利用AMMI模型分析草菇区域品比试验研究*

张志鸿，柯丽娜，袁 滨，连燕萍，赖碧梅

（漳州市农业科学研究所，福建 漳州 363005）

作物品比试验主要用于比较、鉴定所试作物品种的丰产性、稳定性和区域适应性等的试验栽培效果。产量是栽培环境、作物品种、作物品种与环境的交互作用在栽培结果中的主要体现，但相同的品种在不同的环境中栽培表现出产量的不同，这说明环境与作物品种的交互作用是存在的，某些品种对某一特定环境具有特殊的适应效果。加性主效应乘积交互作用（additive main effects and multiplicative interaction，AMMI）模型是1种能有效分析品种区域试验结果的方法[1]。目前还未查到利用AMMI模型分析草菇品种栽培试验效果的相关资料[2-5]。

草菇 [Volvariella volvacea(Bull.ex Fr.)Sing.] 分类学上属于无隔担子菌亚纲（Agaricomycetidae） 伞菌目 （Agaricales） 草菇属（Volvariella）[6]。据 《英德县续志》、同治12年（1873年） 《浏阳县志》记载，草菇又名南华菇、秆菇、麻菇，用稻草、麻杆、麻皮于春末夏初或秋初栽培，半月后即可采收[7]。草菇属高温型菌类，其菌丝体在温度10℃～44℃均可生长，生长速度快，生长周期短，从播种到第1潮菇采收结束只需1个月左右。整个生长周期管理分为2个阶段：菌丝培养管理阶段和子实体生长管理阶段，各个阶段管理的侧重点不同，主要是通过调节光照、温度、通气量、湿度来满足不同生长阶段的生理需求。草菇子实体的生长又可分为针头期、小纽扣期、纽扣期、蛋形期、伸长期和成熟期，通常市场上销售的是蛋形期采收的草菇，这个时期的草菇子实体菌盖为灰白色或鼠灰色，口感脆嫩，风味独特。不同草菇品种在不同栽培基质上栽培表现出的品质、产量也不一样，而现有草菇的栽培方式和栽培基质丰富多样[8-10]。

本文从草菇室内季节性栽培收集的资料分析草菇品种、栽培环境和品种与环境的交互作用，说明参试品种的丰产性、稳定性及地点对品种分辨力，以期作出合理、准确的评价[11-12]。

1 材料与方法

草菇试验品种 G1（V1295）、G2（V1296）、G3（V1172）、G5（V663）、G6（V668） 由福建农林大学菌物研究中心提供，G4（V9715） 由广东微生物研究所提供，G4是当地的主栽种，作为本次试验的对照品种。试验地点E1在漳州市沙洲村，栽培基质为杏鲍菇纯菌渣；试验地点E2在漳州市溪洲村，栽培基质是棉籽壳50%、牛粪50%；试验地点E3在漳州市东美村，栽培基质是棉籽壳50%、牛粪50%；试验点E4在漳州市玉江村，栽培基质是杏鲍菇纯菌渣；试验地点E5在漳州市吴宅村，栽培基质为棉籽壳50%、牛粪50%。

利用方差分析、线性回归分析、AMMI模型分析和双标图等方法进行分析，数据处理采用唐启义9.5数据处理系统统计生成[1]。

2 结果与分析

在漳州市E1沙洲村、E2溪洲村、E3东美村、E4玉江村、E5吴宅村多点栽培的草菇数据整理如表1，这些数据按照要求输入DPS数据处理系统，生成相关的图表，对试验结果进行方差分析、线性回归分析、AMMI模型分析以及品种的适应性、稳定性分析。

表1 不同品种草菇在各试验点的平均产量Tab.1 Average yield of different varieties of Volvariella volvacea in the test sites

2.1 各品种在各试点中的产量表现方差分析

采用方差分析分析各品种在各试点的产量表现，结果见表2。

表2 品比试验方差分析表Tab.2 Variance analysis of variety comparison test

从表2中可以看出，品种对产量的影响达到了极显著的水平，各个地点对本次试验的效果影响不显著。但各品种间差异的平方和达到45.3%，各环境间的平方和只有11.0%，而品种与环境的交互作用达到43.7%，几乎与品种间的平方和一样，说明品种与环境的交互作用对这次区域试验的数据是非常重要的，但方差分析不能全面地表达品比试验的效果。

