四川省青贮玉米品种稳定性分析

摘 要：为了全面评价四川省青贮玉米品种产量的稳定性、适应性和丰产性，采用Eberhart-Russell 模型、Franics 和Kannenberg模型、HSC 法，对2022 年四川省青贮玉米区域试验进行综合分析. 结果表明：惠民380 和海南800 平均产量分别为1124.5 kg/667m2、1083.8 kg/667m2，比对照（CK）增产12.7%、8.7%；变异系数CV03 = 29.6%、CV07 = 28.3%，与对照CV10 = 28.8% 相差不大，且散布点图中处于第Ⅱ象限；高稳系数CHSV03 = 72.2、CHSV07 = 70.7，高于CK 的CHSV10 = 64.8；反应参数bV03 = 1.04，bV07 = 1.00.接近于1，稳定性参数S2di 与试验误差差异不显著，说明惠民380 和海南800 是高产、稳产、适应性广的青贮玉米品种，适合在四川省推广应用.

关键词：品种；青贮玉米；产量；模型；稳定性

中图分类号：S513

DOI： 10.19504/j.cnki.issn1671-5365.2024.06.11

青贮玉米是指玉米在乳熟期至蜡熟期收获，并将整株切碎，然后贮藏发酵，作为青贮饲料饲喂牛、羊等家畜的玉米类型[1]. 在欧美许多国家中，玉米青贮饲料早已成为肉牛育肥的强化饲料，青贮玉米种植面积占到很大比例[2-3]，与国内外相比，四川省发展青贮玉米产业起步较晚，目前主要存在优质青贮玉米供给不足、产业发展功能不健全等问题[4]. 品种是农业生产的重要生产资料，品种选择是作物丰产基础[5]. 评价品种的优劣，不仅要考虑其产量，还要考察其是否广泛适应于所栽培的各个生态环境. 作物品种区域试验是鉴定作物新品种优劣的主要手段，其目的在于考查新品种在不同生态区的丰产性、稳定性和适应性[6]. 目前，应用于作物品种稳定性的统计分析模型有几十种，常用的主要有Francis 和Kannenberg 模型、Eberhart-Russell 模型、主效可加互作可乘模型（AMMI）、高稳系数法等[7]. 近年来，国内外学者分别用这些方法对普通玉米品种的稳定性进行了较多研究，取得了显著成效[8]，而关于青贮玉米该方面的报道较少，尤其是综合应用多种方法对青贮玉米稳定性研究更少. 四川省青贮玉米区域试验已进行了近十轮，筛选鉴定出了一些品种，但大面积推广应用的品种并不多[9]，这可能与青贮玉米品种区域试验的统计分析方法有关，因此探索适合评价青贮玉米丰产性、稳产性的统计分析方法十分必要. 本研究采用Eberhart-Russell 模型、Franics 和Kannenberg 模型、高稳系数法，对2022 年四川省青贮玉米区域试验进行综合分析，客观评价参试品种的丰产性和稳产性，为四川省青贮玉米品种鉴定与推广提供理论依据.

1 材料与方法

1.1 试验材料

试验材料选自2022 年参加四川省青贮玉米区域试验，为省内外育种单位选育的10 个青贮玉米品种，即：MTP 玉禾5 号、南X2049、惠民380、蜀玉青贮188、文天67、凉单2120、海南800、成单3210、广青221、雅玉青贮8 号（CK），各品种信息见表1.

1.2 试验设计

试验于2022 年在四川省青贮玉米主要产区的9个不同生态点进行，各试点信息见表2. 试验采用随机区组设计，3 次重复，小区面积20 m2，密度为4 000 株/667m2. 田间管理同大田生产[10]，试验期间治虫不治病，每小区收中间3 行计产，在种子乳熟后期至蜡熟前期（种子1/2 乳线期）收获测产.

1.3 分析方法

（1）Franics 和Kannenberg 模型. 该模型品种的变异系数计算公式为CV = Si／xˉi，其中Si 为i 品种的标准差，xˉi 为i 品种所有环境下的平均产量[11]. 以小区平均产量为纵坐标、变异系数为横坐标作四象限图，画出各参试品种的散布点，某一品种（CVi，Xi ）若位于Ⅰ象限则为高产不稳定品种，若其位于Ⅱ象限则为高产稳定品种，若其位于Ⅲ象限则为低产稳定品种，若其位于Ⅳ象限则为低产不稳定品种.

（2）高稳系数法. 温振民于1994 年提出的高稳系数法模型计算公式为CHS =Xˉi - Si／1.1XˉCK× 100%，式中Xˉi 是第i 品种多点平均产量，Si 为第i 品种的标准差，XˉCK 为对照品种多点平均产量，CHS 越大说明该参试品种的高产、稳产性及适应性越好.

