山东农业大学学报(自然科学版),2022,53(5):693-698VOL.53NO.52022 Journal of Shandong Agricultural University(Natural Science Edition)doi:10.3969/j.issn.1000-2324.2022.05.005
蔺青
山东农业大学生命科学学院/作物生物学国家重点实验室，山东泰安271018
摘要：近年来，我国玉米产量不断攀升，玉米种植密度的提升成为当前玉米增产的关键，因此，亟需培育筛选适应性强的耐密型新玉米品种。本试验以20个黄淮海地区玉米新品种为试验材料，设计种植密度为75000株·hm-2，在山东省内16个地点进行区试试验。测定各地区不同品种夏玉米产量及其构成因素，利用线性回归分析、AMMI模型分析等方法，筛选耐密型、稳定性与适应性好的玉米品种。结果表明，2020年山东玉米区域试验中，菏玉1906丰产性较好，兰玉15丰产性较差。AMMI模型分析可知，环境和环境与基因型的交互作用对品种产量稳定性的影响分别为58.78%和30.75%；华太708和菏玉1906稳定性较好，滨研37稳定性最差；在各个试点之中登海种业试点鉴别力好，菏泽试点鉴别力最弱。综合考虑丰产、稳产及区域适应性的分析结果，菏玉1906是适宜山东省区域大面积推广的品种。研究结果解析了参试品种和区域试点特性，以期为山东省玉米品种选育和品种区域布局提供理论依据。 关键词：玉米；品种试验；稳定性；适应性
中图法分类号:S513文献标识码:A文章编号:1000-2324(2022)05-0693-06 Analysis on Stability and Adaptability of Density Tolerant Maize
Varieties in Multi-Point Identification Experiment
LIN Qing
College of Agronomy,Shandong Agricultural University/State Key Laboratory of Crop Biology,Tai’an271018,China Abstract:In recent years,China's maize yield has been rising,and the improvement of maize planting density has become the key to increase maize production.Therefore,it is urgent to cultivate and screen new maize varieties with strong adaptability and dense tolerance.In this experiment,20new maize varieties from Huang-Huai-Hai region were used as experimental materials,and the designed planting density was75,000plant hm-2.The experiment was carried out in16 locations in Shandong Province.To determine the yield and its constituent factors of different varieties of summer maize in different regions.Linear regression analysis and AMMI model analysis were used to screen maize varieties with good density tolerance,stability and adaptability.The results showed that Heyu1906had good yield and Lanyu15had poor yield in the regional experiment of maize in Shandong Province in2020.AMMI mod
el analysis showed that the effects of environment and the interaction between environment and genotype on yield stability were58.78%and30.75%,respectively.Huatai708 and He Yu1906had better stability,while Binyan37had the worst stability.In each pilot,Denghai seed industry pilot discrimination is good,Heze pilot discrimination is the weakest.Taking into account the analysis results of high yield,stable yield and regional adaptability,He Yu1906is a suitable variety for large-scale promotion in Shandong Province.The results analyzed the characteristics of the tested varieties and regional pilot,in order to provide theoretical basis for the selection and breeding of maize varieties and regional layout of maize varieties in Shandong Province.