2.2 品比试验结果的线性回归分析

采用线性回归分析品比试验的结果，见表3。

表3的结果表明，线性回归模型解释的交互作用中，基因回归达到了显著差异，环境回归达到极显著差异；但联合回归解释了交互作用的比例6.1%，基因回归解释了交互作用的比例30.4%，环境回归解释了交互作用的比例41.9%，误差仍达到总平方和的21.6%，分析效果仍不能令人满意。

2.3 品比试验结果AMMI模型分析

采用AMMI模型分析品比试验的结果，见表4。

由表4可以看出，AMMI模型分析结果表明有2个乘积项表达的品种与环境的交互作用的P值达到极显著水平和显著水平，将剩余不显著IPCA合并为残差，IPC1和IPC2的平方和分别占品种与环境互作平方和的61%和33.6%，即交互作用主成分解释了品种与环境交互作用的94.6%，而残差仅剩5.4%，说明AMMI模型充分地分析了品种与环境交互作用的结果。

表3 品比试验结果线性回归分析Tab.3 Linear regression analysis of variety comparison test results

表4 品比试验结果AMMI分析Tab.4 AMMI model analysis of variety comparison test results

2.4 品种的稳定性分析

品种的稳定性分析结果见表5。

根据表5对各个品种PCA1～PCA2空间内投影点到中心点的距离Dg值进行排序，排序结果为：G4＞G6＞G5＞G1＞G2＞G3，品种的 PCA 空间投影点距离中心点越大说明其稳定性越差，在本次参试品种中，品种G3和G2的稳定性最好，品种G1和G5的稳定性一般，品种G4和G6的稳定性较差。结合产量的表现进行分析，G2是稳定高产型的品种，G3是稳定较高产型的品种，G1是高产型品种但稳定性一般，G4是稳定性最差但产量较高的品种，G5和G6是产量不高，稳定性也不好的品种。

2.5 参试地点分辨能力分析

表5 品种稳定性与试验点分辨力Tab.5 Stability of variety and resolution of test site

根据表5对各参试地点PCA1～PCA2空间投影点到中心点距离Dg进行排序，排序结果为：E5＞E1＞E2＞E3＞E4，说明E5吴宅村和E1沙洲村的试验点对品种的分辨力最强，E4点玉江村对品种的分辨力最差。

2.6 AMMI双标图的分析

根据AMMI双标图分析品种与环境的互作关系，结果见图1。

图1 AMMI双标图Fig.1 Biplot of AMMI model

从图1的AMMI双标图可以直观地看出品种与环境的互作关系，其是解释AMMI模型最有效的工具。图1是以平均产量为x轴，以品种与环境的互作效应值IPC2为y轴所作的图形。可以看出，在水平方向上，品种的分布范围比环境分布范围广，说明交互作用中品种间的变异大于环境间的变异；在垂直方向上，虽然品种G1、G2的平均产量大致相同，但品种G1和G2在各试点的相对表现却是非常的不同，品种G1和G4与环境E1、E3、E4有正的交互作用，而与E2和E5的交互作用为负，同样品种G3、G2、G5、G6与环境E2、E5有正的交互作用；品种G3靠近原点，说明品种G3与环境的交互作用小，其稳定性最好。

3 结论与讨论

在试验数据的分析中，方差分析可以解答试验因子的差异性，为品比优秀目标提供理论支持，但无法为品种与环境的交互作用作出解答；线性回归分析虽然可以说明品种与环境的交互作用，但解释的不够深入，仅能解释很小一部分交互作用的变化；AMMI模型可以较好地解释品种的特性，分析品种的高产性和稳定性，也说明了环境对品种的分辨能力，可以透彻地解释品种与环境的交互作用；双标图可以直观地看出他们之间的关系。

本次参试的6个品种中，在所参试地点范围内，G1、G2和G3三个品种具有最佳的适应性。品种G1在E1中具有特殊的适应性；品种G2在E2和E5中具有特殊适应性；品种G4在E3和E4中具有特殊适应性，具有特殊适应性的品种在其相应的栽培地点均可达到较高的产量。对产量的综合分析结果表明 G2＞G1＞G3＞G4＞G6＞G5。

扩大栽培的范围，以更多类型的环境条件来做品比试验，以期选择出具有特殊适应性的品种。特别是在草菇工厂化栽培极速发展的阶段，比如：草菇是高温类型的品种，在品种的筛选中，选出在中温环境中具有特殊适应性的品种，在工厂化栽培和反季节栽培中都具有重要的意义，可以降低能源消耗，提高效益。同时加入对环境各因子的分析，把握环境因子对品种影响的差异性，可以在草菇人工栽培中通过把控环境因子，提高草菇的产量。