‘長單525’玉米雜交種豐產性、穩產性及適應性分析

2014-04-29 00:00:00李中青等

農學學報 2014年7期

摘要：高產穩產是農作物品種選育的主要目標性狀。為進一步了解玉米新品種‘長單525’的品種特性和推廣應用價值，利用2008—2009年山西省春播特早熟玉米區域試驗匯總資料，采用主效應值、高穩系數、變異系數、標準差比數、回歸系數等多種方法對‘長單525’特早熟玉米雜交種進行了分析。‘長單525’和對照種‘極早單2號’，二年平均產量分別為9375.8 kg/hm2和8061.8 kg/hm2，主效應值分別為1010.3和-303.6，高穩系數分別為84.9和71.9，變異系數分別為19.6和21，標準差比數分別為0.877和0.822，回歸系數分別為0.9011和1.0913，相關系數分別為0.9607和0.9420，決定系數分別為0.9229和0.8874。結果表明：‘長單525’是一個豐產性好、穩定性強、適應性廣，適合在山西春播玉米特早熟區、太行太岳冷涼山區、中南部夏播區以及國內相應生態區域大面積生產應用的優良玉米雜交種。

關鍵詞：‘長單525’；特早熟玉米雜交種；豐產性；穩產性；適應性

中圖分類號：S-3 文獻標志碼：A 論文編號：2014-0011

Abstract： High and stable yield is one of the main target traits of crop breeding. In this study， using data from Shanxi Precocious Spring-Sowing Maize District in 2008 and 2009， main effect value， high stability coefficient， variation coefficient， standard deviation， regression coefficient of hybrid maize ‘Changdan 525’ were analyzed in order to further know its productivity， stability and adaptability. The average yields of ‘Changdan 525’ and the control hybrid ‘Jizaodan 2’ in two years were 9375.8 kg/hm2 and 8061.8 kg/hm2， the main effect value were 1010.3 and -303.6， the high stability coefficient were 84.9 and 71.9， the variation coefficient were 19.6 and 21， the standard deviation were 0.877 and 0.822， the regression coefficient were 0.9011 and 1.0913， the correlation coefficient were 0.9607 and 0.9607， and the determination coefficient were 0.9229 and 0.8874， respectively. This showed ‘Changdan 525’ was elite hybrid maize with higher yield， more strong stability， wider adaptability， and was suitable for planting in Shanxi Precocious Spring-sowing Maize District， Taihang and Taiyue Cold-Mountainous Area， central and southern summer sowing area and corresponding ecological areas.

Key words： 'Changdan 525'； Precocious Hybrid Maize； Productivity； Stability； Adaptability

0 引言

玉米是中國播種面積最大、種植范圍最廣的農作物，玉米在中國國民經濟中具有舉足輕重的地位，在國家糧食安全中具有至關重要的作用。玉米新品種選育，高產是永恒的主題，穩產是大面積生產推廣應用的基礎和保障。在高產前提下的穩產和在穩產基礎上的高產，將二者進行有機的遺傳整合，是擺在育種工作者面前的一道永無止境的課題[1]。‘長單525’（原名‘科早玉3號’）系山西省農業科學院谷子研究所在2003年以KY9903為母本，以KY414為父本雜交選育而成的優質高產早熟玉米新品種。2008—2009年參加山西省春播玉米特早熟區域試驗，2009年參加山西省春播玉米特早熟生產試驗，表現優良并同時通過了2009年山西省農作物品種審定委員會玉米專業委員會組織的田間考察鑒定，2010年5月由山西省農作物審定委員會審定通過，準予推廣，2011年以來，結合山西省財政支持農業科技成果轉化項目，在山西北部高寒區、太行、太岳冷涼區以及中部復播區進行了一定面積的示范推廣，取得了較好的社會經濟效果[2]。為評價該品種的生產應用價值，加速玉米新品種的更新推廣步伐，依據該品種在區域試驗和生產示范中表現出早熟高產、抗病穩產、優質廣適等特點，利用山西省2008—2009年特早熟玉米區域試驗統計匯總的資料，應用平均產量、主效應值、變異系數[3]、余世蓉[4]的標準差比數法及溫振民等[5]提出的高穩系數法等多種方法，就其豐產性、穩產性及適應性進行綜合分析，為‘長單525’玉米新品種的進一步大面積生產應用提供理論支撐。

