作物育種實(shí)驗(yàn)技術(shù)

作物育種實(shí)驗(yàn)技術(shù)第1頁/共77頁2一、田間試驗(yàn)設(shè)計的要求與原則作物育種田間試驗(yàn)設(shè)計的主要作用：減少實(shí)驗(yàn)誤差，提高實(shí)驗(yàn)精確度，使育種材料在選擇和鑒定過程中表現(xiàn)出真實(shí)準(zhǔn)確的基因差異。實(shí)驗(yàn)誤差的主要來源——試驗(yàn)田的土壤差異。因此對實(shí)驗(yàn)田的基本要求是前茬一致、地力均勻。

※使試驗(yàn)誤差降低到最小程度的3項(xiàng)田間設(shè)計的基本原則：1）重復(fù)的設(shè)置；2)小區(qū)隨機(jī)排列；3）局部控制。在育種試驗(yàn)的不同階段，由于種子質(zhì)量等因素的限制，不可能都采用設(shè)計重復(fù)的試驗(yàn)技術(shù)，因此，試驗(yàn)小區(qū)的設(shè)計對育種試驗(yàn)來說就顯得尤為重要。第2頁/共77頁3二、實(shí)驗(yàn)小區(qū)設(shè)計技術(shù)試驗(yàn)圃：依據(jù)育種試驗(yàn)的要求，育種實(shí)驗(yàn)田通常劃分為若干個地段，每一地段種植一個育種階段的材料，這樣的地段通常稱為試驗(yàn)圃。

小區(qū)：試驗(yàn)圃內(nèi)種植同一試驗(yàn)階段的不同試材，這種種植不同試材的地段稱為小區(qū)。（一）小區(qū)的面積

小區(qū)面積的大小視土壤肥力差異、作物種類和育種的不同階段而定。土壤差異大，小區(qū)面積要相應(yīng)大些；土壤差異小，小區(qū)可適當(dāng)小些。育種的早期階段小區(qū)的面積可小些，后期階段可適當(dāng)大些。從作物的種類看，種植密度較大的小株作物，如稻、麥等，實(shí)驗(yàn)小區(qū)面積可小些，一般可變動在5-15㎡；種植密度較大的大株作物，如棉花、玉米、甘蔗等，實(shí)驗(yàn)小區(qū)面積應(yīng)大些，一般可變動在15-25㎡的范圍內(nèi)。第3頁/共77頁4（二）小區(qū)的形狀小區(qū)的形狀：指小區(qū)的長寬之比。一般來說，長方形小區(qū)，尤其是狹長形小區(qū)，常常比方形小區(qū)試驗(yàn)誤差小。由于，只要小區(qū)排列方向和試驗(yàn)地的肥力方向相平行，則各小區(qū)所受土壤肥力的影響一致，從而減輕了小區(qū)間的試驗(yàn)誤差。但狹長小區(qū)易于增加邊際效應(yīng)。第4頁/共77頁5第5頁/共77頁6（三）邊際效應(yīng)和生長競爭邊際效應(yīng)：指小區(qū)兩邊和兩端的植株，由于占有較大的空間而表現(xiàn)出的差異。在試驗(yàn)田的邊行小區(qū)，由于與矮稈作物或走道相鄰，其邊行的實(shí)際產(chǎn)量要比小區(qū)中間行高得多。其他性狀，如抗倒伏性也有很大差異。小區(qū)兩端（縱向）的植株，由于與走道和間隔道相鄰，因此，兩端植株的產(chǎn)量也要比小區(qū)中間的高出很多，其他性狀表現(xiàn)也有較大差異。生長競爭：指相鄰小區(qū)之間，由于株高和株型等差異，使其各自的性狀表現(xiàn)互相受到影響。這種影響因不同性狀和形狀的差異程度而異，如分蘗較多或植株較高的試材，小區(qū)邊行會獲得優(yōu)于中間行的產(chǎn)量，同時還會抑制相鄰小區(qū)邊行產(chǎn)量；生育期較短的小區(qū)試材能為鄰近生育期長的小區(qū)試材提供有利條件等等。第6頁/共77頁7※對邊際效應(yīng)和生長競爭的影響的處理辦法在小區(qū)的面積上，除去可能受影響的邊行和兩端，以減少試驗(yàn)誤差。至于去掉幾個邊行則要看邊際效應(yīng)和生長競爭的大小以及作物種類。一般，小區(qū)的每一邊可除去1-3行，兩端可除去0.3-1m，留下的面積為計產(chǎn)面積。觀察記載和產(chǎn)量測定均應(yīng)在計產(chǎn)面積上進(jìn)行第7頁/共77頁8第8頁/共77頁9第9頁/共77頁10三.不同育種階段的試驗(yàn)技術(shù)（一）選種圃（二）鑒定圃

