楊 忠，任月梅，張 綬，郭瑞鋒

(國家谷子高粱產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系大同綜合試驗(yàn)站，山西農(nóng)業(yè)大學(xué)高寒區(qū)作物研究所，山西 大同 037008)

谷子(Setaria.italica(L.) Beauv.)起源于我國，栽培歷史久遠(yuǎn)，具有耐瘠薄，水分利用效率高等特點(diǎn)，籽粒營養(yǎng)豐富，是我國的傳統(tǒng)作物和環(huán)境友好型作物。中國谷子種植面積占世界的80%，主要分布在東北、西北和華北地區(qū)。其中西北春播早熟區(qū)谷子主要分布在華北北部、大西北及內(nèi)蒙古東部等地區(qū)，約占全國谷子種植面積的1/3，是最主要的谷子生產(chǎn)區(qū)域[1-3]。在降雨量只有200～450 mm區(qū)域，選擇種植谷子比其他作物更穩(wěn)產(chǎn)。據(jù)任月梅等[4]報(bào)道，大同34號是山西農(nóng)科院高寒所培育，具有高產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)、抗逆、廣適、適應(yīng)機(jī)械化栽培等特點(diǎn)的谷子品種，適宜在山西北部、河北高寒區(qū)、陜北、甘寧及內(nèi)蒙古中東部春播早熟區(qū)種植。為客觀準(zhǔn)確評價(jià)該品種應(yīng)用價(jià)值，加快谷子新品種的更新?lián)Q代，根據(jù)該品種在全國西北春谷早熟區(qū)域試驗(yàn)中表現(xiàn)的特點(diǎn)，利用2009—2010年、2010—2011年國家西北春谷早熟組區(qū)域試驗(yàn)匯總資料，應(yīng)用平均產(chǎn)量、差異顯著性、主效應(yīng)值[5]以及溫振民等[6-7]提出的高穩(wěn)系數(shù)法、余世蓉[8]的標(biāo)準(zhǔn)差比數(shù)法、變異系數(shù)[8]及回歸系數(shù)[9]等多種方法，就其高產(chǎn)性、穩(wěn)產(chǎn)性、抗逆性及廣適性進(jìn)行綜合分析，為大同34號谷子新品種在西北春播早熟區(qū)大面積應(yīng)用提供理論依據(jù)。前人在品種評價(jià)方面已有過許多研究，在甜菜、大豆、大麥、谷子、馬鈴薯、玉米方面均有研究報(bào)道，評價(jià)方法隨著年代的變遷也越來越準(zhǔn)確和科學(xué)化，從20世紀(jì)90年代應(yīng)用平均產(chǎn)量、增產(chǎn)率、變異系數(shù)、回歸系數(shù)評價(jià)品種豐產(chǎn)性、適應(yīng)性開始，到21世紀(jì)的高穩(wěn)系數(shù)、標(biāo)準(zhǔn)比差法、主效應(yīng)值，現(xiàn)在又有了GGE雙標(biāo)圖評價(jià)方法。在谷子品種評價(jià)方面的3篇報(bào)道中，均是以增產(chǎn)率、變異系數(shù)、高穩(wěn)系數(shù)和回歸系數(shù)對各自區(qū)域的新選育品種進(jìn)行評價(jià)，在西北春谷早熟組區(qū)還沒有見到類似報(bào)道。

1 試驗(yàn)資料與方法

1.1 資料來源

數(shù)據(jù)資料來源于國家谷子品種區(qū)域試驗(yàn)(西北春谷區(qū)組)2010年和2011年2年產(chǎn)量匯總結(jié)果。大同34號參加西北春谷早熟組區(qū)域試驗(yàn)，該組參試品種共11個(gè)，對照品種為大同29號(ck)。試驗(yàn)地點(diǎn)分別設(shè)在華北、西北區(qū)域的山西農(nóng)科院高寒所、甘肅農(nóng)科院作物所、內(nèi)蒙古農(nóng)牧科學(xué)院作物所、內(nèi)蒙古赤峰市農(nóng)科院、山西省靈丘縣武靈鎮(zhèn)、河北省張家口市農(nóng)科院、陜西省榆林地區(qū)農(nóng)科所、寧夏固原市農(nóng)科所、寧夏西吉縣種子管理站等9點(diǎn)不同生態(tài)區(qū)域。

