王丹 程星 許國震 謝文芳 李華 岳云霞 戴妙飛 蘇麗娜 郝曉昭

摘要：依據(jù)2018-2021年度國家冬小麥黃淮南片水地組區(qū)域試驗和生產(chǎn)試驗匯總數(shù)據(jù)，采用高穩(wěn)系數(shù)法、變異系數(shù)法分析濮麥116的豐產(chǎn)性和穩(wěn)產(chǎn)性，并采用AMMI模型和GGE雙標(biāo)圖剖析了濮麥116在多環(huán)境試驗中的品種特性。結(jié)果表明，2年區(qū)域試驗中濮麥116平均產(chǎn)量分別比對照周麥18、百農(nóng)207極顯著增產(chǎn)5.34%、7.59%；2年區(qū)域試驗平均高穩(wěn)系數(shù)比對照周麥18、百農(nóng)207分別高4.96個、6.69個百分點，平均變異系數(shù)（8.74%）略低于對照。生產(chǎn)試驗中濮麥116平均產(chǎn)量比對照周麥18極顯著增產(chǎn)6.97%，居同組第1位；高穩(wěn)系數(shù)比對照高5.08個百分點，變異系數(shù)與對照相當(dāng)。AMMI模型和GGE雙標(biāo)圖分析結(jié)果顯示，濮麥116品種特性最優(yōu)，穩(wěn)定性居中上水平。綜合分析得出，濮麥116平均產(chǎn)量較高，高穩(wěn)系數(shù)大、變異系數(shù)小，豐產(chǎn)和穩(wěn)產(chǎn)性優(yōu)勢明顯，穩(wěn)定性居中上水平。產(chǎn)量性狀分析結(jié)果表明，濮麥116產(chǎn)量三要素中有效穗數(shù)變異系數(shù)最大，且與產(chǎn)量呈極顯著正相關(guān)，因此大田生產(chǎn)中可通過調(diào)整播量和選擇適宜的種植管理方式擴群體、提穗數(shù)，進一步發(fā)掘濮麥116產(chǎn)量潛力。

關(guān)鍵詞：小麥；濮麥116；豐產(chǎn)性；穩(wěn)產(chǎn)性；AMMI模型；GGE雙標(biāo)圖

Yield Characteristics Analysis of the National

Approved Wheat Variety Pumai 116

WANG Dan1，CHENG Xing1，XU Guozhen1，XIE Wenfang1，LI Hua2，

YUE Yunxia1，DAI Miaofei1，SU Lina1，HAO Xiaozhao1

（1Puyang Academy of Agricultural and Forestry Sciences，Puyang 457000，Henan；

2Henan Agricultural University，Zhengzhou 450002）

小麥?zhǔn)鞘澜缛蠹Z食作物之一，作為全球最大的小麥生產(chǎn)國，中國小麥產(chǎn)量約占全球總產(chǎn)的17%（數(shù)據(jù)來源于美國農(nóng)業(yè)部）。近年來，我國小麥種植面積不斷減少，但小麥總產(chǎn)不斷增加。據(jù)國家統(tǒng)計局?jǐn)?shù)據(jù)，小麥總產(chǎn)自2015年突破13000萬t后，已連續(xù)9年牢牢鎖定在130000萬t以上。種植面積降低但總產(chǎn)穩(wěn)步增加得益于小麥單產(chǎn)的持續(xù)提升，但是我國小麥單產(chǎn)仍低于西歐代表性國家小麥單產(chǎn)水平，還有很大的提升空間[1]。因此，選育豐產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)、特性突出的小麥新品種仍然是我國小麥育種的長期目標(biāo)之一。此外，充分發(fā)掘現(xiàn)有品種的增產(chǎn)潛力，進一步提高小麥單產(chǎn)，也是小麥新品種應(yīng)用和生產(chǎn)上亟需解決的重要問題。