（三)品系比較試驗(yàn)第10頁/共77頁11（一）選種圃種植雜交組合各世代群體材料的地段稱選種圃，有時也將種植F1、F2的地段稱為雜種圃。選種圃用來種植選育中當(dāng)選的單株后代，雜交育種中的F1、F2以及F2以后的分離世代。由于這階段的主要工作是從分離的群體中選擇優(yōu)良單株，種子量較少，因而一般不設(shè)置重復(fù)，小區(qū)種植的行長和行距視不同作物而定。一般每隔9行，即逢10的行號種植對照以便于比較和選擇。

在作物生育期間，目測鑒定主要性狀，如生育期、株高、抗病蟲害性能、抗倒性以及其他對不良環(huán)境條件的反應(yīng)等，一般不計產(chǎn)量。依據(jù)目測結(jié)果，從優(yōu)良的株系中選擇優(yōu)良單株，繼續(xù)進(jìn)行株行試驗(yàn)，而將性狀相對穩(wěn)定一致的優(yōu)良株系，翌年升入鑒定試驗(yàn)。第11頁/共77頁12第12頁/共77頁第13頁/共77頁第14頁/共77頁15（二）鑒定圃鑒定圃種植由選種圃中入選的株系。根據(jù)選種圃入選株系數(shù)目的多少、設(shè)計鑒定試驗(yàn)。如果株系數(shù)目較多，可設(shè)置初級鑒定試驗(yàn)，然后再選擇數(shù)目較少的株系進(jìn)入鑒定試驗(yàn)；如果株系數(shù)目較少，則可直接進(jìn)行鑒定試驗(yàn)。1.初級鑒定試驗(yàn)進(jìn)入初級鑒定試驗(yàn)的株系數(shù)目一般較多，而每一株系的種子量又較少，所以一般不設(shè)重復(fù)，采用間比法，即每隔幾個小區(qū)設(shè)一個對照小區(qū)。小區(qū)行數(shù)以及種植方法如行長、行距等視作物而定。作物生育期間，除了對適于目測的性狀進(jìn)行目測鑒定外，要對產(chǎn)量性狀進(jìn)行比較。根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果，選出較好的株系升入高一級的鑒定試驗(yàn)。初級鑒定試驗(yàn)分析產(chǎn)量結(jié)果時，應(yīng)以每一株系小區(qū)的實(shí)際產(chǎn)量與相鄰最近的兩個對照小區(qū)的平均產(chǎn)量進(jìn)行比較，以百分率來表示株系的產(chǎn)量潛力。應(yīng)用幾個對照的平均產(chǎn)量為標(biāo)準(zhǔn)的目的，是為了減少偶爾有點(diǎn)產(chǎn)量過低的對照的影響。不設(shè)重復(fù)的試驗(yàn)法的優(yōu)點(diǎn)是工作簡便，可以同時容納較多的育種材料進(jìn)行鑒定，適用于進(jìn)行初級鑒定的早期。第15頁/共77頁16第16頁/共77頁第17頁/共77頁182.鑒定試驗(yàn)

鑒定試驗(yàn)是對初級鑒定試驗(yàn)或選種圃中入選的穩(wěn)定株系進(jìn)行進(jìn)一步的田間鑒定。在鑒定試驗(yàn)中，要設(shè)置重復(fù)，采用順序排列的間比法試驗(yàn)設(shè)計，每一重復(fù)中仍設(shè)置對照小區(qū)。

其排列方法是，在一排地段上，排列的第一個小區(qū)和最末尾的小區(qū)一定是對照（CK）小區(qū)，每兩個CK小區(qū)中間排列相同數(shù)目的處理小區(qū)，一般習(xí)慣上為4或9個，重復(fù)2~3次。各重復(fù)可排成一排，也可多排。如果在一排地段上不能安排一個完整重復(fù)的所有小區(qū)，則可在下一排地段延續(xù)下去，但在開始時仍要種一對照，稱為額外對照（ExCK），如圖18-1.每一試驗(yàn)材料在一重復(fù)中排列的順序相同，便于觀察、記載和產(chǎn)量測定。第18頁/共77頁19（三）品系比較試驗(yàn)品系比較試驗(yàn)是在育種單位的育種程序中進(jìn)行的最后一項(xiàng)田間試驗(yàn)，這是在選擇育種程序中的習(xí)慣叫法，也稱為品種比較試驗(yàn)。1.品系比較試驗(yàn)的田間設(shè)計品系比較試驗(yàn)一般適宜采用隨機(jī)區(qū)組設(shè)計，重復(fù)3~4次。采用完全隨機(jī)區(qū)組設(shè)計時，參試品系數(shù)目一般以10個左右為宜，最多不超過20個。隨機(jī)區(qū)組設(shè)計有較好的局部控制作用。由于每一套品系都處在均勻一致的試驗(yàn)條件下，相互比較時可以獲得較為可靠的結(jié)果，而各個區(qū)組間的地力差異也可以通過方差分析中平方和的分解加以清除。各品系在區(qū)組中隨機(jī)排列，可獲得無偏的誤差估計。第19頁/共77頁20為了減少試驗(yàn)誤差，在安排隨機(jī)區(qū)組設(shè)計的區(qū)組和小區(qū)時，小區(qū)的長邊應(yīng)與土壤肥力方向平行，區(qū)組的劃分應(yīng)與土壤肥力方向垂直。如圖18-2右邊額設(shè)計時正確的，左邊的是錯誤的。

