利用AMMI模型分析草菇區域品比試驗研究*

張志鴻，柯麗娜，袁 濱，連燕萍，賴碧梅

（漳州市農業科學研究所，福建 漳州 363005）

作物品比試驗主要用于比較、鑒定所試作物品種的豐產性、穩定性和區域適應性等的試驗栽培效果。產量是栽培環境、作物品種、作物品種與環境的交互作用在栽培結果中的主要體現，但相同的品種在不同的環境中栽培表現出產量的不同，這說明環境與作物品種的交互作用是存在的，某些品種對某一特定環境具有特殊的適應效果。加性主效應乘積交互作用（additive main effects and multiplicative interaction，AMMI）模型是1種能有效分析品種區域試驗結果的方法[1]。目前還未查到利用AMMI模型分析草菇品種栽培試驗效果的相關資料[2-5]。

草菇 [Volvariella volvacea(Bull.ex Fr.)Sing.] 分類學上屬于無隔擔子菌亞綱（Agaricomycetidae） 傘菌目 （Agaricales） 草菇屬（Volvariella）[6]。據 《英德縣續志》、同治12年（1873年） 《瀏陽縣志》記載，草菇又名南華菇、稈菇、麻菇，用稻草、麻桿、麻皮于春末夏初或秋初栽培，半月后即可采收[7]。草菇屬高溫型菌類，其菌絲體在溫度10℃～44℃均可生長，生長速度快，生長周期短，從播種到第1潮菇采收結束只需1個月左右。整個生長周期管理分為2個階段：菌絲培養管理階段和子實體生長管理階段，各個階段管理的側重點不同，主要是通過調節光照、溫度、通氣量、濕度來滿足不同生長階段的生理需求。草菇子實體的生長又可分為針頭期、小紐扣期、紐扣期、蛋形期、伸長期和成熟期，通常市場上銷售的是蛋形期采收的草菇，這個時期的草菇子實體菌蓋為灰白色或鼠灰色，口感脆嫩，風味獨特。不同草菇品種在不同栽培基質上栽培表現出的品質、產量也不一樣，而現有草菇的栽培方式和栽培基質豐富多樣[8-10]。

本文從草菇室內季節性栽培收集的資料分析草菇品種、栽培環境和品種與環境的交互作用，說明參試品種的豐產性、穩定性及地點對品種分辨力，以期作出合理、準確的評價[11-12]。

1 材料與方法

草菇試驗品種 G1（V1295）、G2（V1296）、G3（V1172）、G5（V663）、G6（V668） 由福建農林大學菌物研究中心提供，G4（V9715） 由廣東微生物研究所提供，G4是當地的主栽種，作為本次試驗的對照品種。試驗地點E1在漳州市沙洲村，栽培基質為杏鮑菇純菌渣；試驗地點E2在漳州市溪洲村，栽培基質是棉籽殼50%、牛糞50%；試驗地點E3在漳州市東美村，栽培基質是棉籽殼50%、牛糞50%；試驗點E4在漳州市玉江村，栽培基質是杏鮑菇純菌渣；試驗地點E5在漳州市吳宅村，栽培基質為棉籽殼50%、牛糞50%。

利用方差分析、線性回歸分析、AMMI模型分析和雙標圖等方法進行分析，數據處理采用唐啟義9.5數據處理系統統計生成[1]。

2 結果與分析

在漳州市E1沙洲村、E2溪洲村、E3東美村、E4玉江村、E5吳宅村多點栽培的草菇數據整理如表1，這些數據按照要求輸入DPS數據處理系統，生成相關的圖表，對試驗結果進行方差分析、線性回歸分析、AMMI模型分析以及品種的適應性、穩定性分析。

表1 不同品種草菇在各試驗點的平均產量Tab.1 Average yield of different varieties of Volvariella volvacea in the test sites

2.1 各品種在各試點中的產量表現方差分析

采用方差分析分析各品種在各試點的產量表現，結果見表2。

表2 品比試驗方差分析表Tab.2 Variance analysis of variety comparison test

從表2中可以看出，品種對產量的影響達到了極顯著的水平，各個地點對本次試驗的效果影響不顯著。但各品種間差異的平方和達到45.3%，各環境間的平方和只有11.0%，而品種與環境的交互作用達到43.7%，幾乎與品種間的平方和一樣，說明品種與環境的交互作用對這次區域試驗的數據是非常重要的，但方差分析不能全面地表達品比試驗的效果。