從1963年Finlay等[2]提出回歸系數(shù)法開始，研究人員先后又提出了幾種評價品種豐產(chǎn)性和穩(wěn)產(chǎn)性的方法和模型，如變異系數(shù)法[3]、高穩(wěn)系數(shù)法[4]、主效可加互作可乘（簡稱AMMI）模型[5]、GGE模型[6]等。高穩(wěn)系數(shù)法通過將高穩(wěn)系數(shù)（HSC）進行排序，篩選出高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)性好的品種，因計算較簡單、易操作，數(shù)據(jù)較準(zhǔn)確，目前已得到了廣泛應(yīng)用[7]。但高穩(wěn)系數(shù)只是基因型高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)的綜合指標(biāo)，無法判斷環(huán)境對基因型的影響。AMMI模型將方差分析和主成分分析相結(jié)合，提高了估計的準(zhǔn)確度，主要應(yīng)用于從多個品種中篩選出高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)性較好的品種，能判斷出環(huán)境對基因型的影響，但不能明確地看出品種對環(huán)境的適應(yīng)性。GGE模型對基因與環(huán)境互作進行了更為直觀的展示和評價，能篩選出高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)的品種和適宜種植的環(huán)境[8]。如今，AMMI模型和GGE雙標(biāo)圖常用于研究多環(huán)境試驗中基因型與環(huán)境的互作[9-10]。

本研究基于國家冬小麥黃淮南片水地組2018-2020年度區(qū)域試驗匯總數(shù)據(jù)，采用高穩(wěn)系數(shù)法、變異系數(shù)法分析濮麥116的豐產(chǎn)和穩(wěn)產(chǎn)特性。同時，利用2020-2021年度生產(chǎn)試驗匯總數(shù)據(jù)，通過AMMI模型和GGE雙標(biāo)圖剖析了濮麥116在多環(huán)境試驗中的品種特性，以期為濮麥116的推廣應(yīng)用提供理論參考。

1 材料與方法

1.1 試驗材料 濮麥116是由濮陽市農(nóng)業(yè)科學(xué)院以周麥27為母本、浚K8-4為父本，通過有性雜交和改良系譜法系統(tǒng)選育而成的半冬性小麥新品種，審定編號：國審麥20220021，品種權(quán)號：CNA20191006063。2018-2019年度、2019-2020年

度區(qū)域試驗濮麥116同組參試品種（系）分別為18個，對照品種為周麥18（CK1）、百農(nóng)207（CK2）；2020-2021年度生產(chǎn)試驗同組參試品種（系）7個，對照品種為周麥18，濮麥116同組別參試品種（系）名稱詳見表1。

1.2 試驗設(shè)計 區(qū)域試驗采用隨機區(qū)組設(shè)計，3次重復(fù)，小區(qū)面積13～15m2，收獲面積12m2以上。生產(chǎn)試驗設(shè)2次重復(fù)，小區(qū)面積不小于150m2，參試品種（系）隨機排列，全區(qū)收獲。播期為10月5-15日，每667m2播種量為16萬～18萬株。田間耕作、水肥管理、除草、蟲害防治按照當(dāng)?shù)卮筇锷a(chǎn)進行。

區(qū)域試驗試點27個，其中陜西省5個（寶雞、大寨鄉(xiāng)、楊凌、華陰、富平），河南省12個（鄭州、輝縣、漯河、商丘、周口、駐馬店、濮陽、洛陽、新鄉(xiāng)、南陽、鄭州高新區(qū)、鹿邑），安徽省5個（阜陽、宿州、渦陽、固城、壽縣），江蘇省5個（徐州、淮安、射陽、連云港、宿遷）。生產(chǎn)試驗試點24個，其中陜西省3個（寶雞、楊凌、富平），河南省12個（原陽、輝縣、漯河、周口、駐馬店、濮陽、新鄉(xiāng)、鄭州、安陽、鹿邑、尉氏、榮陽），安徽省5個（阜陽、宿州、渦陽、新馬橋、灘溪），江蘇省4個（徐州、淮安、連云港、宿遷），其中榮陽試驗點未統(tǒng)計。

