基于AMMI模型的玉米新品种稳定性和适应性分析

张泽志， 舒忠泽， 唐光顺， 夏娟娟

(贵州黔西南喀斯特区域发展研究院， 贵州 兴义 562400)

玉米(ZeamaysL.)在中国种植历史悠久，种植面积和总产量均仅次于美国，居世界第二位。玉米是贵州省重要的旱粮作物，在贵州省粮食生产中占有重要地位。贵州地貌属于中国西南部山地高原，境内海拔差异大，具有明显垂直气候环境，所以组织品种区域试验，筛选出适宜各个地区种植的优良玉米品种就显得尤为重要。

本研究通过对2018年贵州省玉米区域试验参试品种的产量表现情况进行AMMI模型分析，了解各区试点的代表性和分辨力，区试玉米品种的丰产性、稳定性和适应性，以及为玉米新品种的运用和推广提供参考和依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料

试验材料为12个参试品种，其中以贵单8号为对照种，参试玉米品种来源见表1。

表1 参试玉米来源

1.2 试验方法

1.2.1试验地点

试验时间为2018年4月—10月，分别在贵州省8个试点进行：贵阳市农业试验中心-贵阳(E 1)、安顺市农科所-安顺(E 2)、六枝县种子管理站-六枝(E 3)、黔西南州种子管理站-黔西南(E 4)、毕节市农科所-毕节(E 5)、黔西县种子管理站-黔西(E 6)、六盘水市种子管理站-六盘水(E 7)、贞丰县种子管理站-贞丰(E 8)。试点海拔高度分布在1 050-1 750 m之间，平均海拔1 325 m。

1.2.2试验方法

各试点均按省种子总站的统一方案实施，小区采用随机区组设计，3次重复，五行区，小区面积20 m2

(5 m×4 m)，种植密度为3 300株·(667 m2)-1，每小区种5行，每行20株，每小区共计100株。试验区四周设有面积不等的保护区，收获时以小区中间3行测产。

1.2.3试验统计

采用Excel 365软件进行数据处理，DPS 7.05软件进行AMMI模型分析[4]，并进行D稳定性分析[5-7]。

2 试验结果与分析

2.1 误差同质性测验

8个试点的产量数据误差均方同质性测验表明，样本卡方p=14.067>0.05，误差同质(表2)，可将8个试点2018年的产量数据进行联合方差分析。

表2 误差均方的同质性测验

2.2 方差分析和AMMI模型分析

通过对12个供试玉米品种小区生物产量进行方差分析，由表3可知，品种间的变异平方和占总处理变异平方和的10.94%，达到了极显著水平；试点间的变异平方和占总变异平方和的77.33%，达到了极显著水平；二者交互作用的变异平方和占总变异平方和的11.72%，达到了极显著水平。从品种、试点和二者交互作用三个方面的变异值比例得出，试点变异占总变异的77.33%；品种和交互作用共占了22.66%，且二者交互作用的变异大于品种的变异。

为更深入了解交互作用的特征和品种的稳定性，利用AMMI模型3个主成分轴(IPCA 1、IPCA 2、IPCA 3)分析品种和试点互交作用效应，结果(表3)表明，3个主成分轴中IPCA 1变异占交互作用总变异的30.8%，且达到了极显著水平；IPCA 2和IPCA 3变异分别占交互作用变异的24.16%和19.16%，均达到了显著水平(p<0.05)；将剩余不显著的IPCA合并为残差，其变异占交互作用变异的25.98%。可见，主成分分析可透彻地分析品种与试点互交作用的信息。

表3 品比试验结果AMMI分析

2.3 供试品种稳定性分析

依据AMMI模型有重复分析结果，得到如图1，在品种-试点AMMI双标图(IPCA 1、IPCA 2)上，每个品种的相对位置偏离坐标原点的距离大小代表着该品种稳定性强弱，距离越小则表示为稳定性越好，由图1可知，H 1、H 2、ck、H 7、H 9、H 10和H 12离原点较近，表示这7个品种为相较其他品种与试点的互作效应小，其中以H 1的互作效应为最小，其次为ck、H 2。