1 材料與方法

采用2008年山西省春播特早熟玉米區域試驗統計匯總資料，試驗試點4個，分布在大同新榮1點、朔州右玉1點、平魯1點、忻州五寨1點；采用2009年山西省春播特早熟玉米區域試驗統計匯總資料，同樣分布在大同新榮1點、朔州右玉1點、平魯1點、忻州五寨1點。區域試驗各試點統一采用隨機區組設計，3次重復，小區面積20 m2，5行區；生產試驗采用間比法設計，1次重復，每品種面積200 m2，20行區。設3行以上保護行，全區收獲計產。

參加區域試驗和生產試驗品種的產量平均數（X）、標準差（S）、變異系數（CV=（S/X）×100%）、主效應值等利用南京農業大學主編的田間試驗和統計方法來計算統計，用主效應值和溫振民等[5]提出的高穩系數法（HSC=[（X1-S1）/1.10XCK]×100%）對‘長單525’進行高產豐產性分析，用變異系數和俞世蓉[4]提出的標準差比數法（ai=Si/S）對‘長單525’進行穩產廣適性分析，用回歸系數（b）、相關系數（r）及決定系數（r2）對‘長單525’的適應性進行綜合分析。

2 結果與分析

2.1 ‘長單525’區域試驗和生產試驗結果

‘長單525’玉米雜交種參加山西省特早熟玉米區域試驗2年產量結果見表1。2008年平均單產 9510.0 kg/hm2，比對照‘極早單2號’增產17.1%，增產幅度為12.2%～30.3%，排名第1；2009年平均單產9241.5 kg/hm2，比對照‘極早單2號’增產15.5%，增產幅度為6.4%～22.9%，排名第2。2年平均單產9375.8 kg/hm2，比對照‘極早單2號’增16.3%，排名第1。在參試的8個點次中，各點均表現增產，平均增產幅度為9.3%～26.6%。山西省特早熟玉米生產試驗，2009年‘長單525’平均單產9819.0 kg/hm2，比對照‘極早單2號’增產12.6%，表現出品種本身具有的高產穩產性和良好的生產適應性。

2.2 ‘長單525’豐產性分析

‘長單525’特早熟玉米新品種的豐產性指標參數計算結果見表2。從表2可知，該品種主效應值2008年是1109.6，為12個參加區域試驗品種中的第1位；該品種主效應值2009年是911.3，為16個參加區域試驗品種中的第2位。2008—2009年2年平均主效應值為1010.3，是2年所有參試品種的第1位，主效應值最高，表現出品種具有的高產豐產性最好，說明‘長單525’是一個豐產性能好的玉米雜交種。玉米新品種的高穩系數是又一個體現高產、穩產性的綜合指標，是某個參試品種的表型產量中減去環境因素部分產量后的純遺傳基礎產量與目標品種產量的百分比，高穩系數（HSC）值越大表明品種的高產、穩產性越好。‘長單525’在2年區試中，其HSC值為78.9%～90.9%，平均84.9%，對照‘極早單2號’HSC值71.3%～72.4%，平均71.9%，二者相比‘長單525’平均高13%，進一步表明該品種具有良好的高產穩產特性。

2.3 ‘長單525’穩產性分析

一方面，‘長單525’的高穩系數高，在說明其高產豐產性好的同時，也表明了其可靠的穩產性。由表2統計的產量變異系數看，2年分別為14.5%和24.7%，平均變異19.6%，低于區試對照‘極早單2號’的21%，說明‘長單525’在主效應值大，高穩系數高，具有良好高產豐產性的同時，與對照‘極早單2號’相比，具有較低的變異系數，是一個相對變異程度小且相對穩定性好的新品種。另從標準差比數（ai）分析，2年ai值分別為0.729和1.025，其│ai-1│值2008年為0.271，2009年其│ai-1│值為0.025，平均0.148，而對照‘極早單2號’2年ai值分別為0.872和0.773，其│ai-1│值2008年為0.128，2009年其│ai-1│值為0.227，平均0.1775。這同樣說明了該品種在不同年份和不同環境條件下產量的變異程度相對較低，平均穩定性相對較好。

2.4 ‘長單525’適應性分析

參試品種的產量幾乎都是隨著環境指數而上升，二者間存在顯著的直線回歸關系，回歸系數b就成為重要的適應性參數，這種以環境指數為參照數而統計出來的穩定性參數正是說明了其對不同環境條件的適應程度。把2008—2009年分年度各區域試驗點的參加試驗品種平均產量視為環境指數，用參加試驗品種在各相應試點的產量視為依變數進行回歸統計分析。用回歸系數b值作為品種適應性評價指標，相關系數r值為可靠性的評價指標，決定系數r2作為衡量品種適應性是否穩定的參數[6]。