1.3 數(shù)據(jù)分析 數(shù)據(jù)來源于2018-2019年度、2019-2020年度國家冬小麥黃淮南片水地組區(qū)域試驗和2020-2021年度國家冬小麥黃淮南片水地組生產(chǎn)試驗匯總數(shù)據(jù)。使用WPS Office進行數(shù)據(jù)處理，利用DPS數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)（19.50版）對試驗數(shù)據(jù)進行相關(guān)性分析、AMMI模型分析和GGE作圖。為方便作圖，對生產(chǎn)試驗23個試點名稱進行編號，詳見表2。

1.3.1 高穩(wěn)系數(shù)（HSC） 采用高穩(wěn)系數(shù)作為品種高產(chǎn)和穩(wěn)產(chǎn)特性的判斷參數(shù)。高穩(wěn)系數(shù)（HSC）計算公式：HSCi（%）=（Xi-Si）/1.10XCK×100[4]。式中，Xi為第i個品種的平均產(chǎn)量，Si為第i個品種的標(biāo)準(zhǔn)差，XCK為對照的平均產(chǎn)量。某個品種的HSC值越大，說明該品種的高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)性越好。

1.3.2 變異系數(shù)（CV） 采用均值—變異系數(shù)作為品種穩(wěn)產(chǎn)性的判斷參數(shù)，反映了品種某個性狀在不同生態(tài)環(huán)境下的變異程度。變異系數(shù)（CV）計算公式：CVi=Si/Xi×100%[3]。式中，Si為第i個品種的標(biāo)準(zhǔn)差，Xi為第i個品種的平均產(chǎn)量。CV值反映靜態(tài)穩(wěn)定性，值越小靜態(tài)穩(wěn)定性越好，說明該性狀受環(huán)境影響越小。CV值小且平均產(chǎn)量高的品種，產(chǎn)量穩(wěn)定性好。

2 結(jié)果與分析

2.1 區(qū)域試驗

2.1.1 豐產(chǎn)性分析 由表3可以看出，2018-2019年度國家冬小麥黃淮南片水地組區(qū)域試驗中濮麥116平均產(chǎn)量8825.1kg/hm2，居參試品種（系）第9位，比CK1極顯著增產(chǎn)4.62%，增產(chǎn)≥2%的試點率81.8%（22點匯總）；比CK2極顯著增產(chǎn)7.40%，增產(chǎn)≥2%的試點率90.9%。2019-2020年度續(xù)試，平均產(chǎn)量8653.5kg/hm2，居參試品種（系）第7位，比CK1極顯著增產(chǎn)4.72%，增產(chǎn)≥2%的試點率86.4%（22點匯總）；比CK2極顯著增產(chǎn)6.90%，增產(chǎn)≥2%的試點率86.4%。2年區(qū)域試驗平均產(chǎn)量8739.3kg/hm2，比CK1、CK2分別極顯著增產(chǎn)4.67%、7.15%，2年匯總44點次，比CK1、CK2增產(chǎn)≥2%的試點率分別為84.1%、88.7%。

2.1.2 穩(wěn)產(chǎn)性分析 由表4可知，在2018-2019年度、2019-2020年度區(qū)域試驗中，濮麥116的高穩(wěn)系數(shù)均優(yōu)于周麥18（CK1）和百農(nóng)207（CK2）。濮麥116平均高穩(wěn)系數(shù)比CK1、CK2分別高4.96個、6.69個百分點，表明濮麥116具有很好的穩(wěn)產(chǎn)特性。此外，濮麥116在各試點的產(chǎn)量平均變異系數(shù)為8.74%，低于CK1（9.92%）、CK2（9.58%），且濮麥116的平均產(chǎn)量高于2個對照品種，表明濮麥116靜態(tài)穩(wěn)定性好，并具有較大的高產(chǎn)潛力。

2.2 生產(chǎn)試驗

2.2.1 豐產(chǎn)性和穩(wěn)產(chǎn)性分析 2020-2021年度生產(chǎn)試驗參試品種（系）產(chǎn)量及豐產(chǎn)性、穩(wěn)定性分析見表5。V3（濮麥116）平均產(chǎn)量8847.2kg/hm2，比對照周麥18極顯著增產(chǎn)6.97%，23點匯總，增產(chǎn)點率100%，居同組參試品種（系）第1位。參試品種（系）高穩(wěn)系數(shù)順序為V1>V2>V3>V4>V5>V6>V7，變異系數(shù)順序為V6>V4>V5>V3>V1>V7>V2。V3的HSC值較大，產(chǎn)量較高，變異系數(shù)較小，因此濮麥116豐產(chǎn)特性突出，并具有較高的穩(wěn)產(chǎn)特性。

