杨海龙， 蔡金洋

(嘉兴市农业科学研究院,浙江， 嘉兴 314016)

水稻是我国的第二大粮食作物，也是浙江省主要的粮食作物，浙江省种植的常规水稻品种有2种类型：常规籼稻和常规粳稻[1-2]。虽然浙江省早籼稻的播种面积从20世纪80年代后开始逐渐减少，但所培育的早籼稻品种在湖南、湖北和江西仍有广泛种植。2020年我国早籼稻播种面积比2019年增加30.1万hm2，虽然长江中下游部分地区早稻生长期间遭遇严重洪涝灾害，单产有所降低，但由于播种面积大幅增加，早籼稻产量实现了恢复性增长[3]。早籼稻联合品种比较试验是早籼新品种通过审定的主要途径，如何科学有效地评价参试材料的稳产性、适应性和参试点辨别能力是科研工作者解决的重要问题。而平移乘积模型(shift multiplicative model，SHMM)多运用于多试验点多材料的分析，使品种与环境的互作达到最小化，有效地解决了品种在环境中的交叉互作，提高了作物新品种的选育效率[4]。因此，采用SHMM模型分析方法进行分析有助于找到广适应性、稳定、高产的水稻品种和较好代表性的试验点。

本研究基于中国水稻研究所提供的2020年浙江省早籼稻联合品种比较试验产量数据和嘉兴市农业科学研究院试点数据，综合评价各试验点供试材料的稳定性，旨在了解不同早籼稻材料在浙江省不同地点的变化差异，以期找到具有适应性广、高产、稳产的早籼材料和具有较好代表性的区试试点，为推广早籼稻种植提供数据支撑。

1 材料与方法

1.1 试点及产量数据

以2020年浙江省早籼稻联合品种比较试验中的平均产量数据为资料进行SHMM模型分析。参试点8个，其中中国水稻研究院、浙江省农业科学院、金华市农业科学研究院、温州市农业科学研究院、绍兴市农业科学研究所和宁波市农业科学研究院7个试点产量数据取自中国水稻研究所编写的2020年浙江省早籼稻联合品种比较试验汇总。

1.2 嘉兴试点处理设计

嘉兴市农业科学研究院试点田间试验设计按照浙江省9410 项目专家组制订的方案执行。试验于2020年3—7月在浙江省嘉兴市农业科学研究院(120°42′42″E, 30°50′20″N)试验田进行，前茬作物为水稻，供试水稻材料为浙江省9个早籼稻参试品系，其中中早39为对照品种(表1)。2020年4月2日播种，5月3日移栽，密植株行距17 cm×15 cm，每个小区45行，每行12株，每穴4～5苗，重复3次，随机区组排列。田间水肥、病虫害管理与当地常规栽培相同。

表1 嘉兴试点参试早籼稻材料及其组合

在嘉兴试点对供试早籼材料成熟期每小区进行统一收获，单独脱粒烘干后测定水稻产量。每个小区选择6穴稻株进行考种，考查穗长、有效穗数、结实率、千粒重、总粒数等指标。

1.3 SHMM模型

平移乘积模型。SHMM模型是一种广义的主成分分析(PCA)模型。在主成分分析之前，将所有的数据均减去数据集的总体平均值，然后再获得主成分特征值和特征向量。选择一般常数，使主成分分析提取更多的处理平方和，这样就得到SHMM模型。

数据分析。田间试验数据采用DPSv7.05和Microsoft Excel 2007进行方差分析和数据处理。

2 结果与分析

2.1 产量及其构成因素

由表2可知，供试早籼稻品系的平均产量为6.61～7.37 t·hm-2。数据表明水稻材料A2产量比对照中早39(CK)增加0.8%，其余品系产量都比对照低，其中A8产量最低，为6.61 t·hm-2，比对照减少9.6%。各试点的早籼稻平均产量为5.94～7.89 t·hm-2。其中中国水稻研究所和温州市农业科学研究院2个试点的平均产量较高，为7.89和7.34 t·hm-2，浙江省农业科学院试点平均产量最低，为5.94 t·hm-2。

表2 早籼稻新品系在2020年浙江省联合品种比较试验中的产量表现 单位：t·hm-2

由表3可知，不同早籼稻在嘉兴试验点的产量为5.69～6.77 t·hm-2。A6最高，较对照有所增加，其他水稻材料的产量都比对照有不同程度的降低。不同早籼稻有效穗数差异显著，其中最多的是A8，为400万·hm-2，表明其分蘖能力较强；最少的是A1，为244万·hm-2。每穗粒数最多的是A4(142粒)，比对照增加37.6%；最少的是对照(103.2粒)。不同早籼稻的结实率均比对照(80.7%)低；A4结实率最低，仅67.5%。千粒重最大的是A6和A3，都为26.1 g，比对照增加6.5%，达显著水平；最低的为A8的23.4 g，比对照下降4.5%，达显著水平。

表3 早籼稻新品系在嘉兴试点产量及其构成因素表现

2.2 稳定性

2020年浙江早籼稻联合品种比较试验的联合方差及SHMM模型分析结果表明，环境即试验地点变异平方和占整个处理平方和的77.63%，基因型即试验品种占8.23%，品种×地点占14.14%，数据表明试验地点的变异占了主要成分，交互作用是品种间变异的1.7倍。对交互主成分分析(IPCA)显著性进行近似F测验，结果有2项乘积项表达的互作信息达到显著水平，将剩余不显著的IPCA合并为残差。IPCA1、IPCA2和残差的平方和分别占互作平方和的86.93%、7.41%和5.65%，即前2项互作主成分解释了94.34%的互作平方和。

表4所示，将每一个品系在交互效应主成分空间与原点的欧式距离进行排序，其顺序为A9(对照)>A7>A2>A6>A4>A1>A5>A8>A3。结合表2的平均产量，A3、A8和A5属于低产稳定性品种，对照、A2、A7和A6属于高产不稳定性品种；A4属于高产稳定性材料。

表4 早籼稻新品系品系稳定性参数分析

2.3 试验地点辨别力

将试点在显著的PCA1、PCA2得分的分辨力列于表5，其顺序为金华市农业科学研究院>中国水稻研究所>温州市农业科学研究院>绍兴市农业科学研究院>台州市农业科学研究院>宁波市农业科学研究院>嘉兴市农业科学研究院>浙江省农业科学院。辨别力高的试验点是金华市农业科学研究院、中国水稻研究所和温州市农业科学研究院；辨别力低的试点是浙江省农业科学院、嘉兴市农业科学研究院和宁波市农业科学研究院。

表5 早籼稻新品系试点稳定性参数分析

3 小结与讨论

早籼稻品种选育时需要进行多年多点的联合品种比较试验，其表现会受到年度和试点的影响，试点和品种在农艺性状有交互作用[5]。SHMM模型经过多年的发展，在评估大豆、水稻等适应性、高产和稳定性上被很多科研工作者采用[5-7]。本研究结果指出温1938属于高产稳定性品种，说明该材料在浙江省各试验点中表现较优；台早19-114、绍籼1905和甬籼811属于低产低稳定性品种，从产量和经济效益上来看，不值得推广。本研究还发现8个参试点中金华市农业科学研究院、中国水稻研究所和温州市农业科学研究院试点的辨别力最强，说明这3个试点对参试早籼稻材料做出可靠性评价。但早籼稻产量受到栽培措施、病虫害防治和自然环境等的影响，应该结合参试点的地理气候、农艺栽培措施、田间管理等因素来解释其生物学特征[8]。