3）Eberhart-Russell 模型. Eberhart 和Russell 提出[12]的Eberhart-Russell 模型和两个稳定性参数估算公式为：

式中： Yij 为第i 个品种在第j 个环境中的均数；μi 为第i 个品种在所有环境中的均数；βi 为第i 个品种对环境反应的线性量数，其估计值为回归系数bi；Ij 环境指数；δij 为第i 个品种在第j 个环境中的离回归差.一个高产、稳产品种应具备的条件：一是离回归方差S 2di 尽可能小；二是回归系数bi 要小.

1.4 数据分析

试验结束后，将各试点试验结果资料进行汇总和分析. 根据四川省青贮玉米品种审定标准（区试两年平均干重产量较CK 增产3% 以上）要求，本试验以生物干重为经济性状进行分析，各项数据统计分析采用Excel 2020 和DPS 7.05 软件.

2 结果与分析

2.1 Franics 和Kannenberg 模型法分析

通过对10 个青贮玉米品种的生物干重产量结果进行标准差和变异系数计算，结果见表3.

由表3 可知，10 个参试品种南X2049 的变异系数最小为23.7%，说明该品种稳定性好、适应性强；MTP 玉禾5 号、海南800、蜀玉青贮188、雅玉青贮8号、惠民380 和广青221 共6 个品种变异系数相对较小，变异系数介于27.4%～30.4% 之间，说明这6 个品种稳定性、适应性较好；成单3210 和凉单2120 变异系数较大，为32.8% 和35.0%，表明这两个品种稳定性、适应性差，有较强的区域适应性.

以10 个参试品种的总平均产量和总平均变异系数为基点，平均产量为纵坐标，变异系数为横坐标作图，坐标图划分成四个象限，同时画出10 个参试品种平均产量的散布点，见图1.

由图1 可以看出，惠民380、海南800、蜀玉青贮188 落在第Ⅱ象限，表明这3 个品种属于高产、稳产、适应性好的品种；文天67、凉单2120、成单3210、广青221 落在第Ⅰ象限，表明这4 个品种是高产、不稳定性且适应性差的品种；MTP 玉禾5 号、南X2049 和雅玉青贮8 号落在第Ⅲ象限，表明这3 个品种是低产但稳定性和适应性较好的品种.

2.2 高稳系数法分析

由表3 可以看出，10 个参试品种的HSCi 值的大小排列顺序和品种生物干重平均产量的排列顺序基本一致，但又不完全相同. 文天67、雅玉青贮8 号、MTP 玉禾5 号和南X2049 四个品种高稳系数位次排列与平均产量位次排列相一致，均为第2、8、9、10位，其余6 个品种的位次排列在两种方法上结果表现略有差异. 各品种标准差和变异系数结果显示，凉单2120 和成单3210 标准差和变异系数均较大，变异系数分别为35.0% 和32.8%，说明这两个品种随着环境变化，产量存在很大差异. 从表3 还可看出，较对照增产的7 个品种的HSCi 值都较CK 大，较CK减产的2 个品种的HSCi 值也比CK 小，表明高稳系数法对品种的评价较为全面且准确. 因此，综合HSCi 值、变异系数和平均产量结果来看，惠民380和海南800 是高产、稳产性和适应性好的品种；凉单2120、文天67 和成单3210 是高产但稳定性差的品种；其余品种是丰产性不突出且稳定性较差的品种.

2.3 Eberhart-Russell 模型法分析

（1）方差分析. 试验联合方差分析结果（表4）显示，试点间、品种间、试点与品种的交互作用达极显著水平，表明可用该模型作品种稳定性分析. 由品种稳定性方差分析结果（表5）可以看出，基因型与环境互作的线性部分（回归异质项）为极显著，表明各参试品种的回归系数差异显著；合并离差达极显著水平，表明基因型与环境互作的离回归部分很小，所以可以用各参试品种的回归系数预测其在各试点的表现.