2.2.2 AMMI模型分析 利用DPS數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)中的無重復(fù)AMMI模型對試驗數(shù)據(jù)進行分析，獲得生產(chǎn)試驗同組參試品種（系）的AMMI分析排序圖（圖1）。該圖以品種平均產(chǎn)量為橫坐標(biāo)、IPCA為縱坐標(biāo)。通過品種的兩條曲線的交點位置可以區(qū)分品種特性的優(yōu)劣，右側(cè)品種的特性優(yōu)于落在其左側(cè)的品種[11]。由圖1可知，品種（系）特性優(yōu)劣順序與產(chǎn)量高低順序一致，V3（濮麥116）品種特性優(yōu)于其他品種（系）。

2.2.3 GGE雙標(biāo)圖 采用DPS數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)中GGE_biplot進行品種的高產(chǎn)性和穩(wěn)產(chǎn)性分析，得到高產(chǎn)性和穩(wěn)產(chǎn)性功能GGE雙標(biāo)圖。圖2中的小菱形代表平均環(huán)境，帶箭頭的直線是平均環(huán)境軸，它所指的方向是品種在所有環(huán)境下的近似平均產(chǎn)量。與平均環(huán)境軸垂直并通過原點的、帶有雙箭頭的直線代表各品種與各環(huán)境相互作用的傾向性，箭頭向外指向較大的不穩(wěn)定性，越偏離平均環(huán)境軸越不穩(wěn)定[11]。從圖2可知，V3（濮麥116）平均產(chǎn)量最高，V2次之，V7最低。穩(wěn)定性排序為V7>V5>V2>V3>V1>V4>V6，濮麥116穩(wěn)定性處于中等水平。圖3為高產(chǎn)性和穩(wěn)產(chǎn)性功能具同心圓的GGE雙標(biāo)圖，該圖以各品種到中心點的距離來判斷品種優(yōu)劣，距離越小品種越優(yōu)[11]。由圖3可知，品種（系）離中心點距離由近及遠依次為：V3、V2、V1、V5、V4、V6、V7，濮麥116最接近中心點，高產(chǎn)性和穩(wěn)產(chǎn)性優(yōu)勢明顯。

2.3 產(chǎn)量三要素分析 為分析濮麥116產(chǎn)量與產(chǎn)量三要素之間的關(guān)系，利用3年試驗產(chǎn)量和產(chǎn)量三要素的數(shù)據(jù)進行了變異系數(shù)和相關(guān)性分析。由表6可知，產(chǎn)量三要素的變異系數(shù)由大到小的順序為有效穗數(shù)>穗粒數(shù)>千粒重。其中，千粒重的變異系數(shù)最小，說明濮麥116的千粒重較高且相對穩(wěn)定，較少受外界環(huán)境影響；有效穗數(shù)的變異系數(shù)與穗粒數(shù)相差不大，但明顯大于千粒重的變異系數(shù)，表明濮麥116的有效穗數(shù)和穗粒數(shù)易受外界環(huán)境和種植管理方式的影響，更易通過選擇合適的種植管理方式和適宜的環(huán)境進一步提高濮麥116的產(chǎn)量。

利用DPS數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)分析濮麥116產(chǎn)量三要素與產(chǎn)量之間的相關(guān)性。從表7可知，產(chǎn)量與產(chǎn)量三要素都呈一定正相關(guān)關(guān)系。其中，有效穗數(shù)與產(chǎn)量呈極顯著正相關(guān)，濮麥116產(chǎn)量較易受有效穗數(shù)影響，說明適當(dāng)增加群體提高有效穗數(shù)是增加濮麥116產(chǎn)量的首要有效途徑。同時，有效穗數(shù)與穗粒數(shù)、千粒重呈顯著負(fù)相關(guān)，說明通過提高有效穗數(shù)實現(xiàn)高產(chǎn)的同時，也需注意產(chǎn)量三要素間的相對協(xié)調(diào)。

