10个不同类型中晚熟玉米品种在辽宁地区丰产性、适应性和稳定性分析

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(1.丹东农业科学院，　辽宁 凤城 118109；　2.凤城市大兴镇农业综合服务中心，　辽宁 凤城 118100)

辽宁省位于东北春玉米带上，土壤肥沃，气候适宜，是我国重要的商品粮基地。玉米是辽宁省重要的粮食作物，其种植面积占全省粮食作物总面积的60%以上，产量占全省粮食总产量的70%以上。玉米已经成为辽宁省提高粮食产量、确保粮食安全、增加农民收入的主要经济作物[1]。

玉米新组合的丰产性、适应性和稳定性的研究分析，对玉米新组合的选择、推广和应用具有重要的指导意义。

1　材料和方法

1.1　供试材料及方法

以2016年丹东农业科学院在海南组配的9个不同血缘类型的中晚熟玉米新组合为材料，以郑单958为对照，共10个组合(表1)，在辽宁地区8个不同气候区进行产量比较试验(表2)，借助DPS数据处理系统，利用方差分析和AMMI数学模型，对产量数据进行统计分析，评价10个组合的丰产性、适应性和稳定性。试验采用随机区组设计，3 次重复，小区面积20 m2，5 行区，实收中间 3 行，计产面积12 m2。种植密度60 000株/hm2。

表110个中晚熟玉米品种编号、组合名称及杂优模式

序号品种编号组合名称杂优模式1丹01HH1×L18Reid×旅系2丹02A88×F90Reid×塘四平头3丹04ZP6×35Reid×旅系4丹056RM×4CReid×Lancaster5丹06676×D7外杂选×旅系6郑单958郑58×昌7⁃2Reid×塘四平头7丹09P4B×CX5Reid×Lancaster8丹10A8B×D21Reid×塘四平头9丹13PP6×S17Reid×塘四平头10丹144BC×D22Reid×塘四平头

1.2　测产方法

每组合种植5行，收获中间3行，风干脱粒，进行测产考种。折算标准水粒重和产量。

产量(kg/667 m2，)=小区粒重×(1-实测水份)/(1-14%)/12×667(产量籽粒含水量按14%计算，实测水分为百分比，12为小区计产面积)。

表2辽宁省不同气候区的8个试验地点

序号试验地点所属区域气候特点经度(°)纬度(°)1喀左辽宁西部大陆性季风气候119．82E41．14N2锦州辽宁西部温带季风性气候121．15E41．13N3阜新辽宁西部北温带大陆季风气候121．65E42．00N4瓦房店辽宁南部暖温带大陆性季风气候122．01E39．37N5海城辽宁南部暖温带大陆性季风气候122．75E40．85N6法库辽宁北部温带大陆性季风气候123．37E42．52N7铁岭辽宁北部温带大陆性季风气候123．85E42．32N8凤城辽宁东部温带季风性气候124．05E40．47N

2　结果与分析

2.1　误差的同质性测验

8个试验地点的产量数据误差均方同质性测验(Bartlett测验)表明，误差同质(表3)，可将8个试点2016年的产量数据进行联合方差分析。

表3误差均方的同质性测验

试点误差均方自由度VV·ln(S2)凤城4016．07141864．8684阜新2663．76691861．6589海城2225．37061860．2532铁岭6917．31121869．1189瓦房店5787．17011867．7244锦州6433．69491868．5523法库9569．45721871．656喀左7118．96781869．3435df=7卡方0．05=14．067样本卡方值=4．377

2.2　方差分析

8个试点产量数据方差分析表明(表4)，10个参试品种间，8个试点间及品种与试点的互作均达到了极显著的水平。

表4品种试验方差分析结果

变异来源自由度DF方差SS均方MSF值显著水平地点内区组1676215．26864763．45430．85190．6251试点72591984．3391370283．477066．2228∗∗0．0001品种9221808．430624645．38124．4077∗∗0．0001品种×试点63911033．898714460．85552．5862∗∗0．0001试验误差144805172．58045591．4763总计2394606214．5174

2.3　品种的丰产性分析

利用Duncan’s新复极差法对10个参试品种产量进行多重比较，从表5可以看出：丹02品种产量显著高于丹06、郑单958，极显著高于丹13和丹05；丹14、丹04、丹10、丹01、丹09、丹06与郑单958产量没有显著差异；郑单958产量显著高于丹05产量。综上所述，丹02比郑单958增产9.02%是本组试验中产量最高的组合。

表510个品种产量差异显著性多重比较

品种平均产量(kg/667m2)显著水平5%1%比对照增产(%)丹02715．2358aA9．02丹14689．1238abAB5．04丹04687．6092abAB4．81丹10686．4921abAB4．64丹01678．4617abAB3．42丹09673．3829abAB2．65丹06656．6600bcABC0．10郑单958656．0313bcABC0．00丹13625．9838cdBC-4．58丹05607．4713dC-7．40

