不同參數(shù)在水稻產(chǎn)量穩(wěn)產(chǎn)性評價中的差異

嚴明建，呂直文，胡景濤，黃文章，雷樹凡，黃成志

（重慶三峽農(nóng)業(yè)科學院， 重慶404155）

在不同生態(tài)區(qū)對水稻品種（組合）進行多點試驗，目的是從中篩選出產(chǎn)量高、穩(wěn)定性好的組合進入各級區(qū)域試驗；而不同區(qū)域試驗的目的，也是優(yōu)選出高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)的雜交水稻品種[1]。通常情況下，區(qū)域試驗中都是用品種的平均產(chǎn)量（x）較對照增產(chǎn)的百分數(shù)來估算產(chǎn)量水平，用標準差（Si）、變異系數(shù)（CV）或回歸系數(shù)（bi）來估測產(chǎn)量的穩(wěn)定性，用新復極差法測定參試品種之間產(chǎn)量差異的大小[2]。因此，在對結果進行分析時，必須將上述參數(shù)全部計算出來，才能對品種進行全面綜合的分析，而目前還沒有一個綜合指標可以既全面又準確地反映品種的高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)性。溫振民等[3]在玉米品種選育過程中采用高穩(wěn)系數(shù)法（High Stability Coeffieient Method）對品種的高產(chǎn)性與穩(wěn)產(chǎn)性進行綜合分析，取得了較理想的結果；張冬娟等[4]和張保亮[5]也成功地利用高穩(wěn)系數(shù)法分別對高梁和花生品種進行了篩選。但他們在利用高穩(wěn)系數(shù)法分析品種穩(wěn)定性時，都是以各區(qū)試點的平均產(chǎn)量為參照數(shù)來統(tǒng)計品種產(chǎn)量的變異系數(shù)。但由于不同試點之間存在較大的生態(tài)差異性，從而使不同品種的產(chǎn)量差異較大，例如云南的紅河、文山與重慶相比，同一個品種的產(chǎn)量水平增減可達到20%以上，而不同品種的產(chǎn)量差異可達43%以上。這是區(qū)域生態(tài)特點與品種遺傳特性綜合作用所致，其中區(qū)域生態(tài)差異對這種增減變化所起的作用更大。因此，如果在品種穩(wěn)定性分析中，僅以產(chǎn)量的平均值進行分析，會因為數(shù)據(jù)量級上的偏差而導致最終分析結果的偏差。筆者應用高穩(wěn)系數(shù)法（HSC），并輔以適應性參數(shù)法[6-7]，以各品種在各試點平均產(chǎn)量以及各品種平均產(chǎn)量與各自試點對照品種產(chǎn)量的比值（無量綱化處理）作為參照數(shù)，對不同品種產(chǎn)量的穩(wěn)定性進行評價，以期為多點試驗品種產(chǎn)量穩(wěn)定性分析提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 數(shù)據(jù)來源

試驗以2013年度長江上游中秈遲熟組A 組國家水稻品種試驗匯總報告為數(shù)據(jù)來源，參試品種共11個，分別為：T 優(yōu)1655（1）、瀘優(yōu)257（2）、瑞華218（3）、內(nèi) 香5A/ 川 恢907 （4）、竹 優(yōu)1013 （5）、德 香047A/R4923（6）、天龍優(yōu)1375（7）、鵬兩優(yōu)187（8）、綠優(yōu)4923（9）、德潤1A/金恢8023（10）、Ⅱ優(yōu)838（11），其中，以Ⅱ優(yōu)838 為對照品種。

1.2 試驗概況

試驗分布在16個不同生態(tài)區(qū)域，分別是：貴州黔東南、貴州黔西南、貴州陽市、貴州遵義、陜西漢中、四川巴中、四川廣元、四川綿陽、四川內(nèi)江、四川瀘縣、四川雙流、云南紅河、云南文山、重慶涪陵、重慶巴南、重慶萬州，試驗點海拔跨度為180～1 284 m。各試驗點執(zhí)行統(tǒng)一試驗方案，田間試驗采用隨機區(qū)組設計，3 次重復，測量并計算各試點不同品種平均產(chǎn)量。

