我国旱地春小麦产量及主要农艺指标的变异分析

采用4年、13个品种(系)、18个试点组成的全国旱地春小麦区域试验产量资料,通过联合方差分析和基因型及其与环境互作（GGE）双标图分析,研究了基因型、环境、基因型与环境互作效应（GEI）对产量变异的影响及品种的产量稳定性.结果表明：环境对产量变异的影响远大于基因型和GEI,环境引起的产量变异占87.5%～92.0%．互作因素中以地点×基因型的互作效应最大,基因型×年份的互作效应最小.我国旱地春小麦基因型多年多点的平均产量水平为2550 kg·hm^-2.产量三要素中,千粒重受环境的影响最小.影响产量变异的主要环境因子有：≥10 ℃年积温、生育期降雨量、平均气温、海拔、年降雨量和无霜期.产量与单位面积穗数（0.675^**）、穗粒数（0.581^**）、千粒重（0.456^**）呈极显著正相关,产量三要素间也呈正相关（0.244～0.480^**）,处于可同步提高范围.     

对基于AMMI模型的品种稳定性分析方法的一点改进

对新近提出的基于AMMI模型的品种稳定性分析方法作了改进。该方法是以一个品种（或基因型）在交互效应主成分轴（IPCA）空间中与原点的距离（记为D）作为该品种的稳定性指标的。本文建议在计算D时根据各个IPCA对变异的相对贡献大小对品种在各IPCA轴上的得分进行加权。实例分析表明,这一方法明显提高了AMMI分析估价的品种稳定性结果与其它经典方法结果的一致性。 Abstract： An improvement is made on the newly proposed method of variety stability analysis based on the AMMI model.In the method,the distance (denoted as D) of a variety (or genotype) to the origin in the space of IPCA is used as an index of variety stability.In this paper,it is suggested that in the calculation of D,a variety's score on each IPCA be weighted according to the relative contribution of the IPCA to the variation.Analysis of a practical example has shown that with such a method,consistency between the results of variety stability obtained by the AMMI－based analysis and those obtained by other classical methods can be significantly improved.     

利用AMMI模型分析杂交水稻配合力

配合力分析在亲本育种潜力评价和品种选育中扮演着重要的作用。本试验对5×4不完全双列杂交组合产量性状进行了配合力效应分析,并利用AMMI模型对杂交组合中双亲间互作效应(即特殊配合力)进行了深入剖析。结果表明,利用代表双亲产量特殊配合力效应分值的主成分轴(IPCA)向量可以很好地评价亲本的特殊配合力效应。根据亲本特殊配合力效应分值向量的长度及方向,可将杂交组合中双亲的互作效应分为4种情况:(1)杂交组合中至少有一个亲本的特殊配合力效应分值向量的坐标点比较靠近坐标原点,则测配杂交组合中双亲间的互作效应贡献很小,其杂种优势主要来源于双亲的一般配合力。(2)杂交组合中双亲特殊配合力效应分值向量的方向大致呈垂直状态,则测配杂交组合中双亲间的互作效应很小,其杂种优势也主要来源于双亲的一般配合力。(3)杂交组合中双亲特殊配合力效应分值向量的长度较长但方向大致相反,则杂交组合存在很大的负向特殊配合力效应。(4)杂交组合中双亲特殊配合力效应分值向量的长度均比较大且方向大致相同,则相应杂交组合的正向特殊配合力效应很高。因此,若要获得较大的双亲正向互作效应,则合理选配亲本至关重要;只有当两亲本特殊配合力效应分值向量的长度均比较大且向量方向较一致时才可以达到较大的正向互作效应。     

利用双标图分析作物区试数据

品种区试中品种的基因型和环境存在着交互作用（G×E）,使区试数据的分析比较棘手．主效可加和互作可乘模型（简称AMMI模型）是分析区试数据的一新类模型,与常规的方差分析模型和线性回归模型相比,这一方法应用范围广而且更有效．而双标图（biplot）不仅是解释AMMI分析结果的直观有效的工具,而且可以帮助我们选择分析数据的合适模型．本文以95年南方水稻区试单季晚粳组数据为例,对AMMI模型及双标图作一扼要介绍,给出双标图的一些新的性质和用途,和一种可用于产量预测的双标图.     

