近5年陕西省春播玉米区试品种主成分变化趋势

近5年陕西省春播玉米区试品种主成分变化趋势
作者：张增川，李勤，尹素芬，肖磊，王胜宝，葛红心，龙德祥，张秀英，徐海军，吴可夫
来源：《农学学报》 2016年第7期
张增川1，李勤1，尹素芬1，肖磊2，王胜宝1，葛红心1，
龙德祥1，张秀英1，徐海军1，吴可夫3
（1汉中市农业科学研究所，陕西汉中723000；2邯郸市农业科学院，河北邯郸056001；
3汉中市种子管理站，陕西汉中723000）
摘要：探求2010—2014 年间陕西省春播玉米区试参试品种的主成分变化趋势，为陕西省
玉米审定制度改革、玉米区域试验开展和品种审定提供理论依据。

选取2010—2014 年间参加
陕西省春播玉米区试的每组产量排名前三的品种，依年份为单位选取主成分并计算其平均值，
横向比较5 年间参试玉米品种的主成分变化趋势。

①参试品种生育期呈现递减趋势，累计减少6.17 天，年均减少1.23 天。

②株高和穗位高呈现递减趋势，株高累计降低0.42 m，年均降低0.106 m；穗位累计降低0.3 m，年均降低0.0758 m。

③穗长曲折降低，有维持到18 cm 左右
的趋势；百粒重总体呈曲折减小趋势，累计减少3.23 g，年均减少0.81 g；穗行数基本在16
行左右，行粒数基本在37 粒左右。

④株型以紧凑型为主，粒型以马齿型为主，粒色全是黄色。

从主成分变化分析可知，5 年间陕西省春播玉米区试的参试品种逐渐向高产、抗倒、耐密和适
宜机械化方向发展。

关键词：陕西省；玉米；区域试验；主成分
中图分类号：S513 文献标志码：A 论文编号：cjas16010022
基金项目：陕西省科技统筹创新工程计划项目“汉中盆地稻麦油两熟区秸秆还田技术集成
与示范”(2015KTCL02-21)。

第一作者简介：张增川，男，1979 年出生，山东鄄城人，农艺师，硕士，研究方向为玉米育种及雄性不育。

通信地址：723000 陕西省汉中市汉台区东塔北路356 号汉中市农业科学研
究所，E-mail：zhang20020089@。

收稿日期：2016-01-28，修回日期：2016-04-08。

0 引言
随着社会环境和自然环境的变化，生产上对商业用玉米品种不断提出新的要求，为了适应
新的变化，通过研究近5 年陕西省春播玉米区试参试品种的主成份变化趋势，为陕西省乃至全
国玉米审定制度改革、玉米区域试验开展和品种参试提供一些理论依据。

目前劳动力日益紧缺，种地的成本越来越高，效益却越来越低，玉米种业竞争日益激烈，作为玉米品种进入市场的门
槛“审定制度”，受到越来越大的挑战[1]。

2014 年5 月26 日国家农作物品种审定委员会发
布《国家级水稻玉米品种审定绿色通道试验指南（试行）》，施行30 多年的农作物品种审定
制度打开了一个缺口。

按照国家2013 年颁布的《主要农作物品种审定办法》要求，从2015 年开始陕西省农作物新品种审定方案将做重大调整。

原来覆盖全省的“陕西省春播玉米新品种试验”不再开设，取而代之的是针对陕北、关中、陕南不同生态区的6 组新品种区域试验。

玉米
区域试验有多种分析方法，主要包括：AMMI模型分析法[2-5] 、主成分分析法[6-8]、方差分
析法和高稳系数法[9]。

随着生产上对玉米品种不断提出新的要求，陕西省玉米审定制度2015
年发生了重大变化，在新旧方案更迭之际，对施行多年的陕西省春播玉米区试参试品种进行总结，探寻年际间品种变化趋势，具有重要的理论价值和现实意义。

研究根据最近5 年(2010—2014)参加陕西省春播玉米区试试验结果，选取每组产量排名前三的品种主成分，依年代为单位，取主成分的平均值横向比较，总结参试品种的主成分变化趋势，讨论育种思路变化，以期为陕
西玉米品种审定制度改革、区域试验开展和品种参试提供理论指导。

1 材料与方法
1.1 材料
根据2010—2014 年间陕西省春播玉米新品种试验区试试验报告（汉中市农科所试点），
根据产量标准，选取区试每组产量前三位的品种（可能比对照增产，对照未知），2010 年区域试验4 组，选取每组前三计12 个品种；2011 年区域试验8 组，选取每组前三计24 个品种；2012 年区域试验5 组，选取每组前三计15 个品种；2013 年区域试验8 组，选取每组前三计24 个品种；2014年区域试验4组，选取每组前三计12个品种。

1.2 方法
选取品种的主成分指标：产量、生育期、株高、穗位高、穗长、穗行数、行粒数、单穗粒重、百粒重、株型、粒型和粒色，计算选取品种的指标平均值，株型、粒型和粒色计算百分比，结果如表1 和表2。

以年分为横坐标，主成分为纵坐标，做折线图，分析主成分的变化趋势。

2 结果与分析
2.1 生育期随年份变化趋势
5 年间陕西省春播玉米区试新品种的平均生育期变化如图1 所示，2010—2014 年间随着
时间推进，生育期呈现曲折递减趋势，有2010 年平均生育期111.83 天减至2014 年的105.67 天，累计减少6.17 天，平均每年减少1.23 天。