1.3 數(shù)據(jù)分析方法

分析參照數(shù)分別為：W 1，以各品種在各試點的平均產(chǎn)量為參照數(shù)；W 2，不同品種在不同試點與對照比值（數(shù)據(jù)的無量綱化處理）的均值作為參照數(shù)。

（1）數(shù)據(jù)的無量綱化處理：Yij=Xij/Xijck×100

式中，Xij為第i個品種在j 試點的觀察值，Xijck為i 品種在j 試點的對照品種觀測值。

（2）標準差Si采用Excel 軟件中的應用函數(shù)進行計算：Si=STDEVP（Xi︰Xn）

式中，Si為第i個參試種的標準差，為所有參試種標準差的平均值。

2 結果與分析

2.1 各品種在不同試點產(chǎn)量的變異性比較

各試點不同品種平均產(chǎn)量如表1 所示。采用（1）式對參試水稻品種在各試點的產(chǎn)量進行無量綱化處理，然后根據(jù)公式（2）～（4）分別計算各參數(shù)，將結果整理成表2。從表2 中可以看出，W1、W2兩個參照數(shù)對于各參試品種產(chǎn)量高低的位次是一樣的，但其標準差有較大的變動，為了便于比較，將W1、W2兩個參照數(shù)所得標準差分別除以它們的平均數(shù)，繪成圖1。

表1 參試水稻品種在各試點的產(chǎn)量 （kg/hm2）

表2 W 1、W 2 參照數(shù)分析結果對比

圖1 各品種在不同參照系下適應性參數(shù)的比較

由圖1 不難看出，變動最大的是3 號，以W 1 為參照數(shù)時，數(shù)值最小，排名第10 位，而以W 2 作參照數(shù)時，數(shù)值最大，排第1 位，表明該組合在無量綱化前其產(chǎn)量在各試點絕對產(chǎn)量變幅最小，但通過無量綱化后，它在各試點其產(chǎn)量的增減幅度是最大的一個。因此，單從各試點絕對產(chǎn)量大小來看，該品種是最穩(wěn)定的，但以與對照比值結果作為參照數(shù)分析來看，該品種卻是一個最不穩(wěn)定組合。其次是2 號、6 號組合，以W1為參照數(shù)時，2 號排第4 位，6 號排第2 位，表現(xiàn)出穩(wěn)定性較差，但在以W2為參照數(shù)時，其排名分別下降到第8 位和第6 位，表現(xiàn)出較好的穩(wěn)定性；而5 號品種則相反，在以W1為參照數(shù)時，排名第8 位，但在以W2為參照數(shù)時排名第4 位，其他各品種均有不同程度的變化?？傊?，采用兩個不同參照數(shù)分析得到的標準差差異較大。

2.2 各品種高穩(wěn)系數(shù)結果的比較

分析中高穩(wěn)系數(shù)的運算過程參入了標準差，所得結果也與標準差值的大小具有相關性。從圖2 中可以看出，排名后5 位的品種其高穩(wěn)系數(shù)沒有變化，排名前5 位有小的變動。在以W1為參照數(shù)時，排名第2、4位的9、10 號品種，在以W2為參照數(shù)分析中下降到3、5 位；而在以W1為參照數(shù)分析中排名第3、5 位的2、4 號組合，在以W2為參照數(shù)分析中上升到2、4 位。

2.3 各品種穩(wěn)定性的比較

圖2 各品種在不同參照系下HSC 值及排名的比較

為了更直觀比較兩個參照數(shù)在穩(wěn)定性分析中的差異性，以穩(wěn)定性參數(shù)（ai）為橫坐標，參照數(shù)W1、W2值為縱坐標（在W1參照數(shù)中，以ai=1，Xi=9 244.4 為原點，在W2參照數(shù)中，以ai=1，Xi=105.33 為原點），作出品種穩(wěn)定性如圖3 和圖4。