半干旱区旱地春小麦全膜覆土穴播对土壤水热效应及产量的影响

以春小麦"陇春27"为试材,研究半干旱区旱地全膜覆土穴播对土壤水热效应及小麦产量的影响。结果表明:与裸地平作(CK)相比,全膜覆土穴播(PM)和全沙覆盖平作(SM)增温效果呈"挂钩型",增温效果在小麦拔节期前最为明显,PM 0-25 cm土壤平均温度较CK提高1.8 ℃,全沙覆盖平作提高1.4 ℃,拔节后PM和SM的增温效果逐渐减弱直至消失,而在成熟期又呈现较弱的增温效果。PM和SM能提高小麦出苗后耗水速度并加大耗水量,其中,小麦拔节到扬花期耗水量增加最多,分别较CK平均增加54.93%和31.54%,且此阶段越是干旱,促进耗水作用越明显,PM促进作用大于SM。PM和SM能显著提高小麦阶段性水分利用效率(WUE_b),其中PM以苗期提高最多,2a平均较CK提高365.17%,SM拔节期提高最多,2年平均较CK提高119.00%。PM和SM在增温、促进耗水作用下使小麦各生育期提前并增加单株干重,产量较CK分别平均增加432.28%和375.82%, 水分利用效率(WUE)分别平均增加351.51%和338.29%,而且越干旱年份增产效应愈加明显。可见,PM和SM在越为干旱的年份促进耗水、增产和提高WUE的作用越显著,PM效果强于SM。     

数量性状的核质互作遗传效应分析:二倍体植株遗传模型

提出了能分析二倍体植株数量性状核质互作效应的遗传模型,该模型把控制数量性状总的遗传效应分为核效应、质效应和核质互作效应,以及它们分别与环境作用的效应。其中,核质互作效应可进一步分解为加性核质互作与显性核质互作。基于平衡与非平衡两种双列杂交试验设计,蒙特卡罗模拟结果表明:采用混合线性模型方法进行统计分析,可以有效地估计各项遗传效应值及其方差分量。此外,运用该模型对棉花的4个数量性状(单株铃数、衣分、2.5%跨长和麦克隆值)进行了遗传分析。     

云南粳稻碾磨品质性状稳定性分析

利用AMMI模型对2年5点12个粳稻品种的糙米率、精米率和整精米率进行了稳定性分析,并以碾磨品质性状的表型值及其相应的稳定性参数(Di)为指标,对供试品种进行聚类分析和评价.结果表明,糙米率、精米率和整精米率在不同品种和环境间的差异以及品种×环境互作效应均达极显著水平;碾磨品质性状的稳定性随品种和环境不同而变化较大,其稳定性顺序为糙米率>精米率>整精米率.综合考虑糙米率、精米率和整精米率及其稳定性,云粳优14号、滇元1号、云粳18号和滇元2号的碾磨品质和稳定性好,可作育种亲本,以改良水稻品种的碾磨品质及其稳定性.     

对应用几种统计模型评价甘蔗品种稳定性的初步比较

利用广东省2009年甘蔗品种区域试验产量数据,对线性回归模型、AMMI模型和LR-PCA模型在评价甘蔗品种稳定性方面的应用进行了初步比较,结果发现,回归法计算简便、直观,AMMI模型和LR-PCA模型的分析结果则更全面、深入,而这两种模型之间仍存在着一定差异.实际操作中,在根据不同的数据资料选择相适宜的分析方法的同时,也可以采用不同的方法进行分析,通过比较选择较为合理的结果.     

水稻碾磨品质稳定性及基因型×环境互作与气候因子的关系

基于AMMI模型,研究了辽宁省25个水稻品种碾磨品质的稳定性,并对基因型×环境(G×E)互作与气候因子的关系进行了探讨.结果表明:糙米率和整精米率在不同试点间、品种间及G×E互作间差异极显著;糙米率稳定性高的品种有V12(花粳49)、V3(辽粳294)和V4(0163)等,整精米率稳定性高的品种有V3、V1(仙S38)和V18(LDC248)等.糙米率的气候生态适应性表明:品种V15(沈农9810)、V19(雨田301)和V7(桥201-2)分别对低温和高温的环境有特殊的适应性;整精米率的气候生态适应性表明品种V22(营9207)对较高温度的环境有特殊适应性,品种V11(0157)对相对低温和少雨的环境具有特殊适应性,而品种V15(Shenong9810)和V16(龙盘5号)分别适应相对少雨和多雨的环境.     