说明近5 年陕西省春播玉米区试的参试品种
生育期逐渐减少，这同全国玉米育种的方向“生育期短，耐密植、适宜机械化”是一致的[10-11]。

2.2 株高和穗位高随年份变化趋势
从图2 和3 中可知2010—2013 年份间，株高和穗位高呈现递减趋势，其中株高2010 年最高2.99 m，2013 年最低2.57 m，4 年间株高总降低0.42 m，年均降低0.106 m；穗位高2010 年最高1.19 m，2013 年最低0.89 m，4年间穗位高总降低0.3 m，年均降低0.0758 m。

说明在这期间育种家育种思路在向降株高、降穗位的方向转变，并且取得了显著的成效。

这里没有分析2014 年的数据，因为2014 年试验地块发生调整，前茬种的是蔬菜，土地肥沃，导致株高和穗位都发生了逆向增长。

同时说明株高和穗位这一指标的稳定性差，只能在同等条件下比较，易受外界环境变化的影响，特别是随土壤地力条件发生变化较大[12-15]。

2.3 穗长、单穗粒重和百粒重随年份的变化
如图4所示2010—2014年间随着时间推进穗长曲折降低，其中2010年最高20.11 cm，2014年最低18.61 cm，但是有维持到18 cm 的趋势，说明在陕西省春播情况下，5 年间育种
家的育种思路在有长穗品种向中长穗品种过渡。

图5 可知，2010—2013 年份间单穗粒重曲折
减小，4 年间共计减小23.11 g，年均减小5.78 g。

图6可知2010—2014 年份间百粒重总体
呈曲折减小趋势，有2010年的35.10 g减小至2013年的31.88 g，4年间共计减少3.23 g，
年均减少0.81 g。

其中2014年单穗粒重比2013 年增加了12.89 g，百粒重增加了1 g，分析原因可能是2014 年地块调整，前茬种的是蔬菜，土地肥沃，引起土壤肥力变化，导致单穗粒
重和百粒重两项指标逆向增加。

2.4 穗行数、行粒数、株型、粒型和粒色随年份变化趋势
由表1 可知，5 年间穗行数基本维持在16 行左右，行粒数基本在37 粒上下波动。

由表2 和图7 可知，紧凑型品种在5 年参试品种中占主要地位。

紧凑型品种占比从2010 年的占比75%到2014 年占比100%，已经全是紧凑型品种。

粒型马齿型为主，粒色5 年间产量排名每组前3位的全是黄色。

3 讨论与结论
研究发现品种产量、株高、穗位高、单穗粒重和百粒重等成分指标受环境条件特别是地力
条件影响较大，相反生育期、穗行数、行粒数、株型和粒型等成分指标不因品种栽植环境的改
变而改变，这同前人的研究有相似之处[14-15]。

至今未见有对陕西省级玉米区试进行多年数据纵向比较研究的公开报道，研究在此属于创新。

在2015 年陕西省农作物新品种审定方案进行
重大调整之际，分析近5 年陕西省春播玉米区试参试品种的主成份变化规律，对陕西省乃至全
国玉米审定制度改革、玉米区域试验开展和品种参试具有重要的理论意义。

2014 年试验地块发生变化，地块前茬是蔬菜，土地肥沃，地力条件较好，导致该年份产量、株高、穗位高、单穗粒重和百粒重等相关指标较2013 年份异常变大，使这些指标发生不规律
变化。

同时说明产量、株高、穗位高、单穗粒重和百粒重等相关指标易受环境条件改变，这些
指标的遗传力较低。

然而现在的所有玉米区域试验制度对品种的考量恰恰是依照产量、单穗粒
重和百粒重这些指标。

这就要求在自然条件一致的情况下，尽量降低人为因素对环境的干扰，
保证试验条件的公平性。

在目前唯产量为主要参考依据的区试制度下，进行多年多点的必要性，产量这个区试主指标如此容易改变，要求审定制度足够健全才不会导致漏洞百出，不会出现暗
箱操作[16-17]。

研究玉米品种主成分变化趋势，要求除品种外所有处理要一致，玉米品种主成分的跨年度
研究，应该在同一地块上进行，尽量使外部条件一致，同时人为处理对所有品种要一致，否则
会导致结果不准确。

研究总结了2010—2014 年间陕西省春播玉米区试参试品种主成分变化规律，但是该规律是基于一个试验点得出的，如果把所有参试点的数据汇总研究会更有代表性，
也更有意义。

5 年间参试品种的主成分指标规律性变化证明了陕西省区试参试品种的育种材料
已经发生了根本性变化，品种更有利于机械化收获，这反映了育种家对材料的改进取得了可喜
成就，以后研究区试品种变化应该增加“脱水性”相关指标，可能是未来几年的重要研究方向。

2010—2014 年间陕西省春播区试参试品种规律如下：①生育期越来越短，5 年间累计减少6.17 天，平均每年减少1.23 天；②株高和穗位高越来越低，4 年间株高总降低0.42 m，年均降低0.106 m；4 年间穗位高总降低0.3 m，年均降低0.0758 m；③穗长5 年间曲折降低，有
维持到18 cm左右的趋势，百粒重总体呈曲折减小趋势，4 年间共计减少3.23 g，年均减少
0.81 g。

穗行数基本维持在16 行左右，行粒数基本在37 粒左右波动。

④株型由紧凑型占主要地位过渡到全部是紧凑型。

粒型以马齿型为主，粒色全为黄色。

⑤不因地力条件改变而变化的
的指标有：生育期、穗行数、行粒数、株型和粒型，易受地力等环境条件变化的指标有：产量、株高、穗位、单穗粒重和百粒重。

5 年间所有主成分的变化说明：陕西省春播区试参试品种正
向中穗、耐密植，适宜机械化收获方向过渡。

参考文献
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