Ⅰ

肥力↑

Ⅱ梯度

ⅢⅠⅡⅢ圖18-2田間小區(qū)的形狀（Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ表示區(qū)組或重復(fù)）第20頁/共77頁21第21頁/共77頁22（三）品系比較試驗(yàn)區(qū)組內(nèi)小區(qū)的形狀以長方形為好，這樣可以使各個小區(qū)盡可能鄰近，其占有的土壤類型比較相近，不至于使小區(qū)間肥力產(chǎn)生差異懸殊的弊病。在試驗(yàn)中，許多品系種在一起，即使是自花授粉作物，也很難避免品系間天然異交的可能性，至于常異花授粉作物和異花授粉作物，則發(fā)生生物學(xué)混雜的可能性更大。所以不應(yīng)將第一年試驗(yàn)所收的種子，再作第二年試驗(yàn)之用，而應(yīng)采用另外繁殖的純種。尤其是對照品種必須具有原有品種的典型特征，而不能使用已發(fā)生混雜退化的種子，否則，會降低品系間鑒定評選的標(biāo)準(zhǔn)。第22頁/共77頁第23頁/共77頁24品系比較試驗(yàn)的結(jié)果分析完全隨機(jī)區(qū)組實(shí)驗(yàn)的結(jié)果分析，應(yīng)用兩向分組單個觀察值資料的方差分析法。例：有一棉花品系比較試驗(yàn)，參試品系共有7個，采用完全隨機(jī)區(qū)組設(shè)計，4次重復(fù)，小區(qū)實(shí)收面積50㎡，其產(chǎn)量結(jié)果見表1，產(chǎn)量的方差分析結(jié)果見表2.第24頁/共77頁25表18-1順序排列記載示意表性狀及重復(fù)小區(qū)號試驗(yàn)材料出苗拔節(jié)……ⅠⅡⅢⅠⅡⅢ1234.....................在鑒定圃中入選的優(yōu)良株系稱為品系，然后升入品系比較試驗(yàn)。第25頁/共77頁26表1：棉花品系比較試驗(yàn)的產(chǎn)量結(jié)果（㎏）品系ⅠⅡⅢⅣTtxi

A7.318.678.378.4132.498.12B7.456.958.477.3230.287.58C7.307.307.307.0428.947.24D8.488.378.408.2933.548.39E7.969.027.808.6333.418.35F7.388.137.557.6830.747.69G6.657.597.026.8529.017.25T52.6256.0355.8153.95T=218.41第26頁/共77頁27表2:棉花品系比較試驗(yàn)產(chǎn)量的方差分析結(jié)果變異來源DFSSMSFF0.05F0.01區(qū)間組31.120.371.853.165.09品系間65.750.964.80**2.064.0誤差183.600.20總變異2710.47第27頁/共77頁28表2的結(jié)果分析結(jié)果表明，區(qū)間組F測驗(yàn)不顯著，說明區(qū)組排列順序方向的地理差異較小。品系間F測驗(yàn)極顯著，說明供試品系的產(chǎn)量有極顯著差異。但品系間存在的顯著差異，要進(jìn)一步進(jìn)行多重比較試驗(yàn)。品系比較試驗(yàn)的多重比較有多種方法，常用的有:最小顯著差異法（LSD)和新復(fù)極差法(SSR)這里以SSR法為例，說明品系平均數(shù)間相互比較的方法。解：①SE=（mse/n)?=(0.20/4)?=0.224(MSe是誤差項(xiàng)均方值，n為重復(fù)數(shù))