烤烟主要农艺性状的遗传与相关分析

利用包括基因型与环境互作的加性-显性遗传模型,对14个烤烟品种(系)及其配制的41个杂交组合在4个环境下的7个农艺性状表现进行遗传分析。结果表明,株高、节距、腰叶宽主要受加性效应控制,叶数、腰叶长受显性×环境互作效应影响最大,茎围以加性×环境互作效应、显性×环境互作效应为主,产量以加性效应、显性×环境互作效应为主。适应当地生态条件的品种（系）具有较高的正向加性效应。许多组合的显性主效应及在各试验点的显性×环境互作效应在方向上不尽一致,杂交组合的选配宜针对特定的生态环境进行。性状相关分析表明,大多数成对性状的各项相关系数为正值,且多以加性遗传相关为主,可利用株高对产量进行间接选择。
     

西北旱地春小麦不同覆盖措施的温度和产量效应

在西北半干旱雨养条件下,以春小麦为材料,研究了夏季覆膜(T1)、秋季覆膜(T2)、春季覆膜(T3)、小麦碎秆覆盖(T4)、小麦整秆覆盖(T5)、夏季覆膜+麦秆还田(T6)和无覆盖对照(CK)7个处理间0—20 cm土壤温度、产量和重要农艺指标的差异。结果表明:处理间在不同生育时期、不同土层的土壤温度存在显著差异。生育时期间比较,处理间土壤温度差异以播种期—分蘖期最大、蜡熟期—成熟期次之、拔节期—灌浆中期较小;土层间比较,处理间土壤5 cm处的温度差异依次大于10 cm、15 cm、20 cm处。T6在各时期、各土层均表现出突出的增温效应,全生育期土壤平均温度较CK高0.57℃,以成熟期、播种期及分蘖期增温效果较大;其它覆盖处理存在增温和降温的双重效应,增温效应覆膜秸秆覆盖,而降温效应则秸秆覆盖覆膜,各处理的32个土壤温度测试点中,增温点次以T4最少(仅有9个),降温点次为23个,且T4降温幅度最大,全生育期0—20 cm土壤平均温度较CK低0.63℃,降温效果在播种期和分蘖期尤为突出。覆盖处理全生育期土壤平均温度表现为覆膜CK秸秆覆盖。温差最高值出现在分蘖期土壤5 cm处的T6与T4间,T6高出T44.23℃。T6可以平抑生育期间土壤温度的变化,其它5个覆盖处理则加剧土壤温度的波动,以T4处理的土壤温度波动最明显(CV为32.4%)。处理间产量、单位面积穗数、穗粒数间差异显著,而千粒重差异不显著。无论覆膜还是秸秆覆盖,都较CK穗粒数显著增加(17.4%—36.3%)。除T5较CK显著减产14.1%外,其它覆盖处理均较CK显著增产21.7%—37.3%,其中以全膜覆土穴播基础上的秋季覆膜(T2)增产最显著,适宜在西北旱地春小麦产区推广应用。土壤温度主要影响营养生长,拔节—开花期0—20 cm的土壤温度与株高高度正相关(0.77*—0.92**),但覆盖引起土壤温度的变化最终对西北旱地春小麦产量没有关键影响。     

半干旱区春小麦生长系统的人工神经网络模型与产量预测

以半干旱区春小麦生长系统为研究对象。探讨了作物生长系统中水分、土壤养分等生态因子的时空变化特征及春小麦产量形成机制,应用人工神经网络方法建立了半干旱区春小麦生长系统的产量随环境因子变化的神经网络模型,并与传统的CTM模型进行了比较。模拟结果表明,人工神经网络模型可适用于半干旱区春小麦生长系统产量随环境因子变化规律描述,且优于传统模型,从而为春小麦产量预测提供了新的途径,也为作物生态系统的人工调控提供了新的模式与定量依据。     

Additive main effects and multiplicative interaction (AMMI) analysis of genotype-location interaction in variety trials repeated over years