2.4　品种的适应性分析

2.4.1品种×试点的互作效应

品种与试点的互作研究，能充分了解品种对地区的适应性，为品种的试验示范和推广应用提供科学的依据。品种与试点的互作效应为正值说明品种对该地区有较好的适应性，说明该地区水、肥、气、热等条件能充分发挥该品种的增产潜力。

品种与试点的互作效应值说明了品种对不同地区适应性的大小差别，正值较大则品种在该地区有较好的适应性，这些地区应作为试验示范和推广应用的主要区域。负值较大则品种在该地区适应性较差，应慎重在这些地区应用。从表6可以看出，丹01在凤城和阜新有较好的适应性，8个地区的适应性由大到小的顺序依次是：凤城>阜新>海城>锦州>法库>喀左>瓦房店>铁岭；丹02在锦州、凤城和喀左有较好的适应性，8个地区的适应性由大到小的顺序依次是：锦州>凤城>喀左>铁岭>阜新>瓦房店>海城>法库；丹04在铁岭和海城有较好的适应性，8个地区的适应性由大到小的顺序依次是：铁岭>海城>法库>凤城>喀左>阜新>瓦房店>锦州；丹05在海城有较好的适应性，8个地区的适应性由大到小的顺序依次是：海城>法库>锦州>阜新>喀左>瓦房店>凤城>铁岭；丹06在瓦房店有较好的适应性，8个地区的适应性由大到小的顺序依次是：瓦房店>法库>铁岭>锦州>海城>阜新>喀左>凤城；郑单958在瓦房店和喀左有较好的适应性，在锦州适应性较差，8个地区的适应性由大到小的顺序依次是：瓦房店>喀左>铁岭>法库>凤城>阜新>海城>锦州；丹09在锦州和凤城有较好的适应性，8个地区的适应性由大到小的顺序依次是：锦州>凤城>海城>阜新>瓦房店>法库>喀左>铁岭；丹10在法库有较好的适应性，8个地区的适应性由大到小的顺序依次是：法库>锦州>铁岭>凤城>瓦房店>阜新>海城>喀左；丹13在喀左和阜新有较好的适应性，在凤城适应性较差，8个地区的适应性由大到小的顺序依次是：喀左>阜新>海城>瓦房店>铁岭>法库>锦州>凤城；丹14在锦州、铁岭和凤城有较好的适应性，8个地区的适应性由大到小的顺序依次是：锦州>铁岭>凤城>海城>瓦房店>法库>阜新>喀左。综合8个试验点的产量数据分析，品种丰产性效应由大到小的顺序依次是：丹02>丹14>丹04>丹10>丹01>丹09；试验点丰产性效应由大到小顺序依次是：海城>锦州>喀左。

表6品种×试点的互作效应

品种凤城阜新海城铁岭瓦房店锦州法库喀左品种效应丹01166．3542118．38253．9905-110．0302-52．9105-32．8905-39．9988-52．897210．8165丹0266．8033-29．3917-81．277021．8623-43．9113102．5787-92．879756．215347．5907丹043．0367-27．545057．266361．8723-27．9980-82．494714．57371．288719．9640丹05-26．77545．396280．0642-60．0964-7．14345．55328．1382-5．1368-60．1739丹06-56．7808-10．3125-8．14782．401595．9578-5．425515．7162-33．4088-10．9852郑单958-8．8354-11．0238-39．039132．596965．7132-130．556831．711659．4332-11．6139丹0943．34966．521236．9292-53．00480．021645．6916-27．5168-51．99185．7378丹10-9．9696-50．2279-52．746639．4194-21．897642．3091112．8907-59．777618．8469丹13-231．534638．493717．40847．581112．0307-6．15594．8924157．2841-41．6614丹1454．3521-40．2929-14．448357．3977-19．862661．3907-27．5276-71．009321．4786地点效应-158．1858-53．1842131．5612-33．7882-87．9178124．0955-44．8728122．2922

图1　试点的平均产量随纬度的变化趋势

图2　试点的平均产量随经度的变化趋势

2.4.210个中晚熟品种在辽宁地区的适应性趋势

8个试验点的平均产量随纬度和经度的变化分析表明：10个中晚熟品种平均产量在辽宁地区随纬度增加略有增高趋势(图1)，随经度增加有降低的趋势(图2)，说明10个中晚熟玉米品种在辽宁地区有从南至北和从东至西的逐渐增强的适应性特点。

2.5　品种的稳定性分析

利用目前国际上比较流行的AMMI数学模型(加性主效应和乘积交互作用模型)，对品种的稳定性进行分析，得出品种的稳定性参数。加性主效应和乘积交互作用模型(Additive Main Effects and Multiplicative Interaction Model,AMMI)主要是在常规的基因型和环境的加性模型中加入乘积形式的交互作用，不仅能够分析交互作用的显著性，并且能够估计出交互作用的特点及形态，有助于进一步建立可解释的生物学模型，从而得到较好的运用[2]。