Keywords:Maize;variety test;stability;adaptability
玉米是中国第一大粮食作物，山东是中国主要的夏玉米生产省份，2021年玉米产量占全国玉米产量的9.95%，对保障国家粮食安全存在重要意义[1]。近年来，随着玉米种植密度的不断提高，我国玉米的产量也获得了一定程度的提升，但是伴随着玉米种植密度的增加也产生了许多问题，玉米单株之间对于养分和水分的争夺加剧，光截获减少，倒伏率和籽粒败育率增加[2,3]。而优良的玉米品种对环境改变的适应性较好，不但能够在有利于生长的环境下做到高产稳产，在受到环境条件的胁迫下也能收获较为可观的产量[4]。
多点鉴定试验能够鉴定出新育成玉米品种的丰产性、稳产性和适应性等主要特性，并且可以作为品种合理布局的参考[5]。玉米品种间稳定性的差异主要被基因型（Genotype）与环境（Environment）相互作用（G×E）所影响，一般情况下一个玉米品种都是在一定环境下表现较好，但是当环境变化收稿日期:2022-06-05修回日期:2022-08-14
蛇咬伤病人的护理
作者简介：蔺青(1968-)，男，本科，农艺师，研究方向：玉米高产栽培技术研究.E-mail:*************
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第53卷
时，各方面的表现都有了较大改变，给选择和鉴定出在不同环境下综合表现最佳的玉米品种带来了挑战[6]。前人研究显示，玉米品种产量稳定性与区域适应性的评价多使用AMMI 模型和AMMI 双标图分析[7-13]。马静等[14]借助AMMI 模型对河北省2017年12份玉米品种材料的多点鉴定试验数据的进行了分析，为玉米品种的稳定性和适应性评价提供了理论基础。魏常敏等[15]采用AMMI 模型对2019年度河南省鲜食玉米多点鉴定试验资料进行了分析，明确了玉米品种基因型和环境的相互作用、参试品种稳定性以及各试验点分辨力。
山东省作为农业大省，玉米品种类型繁多，品种间的产量差异大，为了提高玉米产量水平，亟需紧凑型耐密植、高产、稳产的玉米品种[16]。因此，本试验将20个玉米品种栽培于山东省16个区试试验站点，研究夏玉米杂交种的稳定性、适应性及区试站点的鉴别力，以期为山东省夏玉米品种选育及品种区域布局提供理论依据。1材料与方法1.1
试验设计
本试验对2020年山东省玉米区域试验进行资料汇总，20个供试品种如表1所示，区试站点共16个，分别为济宁、登海种业、泰安院、菏泽、长清、金来种业、聊城院、平度、商河、潍坊院、泰安五岳、平邑、淄博禾丰、德州院、省玉米所、广饶。各试点均按照统一方案试验，种植密度为75000株·hm -2，试验均为完全随机区组设计，3次重复，6行区，小区面积21m 2。
表1供试品种Table 1Varieties in test 序号No.品种名称Varieties 序号No.品种名称
Varieties 1桓丰11711鲁单5062鲁星71412华太7083泉兴68013登海DT18214宇玉80214鲁单5225金禾7号15兰玉156先玉188016雅玉3147裕育20217菏玉19068农星161318滨裕7369滨研3719金种子66610
鲁星70320
茂宇518
1.2测定项目与方法
根据田块自然情况，去除边行，选取有代表性样点，每样点取样2行5m 进行测产。人工收获，收获后对每个样点所有果穗进行考种，测定产量和产量构成因素。1.3
数据处理与统计分析
AMMI 模型计算公式如下所示：Y ij =μ+G i +E j +∑n =ln λk αik γjk +θij
公式中，Y ij 是基因型i 在环境j 中的产量；μ代表总体平均值；G i 代表基因型平均偏差；E j 代表环境的平均偏差；λk 是第k 个主成分分析的特征值；αik 是第k 个主成分的环境主成分得分；γjk 是第n 个主成分的基因型主成分得分；k 是在模型主成分分析中主成分因子轴的总个数；θij 为残差。
试点（环境）和品种（基因型）相对稳定性参数就是交互效应主成分轴空间里品种或试点到圆点的欧氏距离D g (e )。
计算公式为:D g (e )=∑i =ln(IPCA g (e )i )²
公式中，D g 是品种的稳定性指标，D g 值越小则这个品种越稳定；D e 是试点的稳定性指标，D e
值越大，则该试点对品种的分辨力越强。
采用DPS19.05和Microsoft Excel2019软件进行数据处理以及数据分析。
2
结果分析
2.1
夏玉米区试品种产量及其构成因素
由表2可知，可以看出品种之间穗粒数、千粒重和产量差异显著，菏玉1906的籽粒产量最高，
第5期蔺青：多点鉴定试验中耐密型玉米品种稳定性与适应性分析·695·
11.47t·hm -2，兰玉15的籽粒产量最低，10.06t·hm -2。各品种籽粒产量从大到小的顺序是：菏玉1906＞华太708＞鲁单506＞鲁星703＞宇玉802＞鲁星714＞茂宇518＞农星1613＞登海DT1821＞雅玉314＞桓丰117＞金种子666＞泉兴680＞鲁单522＞先玉1880＞裕育202＞滨裕736＞滨研37＞金禾7号＞兰玉15。各品种间穗粒数、千粒重也存在显著差异。其中，鲁星703的穗粒数最多，700.28grain
ear -1，华太708的穗粒数最少，487.88grain ear -1；华太708的千粒重最高，为391.38g ，鲁星703的千粒重最低，为288.81g 。
表2各参试品种的产量及其构成因素