通過圖3 和圖4 的比較不難看出，6 號及2 號在圖3 中為高不穩(wěn)定組合，在圖4 中則變?yōu)楦弋a(chǎn)穩(wěn)定組合，而在高穩(wěn)系數(shù)分析中，6 號排第1 位，2 號居第2位，二者具高度穩(wěn)合；9 號組合則由圖3 的高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)組合變?yōu)閳D4 的高產(chǎn)不穩(wěn)定組合；3 號、5 號組合在圖3中是低產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)組合，而在圖4 中則變?yōu)榈彤a(chǎn)不穩(wěn)定組合，而1 號組合則由圖3 的低產(chǎn)不穩(wěn)定組合變?yōu)閳D4的低產(chǎn)穩(wěn)定組合。上述結果表明，兩個不同參照數(shù)分析所得穩(wěn)定性分析具有較大差異。

圖3 以平均產(chǎn)量值為參照數(shù)的穩(wěn)定性分析

圖4 以與對照值為參數(shù)的穩(wěn)定性分析

3 小結與討論

水稻區(qū)域試驗是分布在不同海拔、不同生態(tài)區(qū)域的多點試驗，由于不同生態(tài)區(qū)氣候、土壤環(huán)境等具有較大的差異，因此對不同水稻品種的產(chǎn)量也將產(chǎn)生一定的影響，而這也是區(qū)域試驗所希望的結果。為了使每個品種在不同區(qū)域的產(chǎn)量及產(chǎn)量性狀具有可比性，在試驗中一般設有1～2個對照，通過與對照品種的比較來估計并校正試驗田、生態(tài)區(qū)的氣候及土壤環(huán)境的差異，充分利用對照品種在區(qū)域試驗中對試驗結果分析的價值，最終得到水稻品種在不同生態(tài)區(qū)的真實遺傳表現(xiàn)；而以前在分析品種穩(wěn)定性時往往僅依據(jù)品種在各試點的平均產(chǎn)量，其分析結果是該品種表型產(chǎn)量在各試點的穩(wěn)定性，而不是各品種在各試點與對照增減水平的穩(wěn)定程度。

通過兩個不同參照數(shù)分析，二者在標準差、高穩(wěn)系數(shù)及穩(wěn)定性參數(shù)分析中都具有差異，筆者引入了Yi作為參照數(shù)，其分析結果也是各品種在各試點與對照增、減情況的一個穩(wěn)定性分析，使品種在不同生態(tài)區(qū)的變異特性及穩(wěn)定性更為客觀、準確，以此再采用高穩(wěn)系數(shù)法（HSC），并結合俞世蓉提出的適應性參數(shù)法，使試驗結果更為完善，對生產(chǎn)的指導性更強。

[1]楊仕華，曾 波.中國水稻新品種試驗-2013年南方稻區(qū)國家水稻品種試驗匯總報告[M].北京：中國農(nóng)業(yè)科學技術出版社，2013.91-109.

[2]鄧聚龍.農(nóng)業(yè)灰色系統(tǒng)理論與方法[M].濟南：山東科技出版社，1988.

[3]溫振民，張永科.用高穩(wěn)系數(shù)法估算玉米雜交種高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)性的探討[J].作物學報，1994，20（4）：508-512.

[4]張冬娟，董建新，張 志.應用高穩(wěn)系數(shù)（HSC）法分析玉米新雜交種高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)性[J].國外農(nóng)學-雜糧作物，1998，（4）：21-23.

[5]張保亮，楊青春.應用高穩(wěn)系數(shù)法分析花生新品種高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)性[J].中國油料，1997，19（2）：8-9.

[6]俞世蓉.作物的品種適應性和產(chǎn)量穩(wěn)定性[J].作物雜志，1991，（1）：36-37.

[7]俞世蓉.品種穩(wěn)定性及其參數(shù)統(tǒng)計[J].種子世界，1986，（7）：18-19.