②查SSR,查得MSe具有的自由度下,P=2,3，…K的SSRα值（P為兩極差間所包含的平均數(shù)個數(shù)，α為顯著水平），進(jìn)而計算各個P值下的最小LSRα值。③LSRα=SE×SSRα,將各平均數(shù)按大小順序排列，用各個P值下的LSRα值來檢測各平均數(shù)兩極差的顯著性。④凡均數(shù)兩極差＜LSRα,為差異不顯著，凡兩極差≥LSRα者為差異顯著。多重比較結(jié)果一般用字母標(biāo)記法（請老師講解）第28頁/共77頁29根據(jù)品系比較試驗(yàn)結(jié)果，再根據(jù)田間觀察資料，最簡單的評估方法是計算變異系數(shù)(CV)作為相對實(shí)驗(yàn)誤差的評價指標(biāo)。CV=(Se/x)*100%式中Se是誤差均方的根值，X為全試驗(yàn)田的平均數(shù)如上述棉花品系比較試驗(yàn)的相對實(shí)驗(yàn)誤差為：CV=（0.2）?/(218.41/28)*100%=5.7%試驗(yàn)質(zhì)量高時，相對誤差為5%左右，較差的在12%以上。目前我國規(guī)定作物品種區(qū)域試驗(yàn)相對實(shí)驗(yàn)誤差超過15%的試點(diǎn)的資料予以剔除，不參加聯(lián)合分析。第29頁/共77頁30（四）生產(chǎn)試驗(yàn)、多點(diǎn)實(shí)驗(yàn)與品系繁殖試驗(yàn)品系比較試驗(yàn)是育種單位對所有參試品系，按照小區(qū)試驗(yàn)的設(shè)計在同一地點(diǎn)的同一條件下進(jìn)行的綜合性狀測試。多點(diǎn)實(shí)驗(yàn)可選擇若干地點(diǎn)，仍按小區(qū)實(shí)驗(yàn)設(shè)計進(jìn)行。生產(chǎn)試驗(yàn)是選擇少數(shù)優(yōu)良的品系，按照大田的生產(chǎn)條件、種植密度和技術(shù)措施在較大面積（300~600㎡)上對品種的豐產(chǎn)性、適應(yīng)性、抗逆性等進(jìn)一步驗(yàn)證，同時總結(jié)配套栽培技術(shù)，供品種推廣應(yīng)用時參考。另外，為了加速試驗(yàn)進(jìn)程，在品系比較試驗(yàn)的同時，應(yīng)該設(shè)立優(yōu)良品系種子繁殖區(qū)。第30頁/共77頁第31頁/共77頁第二節(jié)品種區(qū)域?qū)嶒?yàn)技術(shù)第32頁/共77頁33品種的區(qū)域試驗(yàn)是鑒定作物新品種使用價值和適應(yīng)區(qū)域范圍的一種多點(diǎn)實(shí)驗(yàn)。它是由品種審定機(jī)構(gòu)在省級或省級以上的范圍內(nèi)按不同生態(tài)區(qū)域統(tǒng)一布置的多點(diǎn)實(shí)驗(yàn)，其中包括多點(diǎn)的品種比較試驗(yàn)和生產(chǎn)試驗(yàn)，是品種選育和推廣之間的必要程序。區(qū)域試驗(yàn)的主要內(nèi)容是將各育種單位育成的新品種，用統(tǒng)一的對照品種通過在不同生態(tài)地區(qū)的種植試驗(yàn)，對新品種的產(chǎn)量性能、生育特性、抗性表現(xiàn)等進(jìn)行評價，確定新品種的使用價值和適宜地區(qū)。第33頁/共77頁34一、區(qū)域試驗(yàn)的方法和程序（一）組織管理

作物品種的區(qū)域?qū)嶒?yàn)辦法由國家和省兩級品種審定機(jī)構(gòu)制定，由每一種作物的區(qū)域?qū)嶒?yàn)協(xié)作組織具體實(shí)施。試驗(yàn)的范圍由各種作物的布局、生態(tài)區(qū)劃以及品種的生態(tài)類型而定。（二）設(shè)立試點(diǎn)通常根據(jù)作物分布的種植區(qū)劃以及作物的種植面積，選擇有代表性的科研單位或良種場為試驗(yàn)點(diǎn)，有條件的地區(qū)最好建設(shè)一批專門的試驗(yàn)站。試驗(yàn)點(diǎn)必須有代表性，而且分布合理。每一個品種的區(qū)域試驗(yàn)和生產(chǎn)試驗(yàn)在同一生態(tài)類型區(qū)均不少于5個試驗(yàn)點(diǎn)，一個試驗(yàn)點(diǎn)的生產(chǎn)試驗(yàn)種植面積不少于300㎡，不大于3000㎡。第34頁/共77頁35（三）試驗(yàn)設(shè)計區(qū)域試驗(yàn)的設(shè)計，一般采用完全隨機(jī)區(qū)組設(shè)計，重復(fù)不少于3次，參加品種一般在10～15個，最好不超過20個。一般只設(shè)一個統(tǒng)一對照，但也可增設(shè)一個當(dāng)?shù)刂髟云贩N作為第二對照。有關(guān)資料的調(diào)查記載項(xiàng)目均應(yīng)有統(tǒng)一的規(guī)定和標(biāo)準(zhǔn)。（四）試驗(yàn)?zāi)晗?/p>

區(qū)域試驗(yàn)一般進(jìn)行2～3年。對表現(xiàn)突出的品種可在參加第二年區(qū)試時，同時參加生產(chǎn)試驗(yàn)。每一個品種的生產(chǎn)試驗(yàn)時間為一個生產(chǎn)周期。對參加第一年區(qū)試，在各試點(diǎn)表現(xiàn)普遍較差的品種，可以提前停止試驗(yàn)。以便給其他等待參試的品種讓出位置。第35頁/共77頁36（三）試驗(yàn)設(shè)計區(qū)域試驗(yàn)的設(shè)計，一般采用完全隨機(jī)區(qū)組設(shè)計，重復(fù)不少于3次，參加品種一般在10～15個，最好不超過20個。一般只設(shè)一個統(tǒng)一對照，但也可增設(shè)一個當(dāng)?shù)刂髟云贩N作為第二對照。有關(guān)資料的調(diào)查記載項(xiàng)目均應(yīng)有統(tǒng)一的規(guī)定和標(biāo)準(zhǔn)。（四）試驗(yàn)?zāi)晗?/p>

