國審小麥品種濮麥116產量特性分析

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2018-2021年度國家冬小麥黃淮南片水地組區(qū)域試驗和生產試驗匯總數(shù)據，采用高穩(wěn)系數(shù)法、變異系數(shù)法分析濮麥116的豐產性和穩(wěn)產性，并采用AMMI模型和GGE雙標圖剖析了濮麥116在多環(huán)境試驗中的品種特性。結果表明，2年區(qū)域試驗中濮麥116平均產量分別比對照周麥18、百農207極顯著增產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。生產試驗中濮麥116平均產量比對照周麥18極顯著增產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。AMMI模型和GGE雙標圖分析結果顯示，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平均產量較高，高穩(wěn)系數(shù)大、變異系數(shù)小，豐產和穩(wěn)產性優(yōu)勢明顯，穩(wěn)定性居中上水平。產量性狀分析結果表明，濮麥116產量三要素中有效穗數(shù)變異系數(shù)最大，且與產量呈極顯著正相關，因此大田生產中可通過調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產量潛力。

關鍵詞：小麥；濮麥116；豐產性；穩(wěn)產性；AMMI模型；GGE雙標圖

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）

小麥是世界三大糧食作物之一，作為全球最大的小麥生產國，中國小麥產量約占全球總產的17%（數(shù)據來源于美國農業(yè)部）。近年來，我國小麥種植面積不斷減少，但小麥總產不斷增加。據國家統(tǒng)計局數(shù)據，小麥總產自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穩(wěn)步增加得益于小麥單產的持續(xù)提升，但是我國小麥單產仍低于西歐代表性國家小麥單產水平，還有很大的提升空間[1]。因此，選育豐產、穩(wěn)產、特性突出的小麥新品種仍然是我國小麥育種的長期目標之一。此外，充分發(fā)掘現(xiàn)有品種的增產潛力，進一步提高小麥單產，也是小麥新品種應用和生產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性和穩(wěn)產性的方法和模型，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，篩選出高產穩(wěn)產性好的品種，因計算較簡單、易操作，數(shù)據較準確，目前已得到了廣泛應用[7]。但高穩(wěn)系數(shù)只是基因型高產穩(wěn)產的綜合指標，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合，提高了估計的準確度，主要應用于從多個品種中篩選出高產穩(wěn)產性較好的品種，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，能篩選出高產穩(wěn)產的品種和適宜種植的環(huán)境[8]。如今，AMMI模型和GGE雙標圖常用于研究多環(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，采用高穩(wěn)系數(shù)法、變異系數(shù)法分析濮麥116的豐產和穩(wěn)產特性。同時，利用2020-2021年度生產試驗匯總數(shù)據，通過AMMI模型和GGE雙標圖剖析了濮麥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是由濮陽市農業(yè)科學院以周麥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207（CK2）；2020-2021年度生產試驗同組參試品種（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 試驗設計 區(qū)域試驗采用隨機區(qū)組設計，3次重復，小區(qū)面積13～15m2，收獲面積12m2以上。生產試驗設2次重復，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?shù)卮筇锷a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)據分析 數(shù)據來源于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試驗匯總數(shù)據。使用WPS Office進行數(shù)據處理，利用DPS數(shù)據處理系統(tǒng)（19.50版）對試驗數(shù)據進行相關性分析、AMMI模型分析和GGE作圖。為方便作圖，對生產試驗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)作為品種高產和穩(wěn)產特性的判斷參數(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個品種的平均產量，Si為第i個品種的標準差，XCK為對照的平均產量。某個品種的HSC值越大，說明該品種的高產穩(wěn)產性越好。

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個品種的標準差，Xi為第i個品種的平均產量。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值小且平均產量高的品種，產量穩(wěn)定性好。

2 結果與分析

2.1 區(qū)域試驗

2.1.1 豐產性分析 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平均產量8825.1kg/hm2，居參試品種（系）第9位，比CK1極顯著增產4.62%，增產≥2%的試點率81.8%（22點匯總）；比CK2極顯著增產7.40%，增產≥2%的試點率90.9%。2019-2020年度續(xù)試，平均產量8653.5kg/hm2，居參試品種（系）第7位，比CK1極顯著增產4.72%，增產≥2%的試點率86.4%（22點匯總）；比CK2極顯著增產6.90%，增產≥2%的試點率86.4%。2年區(qū)域試驗平均產量8739.3kg/hm2，比CK1、CK2分別極顯著增產4.67%、7.15%，2年匯總44點次，比CK1、CK2增產≥2%的試點率分別為84.1%、88.7%。

2.1.2 穩(wěn)產性分析 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)產特性。此外，濮麥116在各試點的產量平均變異系數(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，并具有較大的高產潛力。

2.2 生產試驗

2.2.1 豐產性和穩(wěn)產性分析 2020-2021年度生產試驗參試品種（系）產量及豐產性、穩(wěn)定性分析見表5。V3（濮麥116）平均產量8847.2kg/hm2，比對照周麥18極顯著增產6.97%，23點匯總，增產點率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，產量較高，變異系數(shù)較小，因此濮麥116豐產特性突出，并具有較高的穩(wěn)產特性。

