福建省夏大豆区试品种稳定性与适应性分析

王志纯

（福建省种子总站，福州 350003）

福建省自然资源丰富，气候条件优越，大豆栽培历史悠久，不论山区、沿海，还是山地、水田、田埂，均可种植大豆。大豆作为福建省主要储备作物之一，受到政府高度重视[1]。特别是福建省夏季台风多发，易造成洪涝灾害，灾后农田生态环境常遭受重大改变，水利设施损毁，农田一时无法种植水稻等主粮作物，只能改种或补种大豆等旱地作物[2]。近年来，随着种植结构调整，福建夏大豆生产发展迅速，尤其在山地茶园、果园套种夏大豆应用广泛，但夏大豆生产上应用的多是地方品种，高优品种严重紧缺，因此推广应用高优夏大豆品种成为福建省大豆生产的重要举措。为了促进福建省夏大豆科研与生产发展，福建省种子总站于2019 年起组织开展了全省夏大豆区试工作，旨在鉴定夏大豆新品种的丰产性、稳定性和适应性，从而筛选出能够推动福建省夏大豆生产发展的优良品种。国内已有不少学者将AMMI 模型应用于水稻、油菜、大豆等作物区域试验数据的分析[3-7]，本文应用2020 年福建省夏大豆区试11 个品种在7 个试点的试验数据，基于AMMI 模型进行品种丰产性、稳定性和适应性分析，旨在为福建省夏大豆新品种推广应用提供参考依据。

1 材料与方法

1.1 试验品种与地点使用2020 年福建省夏大豆区域试验品种产量数据，参试品种共11 个，分别为闽诚豆8 号、华夏10 号、苏闽夏2 号、福农夏豆2 号、南农99-6、华夏18 号、福夏豆1 号、福夏豆2 号、福农NKD51、福农CD217、绿斜（CK）；试验地点7 个，分别为尤溪、建阳、清流、晋江、秀屿、漳平、福清。

1.2 试验方法

1.2.1 试验设计试验采用完全随机区组设计，3次重复，周围设有保护行，保护行区不小于小区宽度。各试点统一采用窄畦双行穴播种植方式，小区面积13.33m2，种植密度1.3 万株/667m2，统一记载项目和记载标准，每小区随机取样10 株考种，以实收籽粒测产。各试点在7 月12-21 日播种，栽培上治虫不治病，其他田间操作按区试要求标准执行。

1.2.2 统计方法AMMI 模型是将方差分析和主成分分析相结合在一个模型中同时具有可加和可乘分量的数学模型。其方程式如下。

上式中yijk是第i个品种在环境j的第k次重复的观察值；μ是观察值总平均；αi是第i个基因型值与总平均的离差（即基因型主效应）；βj是j个环境值与总平均的离差（环境主效应）；θr是第r个交互效应主成分轴的差异值；δjr是第r个轴的环境特征向量值；γir是第r个轴的基因型特征向量值；ρij是提取N 个主成分轴后留下的残差；εijk为试验误差。

稳定性参数D就是主成分IPCA 的多维空间中试点或品种离原点的距离（即欧氏距离），其计算公式如下。

上式中，Di是指品种的稳定性参数，Dj指试点的稳定性参数。Di值越小，表示基因型越稳定，即品种稳定性越好；Dj值越大，表明试点与品种的互作效应越大，品种产量变化越大，区试点对品种的鉴别力越强[8]。

1.3 数据分析数据处理与分析运用DPS 7.05 版软件[9]和Microsoft Excel 软件处理。

2 结果与分析

2.1 线性回归分析从表1 可知，本试验的11 个品种和7 个试点处理平方和占总平方和的82.90%，达极显著水平，说明试验有效。品种（基因型）平方和占总平方和的40.85%，达极显著水平，试点之间（环境）平方和占总平方和的27.90%，达极显著水平。交互作用平方和占总平方和的14.15%，达极显著水平。说明品种间、地点间都存在显著差异。联合回归、基因回归、环境回归三者平方和加起来解释了总平方和的6.04%，残差解释了交互作用的57.36%，残差较大，且达显著水平，说明本试验线性回归模型解释的互作较少，拟合效果不好，需要进一步进行AMMI 模型分析。