Table 2Yield and components of a variety in the test 品种Variety 穗粒数/grain ear -1Kernels per spike 千粒重/g 1000grain -1Thousand seed weight
籽粒产量/t·hm -2
Grain yield 桓丰117552.9fg 336.6cdef 10.84cde 鲁星714609.3bcd 320.1ghij 11.03abcd 泉兴680557.8ef 346.8cd 10.75cde 宇玉802544.9fg 344.3cde 11.06abcd 金禾7号560.2ef 315.8hijk 10.17fg 先玉1880583.0de 325.1fghi 10.63def 裕育202508.2hi 370.7b 10.60def 农星1613615.4bc 304.2k 10.94bcde 滨研37534.9fgh 347.2cd 10.20fg 鲁星703700.3a 288.8l 11.22abc 鲁单506591.0cd 329.6efgh 11.34ab 华太708487.9i 391.4a 11.38ab 登海DT1821603.4bcd 309.0jk 10.94bcde 鲁单522545.7fg 351.0c 10.69de 兰玉15619.0b 310.0ijk 10.06g 雅玉314527.0gh 351.8c 10.85cde 菏玉1906594.3bcd 334.0defg 11.47a 滨裕736513.3hi 346.3cd 10.49efg 金种子666562.7ef 341.6cde 10.80cde 茂宇518
614.5be 322.9fghi
10.97bcde
注：在同列中平均值尾部标有相同小写字母表示不同处理之间差异不显著（P <0.05），下同。
Note:The same little letters at average ends in the same line showed there were no significant difference between treatments at P <0.05.The same as follows.
2.2不同品种产量的线性回归分析、方差分析和AMMI 分析
环境和基因型均对玉米产量存在显著影响（表3），其中环境间平方和占总平方和的58.78%，而基因型间平方和仅占总平方和的10.46%，这说明环境的变化是引起参试品种差异的主要原因。
由表3线性回归分析结果来看，环境与基因型交互作用平方和占总平方和的30.75%，但结果不显著，而联合回归、基因回归和环境回归总和对交互作用的解释仅占13.32%。
由AMMI 模型进一步分析可以看出，基因型和环境交互作用对玉米产量有极显著影响，IPCA 1、IPCA 2极显著，分别解释了交互作用的10.34%、9.72%。
表3参试品种产量线性回归分析和AMMI 模型分析
Table 3Linear regression and AMMI model analysises on the yield of varieties in test
方法Method 变异来源
Variation source
DF SS MS F Prob.方差分析
总的319.00445.69 1.40基因19.0046.62 2.45 5.100.00
环境15.00261.9917.4736.310.00误差285.00137.080.48
线性回归分析
总的
319.00445.69 1.40基因
19.0046.62 2.45 5.200.00环境
15.00261.9917.4737.040.00交互作用285.00137.080.48 1.020.44联合回归
1.00 1.11 1.11
2.350.13基因回归
18.00 6.960.390.820.68环境回归
14.0010.200.73 1.550.10误差
252.00118.820.47AMMI 分析总的319.00445.69 1.40基因19.0046.62 2.457.280.00环境15.00261.9917.4751.82
0.00交互作用285.00137.080.48 1.43
0.00IPCA 133.0044.27 1.34 3.980.00IPCA 231.0024.210.78 2.320.00
误差250.0084.260.34
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第53卷
2.3AMMI 交互作用双标图分析
利用AMMI 模型评价参试品种的相对稳定性，采用AMMI 模型2个主成分轴（IPCA 1、IPCA 2）对基因型与环境交互作用效应进行分析。IPCA 1和IPCA 2值反映了互作效应的差异，即IPCA 1和IPCA 2值越接近0，该品种（系）稳定性、适应性越好。从图1可以看出，品种滨裕736、泉兴680茂宇518最稳定。试点离原点越远，其鉴别力越大，从图1可以看出，菏泽、省玉米所和长清等试点鉴别力较强。AMMI 双标图只能直观地了解品种和环境的交互作用，为了有效、准确地推断品种的稳定性，须结合稳定性参数对品种稳定性进行度量。
图1AMMI 交互作用双标图Fig.1AMMI interactive biplot
2.4品种稳定性参数分析