區(qū)域試驗(yàn)一般進(jìn)行2～3年。對表現(xiàn)突出的品種可在參加第二年區(qū)試時，同時參加生產(chǎn)試驗(yàn)。每一個品種的生產(chǎn)試驗(yàn)時間為一個生產(chǎn)周期。對參加第一年區(qū)試，在各試點(diǎn)表現(xiàn)普遍較差的品種，可以提前停止試驗(yàn)。以便給其他等待參試的品種讓出位置。第36頁/共77頁37（五）參試品種的條件申請參加區(qū)域試驗(yàn)的品種，必須有兩年以上的育種單位的品系比較試驗(yàn)結(jié)果，以及自己設(shè)置的品系多點(diǎn)試驗(yàn)結(jié)果。一般要求比對照增產(chǎn)10%以上，或產(chǎn)量不低于對照，但具有其他突出的優(yōu)良性狀。（六）總結(jié)評定

每年試驗(yàn)結(jié)束后，試驗(yàn)各點(diǎn)要按規(guī)定及時將試驗(yàn)資料上報給主持單位，由主持單位對參試品種的豐產(chǎn)性、適應(yīng)性、抗逆性和品質(zhì)等農(nóng)藝性狀做出全面分析評價后，提出具體的處理意見和建議，報同級農(nóng)作物品種審定委員會，作為品種審定的依據(jù)。第37頁/共77頁38

二區(qū)域?qū)嶒?yàn)資料的統(tǒng)計分析第38頁/共77頁39目錄（一）一年多點(diǎn)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的聯(lián)合分析（二）一點(diǎn)多年實(shí)驗(yàn)結(jié)果的聯(lián)合分析第39頁/共77頁40（一）一年多點(diǎn)實(shí)驗(yàn)的聯(lián)合分析（一）思路：（1）記錄變異的因素及其數(shù)目的編碼代號（2）列出區(qū)域?qū)嶒?yàn)單一試點(diǎn)品種和重復(fù)兩向表（3）必要的數(shù)據(jù)的計算（4）單點(diǎn)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的方差分析，以及分析后的匯總（5）方差分析，確認(rèn)是否可以參加多點(diǎn)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的聯(lián)合分析（6）匯總各點(diǎn)方差分析有關(guān)數(shù)據(jù)匯總（7）實(shí)驗(yàn)結(jié)果的聯(lián)合分析（8）品種平均數(shù)的多重比較（9）分析比較結(jié)果，得出多點(diǎn)實(shí)驗(yàn)的最終結(jié)果第40頁/共77頁41（二）記錄及相關(guān)符號系統(tǒng)說明

為了便于理解與應(yīng)用，更直觀的了解變異的因素，首先應(yīng)做到對變異因素（指實(shí)驗(yàn)中的變量，如實(shí)驗(yàn)?zāi)攴?，品種，重復(fù)等）及其數(shù)目（如重復(fù)的次數(shù)，參試品種數(shù)，處理梯度數(shù)等）的編碼代號以1981年江蘇省中秈稻區(qū)域?qū)嶒?yàn)為例，參試品種m=10，其中南京11號為對照品種。采用3次重復(fù)，隨機(jī)完全去組設(shè)計，即重復(fù)數(shù)r=3.11個點(diǎn)，即點(diǎn)數(shù)n=11.第41頁/共77頁42符號系統(tǒng)以以上案例為例，實(shí)驗(yàn)變異因素記錄完成后，就是單一試點(diǎn)品種和重復(fù)兩項(xiàng)表的制作。其符號系統(tǒng)如圖所示：表中，i為品種編碼，i=1，2，……，m：xi.為i個品種r次重復(fù)的小區(qū)產(chǎn)量之和；xik代表第i個品種在第k個重復(fù)的小區(qū)的產(chǎn)量；xi.則代表第i個品種各重復(fù)小區(qū)產(chǎn)量的總和。第42頁/共77頁43匯總的品種，十點(diǎn)兩向表，如下圖排列所示。這是一年多點(diǎn)聯(lián)合實(shí)驗(yàn)結(jié)果匯總表。，表中j是地點(diǎn)編碼代號，j=1，2，3，……，n；xi表示第i個品種的全部小區(qū)之和；x.j.表示第j個地點(diǎn)所有品種所有重復(fù)全部小區(qū)產(chǎn)量之和；x...是全部小區(qū)產(chǎn)量的總和，即第43頁/共77頁44第44頁/共77頁45匯總的品種表（續(xù)）第45頁/共77頁46（三）單點(diǎn)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的方差分析和有關(guān)數(shù)據(jù)匯總（1）矯正數(shù)C的計算（2）總平方和（總SS）（3）處理間平方和1（品種SS）以銅山實(shí)驗(yàn)點(diǎn)試驗(yàn)結(jié)果為例。其方差分析的平方和分解和變異系數(shù)（CV）的計算結(jié)果如下：第46頁/共77頁47（4）處理間平方和2（重復(fù)SS）（5）處理內(nèi)平方和（誤差SS）SSe=總SS-品種ss-重復(fù)SS=SST-SSt1-SSt2=6.898（6）自由度（DF）總自由度（總變異）：處理間自由度（品種間）：處理間自由度（重復(fù)間）：處理內(nèi)自由度（誤差）：第47頁/共77頁48（7）處理均方處理間均方：品種間（MSt1)：重復(fù)間（MSt2)：處理內(nèi)均方：誤差項(xiàng)均方（MSe）：因?yàn)榉讲罘治霾簧婕翱偩?，所以不必計算總均方。同時，表18-8中并未寫出重復(fù)間的均方即MSt2第48頁/共77頁49（8）實(shí)驗(yàn)的相對誤差（變異系數(shù)）的計算（9）F值的計算與分析根據(jù)查F表（一尾方差分析用）得第49頁/共77頁50變異來源DFSSMSFF0.01重復(fù)間r-1=24.746品種間m-1=931.343.4829.09**3.6誤差(r-1)(m-1)=186.8980.383總變異rm-1=2942.984因?yàn)榧磒<0.01，F(xiàn)值顯著，于是在F值右上方標(biāo)記**，同時表明該單點(diǎn)實(shí)驗(yàn)，10種不同品種間差異均達(dá)到顯著水品。同時，由于變異系數(shù)較小，所以可參加多點(diǎn)實(shí)驗(yàn)的聯(lián)合分析。第50頁/共77頁513.試驗(yàn)結(jié)果的聯(lián)合分析一年多點(diǎn)試驗(yàn)結(jié)果的聯(lián)合分析，基本上和兩因素隨機(jī)區(qū)組設(shè)計的結(jié)果分析相似，僅重復(fù)項(xiàng)的自由度和平方和分解有所不同。（1）自由度和平方和分解