图1 品种-试点AMMI双标图(IPCA 1、IPCA 2)

H 3、H 4、H 5、H 8和H 11离原点较远，各自分别与个别试点交互效应强。12个供试品种的稳定性表现为：H 1>ck>H 12>H 2>H 9>H 10>H 7>H 4>H 11>H 5>H 3>H 8。每一个试点偏离坐标原点的距离越远则表示为该试点的分辨力越强，得到8个试点的分辨力为：ck>E 5>E 1>E 4>E 2>E 3>E 8>E 7。然而，在表现显著的3个主成分轴中，由于IPCA 1和IPCA 2两者变异之和共解释了品种-试点交互作用变异的54.96%，IPCA 3变异解释了交互作用变异的19.16%，剩余变异的25.98%为表现不显著的成分轴变异之和，可以忽略。但图1仅能表示IPCA 1和IPCA 2的变异，IPCA 3则未能表示，故而图1只能作为初步评价12个区试品种稳定性的指标，需进一步分析评价其稳定性。

为进一步对12个区试品种的稳定性做出全面评价，通过计算得到参数D值如表4，D值的大小代表了参试品种的稳定性强弱，D值越小表示为品种的稳定性越好，对12个区试玉米品种稳定性D值进行排序(表4)，根据D值大小得到12个区试玉米品种稳定性为：H 1>ck>H 2>H 10>H 12>H 7>H 9>H 4>H 11> H 5>H 3>H 8。

表4 区试品种稳定性

表5 区试试点分辨力

2.4 区试地点分辨率分析

由图2水平方向上可得到试点平均产量即丰产性为：E 5>E 3>E 7>E 4>E 1>E 2>E 6>E 8。参试品种平均产量为：H 11>H 12>H 9>H 2>H 4>H 1>H 7>H 3>H 5>ck>H 10>H 8，结合参试品种稳定性可得：H 2为高产稳产品种，H 5和H 8为产量低稳定性差的品种。根据品种与地点在IPCA 1同侧为正向互作效应，可以看出，品种H 1、H 9、H 12、H 11、H 10和H 8与试点E 2、E 6、E 1和E 7有正向互作效应。这6个品种对E 2、E 6、E 1和E 7环境适应性好，同理：H 2、H 3、H 4、H 5、ck和H 7对试点E 3、E 4、E 5和E 8适应性好。

图2 产量AMMI双标图

为进一步对8个试点的分辨力强弱进行全面评价，通过计算得到参数D值(表5)。D值代表了试点分辨力强弱，D值越大表示分辨力越强，由表5可看出D值为：E 7>E 8>E 3>E 5>E 2>E 4>E 1>E 6。即为：六盘水>贞丰>六枝>毕节>安顺>黔西南>贵阳>黔西。试点E 8和E 7对品种的分辨力较强，而E 1和E 6对品种的分辨力较弱。

3 结 论

通过对贵州省2018年玉米区试产量数据进行AMMI模型稳定性分析，筛选得到稳定性优良，产量高的玉米品种，结果如下：品种稳定性为H 1>ck>H 2>H 10>H 12>H 7>H 9>H 4>H 11>H 5>H 3>H 8；品种丰产性为H 11>H 12>H 9>H 2>H 4>H 1>H 7>H 3>H 5>ck>H 10>H 8；对各个试点分辨率分析：E 7>E 8>E 3>E 5>E 2>E 4>E 1>E 6；H 8与E 7正向互作效应强H 5和H 7与E 8有较强的负向互作效应，对品种限制最大的是E 7，最小的是E 6。H 2为高产稳产品种，兴农单9号在该年区试试验中表现为高产稳产适应性好，在贵州省西部地区存在较好的利用前景。

4 存在的问题与讨论

本文所分析数据为一年多点试验数据，难免产生误差，为进一步对该品种做出全方面评价，需结合多年多点数据进行分析。