1.2 試驗(yàn)方法

試驗(yàn)按國家谷子西北區(qū)域統(tǒng)一試驗(yàn)方案實(shí)施，采用隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，小區(qū)面積13.34 m2，3次重復(fù)。選取大同34號在各試點(diǎn)平均產(chǎn)量及所有試點(diǎn)平均產(chǎn)量，通過方差、高穩(wěn)系數(shù)、主效應(yīng)值、標(biāo)準(zhǔn)差比數(shù)、變異系數(shù)及回歸系數(shù)等不同方法，進(jìn)行高產(chǎn)性、穩(wěn)產(chǎn)性和廣適性分析。參加全國春谷早熟區(qū)組區(qū)域試驗(yàn)品種的產(chǎn)量平均數(shù)、標(biāo)準(zhǔn)差、變異系數(shù)、主效應(yīng)值采用南京農(nóng)業(yè)大學(xué)出版的田間試驗(yàn)和統(tǒng)計(jì)方法來計(jì)算統(tǒng)計(jì)，用主效應(yīng)值和高穩(wěn)系數(shù)法(HSC=[(X1-S1)/1.10Xck]×100%)對大同34號進(jìn)行高產(chǎn)、豐產(chǎn)性分析。用俞世蓉[8]提出的標(biāo)準(zhǔn)差比數(shù)法(ai=Si/S)和變異系數(shù)對大同34號進(jìn)行穩(wěn)產(chǎn)分析，用回歸系數(shù)(b)、相關(guān)系數(shù)(r)及決定系數(shù)(r2)對大同34號的廣闊適應(yīng)性、抗逆性進(jìn)行綜合分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 大同34號高產(chǎn)性分析

2010年、2011年國家谷子品種試驗(yàn)(西北區(qū)組)早熟組區(qū)域試驗(yàn)在西北、華北六省區(qū)9個(gè)區(qū)試點(diǎn)進(jìn)行，參試品種兩年皆為10個(gè)，由于區(qū)試方法及淘汰規(guī)則，在兩年區(qū)試中共有17個(gè)品種參試(對照除外)，其中連續(xù)參加兩年區(qū)試的只有4個(gè)品種，分別為大同34號、A 2-2258、A 2-7005和對照大同29號，所以在分析時(shí)主要就上述4個(gè)品種進(jìn)行闡述。大同34號谷子新品種的高產(chǎn)性指標(biāo)結(jié)果詳見表1至表4。高穩(wěn)系數(shù)是一個(gè)體現(xiàn)高產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)性的綜合指標(biāo)，是某個(gè)參試品種的表型產(chǎn)量中減去環(huán)境因素部分產(chǎn)量后的純遺傳基礎(chǔ)產(chǎn)量與目標(biāo)品種產(chǎn)量的百分比(HSC=[(X1-S1)/1.10Xck]×100%)，高穩(wěn)系數(shù)(HSC)值越大表明品種的高產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)性越好。從表1、表2可知，大同34號在2年區(qū)試中，其HSC值分別為89.2%、65.7%，平均為77.5%，A 2-2258的HSC值分別為82.8%、56.1%，平均為69.5%，A 2-7005的HSC值分別為86.7%、55.2%，平均71%，對照大同29號的HSC值分別為82.1%、61.1%，平均為71.6%，四個(gè)品種相比較大同34號平均值分別比同時(shí)期參加谷子品種區(qū)域試驗(yàn)的其他品種高8%、6.5%、5.9%，表明該品種具有良好的高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)特性。大同34號主效應(yīng)值2010年為0.662，為11個(gè)參加區(qū)域試驗(yàn)品種的第1位；2011年為0.477，排11個(gè)參加區(qū)域試驗(yàn)品種中第1位。2010—2011年平均主效應(yīng)值為0.57，排2年所有參試品種的第1位，其他3個(gè)品種A 2-2258、A 2-7005和對照2年的平均主效應(yīng)值分別為0.236、0.198、-0.056，大同34號比其他3個(gè)品種分別高0.334、0.372、0.514，故高產(chǎn)性最好，進(jìn)一步表明大同34號是一個(gè)高產(chǎn)性能好的谷子新品種。

表1 2010年大同34號的產(chǎn)量、高穩(wěn)系數(shù)及適應(yīng)性參數(shù)

表2 2011年大同34號的產(chǎn)量、高穩(wěn)系數(shù)及適應(yīng)性參數(shù)