①總變異：自由度=mnr-1=10×11×3﹣1=329②地點(diǎn)間：自由度=n-1=10③地點(diǎn)內(nèi)重復(fù)間：自由度=n(r-1)=11×2=22平方和=各試點(diǎn)所有重復(fù)之間平方和減去地點(diǎn)平方和第51頁/共77頁52④品種間：自由度=n-1=10-1=9⑤誤差：自由度=n(r-1)(m-1)=11×2×9=198平方和=各試點(diǎn)誤差平方和之和=247.92⑥品種×地點(diǎn)：自由度=(m-1)(n-1)=9×10=90（2）計算均方及F測驗(yàn)將上面計得的各項(xiàng)變異來源的自由度和平方和列成方差分析表，計算各項(xiàng)均方，并根據(jù)各項(xiàng)期望均方的內(nèi)容進(jìn)行F測驗(yàn)。見下表：第52頁/共77頁53以上F測驗(yàn)一般先作品種×地點(diǎn)項(xiàng)的測驗(yàn)，如果達(dá)到顯著水平，再作“品種間”測驗(yàn)，應(yīng)注意以“品種×地點(diǎn)”項(xiàng)的均方（MS4）為分母。本試驗(yàn)F測驗(yàn)結(jié)果，品種間差異極顯著，需要對各品種平均數(shù)作多重比較?！捌贩N×地點(diǎn)”項(xiàng)也極顯著，需要進(jìn)行品種穩(wěn)定性分析。（3）品種平均數(shù)的多重比較第53頁/共77頁54以自由度為90查SSR表，并計得P=2,3，...，10的LSR值，見下表1。各品種平均數(shù)間差異顯著性見表2。多重性比較結(jié)果表明（表2），參試品種中比對照南京11號顯著增產(chǎn)的有汕優(yōu)2號和7601，增產(chǎn)幅度分別為11.12％和8.63％。汕優(yōu)2號比對照增產(chǎn)達(dá)極顯著水平。比對照顯著減產(chǎn)的是7317。在評定品種優(yōu)劣時，除了首先根據(jù)產(chǎn)量差異的顯著性以外，還須同時考慮增產(chǎn)幅度的大小，一般應(yīng)在10％或15％。表1LSR值計算表第54頁/共77頁55表2各品種產(chǎn)量平均數(shù)的多重比較表（二）一點(diǎn)多年連續(xù)試驗(yàn)的聯(lián)合分析

同一年多點(diǎn)試驗(yàn)結(jié)果的聯(lián)合分析完全一樣，只需將聯(lián)合分析表中的“地點(diǎn)”改為“年份”。這里年份間的差異，并不僅僅是年份間氣候條件的變化，也包含該地點(diǎn)各年份栽培管理水平，甚至試驗(yàn)地的改動。如果兩年試驗(yàn)結(jié)果的聯(lián)合方差分析，“品種×年份”項(xiàng)顯著，則應(yīng)繼續(xù)再作一年試驗(yàn)。第55頁/共77頁第三節(jié)品種穩(wěn)定性和適應(yīng)性分析第56頁/共77頁57

