1国家大豆品种区域试验精确度研究

 

2 磷高效大豆根系特征的生理.遗传和分子生物基础研究

 

3 吉林省高脂肪大豆高产栽培技术规程

 

4 获得双价抗虫基因大豆转化植株

 

5 黑龙江省垦区高油大豆生产特点与相应的栽培技术

 

6 大豆新品种“吉科豆5号”选育报告

 

7 不同基因型大豆籽粒球蛋白及其亚基组分积累规律的研究

 

8 大豆生长模拟模型决策支持系统(SMDV2.0)应用效果初报

 

9 豫豆-2511S球蛋白结构与凝胶,乳化特征关系的研究

 

10 大豆种间杂交新品种龙小粒豆一号的选育

 

11 精准农业与大豆

 

12 大豆杂交种研究进展

 

13 大豆高蛋白优异种质的改良和创新

 

14 “入世”后山西大豆发展对策研究

 

15 大豆对豆卷叶螟抗性的鉴定 

 

16 扁茎大豆的花序形态受光周期调控 

 

17 化控种衣剂对低温胁迫下大豆幼苗的调控机理

 

18 大豆小区种子干燥机的实验研究

 

19 超高产夏大豆南农88-31栽培技术研究

 

20 大豆质核互作雄性不育系小孢子败育的细胞形态学特征

 

21 外界因子对超高压杀灭枯草芽孢杆菌效果的影响

 

22 响应面法优化超高压杀灭食品中枯草芽孢杆菌工艺

 

23 应用SSR分子标记对中国东北栽培大豆遗传资源多样性评价研究

 

国家大豆品种区域试验精确度研究

Studies on the Precision of National Soybean Variety Regional Trials

             全国农业技术推广服务中心良繁处  陈应志

                   中国农业大学农学与生物技术学院  张群远

   1.引言

 

    1.1本研究工作的实用价值和理论意义

 

我国是大豆的起源中心和原产地,曾经是世界上传统的大豆生产和出口大国,大豆在我国农业产业结构和人民生活中占有特殊重要的地位,在我国是仅次于水稻、小麦、玉米的第四大作物,每年的播种面积相对稳定在1.1~1.4亿亩,2002年我国大豆播种面积为1.46亿亩,总产量为1640万吨。另外,大豆品种对光、温条件十分敏感,种植的区域性很强,因此,我国大豆品种区域试验工作开展得比较早。新中国成立以后,东北地区就率先开始了大规模的大豆品种区域试验,之后,江苏、山东、河南等省也开始进行大豆品种区域试验,全国大豆品种区域试验网逐步形成,到20世纪60年代初,全国大豆品种试验网被划分为东北、北方、南方三大协作区,试验点有100余个。“文化大革命”时期,百业停顿,大豆品种区域试验工作也处于停滞状态,全国大豆品种区域试验协作网无法正常运转。“文化大革命”结束以后,大豆品种区域试验工作又逐步恢复起来,1981年末,成立的全国农作物品种审定委员会,下设大豆、油料专业审定组,负责全国大豆品种区试审定工作。这一时期,由于全国用于农作物品种区域试验的经费十分有限,有限的经费又集中用于水稻、小麦、玉米等大宗农作物,大豆品种区域试验工作开展得十分艰难,只能勉强维持,品种试验的质量不仅难以保证,而且,进入20世纪90年代以后,作为我国大豆品种区域试验工作先驱的东北地区大豆品种区域试验工作因经费原因不得不停止下来。直到“九五”期间,我国实施种子工程,并将国家农作物品种区域试验审定经费纳入国家财政专项,才从根本上解决了国家农作物品种区域试验工作长期因经费不足不能正常开展的问题。由于有了经费保证,全国大豆品种区域试验网得到很快恢复,到2002年,我国大豆品种区域试验网,已发展到115个试验点,分为三个试验协作区11个试验组,即北方春大豆试验协作区(早熟组、中早熟组、中熟组、晚熟组)、黄淮海试验协作区(北片、中片、南片)、西北春大豆试验组、南方春大豆试验组和鲜食大豆试验组。