2.2 大同34號穩(wěn)產(chǎn)性分析

變異系數(shù)是衡量穩(wěn)產(chǎn)性的重要指標(biāo)。大同34號的高穩(wěn)系數(shù)比其他3個(gè)品種的高，說明其高產(chǎn)性好的同時(shí)，也具有可靠的穩(wěn)產(chǎn)性。由表1、表2統(tǒng)計(jì)的產(chǎn)量變異系數(shù)看，兩年分別為10.2%和33.13%，平均變異系數(shù)為21.67%，低于同時(shí)參試的其他2個(gè)品種(26.73%、24.53%)，略高于對照大同29號(21.24%)，說明大同34號具有良好高產(chǎn)性的同時(shí)，與多年西北春谷早熟區(qū)統(tǒng)一對照相比，變異系數(shù)同樣較低，是一個(gè)相對變異程度小、穩(wěn)定性好的新品種。俞世蓉[8]提出的以品種標(biāo)準(zhǔn)差或標(biāo)準(zhǔn)誤與品種平均標(biāo)準(zhǔn)差或平均標(biāo)準(zhǔn)誤的比數(shù)作為穩(wěn)定性參數(shù),反映了品種在不同環(huán)境條件下的變異程度，是名副其實(shí)的穩(wěn)定性參數(shù)。故從標(biāo)準(zhǔn)差比數(shù)(ai)進(jìn)行分析，2010年和2011年大同34號的ai值分別為0.994和1.031，其│ai-1│值2010年和2011年分別為0.006、0.031，兩年平均為0.019，而參試的其他2個(gè)品種A 2-2258、A 2-7005的ai值2010年和2011年分別為1.377、1.133和0.778、1.202，│ai-1│值分別為0.377、0.133和0.222、0.202，兩年平均分別為0.255和0.212，遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于大同34號的0.019。ck 2010年和2011年的ai值分別為0.867和0.945，其│ai-1│值2010年和2011年分別為0.133、0.055，兩年平均0.094，也高于大同34號的0.019。充分說明大同34號在不同年份和不同環(huán)境條件下平均穩(wěn)定性相對較好。

2.3 大同34號適應(yīng)性分析

據(jù)俞世蓉[8]報(bào)道用回歸系數(shù)(b)大小來衡量參試品種適應(yīng)性，相關(guān)系數(shù)r值為可靠性評價(jià)指標(biāo)，并利用決定系數(shù)r2來判斷回歸系數(shù)測值的可靠度。郝曉芬等報(bào)道b值的大小與該品種對環(huán)境變化的適應(yīng)性息息相關(guān)[11]。大同34號、A 2-2258、A 2-7005和對照大同29號4個(gè)品種的相關(guān)系數(shù)r值無論是2010年還是2011年或者是兩年平均值均在0.01水平(雙側(cè))上顯著相關(guān)，故說明4個(gè)品種的適應(yīng)性穩(wěn)定，分析其相應(yīng)的回歸系數(shù)b有實(shí)際的意義。2010年大同34號的回歸系數(shù)b為1.163>1、相關(guān)系數(shù)r值為0.946、決定系數(shù)r2值為0.895，可靠度是4個(gè)品種中最好的，說明對于高產(chǎn)環(huán)境的特殊適應(yīng)性增大。其他3個(gè)品種回歸系數(shù)b分別為0.935、0.972、1.075，相關(guān)系數(shù)r值分別為0.844、0.944、0.945。A 2-2258、A 2-7005的回歸系數(shù)b<1，表明對環(huán)境變化不敏感，A 2-7005的回歸系數(shù)b最接近1，說明其適應(yīng)性廣泛。大同34號的回歸系數(shù)b最偏離1，說明廣泛適應(yīng)性較弱，不太適應(yīng)低產(chǎn)地區(qū)。大同34號和A 2-7005、對照的相關(guān)系數(shù)r、決定系數(shù)r2值幾乎相同，說明它們的可靠性較一致，都明顯高于A 2-2258。2011年大同34號的回歸系數(shù)b為1.041>1(與2010年結(jié)果相同)、相關(guān)系數(shù)r值為0.967、決定系數(shù)r2值為0.934，可靠性在4個(gè)品種中排第3位。其他3個(gè)品種回歸系數(shù)b分別為1.071、1.23、0.976，相關(guān)系數(shù)r值分別為0.903、0.981、0.992。A 2-2258、A 2-7005的回歸系數(shù)b>1，說明對于高產(chǎn)環(huán)境的特殊適應(yīng)性增大，對照的回歸系數(shù)b最接近1，說明其適應(yīng)性廣泛。A 2-7005在2011年回歸系數(shù)b最偏離1。從4個(gè)品種兩年的平均回歸系數(shù)、相關(guān)系數(shù)、決定系數(shù)看，A 2-7005、對照和大同34號相關(guān)系數(shù)、決定系數(shù)高，回歸系數(shù)比較可靠，但對照的回歸系數(shù)b最接近1，說明其適應(yīng)性特別廣泛(詳見表5)。綜合兩年結(jié)果可以看出，A 2-2258、A 2-7005和對照年度間回歸系數(shù)b值不穩(wěn)定，2010年適應(yīng)的地區(qū)，在2011年正好相反，只有大同34號連續(xù)兩年回歸系數(shù)b值比較穩(wěn)定，說明對于高產(chǎn)環(huán)境的特殊適應(yīng)性增大，這與穩(wěn)產(chǎn)性分析相一致。對照在9個(gè)區(qū)試點(diǎn)是最適應(yīng)的。