通过AMMI 模型分析，我们可以得到品种稳定性系数D g ，从表4可知。D g 从大到小的顺序为：滨研37＞裕育202＞兰玉15＞鲁星703＞宇玉802＞金种子666＞金禾7号＞先玉1880＞鲁星714＞鲁单506＞农星1613＞桓丰117＞登海DT1821＞茂宇518＞雅玉314＞鲁单522＞菏玉1906＞华太708＞泉兴680＞滨裕736。稳定性好的品种是滨裕736、泉兴680、华太708以及菏玉1906。结合品种的产量数据可以看出，菏玉1906与华太708属于丰产且稳产品种，而滨裕736和泉兴680属于稳产但不丰产的品种。
表4品种在显著互作主成分轴上的得分及稳定性参数
Table 4Score and stabliity parameters of varieties on signifcant intercation principal ingredient axiles 品种Variety 平均产量/t·hm -2Average yield 离差
Deviation
IPCA 1IPCA 2ASV i D g
桓丰117
10.840.020.11-0.35 1.130.37鲁星714
11.030.21-0.32-0.50 3.100.59泉兴68010.75-0.070.220.10 2.120.24
宇玉802
11.020.200.52-0.65 5.000.83金禾7号
10.17-0.650.700.13 6.730.72先玉188010.63-0.190.230.55 2.260.60
裕育202
10.60-0.220.07-1.44 1.58 1.45农星1613
10.940.120.24-0.44 2.340.50滨研3710.20-0.62-1.86-0.1817.77 1.87
鲁星703
11.220.400.830.217.950.86鲁单506
11.340.520.100.52 1.090.53华太70811.380.56-0.080.250.780.26
练习模式
登海DT1821
10.940.120.060.360.650.36鲁单522
10.69-0.13-0.320.05 3.070.33兰玉1510.06-0.76-0.950.669.13 1.16
雅玉314
10.850.03-0.320.10 3.090.34菏玉1906
11.470.650.030.290.410.29滨裕73610.49-0.33-0.06-0.180.590.19
金种子666
10.80-0.020.470.64 4.500.79茂宇518
gos10.970.150.34-0.11 3.210.35
第5期蔺青：多点鉴定试验中耐密型玉米品种稳定性与适应性分析·697·
2.5试点分辨力参数分析
从表5可知，试点鉴别力De从大到小顺序为菏泽＞省玉米所=长清＞济宁＞金来种业＞淄博禾丰＞广饶＞泰安院＞菏泽=聊城院＞平邑=德州院＞商河＞潍坊院＞平度＞泰安五岳＞登海种业，结合品种的产量表现可以看出，试点分辨力与试点平均产量呈一定的负相关关系，其中在登海种业和聊城院产量水平高但是试点辨别力低，金来种业试点产量水平和试点辨别力均较高。
表5试点在显著互作主成分轴上的得分及稳定性参数
Table5Score and stabliity parameters of sites on signifcant intercation principal ingredient axiles
openapi地点Sites in test 平均产量/t·hm-2
Average yield
离差
Deviation PCA1PCA2D e
济宁10.960.140.430.94 1.03
登海种业12.58 1.76-0.040.060.07
泰安院10.00-0.82-0.69-0.070.69
菏泽10.02-0.80 1.61-0.31 1.64
长清9.77-1.05 1.370.37 1.42
金来种业12.03 1.21-0.300.820.88
聊城院12.27 1.45-0.36-0.530.64
平度10.81-0.010.18-0.150.23
商河11.450.63-0.08-0.430.44
潍坊院11.87 1.05-0.31-0.120.33
科学启示录
泰安五岳10.16-0.660.200.040.20
平邑9.78-1.04-0.47-0.270.54
淄博禾丰10.63-0.19-0.690.320.76
德州院10.38-0.44-0.530.110.54
省玉米所10.17-0.650.04-1.42 1.42
广饶10.25-0.57-0.370.640.74
2.6玉米品种与试点的适应性分析
品种在不同地区种植后的表现不同，为了鉴别各试点中表现最好的品种，绘制了AMMI环境适应性分析图。可以看出荷玉1906对各地环境的适应力较强，裕育202适宜在省玉米所种植，鲁星703适宜在长清以及菏泽种植，鲁单506适宜在金来种业、广饶以及济宁地区种植（图2）。乔治艾略特
图2AMMI环境适应性分析
Fig.2Environmental suitability analysis by AMMI
3讨论与结论
玉米是我们国家栽培面积最广的粮食作物，玉米产量的高低对于我国粮食安全至关重要。选育高产、稳产、耐密植以及适应性广的玉米新品种是实现我国粮食产量提升的必经之路[13]。在玉米品种的推广当中，通常需要考虑栽培年份、基因、环境以及基因与不同环境之间的相互作用等各个方面，而不仅仅是某一品种在某一栽培区域当年的表现，采用多点试验在新品种的培育当中的作用就是在于能够尽量客观地评价玉米新品种的适应性、稳定性和丰产性，以便为该品种到适宜的栽培
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