在作物品种区域试验数据分析中的AMMI模型如下：

……(1)

式中yge是在环境(E)中基因型(G)的产量，μ代表总体平均值；αg是基因型平均偏差(各个基因型平均值减去总的平均值)；βe是环境的平均偏差(各个环境平均值减去总的平均值)；λn为第n个交互效应主成分分析轴(Int Eraction Principal ComponEnt Axis，IPCA)的特征值；γgn是第n个主成分的基因型主成分得分；δen是第n个主成分的环境主成分得分；N是主成分轴的总个数；θge为残差。

稳定性参数，特定基因型(或环境)在 IPCA 的k维空间中图标离原点的欧氏距离。

表7品比试验结果AMMI分析

变异来源自由度DF平方和SS均方MSF值显著水平总的2394606214．517419272．8641处理793724826．668447149．70478．5592∗∗0．0001基因G9221808．430624645．38124．4739∗∗0．0001环境E72591984．3391370283．477067．2183∗∗0．0001交互作用(G×E)63911033．898714460．85552．6251∗∗0．0001第一乘积项(PCA1)15409241．553927282．77033．4559∗∗0．0001第二乘积项(PCA2)13169401．414713030．87811．65060．0766第三乘积项(PCA3)11142923．971412993．08831．64590．0907残差24189466．95887894．4566误差160881387．84905508．6741

表8品种在显著的互作主成分轴上的得分及稳定性参数

品种平均产量(kg/667m2)第一乘积项PCA1第二乘积项PCA2第三乘积项PCA3稳定性参数Dg丹01678．4617-10．41978．93991．664713．8丹02715．2358-3．6263-6．25068．570811．2丹04687．60921．34361．3160-4．83275．2丹05607．47130．53993．58530．91833．7丹06656．66002．8903-0．7316-3．08004．3郑单958656．03134．20153．0505-5．81397．8丹09673．3829-4．14890．89861．57784．5丹10686．4921-0．0908-6．9910-5．14188．7丹13625．983813．57032．40676．728715．3丹14689．1237-4．2599-6．2239-0．59187．6

k=1,2,…m

……(2)

式中m为显著的IPCA个数；Dg(e)为第g个基因型或第e个环境在m个IPC上的得分。(2)式的距离Dg(e)之大小度量了第g个基因型或第e个环境的相对稳定性，基因型Dg值越小越稳定[2]。

由表7可知，对产量而言，基因(品种)、环境(试点)，交互作用平方和分别占总变异平方和的4.82%、56.27%和19.78%，说明对试验中产量总变异起作用的大小顺序依次为环境、交互作用和基因型。交互作用的F值达极显著水平，重视对交互作用的分析对合理评价品种起着相当重要的作用。

品种的稳定性参数De越小越稳定，本组参试的10个品种稳定性顺序是(表8)：丹05>丹06>丹09>丹04>丹14>郑单958>丹10>丹02>丹01>丹13。

3　结论和讨论

研究的10个中晚熟品种在辽宁地区随着地域的不同产量有极显著的差异；不同杂优模式组配的不同血缘类型的10个中晚熟品种产量有极显著的差异；不同品种丰产性不同，适应性不同，稳定性不同；10个中晚熟品种平均产量在辽宁地区随纬度增加略有增高趋势，随经度增加有降低的趋势，说明10个中晚熟玉米品种在辽宁地区有从南至北和从东至西逐渐增强的适应性特点。

综合本实验对不同杂优模式组配的不同血缘类型的10个中晚熟品种丰产性、适应性和稳定性分析，9个新组配组合中丹02比对照郑单958增产9.02%，产量显著高于丹06、郑单958，极显著高于丹13和丹05，丹02是高产型品种，有较大增产潜力，稳定性欠佳，仍需进行改良，提高品种的稳定性，在锦州、凤城和喀左互作效应正向较大，说明在这些地区适应性较好，能充分发挥品种的增产潜力；丹14、丹04、丹10、丹09丰产性较好，稳定性较好，具一定的利用价值；丹01丰产性较好，稳定性欠佳，需改良后使用。丹06丰产性欠佳，稳定性较好；丹13和丹05产量较低，丹13不稳产，丹05稳产性好。品种与试点的互作效应(表6)说明了各品种在不同地区的适应性。

研究所选用试点和品种有一定的局限性。辽宁地区是否所有中晚熟品种都有本文所述的适应性趋势有待于进一步试验验证。品种的适应性与品种本身的熟期长短、血缘类型及试验地区的水、肥、气、热条件都有关系，不同熟期不同血缘类型的品种在不同地区的适应性有待于进一步试验研究。

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