表5 2010—2011年大同34號的平均適應(yīng)性參數(shù)

3 結(jié)論與討論

3.1 豐產(chǎn)性好、穩(wěn)產(chǎn)性強(qiáng)

經(jīng)過對兩年國家西北早熟區(qū)域試驗(yàn)結(jié)果數(shù)據(jù)的多種指標(biāo)處理分析表明，大同34號表現(xiàn)：

1) 豐產(chǎn)性好：2年平均主效應(yīng)值為0.57，居所有參試品種第1位；HSC值平均77.5%，為3個(gè)同時(shí)期參試品種中最高；2年平均單產(chǎn)5 598 kg/hm2，比對照增產(chǎn)8.77.%，與對照有極顯著差異，與同時(shí)期參加區(qū)試的其余2個(gè)品種沒有顯著差異。

2) 穩(wěn)產(chǎn)性強(qiáng)：大同34號標(biāo)準(zhǔn)差比數(shù)平均為1.0125，幾乎接近于1，而對照平均為0.906，與1相差了0.094，其穩(wěn)定性高于對照。從產(chǎn)量變異系數(shù)看，大同34號平均為21.67%，與對照的變異系數(shù)幾乎相同(對照平均為21.24%)，是一個(gè)相對變異程度小、穩(wěn)定性好的新品種。

3.2 適應(yīng)性一般

通過對區(qū)域試驗(yàn)品種、地點(diǎn)、品種地點(diǎn)主效應(yīng)值(表3、表4)的分析，兩年大同34號在固原農(nóng)科所、山西高寒所、寧夏西吉縣、張家口農(nóng)科院、赤峰農(nóng)牧科學(xué)院五個(gè)區(qū)試點(diǎn)平均主效應(yīng)值分別為1.277、0.426、0.015、0.224、0.207，按照主效應(yīng)值從高到低排序?yàn)椋汗淘r(nóng)科所、山西高寒所、張家口農(nóng)科院、赤峰農(nóng)牧科學(xué)院、寧夏西吉縣，與大同34號適應(yīng)性分析完全吻合，適應(yīng)性一般。適合在生產(chǎn)條件好、平均溫度適中、降雨量高的高中產(chǎn)區(qū)大面積推廣應(yīng)用，不適宜在平均溫度高的山西靈丘縣、陜西榆林地區(qū)種植，降雨量少、平均溫度低的內(nèi)蒙古作物所也不太適應(yīng)。另對大同34號進(jìn)行綜合回歸分析，兩年回歸系數(shù)b值為1.093，且連續(xù)兩年回歸系數(shù)b值比較穩(wěn)定，進(jìn)一步表明對環(huán)境變化敏感度略大，對高產(chǎn)環(huán)境的特殊適應(yīng)性增大，對低產(chǎn)地區(qū)建議應(yīng)用對環(huán)境變化不敏感的對照大同29號為宜。