表1 品种比较试验结果线性回归分析

2.2 AMMI 模型分析以AMMI 模型对品种与环境的交互作用进行分解见表2，AMMI 模型分析结果表明：品种效应、环境效应以及品种与环境的互作效应均达到极显著水平，IPCA1、IPCA2、IPCA3 3 个主成分轴的平方和解释了交互作用平方和的 91.65%，而残差解释了交互作用平方和的8.35%，且未达显著水平。此结果表明，AMMI 模型能比较彻底地分析品种与试点的互作信息，AMMI 模型克服了线性回归分析方法在评价品种稳定性方面存在的不足之处。

表2 品种比较试验结果AMMI 分析

2.2.1 品种稳定性各品种在不同试点的平均产量及基因型交互作用主成分轴分量值见表3，以3 个主成分轴的基因型IPCA 值计算出各基因型的Di值。按Di值的大小排序看，排前3 名的依次是南农99-6、华夏18 号、福夏豆1 号，Di值居中间的是福农NKD51、福农CD217、闽诚豆8 号、福夏豆2 号和华夏10 号共5 个品种，Di值排后3 名的是苏闽夏2 号、绿斜（CK）和福农夏豆2 号。由此可见，福农夏豆2 号、绿斜（CK）和苏闽夏2 号表现较稳定，且仅福农夏豆2 号稳定性优于对照品种绿斜，而南农99-6、华夏18 号、福夏豆1 号稳定性较差。综合考虑品种在各试点的丰产性，华夏10 号、苏闽夏2 号和闽诚豆8 号3 个品种较丰产稳产。南农99-6 虽然较高产，但稳定性最差，而对照品种绿斜表现较稳产，但产量较低。

表3 基因型交互作用主成分轴分量值和Di 值

2.2.2 品种试点鉴别力由区试点交互作用3 个主成分轴IPCA1、IPCA2、IPCA3 的环境分量值计算得到Dj值列于表4，对试点而言，Dj值越大，试点鉴别力越强。由表4 可知，参试品种的Dj值由大到小排序分别为福清、尤溪、漳平、秀屿、清流、晋江和建阳。可见福清、尤溪试点对品种鉴别力较强，说明这2 个试点较适合开展品种区域试验，漳平、秀屿、清流试点鉴别力一般，而晋江、建阳试点鉴别力较弱。

表4 区试点交互作用主成分轴分量值和Dj 值

3 结论与讨论

对品种间丰产性的差异较易鉴定，一般采用方差分析法进行多重比较即可。目前福建省大豆品种区试就是采用此方法分析品种的丰产性，从本试验结果可知，丰产性居前3 名的是闽诚豆8 号、南农99-6 和华夏10 号。而各品种的稳定性和适应性由基因型与环境互作效应的大小决定，采用线性模型进行分析表明，线性模型仅解释很少一部分交互作用的变化，具有较大的约束性。AMMI 模型把方差分析和主成分分析两者有机结合于一个模型中，两种分析方法优点兼而有之，能够分析出交互作用的特点，从而鉴别出品种的稳定性和适应性。AMMI模型分析结果表明，品种稳定性除对照绿斜较稳定外，居前3 名的参试品种是福农夏豆2 号、苏闽夏2号和华夏10 号。综合考虑品种在各试点的丰产性，华夏10 号、苏闽夏2 号和闽诚豆8 号共3 个品种较丰产稳产。福清和尤溪2 个试点具有较强的夏大豆品种鉴别力，因而是较为理想的夏大豆品种区域试验点。AMMI 模型中的主成分值，共解释总互作平方和的91.65%，有效地分析了基因与环境互作效应。但是，不同区试年份里，各品种在各点的产量会有波动。对试验鉴别力的大小可以根据多年区试情况来判断，以便鉴别出对某一试点具有特殊适应性的品种。