占整個(gè)處理平方和的67.5%，基因型即品種平方和僅占8.2%，而品種和試點(diǎn)的交互作用的平方和占到24.3%。 說明試點(diǎn)間的變異起主導(dǎo)作用， 而交互作用的變異明顯大于品種間的變異。 對(duì)交互主成分的IPCA 的顯著性進(jìn)行近似F 測(cè)驗(yàn)，第1、第2、第3 交互作用乘積項(xiàng)的IPCA1、IPCA2、IPCA3 的F 值達(dá)到極顯著和顯著水平。 IPCA1、IPCA2、IPCA3 占總交互作用平方和的百分比分別為51.1%、25.8%、12.9%，而誤差僅占10.2%?？梢姡鞒煞址治霰容^透徹地分析了互作信息。

表1 聯(lián)合方差分析和AMMl 模型分析結(jié)果

2.2 品種豐產(chǎn)性、穩(wěn)定性分析

23 個(gè)水稻品種產(chǎn)量在9.49 t／hm2～10.30 t／hm2之間，平均值為9.93 t／hm2。 穩(wěn)定性參數(shù)（Dg）在0.05～0.80 之間，平均值為0.29。 在數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化的前提下，采用歐氏距離、最長(zhǎng)距離法分別對(duì)23個(gè)品種的產(chǎn)量、穩(wěn)定性參數(shù)進(jìn)行系統(tǒng)聚類。在產(chǎn)量上，23 個(gè)品種可劃分為低產(chǎn)、 中產(chǎn)、 高產(chǎn)3 個(gè)區(qū)間，低產(chǎn)區(qū)間在9.40 t／hm2～9.70 t／hm2之間，中產(chǎn)區(qū)間在9.70 t／hm2～10.10 t／hm2之間，高產(chǎn)區(qū)間在10.10 t／hm2～10.40 t／hm2之間。 在穩(wěn)定性參數(shù)上，23 個(gè)品種可劃分為高穩(wěn)、中穩(wěn)、低穩(wěn)3 個(gè)區(qū)間，高穩(wěn)區(qū)間在0～0.17，中穩(wěn)區(qū)間在0.17～0.40，低穩(wěn)區(qū)間在0.40～0.80。 依據(jù)23 個(gè)水稻品種產(chǎn)量、穩(wěn)定性參數(shù)繪制各品種產(chǎn)量-Dg 交互作用雙標(biāo)圖， 并依產(chǎn)量、 穩(wěn)定性參數(shù)的區(qū)間劃分設(shè)定不同的空間區(qū)域（圖1）。 由圖1 可見。 第Ⅰ區(qū)域即低產(chǎn)-高穩(wěn)區(qū)域無品種；第Ⅱ區(qū)域即低產(chǎn)-中穩(wěn)區(qū)域包括盤粳糯12、錦稻香103、盤粳34、渾粳32；第Ⅲ區(qū)域即低產(chǎn)-低穩(wěn)區(qū)域包括盤粳16、萬利粳3 號(hào)；第Ⅳ區(qū)域即中產(chǎn)-高穩(wěn)區(qū)域包括鹽粳糯30、佳昌稻6 號(hào)；第Ⅴ區(qū)域即中產(chǎn)-中穩(wěn)區(qū)域包括富禾稻272、 遼粳1525、盤粳14、遼粳1678、鹽粳752、鹽粳758；第Ⅵ區(qū)域即中產(chǎn)-低穩(wěn)區(qū)域包括隆粳213、鹽粳431；第Ⅶ區(qū)域即高產(chǎn)-高穩(wěn)區(qū)域包括天隆13、 沈稻551； 第Ⅷ區(qū)域即高產(chǎn)-中穩(wěn)區(qū)域包括陽(yáng)光稻63、北粳1801、北粳1702、萬利粳1 號(hào)；第Ⅸ區(qū)域即高產(chǎn)-低穩(wěn)區(qū)域只有營(yíng)育稻2 號(hào)。 第Ⅱ～第Ⅸ區(qū)域所含品種分別占品種總數(shù)的17.4%、8.7%、8.7%、26.1%、8.7%、8.7%、17.4%、4.3%。 可見，天隆13、沈稻551 的產(chǎn)量豐產(chǎn)性和穩(wěn)定性最好， 而陽(yáng)光稻63、北粳1801、北粳1702、萬利粳1 號(hào)也具有較好的產(chǎn)量豐產(chǎn)性和穩(wěn)定性。

2.3 品種產(chǎn)量性狀及穩(wěn)定性參數(shù)的主成分分析

通過對(duì)產(chǎn)量、水稻產(chǎn)量構(gòu)成性狀每穴穗數(shù)、總粒數(shù)、結(jié)實(shí)率、千粒重及穩(wěn)定性參數(shù)（Dg）進(jìn)行主成分分析， 以特征根累計(jì)貢獻(xiàn)率大于85.0%為標(biāo)準(zhǔn)，確定3 個(gè)主成分，累計(jì)貢獻(xiàn)率達(dá)到85.4%。 第1 主成分特征根為1.996，貢獻(xiàn)率為39.9%，主要由每穗總粒數(shù)決定； 第2 主成分特征根為1.232，貢獻(xiàn)率為24.6%，主要由結(jié)實(shí)率、每穴穗數(shù)決定；第3 主成分特征根為1.040， 貢獻(xiàn)率為20.8%，主要由穩(wěn)定性參數(shù)決定（表2）。