表3 2010年不同品種、地點(diǎn)及品種地點(diǎn)的主效應(yīng)值

表4 2011年不同品種、地點(diǎn)及品種地點(diǎn)的主效應(yīng)值

3.3 氣候條件對變異系數(shù)、標(biāo)準(zhǔn)差影響大

所有參試品種在2010年的變異系數(shù)范圍5.64%～19.37%、標(biāo)準(zhǔn)差范圍0.4～1.2，2011年的變異系數(shù)范圍29.22%～40.67%、標(biāo)準(zhǔn)差范圍1.92～2.81，2011年數(shù)值明顯高于2010年，這和兩年9個(gè)試點(diǎn)的環(huán)境氣候條件關(guān)系極大。2010年早熟區(qū)9個(gè)試點(diǎn)中，張家口市農(nóng)科院、內(nèi)蒙古農(nóng)科院作物所、陜西榆林農(nóng)科所、寧夏固原農(nóng)科所、山西農(nóng)科院高寒所、山西靈丘縣6個(gè)點(diǎn)氣候比較正常，有利于谷子的生長發(fā)育，僅有3個(gè)試點(diǎn)不同程度地受到干旱、低溫的影響，故變異系數(shù)小、標(biāo)準(zhǔn)差低。而2011年除張家口市農(nóng)科院、內(nèi)蒙古農(nóng)科院作物所2個(gè)點(diǎn)較正常，有利于谷子的生長發(fā)育外，其他試點(diǎn)均不同程度地受到干旱、低溫、寡日照的影響。其中甘肅省作物所、山西高寒所、寧夏固原、山西靈丘等點(diǎn)出苗后持續(xù)干旱，內(nèi)蒙古赤峰點(diǎn)、寧夏西吉點(diǎn)苗期地溫低，山西高寒所、山西靈丘點(diǎn)7、8月份降雨比同期常年雨量偏少50%左右，因此變異系數(shù)大、標(biāo)準(zhǔn)差也高。

3.4 討 論

通過方差顯著性、高穩(wěn)系數(shù)法、主效應(yīng)值、標(biāo)準(zhǔn)差比數(shù)法、變異系數(shù)及回歸系數(shù)、決定系數(shù)等多種參數(shù)分析了大同34號的高產(chǎn)性、穩(wěn)產(chǎn)性、適應(yīng)性及兩年區(qū)試點(diǎn)變異系數(shù)、標(biāo)準(zhǔn)差范圍，得出了上述3個(gè)結(jié)論。與以往評價(jià)谷子新品種研究[11-20]相比較，夏谷區(qū)的王素英等[13]用高穩(wěn)系數(shù)、變異系數(shù)、回歸系數(shù)分析了豫谷15號豐產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)適應(yīng)性，春谷晚熟區(qū)的郝曉芬等[15]用高穩(wěn)系數(shù)、變異系數(shù)、回歸系數(shù)分析了長生07號的豐產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)適應(yīng)性，馬建萍等[15]用增產(chǎn)率、變異系數(shù)、回歸系數(shù)分析了晉谷34號的豐產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)適應(yīng)性，春谷早熟區(qū)沒有看見過類似報(bào)道。與上述研究的相同點(diǎn)是基本都應(yīng)用了增產(chǎn)率、方差顯著性、高穩(wěn)系數(shù)、變異系數(shù)、回歸系數(shù)分析新品種的豐產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)適應(yīng)性。

本文創(chuàng)新點(diǎn)是：應(yīng)用主效應(yīng)值、標(biāo)準(zhǔn)差比數(shù)法分析了大同34號的高產(chǎn)性、穩(wěn)產(chǎn)性、適應(yīng)性。分析的品種不僅與對照進(jìn)行了比較，還與同時(shí)期參試的其他2個(gè)品種進(jìn)行了比較。就氣象條件對變異系數(shù)、標(biāo)準(zhǔn)差的影響進(jìn)行了分析。與李中青等[10]對長單525玉米雜交種的豐產(chǎn)性、穩(wěn)產(chǎn)性及適應(yīng)性進(jìn)行分析比較，應(yīng)用多種參數(shù)分析方法基本類似，但本文對所有區(qū)試點(diǎn)和參試品種進(jìn)行了主效應(yīng)值分析，并增加分析了氣象條件對變異系數(shù)、標(biāo)準(zhǔn)差的影響，故本文結(jié)論更可靠，實(shí)用性更符合實(shí)際，分析結(jié)果與大同34號在西北春谷早熟區(qū)各試點(diǎn)中表現(xiàn)完全吻合，故可作為其在相應(yīng)區(qū)域推廣應(yīng)用的理論依據(jù)。

大同34號高產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)，對環(huán)境變化敏感度略大，對高產(chǎn)環(huán)境的特殊適應(yīng)性增大，適合在生產(chǎn)條件好、平均溫度、降雨量適中的西北春播早熟區(qū)域高中產(chǎn)區(qū)大面積推廣應(yīng)用。