品種的適應(yīng)性是指作物品種對環(huán)境的適應(yīng)范圍和在一定范圍內(nèi)的適應(yīng)程度。用一定數(shù)值表示某一品種對環(huán)境的適應(yīng)程度，稱為適應(yīng)性參數(shù)。穩(wěn)定性是指作物品種基因型能自行調(diào)節(jié)其表現(xiàn)型的狀態(tài)以適應(yīng)于變動的環(huán)境，使其生長發(fā)育和主要性狀表現(xiàn)保持相對穩(wěn)定的能力。用一定數(shù)值表示相對穩(wěn)定的程度，稱為穩(wěn)定性參數(shù)。農(nóng)業(yè)生產(chǎn)實(shí)踐證明，如果一個品種的產(chǎn)量能力基本上適應(yīng)于當(dāng)前的生產(chǎn)水平，而其適應(yīng)性和穩(wěn)定性較好，這個品種推廣的范圍就廣，在生產(chǎn)上利用的年限就可能長。所以在現(xiàn)行的品種區(qū)域試驗(yàn)中，試驗(yàn)結(jié)果聯(lián)和分析時，除了考慮品種的產(chǎn)量能力及品種間的差異顯著性外，還應(yīng)當(dāng)重視品種的適應(yīng)性和穩(wěn)定性的分析。第57頁/共77頁58一、品種和環(huán)境的交互作用品種和環(huán)境的交互作用，是指各品種在不同的環(huán)境條件下產(chǎn)量高低的順序發(fā)生變化，亦即不同品種對不同環(huán)境有不同的反應(yīng)。如圖18-3為品種和環(huán)境不存在交互作用，甲品種和乙品種的產(chǎn)量差距，并不隨環(huán)境的變化而變化。圖18-4的情況不同，甲品種和乙品種間的產(chǎn)量差異在環(huán)境1和環(huán)境2之下顯然是不同的，存在較大的品種和環(huán)境間的差異。研究品種和環(huán)境的交互作用，成為合理評價品種的重要問題。第58頁/共77頁59第59頁/共77頁60二、品種適應(yīng)性和產(chǎn)量穩(wěn)定性的參數(shù)估計品種適應(yīng)性和穩(wěn)定性參數(shù)的研究已有50多年的歷史。但是，迄今為止，還沒有找到一個很好的統(tǒng)計模型能把適應(yīng)性參數(shù)和穩(wěn)定性參數(shù)分解清楚，所以現(xiàn)在都混稱為穩(wěn)定性參數(shù)。有關(guān)研究者已提出了不下幾十種的適應(yīng)性和穩(wěn)定性參數(shù)的統(tǒng)計方法，但是按照其比較變異程度的參照度不同，大體可以分為兩大類：一類是以每個品種在所有環(huán)境下的平均值為參照數(shù)；另一類是以每個環(huán)境中全部參試品種的平均值為參照數(shù)。現(xiàn)舉例說明如下：第60頁/共77頁61（一）以品種平均數(shù)為參照數(shù)的穩(wěn)定性參數(shù)估計法按照Francis和Kanneberg（1978）以每個品種在環(huán)境的平均數(shù)為參照數(shù)的方法，先求出各品種的標(biāo)準(zhǔn)差，進(jìn)而以變異系數(shù)作為穩(wěn)定性參數(shù)。如仍以江蘇省1981年中秈稻品種區(qū)域試驗(yàn)為例，將其產(chǎn)量和標(biāo)準(zhǔn)差以及變異系數(shù)的計算結(jié)果列于表18-13中第61頁/共77頁62第62頁/共77頁63表中xi.和x.j分別為品種和地點(diǎn)的平均數(shù)，Ij為環(huán)境指數(shù)離差（這個參數(shù)此處計算時不用，是為介紹Eberhart-Russell方法二準(zhǔn)備的）。計算標(biāo)準(zhǔn)差Si的公式為

Si=CVi=Ij=x.j-x..第63頁/共77頁64以小區(qū)平均產(chǎn)量為縱坐標(biāo)，變異系數(shù)為橫坐標(biāo)作圖，以小區(qū)總平均產(chǎn)量和平均變異系數(shù)將坐標(biāo)圖劃成4個象限，畫出10個參試品種的散布點(diǎn)。如圖（18-5）第64頁/共77頁65從圖中求出回歸線，即可看出平均產(chǎn)量和平均系數(shù)之間呈高度負(fù)相關(guān)，且回歸線位于第II和第IV象限內(nèi)。研究者認(rèn)為，凡是變異系數(shù)小的品種是穩(wěn)定的品種，如果兼具較高的平均產(chǎn)量，則為理想的穩(wěn)定品種。所以認(rèn)為：落在第Ⅰ象限的品種是高產(chǎn)、不穩(wěn)定的落在第Ⅱ象限的品種是高產(chǎn)、穩(wěn)定的落在第Ⅲ象限的品種是低產(chǎn)、穩(wěn)定的落在第Ⅳ象限的品種是低產(chǎn)、不穩(wěn)定的第65頁/共77頁66俞世蓉等（1986）提出求標(biāo)準(zhǔn)差或變異系數(shù)的比數(shù)ai法。此法是以品種的標(biāo)準(zhǔn)差或變異系數(shù)與平均標(biāo)準(zhǔn)差或平均變異系數(shù)的比較，作為穩(wěn)定性參數(shù)。即ai=Si√S或CVi√(CV).例如：南京農(nóng)業(yè)大學(xué)小麥品種研究室1984-1988年在江蘇淮南地區(qū)有7個代表性的試點(diǎn)，進(jìn)行8個參試品種的多點(diǎn)3重復(fù)的隨機(jī)區(qū)組實(shí)驗(yàn)。其產(chǎn)量和有關(guān)統(tǒng)計結(jié)果列于下表（18-14）第66頁/共77頁67第67頁/共77頁68