Genotype-location (GL) interaction effects are of special interest for breeding programmes to identify adaptation targets, adaptive traits and test sites. These effects, generally having relatively low repeatability between years, should be studied on a multiyear basis in annual crops. Their assessment by additive main effects and multiplicative interaction (AMMI) analysis is currently defined for this situation. Two procedures based on cross validations are proposed for testing the GL-interaction principal component axes, exploiting the utilities of the computer programme MATMODEL. The use of Gollob’s F test, F _GH2 test, F _R test and the heuristic criterion based on the signal-to-noise ratio is also envisaged. The consistency of results provided by the testing procedures was verified on four data sets of different cereal crops. Gollob’s test tended to be the most liberal, while the F _GH2 test appeared somewhat more liberal than the F _R test. The signal-to-noise ratio gave results consistent with the F _R test considered at a P?0.01 level of significance. These criteria disagreed in two data sets with the conclusions provided by the two cross-validation procedures which, in turn, also disagreed in one data set. Preference could be given to different testing procedures depending on the number of test years, locations and genotypes.     

春小麦对刈割伤害的补偿作用研究

通过１９９５年大田试验研究了黄土高原半干旱区春小麦受刈割伤害（模拟动物采食）后的补偿作用。结果表明,在大田实验条件下,刈割处理一般会使小麦生长受阻且减产,即不足补偿。在刈割一半叶片的处理中,拔节期的减产效应重于苗期的减产效应;在苗期处理中,重度伤害（刈割全部叶片的减产效应大于轻度刈割（刈割一半叶片）的减产效应,而拔节期刈割前三位叶片的处理不仅未造成减产,还出现产量的超越补偿,是由于此时小麦早期生长     

陇中黄土高原春小麦光谱反射特征

通过田间小区试验,测定了3个春小麦品种(高原602、陇春8139和定西24)在不同生育期和不同种植密度的光谱反射率及对应叶面积指数(LAI)和地上生物量,分析了其光谱反射的一般特征和红边参数特征以及光谱变量与LAI和地上生物量的相关性.结果表明:在整个波段内,春小麦冠层光谱表现为高原602＞陇春8139＞定西24,其叶片光谱表现为定西24＞陇春8139＞高原602;春小麦冠层光谱在可见光波段和中红外波段成熟期明显大于孕穗期,而叶片光谱在近红外波段孕穗期明显大于成熟期;随着种植密度的提高,在近红外波段冠层和叶片的光谱反射率逐渐增加;冠层光谱的红边均具有"双峰"现象,从孕穗期到成熟期,冠层红边位置呈现"蓝移"现象;LAI和地上生物量与冠层光谱变量之间存在较好的相关性.     

播期对春小麦生长发育及产量的影响

为了给陇中半干旱区春小麦高产栽培提供依据,2010年在甘肃定西进行了春小麦分期播种试验,并对不同播期条件下春小麦生长发育及产量形成进行了分析。结果表明:随着播期的推迟,春小麦播种-抽穗期日数减少、全生育期明显缩短;5月下旬之前,越早播种的春小麦LAI越大,5月下旬之后,播种愈晚春小麦LAI越大。早播春小麦LAI峰值靠前,晚播峰值滞后;6月下旬之前,播期早的春小麦叶绿素含量高于播期晚的,6月下旬之后播期愈早叶绿素含量下降愈快;不同播期春小麦群体生长率和净同化率在孕穗-抽穗期后差异显著,表现为3月18日播期最大,4月7日播期最小。各播期干物质累积在拔节期后表现为快速递增趋势。在拔节期前,早播处理的干物质积累速率较慢。随着播期的推迟,单株干物质最大积累速率出现时间提前,籽粒最大灌浆速率出现时间推迟,千粒重表现为先升后降;灌浆3个阶段各参数受播期影响比较显著;早播春小麦产量最高。     

增温对宁夏引黄灌区春小麦生产的影响

近40a来,宁夏引黄灌区年平均增温幅度高于全国平均值,对春小麦生产已经产生了重大影响。基于哥本哈根联合国气候变化大会控制未来50 a全球升温幅度的范围值,设计增温幅度为0.5-2.5 ℃,采用红外线辐射器大田增温模拟实验,研究增温对宁夏引黄灌区春小麦生长发育和产量的影响。结果表明:增温0.5-2.5 ℃,宁夏引黄灌区春小麦全生育期(播种-收获)缩短1-22 d,减产0.5%-18.5%;增温2.0-2.5 ℃,春小麦全生育期缩短18-22 d,减产16.5%-18.5%。增温引起春小麦三叶期和孕穗期光合速率下降,穗粒数减少,千粒重下降,最终导致减产。