2.2 品比試驗結果的線性回歸分析

采用線性回歸分析品比試驗的結果，見表3。

表3的結果表明，線性回歸模型解釋的交互作用中，基因回歸達到了顯著差異，環境回歸達到極顯著差異；但聯合回歸解釋了交互作用的比例6.1%，基因回歸解釋了交互作用的比例30.4%，環境回歸解釋了交互作用的比例41.9%，誤差仍達到總平方和的21.6%，分析效果仍不能令人滿意。

2.3 品比試驗結果AMMI模型分析

采用AMMI模型分析品比試驗的結果，見表4。

由表4可以看出，AMMI模型分析結果表明有2個乘積項表達的品種與環境的交互作用的P值達到極顯著水平和顯著水平，將剩余不顯著IPCA合并為殘差，IPC1和IPC2的平方和分別占品種與環境互作平方和的61%和33.6%，即交互作用主成分解釋了品種與環境交互作用的94.6%，而殘差僅剩5.4%，說明AMMI模型充分地分析了品種與環境交互作用的結果。

表3 品比試驗結果線性回歸分析Tab.3 Linear regression analysis of variety comparison test results

表4 品比試驗結果AMMI分析Tab.4 AMMI model analysis of variety comparison test results

2.4 品種的穩定性分析

品種的穩定性分析結果見表5。

根據表5對各個品種PCA1～PCA2空間內投影點到中心點的距離Dg值進行排序，排序結果為：G4＞G6＞G5＞G1＞G2＞G3，品種的 PCA 空間投影點距離中心點越大說明其穩定性越差，在本次參試品種中，品種G3和G2的穩定性最好，品種G1和G5的穩定性一般，品種G4和G6的穩定性較差。結合產量的表現進行分析，G2是穩定高產型的品種，G3是穩定較高產型的品種，G1是高產型品種但穩定性一般，G4是穩定性最差但產量較高的品種，G5和G6是產量不高，穩定性也不好的品種。

2.5 參試地點分辨能力分析

表5 品種穩定性與試驗點分辨力Tab.5 Stability of variety and resolution of test site

根據表5對各參試地點PCA1～PCA2空間投影點到中心點距離Dg進行排序，排序結果為：E5＞E1＞E2＞E3＞E4，說明E5吳宅村和E1沙洲村的試驗點對品種的分辨力最強，E4點玉江村對品種的分辨力最差。

2.6 AMMI雙標圖的分析

根據AMMI雙標圖分析品種與環境的互作關系，結果見圖1。

圖1 AMMI雙標圖Fig.1 Biplot of AMMI model

從圖1的AMMI雙標圖可以直觀地看出品種與環境的互作關系，其是解釋AMMI模型最有效的工具。圖1是以平均產量為x軸，以品種與環境的互作效應值IPC2為y軸所作的圖形。可以看出，在水平方向上，品種的分布范圍比環境分布范圍廣，說明交互作用中品種間的變異大于環境間的變異；在垂直方向上，雖然品種G1、G2的平均產量大致相同，但品種G1和G2在各試點的相對表現卻是非常的不同，品種G1和G4與環境E1、E3、E4有正的交互作用，而與E2和E5的交互作用為負，同樣品種G3、G2、G5、G6與環境E2、E5有正的交互作用；品種G3靠近原點，說明品種G3與環境的交互作用小，其穩定性最好。

3 結論與討論

在試驗數據的分析中，方差分析可以解答試驗因子的差異性，為品比優秀目標提供理論支持，但無法為品種與環境的交互作用作出解答；線性回歸分析雖然可以說明品種與環境的交互作用，但解釋的不夠深入，僅能解釋很小一部分交互作用的變化；AMMI模型可以較好地解釋品種的特性，分析品種的高產性和穩定性，也說明了環境對品種的分辨能力，可以透徹地解釋品種與環境的交互作用；雙標圖可以直觀地看出他們之間的關系。

本次參試的6個品種中，在所參試地點范圍內，G1、G2和G3三個品種具有最佳的適應性。品種G1在E1中具有特殊的適應性；品種G2在E2和E5中具有特殊適應性；品種G4在E3和E4中具有特殊適應性，具有特殊適應性的品種在其相應的栽培地點均可達到較高的產量。對產量的綜合分析結果表明 G2＞G1＞G3＞G4＞G6＞G5。

擴大栽培的范圍，以更多類型的環境條件來做品比試驗，以期選擇出具有特殊適應性的品種。特別是在草菇工廠化栽培極速發展的階段，比如：草菇是高溫類型的品種，在品種的篩選中，選出在中溫環境中具有特殊適應性的品種，在工廠化栽培和反季節栽培中都具有重要的意義，可以降低能源消耗，提高效益。同時加入對環境各因子的分析，把握環境因子對品種影響的差異性，可以在草菇人工栽培中通過把控環境因子，提高草菇的產量。