采用這個參數(shù)，計算方便，反映效果與變異系數(shù)相似，而所得參數(shù)更為直觀。ai=1則表示有平均的穩(wěn)定性。一個優(yōu)良品種其產(chǎn)量的ai值不宜太小，以ai=1較好。如果ai過小，雖然產(chǎn)量比較穩(wěn)定，但生產(chǎn)潛力不會很大。ai<1，而平均產(chǎn)量較高的品種，可以認(rèn)為是高產(chǎn)穩(wěn)定的品種。ai>1，而平均產(chǎn)量較高的品種，可以認(rèn)為是高產(chǎn)而不穩(wěn)定的品種。如果結(jié)合平均產(chǎn)量來看，揚(yáng)麥四號可以歸屬于高產(chǎn)而穩(wěn)定性較好的品種，而揚(yáng)麥三號是低產(chǎn)而穩(wěn)定的品種。以品種平均數(shù)為參照數(shù)的穩(wěn)定性參數(shù)估計法，計算簡便，比較直觀，容易理解。但CV或ai的大小，除受品種和環(huán)境互作的影響外，又與各個環(huán)境生產(chǎn)水平的高低有密切關(guān)系。同時，這種變異中包括品種、環(huán)境、品種×環(huán)境的互作和試驗(yàn)誤差等影響，所以并不能反映基因型的穩(wěn)定性差異，而只是品種產(chǎn)量穩(wěn)定性的差異。在區(qū)域范圍較廣與生態(tài)條件復(fù)雜的情況下，一般很少能統(tǒng)計出·平均產(chǎn)量較高而變異程度較小的品種，這是該法的缺點(diǎn)。第68頁/共77頁69（二）以環(huán)境指數(shù)為參照的適應(yīng)性參數(shù)估計法Finley和Wilkinson(1963)提出分析大麥品種適應(yīng)性的方法。以每一個試點(diǎn)一年中參試品種的平均產(chǎn)量作為反映環(huán)境因素的綜合指標(biāo)，以此稱為環(huán)境系數(shù)（environmentindex）。以某一品種在各個試點(diǎn)的產(chǎn)量為自變量，各個試點(diǎn)的環(huán)境指數(shù)為依變量，計算該品種的回歸系數(shù)。以這一回歸系數(shù)度量該品種對環(huán)境的適應(yīng)性和穩(wěn)定性。以下介紹有代表性的Eberhart和Russell(1966)的估計法。他們以各環(huán)境下的環(huán)境指數(shù)減去所有環(huán)境指數(shù)的平均值，得到環(huán)境指數(shù)的離差作為參照數(shù)，即Ij=X.j-X..種環(huán)境指數(shù)的離差，常被稱為環(huán)境指數(shù)。計算每一品種在各個試點(diǎn)的產(chǎn)量與相應(yīng)試點(diǎn)的環(huán)境指數(shù)的回歸系數(shù)，稱為第一穩(wěn)定性參數(shù)。把直線回歸離差Sdi2也作為度量穩(wěn)定性的參數(shù)，稱為第二穩(wěn)定性參數(shù)。理想的品種應(yīng)該是平均產(chǎn)量較高，b接近于1，而Sdi2接近于0.就產(chǎn)量而言，一個品種Sdi2值小，說明該品種的產(chǎn)量是隨環(huán)境的變化而變化的，對該品種在各個環(huán)境條件下產(chǎn)量變動情況可以進(jìn)行較可靠的估測。反之，Sdi2值大，說明品種產(chǎn)量的變動不可能可靠地估測，品種產(chǎn)量的穩(wěn)定性較差。第69頁/共77頁70穩(wěn)定性參數(shù)的估計，現(xiàn)在已江蘇省1981年中秈品種區(qū)域試驗(yàn)為例（表18-13），估測兩個穩(wěn)定性參數(shù)如下。以汕優(yōu)2號為例，估測穩(wěn)定性參數(shù)回歸系數(shù)bi和回歸離差S2di。1、求各品種對環(huán)境指數(shù)的直線回歸系數(shù)bi。

bi=

=【（25.76×5.32）+（23.87×2.18）+…+21.07×（-1.7）】=48.107

=5.322+2.182+……+（-1.7）2=67.846bi=48.107/67.846=0.715

第70頁/共77頁712、求回歸離差S2di求汕優(yōu)2號的總平方和：總SS==25.762+23