對‘長單525’和‘極早單2號’等參試品種作回歸和相關分析，不同年份統計分析的相關系數、回歸系數以及建立的回歸方程見表2。‘長單525’在2年的區域試驗中，相關系數（r）均在0.96以上，決定系數（r2）均在0.92以上，對照品種‘極早單2號’相關系數（r）均在0.94以上，決定系數（r2）均在0.88以上，表明用回歸系數（b）來說明品種對環境條件的適應程度是可靠和穩定的。‘長單525’玉米雜交種2008年回歸系數b值為1.2856，表明其對高產環境有特殊適應性，在高產環境條件下種植可充分發揮其增產潛力。2009年回歸系數b值為0.9397，趨近于1，說明其穩產性好，對一般環境也具有廣泛的適應性。從2年區域試驗進行綜合回歸分析看，其回歸系數b值為0.9011，進一步表明其不但對特殊環境具有較強的適應性，而且對一般環境也具有較廣泛的適應性。從以上綜合分析看，該品種是一個適應性廣的優良玉米單交種。

3 結論與討論

本研究結果分析表明，‘長單525’玉米雜交種的主要特點是：①豐產性好：該品種2年平均主效應值為1010.3，主效應值最高，居所有參試品種的第1位；該品種2年其HSC值平均84.9%，HSC值最大。2008—2009年參加山西省春播玉米特早熟區區域試驗，平均單產9375.8 kg/hm2，比‘極早單2號’增產16.3%；2009年參加山西省特早熟玉米生產試驗，平均單產9819 kg/hm2，比對照‘極早單2號’增產12.6%。②穩產性強：該品種標準差比數為0.729～1.025，平均0.877，趨近于1，而對照‘極早單2號’為0.773～0.872，平均0.822，其穩定性較對照強；高穩系數為78.9%～90.9%，也明顯高于‘極早單2號’（71.3%～72.4%），平均高出13個百分點。從產量變異系數看，‘長單525’為14.5%～24.7%，平均19.6%，而‘極早單2號’平均為21.0%，一方面說明該品種較對照品種的產量潛力大，同時也反映了該品種產量的相對穩定性。③適應性廣：2008年‘長單525’玉米雜交種回歸系數b值為1.2856，2009年為0.9397。對‘長單525’進行綜合回歸分析，其回歸系數b值是0.9011，進一步表明其不但對特殊環境具有較強的適應性，而且對一般環境也具有廣泛的適應性。說明該品種對一般環境和特殊環境均具有較強的適應性。‘長單525’山西長治春播90天左右，山西北部高寒山區春播120天左右，山西中南部復播90天左右，已在山西、甘肅、黑龍江等省（市）玉米生產上生產應用，受到當地農民種植戶的歡迎。‘長單525’品質優良、豐產性高、抗逆性強、穩產性好，適應范圍廣，既適宜山西北部高寒地區以及太行太岳冷涼山區生產應用，也適宜國內多生態類型的相應區域推廣種植。

評價玉米品種的高產穩產性，已有多種衡量方法與相關研究報道，育種工作者一般采用產量平均數較對照增產的百分數來評價產量水平和豐產性，用標準差、變異系數、回歸系數等來評價產量的穩定性，方法雖然簡便適用，可是把玉米品種的豐產性和穩產性剝離開來，各自表述，時有高產性與穩產性互不相關的結論。用高穩系數法分析玉米品種的高產穩產性，是近來被廣泛認可的將玉米品種的產量水平和其穩定性結合起來，作為一個綜合性指標來進行評價的方法。應用高穩系數法對‘長單525’進行研究分析，所得結果與一些在玉米[7-15]和大豆[16]品種豐產性和穩定性的研究結果基本一致。

高穩系數法是建立在作物產量高低受遺傳因素和環境因素的影響，把遺傳基礎與環境的適應能力結合起來對品種進行綜合分析和評價，能體現穩產基礎上的高產和高產前提下的穩產的育種理念，但對遺傳與環境互作的影響，未予考慮，這是該方法的不足之處，較好的辦法就是應用幾種不同分析方法，進行比較和對照，結合品種抗病、耐瘠等抗逆性和生育期等田間記載觀察資料，進行全面的評定。本研究應用高穩系數等多種方法，目標針對‘長單525’進行了綜合分析，所得結果同以往評價方法報道一致，同‘長單525’生產示范表現一致，不足之處是本研究對‘長單525’和對照‘極早單2號’進行了針對性比較，對2年參加試驗的28個品種之間的差異性及各統計參數之間的相關性沒做進一步分析。

參考文獻

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