3 小結(jié)與討論

品種試驗通過規(guī)范統(tǒng)一的方案要求對新育成的品種（系）進行試驗，對品種（系）的豐產(chǎn)性、適應(yīng)性、抗逆性和品質(zhì)進行全面鑒定和綜合評價，是評價品種（系）的科學(xué)依據(jù)，也是品種應(yīng)用推廣與科學(xué)布局的重要參考。試驗中，品種（系）自身的綜合表現(xiàn)決定了其應(yīng)用價值和推廣潛力[11]。

本研究基于區(qū)域試驗和生產(chǎn)試驗數(shù)據(jù)，采用多種方法對濮麥116的豐產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)特性進行了分析。2018-2021年度試驗產(chǎn)量結(jié)果表明，濮麥116平均產(chǎn)量8775.1kg/hm2，最高平均產(chǎn)量8847.2kg/hm2，3個年度間增產(chǎn)點率高、增產(chǎn)均達到極顯著水平，高產(chǎn)特性突出。2年區(qū)域試驗中濮麥116平均高穩(wěn)系數(shù)比CK1、CK2分別高4.96、6.69個百分點；平均變異系數(shù)8.74%，低于2個對照，表明其具有良好的豐產(chǎn)和穩(wěn)產(chǎn)性，高產(chǎn)潛力大。生產(chǎn)試驗中V1（瑞華502）、V2（豐德存麥22）、V3（濮麥116）穩(wěn)定性較好，V1、V2、V3、V7（周麥18）變異系數(shù)較??；GGE雙標(biāo)圖高產(chǎn)性和穩(wěn)產(chǎn)性功能分析顯示，V2、V3、V5（偃豐168）、V7穩(wěn)定性較好。結(jié)果表明，濮麥116穩(wěn)定性處于中等偏上水平。AMMI模型分析和高產(chǎn)性和穩(wěn)產(chǎn)性功能同心圓的GGE雙標(biāo)圖分析結(jié)果顯示，V3（濮麥116）的品種特性最優(yōu)，其次是V2、V1。綜合多方分析結(jié)果而言，濮麥116平均產(chǎn)量較高，豐產(chǎn)和穩(wěn)產(chǎn)性優(yōu)勢明顯，是集高產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)、廣適于一身的優(yōu)良小麥品種，適宜在生產(chǎn)上大面積推廣應(yīng)用。

濮麥116產(chǎn)量要素分析結(jié)果表明，產(chǎn)量與有效穗數(shù)呈極顯著正相關(guān)，與穗粒數(shù)、千粒重呈正相關(guān)關(guān)系；產(chǎn)量三要素的變異系數(shù)為有效穗數(shù)>穗粒數(shù)>千粒重。濮麥116千粒重變異系數(shù)小，受環(huán)境影響小，與產(chǎn)量正相關(guān)，生產(chǎn)上若注重中后期肥水管理增加粒重，則對提高濮麥116產(chǎn)量有一定效果；穗粒數(shù)和千粒重變異系數(shù)相當(dāng)，與產(chǎn)量相關(guān)不顯著，間接說明濮麥116開花結(jié)實性相對穩(wěn)定；相比較而言，有效穗數(shù)更易受環(huán)境和種植管理方式的影響。綜上所述，大田生產(chǎn)上可通過調(diào)整播量和選擇合適的種植管理方式擴大群體，提高有效穗數(shù)，進一步發(fā)掘濮麥116產(chǎn)量潛力。另外，濮麥116的有效穗數(shù)與穗粒數(shù)、千粒重呈顯著負(fù)相關(guān)，生產(chǎn)上擴大群體提高有效穗數(shù)的同時，還需注意產(chǎn)量三要素間的相互協(xié)調(diào)，以確保實現(xiàn)濮麥116高產(chǎn)豐收。

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（收稿日期：2024-04-02）