（2）稳定性参数及检验. 各参试品种的稳定性参数如表6 所示. 从表3 可知，凉单2120、文天67、成单3210 的平均产量分别为1 160.9 kg/667m2、1 134.3 kg/667m2、1 115.7 kg/667m2，比CK 分别增产16.4%、13.7%、11.9%，位于参试品种第1、2、4 位；由表6 可知，回归系数bV06 = 1.38、bV05 = 1.22、bV08 =1.21，都大于1；S2dV06 = 5416.5、S2dV05 = 4439.0、S2dV08 = 11464.9，与试验误差差异不显著，表明当环境指数Ij 变化一个单位时，这三个品种平均数相应增大，因此为不稳定品种，宜在高度适合的良好环境中种植，才能充分发挥其生产潜力. 惠民380 和海南800 平均产量为1 124.5 kg/667m2、1 083.8 kg/667m2，比CK 增产12.7% 和8.7%，位于参试品种第3位、第5 位；b V03 = 1.04，b V07 = 1.00，接近于1，S2dV03 =7953.4，S2dV07 = 11027.5，与试验误差差异不显著，表明这两个品种对环境的反应不大，为平均稳定品种，适应性广. 广青211 平均产量为1 056.3 kg/667m2，比CK 增产5.9%，位于试验第6 位，增幅较小，b V09 =1.09，S2dV09 = 4548.8，与实验误差差异不显著，表明当环境指数Ij 变化一个单位时，该品种虽然平均数增幅不大，但由于丰产性不突出，在高度适合的环境中种植也难获得高产. 蜀玉青贮188 较CK 增产4.8%，MTP 禾玉5 号、南X2049 较CK 分别减产7.0%、31.4%，bV04 = 0.95、bV01 = 0.83、bV02 = 0.23，均小于1，且S2di 与试验误差差异不显著，表明当环境指数Ij 变化一个单位时，该三个品种平均数相应减少，无论栽培环境的优劣其产量都不高，甚至减产.

3 讨论与结论

产量和稳定性的高低是作物区域实验中评价参试品种优劣的重要指标. 罗学芳等[13]采用Eberhart-Russell 模型法分析普通玉米区域试验品种稳定性时发现，玉米基因与环境的互作效应是造成玉米品种在不同环境下产量差异的原因，若玉米品种互作效应小则品种稳定性和适应性好，反之则差. 温振民等[14]提出高稳系数法证明，玉米品种的高产性和稳产性存在联系，高产应当是稳产基础上的高产，稳产也应是高产前提下的稳产. 蔺青[15]指出高产且稳定性好的品种在生产上利用年限长，推广面积大，所以选育出高产、稳产的玉米品种是玉米育种工作中的重点. 目前，研究者们提出了几十种稳定性参数估算方法，其中常用方法主要有Francis 和Kannenberg模型、Eberhart-Russell 模型、主效可加互作可乘模型（AMMI）和高稳系数法，这些方法各有优缺点. Fran⁃cis 和Kannenberg 模型由于稳定性计算不依赖试验中其它品种，因而有广泛的推论基础，但王植壁等[16]研究认为，该模型代表一般稳定性参数，与特殊稳定性的互作参数相关性不高；AMMI 模型在较多的作物品种区域验中拟合效果表现为最佳模型，被许多学者认为是较为理想的品种稳定性评价方法，但尤海磊等[17]研究认为，该模型也只在部分试验中应用最佳. Eberhart-Russell 模型分析应用的前提条件是基因型与环境互作线性部分达显著水平，且基因型与环境互作的离回归部分很小，才能用回归系数预测品种的表现. 高稳系数法具有简单、易操作、实用性广泛的优点，但该法只考虑了遗传因素和环境因素，忽略了二者之间的互作效应. 由此可见，模型的优劣与它所分析的试验数据有关，不存在哪种模型更好，而是哪种模型更适合于哪种试验数据.

作物品种稳定性的合理评价，离不开切合实际的分析模型和方法. 本研究选择目前常用的Francis和Kannenberg 模型、Eberhart-Russell 模型和高稳系数法，全面分析了品种的稳定性参数. 从结果来看，采用Franics 和Kannenberg 模型分析发现，惠民380、海南800 和蜀玉青贮188 落在第Ⅱ象限，表明这3 个品种是高产、稳产、适应性好的品种. 采用CHS 法分析发现，惠民380 和海南800 的CHS 值最大，CHSV03 =72.2，CHSV07 = 70.7，且变异系数较小，表明这2 个品种是高产、稳产性和适应性好的品种. 采用Eberhart-Russell 模型分析发现，惠民380 和海南800平均产量为1 124.5 kg/667m2、1 083.8 kg/667m2，比对照雅玉青贮8 号增产12.7% 和8.7%，位于参试品种第3 位和第5 位；bV03 = 1.04，bV07 = 1.00，接近于1，S2dV03 = 7953.4，S2dV07 = 11027.5，与试验误差差异不显著，表明这两个品种对环境的反应不大，为高产平均稳定品种，适应性广. 因此，综合三种分析方法可以认为惠民380 和海南800 为高产、稳产、适应性广的青贮玉米品种. 此外，研究还发现南X2049 在三种模型分析中的CV、CHS 和bi 值都大幅度低于其它品种，且较对照大幅度减产，结合田间植株表现看，可能该品种为自交系，无杂种优势所致. 作物品种稳定性评价正确与否，除了合理的统计方法外，还要正确试验数据和完备资料. 同一试验地点由于年际间的气候条件、环境等因素存在差异，所以要更准确评价品种稳定性，应结合多年数据资料进行分析.

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【编校：许洁】

基金项目：四川省科技计划项目（2023NZZJ0010）