2.2.2 AMMI模型分析 利用DPS數(shù)據處理系統(tǒng)中的無重復AMMI模型對試驗數(shù)據進行分析，獲得生產試驗同組參試品種（系）的AMMI分析排序圖（圖1）。該圖以品種平均產量為橫坐標、IPCA為縱坐標。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，右側品種的特性優(yōu)于落在其左側的品種[11]。由圖1可知，品種（系）特性優(yōu)劣順序與產量高低順序一致，V3（濮麥116）品種特性優(yōu)于其他品種（系）。

2.2.3 GGE雙標圖 采用DPS數(shù)據處理系統(tǒng)中GGE_biplot進行品種的高產性和穩(wěn)產性分析，得到高產性和穩(wěn)產性功能GGE雙標圖。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為高產性和穩(wěn)產性功能具同心圓的GGE雙標圖，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，高產性和穩(wěn)產性優(yōu)勢明顯。

2.3 產量三要素分析 為分析濮麥116產量與產量三要素之間的關系，利用3年試驗產量和產量三要素的數(shù)據進行了變異系數(shù)和相關性分析。由表6可知，產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的產量。

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

3 小結與討論

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）的豐產性、適應性、抗逆性和品質進行全面鑒定和綜合評價，是評價品種（系）的科學依據，也是品種應用推廣與科學布局的重要參考。試驗中，品種（系）自身的綜合表現(xiàn)決定了其應用價值和推廣潛力[11]。

本研究基于區(qū)域試驗和生產試驗數(shù)據，采用多種方法對濮麥116的豐產、穩(wěn)產特性進行了分析。2018-2021年度試驗產量結果表明，濮麥116平均產量8775.1kg/hm2，最高平均產量8847.2kg/hm2，3個年度間增產點率高、增產均達到極顯著水平，高產特性突出。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和穩(wěn)產性，高產潛力大。生產試驗中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)較小；GGE雙標圖高產性和穩(wěn)產性功能分析顯示，V2、V3、V5（偃豐168）、V7穩(wěn)定性較好。結果表明，濮麥116穩(wěn)定性處于中等偏上水平。AMMI模型分析和高產性和穩(wěn)產性功能同心圓的GGE雙標圖分析結果顯示，V3（濮麥116）的品種特性最優(yōu)，其次是V2、V1。綜合多方分析結果而言，濮麥116平均產量較高，豐產和穩(wěn)產性優(yōu)勢明顯，是集高產、穩(wěn)產、廣適于一身的優(yōu)良小麥品種，適宜在生產上大面積推廣應用。

濮麥116產量要素分析結果表明，產量與有效穗數(shù)呈極顯著正相關，與穗粒數(shù)、千粒重呈正相關關系；產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，與產量正相關，生產上若注重中后期肥水管理增加粒重，則對提高濮麥116產量有一定效果；穗粒數(shù)和千粒重變異系數(shù)相當，與產量相關不顯著，間接說明濮麥116開花結實性相對穩(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，大田生產上可通過調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)、千粒重呈顯著負相關，生產上擴大群體提高有效穗數(shù)的同時，還需注意產量三要素間的相互協(xié)調，以確保實現(xiàn)濮麥116高產豐收。

參考文獻

[1]劉錄祥．我國小麥種業(yè)科技研發(fā)現(xiàn)狀與展望．中國農村科技，2023（7）：4-7

[2] Finlay K W，Wilkinson G N．The analysis of adaptation in a plant breeding programme．Australian Journal of Agricultural Research，1963，14（6）：742-754

[3] France T R，Kannenberg L W．Yield stability studies in short-season maize．Ⅰ．A descriptive method for grouping genotypes．Canadian Journal of Plant Science，1978，58（4）：1029-1034

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

[5] Gauch H G．Statistical analysis of regional yield trials：AMMI analysis of factorial designs．New York：Elsevier，1992

[6] Yan W K，Hunt L A，Sheng Q L，Szlavnics Z．Cultivar evaluation and mega-environment investigation based on the GGE biplot．Crop Science，2000，40（3）：597-605

[7]邢璐，穆連鵬，解慧芳，王淑君，劉俊芳，張揚，李龍，劉海萍，閆宏山，王素英，宋慧．19個谷子新品種農藝性狀與適應性綜合分析．中國種業(yè)，2023（10）：66-69

[8]張萌，呂瑩瑩，沈丹丹，韓偉，張恩盈．幾種高產穩(wěn)產分析方法在品種區(qū)域試驗中的應用和研究進展．大麥與谷類科學，2018，35（1）：1-5，17

[9]朱艷彬，樊曉琴，吉聞天，寶春雨，徐長成，朱宏宇，李曉雯，郜睿，張琪，郭晉杰，郭延玲．基于AMMI模型和GGE雙標圖的西北春玉米品種區(qū)域試驗綜合評價．中國農業(yè)大學學報，2023，28（12）：

15-24

[10]鄭建敏，蒲宗君，呂季娟，羅江陶，鄧清燕，劉培勛，李式昭．優(yōu)質抗病小麥新品種川麥618產量特性分析．四川農業(yè)大學學報，2023，41（6）：1032-1037

[11]唐啟義．DPS數(shù)據處理系統(tǒng)：專業(yè)統(tǒng)計及其他．北京：中國農業(yè)出版社，2020

（收稿日期：2024-04-02）