表2 香稻品種品質(zhì)性狀主成分分析

為考察3 個(gè)主成分的關(guān)系， 依23 個(gè)品種第1、第2、第3 主成分值進(jìn)行繪制三維空間散點(diǎn)圖（圖2）。 可以看出，在第3 主成分方向上23 個(gè)品種可劃分為3 個(gè)類群。 第1 類群包括鹽粳糯30、天隆13、沈稻551、佳昌稻6 號(hào)共4 個(gè)品種，其穩(wěn)定性參數(shù)（Dg）在0.047～0.119，平均值為0.086。第2 類群包括陽(yáng)光稻63、富禾稻272、遼粳1525、盤粳糯12、錦稻香103、盤粳14、北粳1801、盤粳34、遼粳1678、北粳1702、鹽粳752、渾粳32、萬利粳1 號(hào)、鹽粳758 共14 個(gè)品種，其穩(wěn)定性參數(shù)（Dg）在0.174～0.367，平均值為0.242。 第3 類群包括隆粳213、鹽粳431、盤粳16、萬利粳3 號(hào)、營(yíng)育稻2號(hào)共5 個(gè)品種，其穩(wěn)定性參數(shù)（Dg）在0.522～0.799，平均值為0.595。可以認(rèn)為，第1 類群品種穩(wěn)定性較高，第2 類群品種穩(wěn)定性中等，第3 類群品種穩(wěn)定性較低。 第1、第2、第3 類群品種在每穗總粒數(shù)上的平值分別為134.4 個(gè)、134.2 個(gè)、143.3 個(gè)，在結(jié)實(shí)率上的平值分別為89.5%、90.5%、90.1%，在每穴穗數(shù)上的平值分別為19.3 個(gè)、18.7 個(gè)、18.8 個(gè)。 可見，穩(wěn)定性較高的品種每穴穗數(shù)較多。

3 結(jié)論

一個(gè)水稻品種能否被大范圍應(yīng)用于生產(chǎn)，并在不同環(huán)境條件下發(fā)揮其生產(chǎn)潛力是品種推廣需要考慮的重要內(nèi)容。 水稻品種的穩(wěn)產(chǎn)性是品種基因型和環(huán)境互作的結(jié)果， 通過品種穩(wěn)定性分析能有效地反映出參試品種穩(wěn)定性方面的差異， 為不同稻區(qū)水稻品種選擇和推廣應(yīng)用提供客觀的參考依據(jù)［8］。

本試驗(yàn)通過對(duì)23 份中晚熟水稻新品系穩(wěn)產(chǎn)性分析，其穩(wěn)定性參數(shù)（Dg）大小依次為：佳昌稻6號(hào)（0.047）＜鹽粳糯30（0.081）＜沈稻551（0.096）＜天 隆13 （0.119）＜鹽 粳752 （0.199）＜盤 粳34（0.203）＜遼粳1678（0.204）＜盤粳14（0.209）＜北粳1702 （0.212）＜北粳1801 （0.220）＜萬利粳1 號(hào)（0.226）＜遼粳1525（0.241）＜富禾稻272（0.254）＜陽(yáng)光稻63 （0.254）＜渾粳32 （0.299）＜鹽粳758（0.329）＜錦稻香103（0.367）＜鹽粳431（0.522）＜萬利粳3 號(hào)（0.537）＜隆粳213（0.557）＜營(yíng)育稻2 號(hào)（0.559）＜盤粳16（0.799）。 水稻新品種的穩(wěn)定性是品種推廣的主要鑒定指標(biāo)， 但同時(shí)要堅(jiān)持高產(chǎn)前提下的穩(wěn)定性。結(jié)合品種豐產(chǎn)性進(jìn)行綜合分析，本試驗(yàn)中23 份水稻品種中天隆13、 沈稻551 豐產(chǎn)性、穩(wěn)定性最好，其產(chǎn)量分別為10.30 t／hm2、10.10 t／hm2，穩(wěn)定性參數(shù)（Dg）分別為0.119、0.096。 其次陽(yáng)光稻63、北粳1801、北粳1702、萬利粳1 號(hào)也具有較好的產(chǎn)量豐產(chǎn)性和穩(wěn)定性， 其產(chǎn)量分別為10.24 t／hm2、10.19 t／hm2、10.28 t／hm2、10.25 t／hm2，穩(wěn)定性參數(shù)（Dg）分別為0.254、0.220、0.212、0.226。 其結(jié)果為品種審定和推廣提供了依據(jù)［9］。

水稻產(chǎn)量是由每穴穗數(shù)、 每穗總粒數(shù)、 結(jié)實(shí)率、千粒重等產(chǎn)量性狀構(gòu)成。而不同性狀受環(huán)境影響不同［10］，本試驗(yàn)中穩(wěn)定性較高的品種其每穴穗數(shù)往往較多。 因此提高品種的穩(wěn)產(chǎn)性和豐產(chǎn)性應(yīng)在保證較多每穴穗數(shù)的前提下增加每穗粒數(shù)，協(xié)調(diào)結(jié)實(shí)率和千粒重，才能選育出高產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)、適應(yīng)范圍廣泛的品種滿足生產(chǎn)的需要。