2000年7月,我国颁布的《中华人民共和国种子法》,将大豆列为五大主要农作物之一。按照《种子法》规定,主要农作物新品种必须通过审定以后才能进入推广和生产领域,大豆品种区域试验是新品种审定的重要依据。近几年建立起来的全国大豆品种试验网,试验质量是否能够得到保证、试验点的布局和熟期组的设置是否合理,直接关系到能否科学、客观、公正地评价大豆新品种,因此,研究目前的大豆品种区域试验质量的好坏,找出影响大豆品种区域试验质量的因素,提出改进大豆品种区域试验工作提高试验质量,具有十分重要的现实意义。

另外,区域试验是通过对品种间差异的鉴别来评价品种。国家大豆品种审定标准规定新品种必须比对照增产8%以上才能推广,因此,要求区试能鉴别出8%的差异。如果区试只能鉴别出10%的差异,则即使新品种比对照增产8%,也会得到差异不显著的结论,所以,区域试验必须具备良好的精度。可以说,区域试验的精确度,在很大程度上决定着品种的命运,直接关系着国家、育种家和农民的利益。2002年底,第一届国家农作物品种审定委员会成立以后,大豆专业委员会对大豆品种审定标准又进行了调整,规定新品种必须比对照增产5%,并且达到显著水平才能通过审定,这样对大豆品种试验的精确度提出了更高的要求。因此,研究大豆品种试验精确度,提出提高大豆品种试验精确度的方法,意义十分重大。

 

1.2国内外研究现状

   

    前人从不同角度探讨过如何提高试验精确度的问题。Steel等曾指出,精确度(Precision)是以平均数标准误差(Standard  Error)的倒数来衡量的,即I=n/2,所以降低试验误差2 和增加重复数n可以提高试验精确度。

Cochran和Cox研究一定误差水平下鉴别一定差异所需的重复数,得如下公式:

              r2(/d)2(t1+t22            (1)

式中为试验误差项标准差对试验均值的百分比(即变异系数CV),d为需鉴别的处理间差异对试验均值的百分比,r为试验重复数,t1为t测验显著的临界值,t2为对应概率2(1-P)的t分布值,P为由实际试验鉴别出某一真实差异的概率。

C.S.Lin和M.R.Binns把(1)式改写为:

              CVD/(t1+t2            (2)

式中CV和D相当于(1)式的和d,并以此研究了加拿大东部地区大麦和燕麦联合区试中各试点CV和D的分布特点。俞世蓉等采用与Lin相同的方法研究我国江苏淮南小麦区试的精确度。

    需指出的是,前人对试验精确度的研究多基于单年单点,这对于特定年份及地点上的品种评价是合理的,因为,此时试验误差精确度和品种比较精确度是一致的。然而,区试中一个地点上对品种的评价要依据品种在该点不同年份的表现,对品种在一定区域范围内的评价则要依据品种多年多点的表现。由于不同层次上(单年单点,单年多点和多年多点等)品种比较的误差不同,品种比较精确度和试验精确度便有差别。因此,要全面研究区试的精确度问题,应同时考虑各试验层次上的品种比较精确度和试验精确度,只研究单年单点试验的精确度是远远不够的。

    针对上述问题,孔繁玲和张群远等在多个试验层次上(单年单点、单点多年和多年多点)总结提出了区试精度的概念、指标及其计算方法,并以此对我国部分棉花、小麦、水稻和玉米的品种区试精确度进行了研究。其研究指出,由于区域试验对品种作出比较分三个统计步骤:⑴对品种进行种植试验和抽样测量,目的在于获取性状观测值;⑵计算各种试验层次上的品种均值,其实质是进行参数估计;⑶对品种均值间差异进行比较,以获得具有概率保证的结论。因此,要全面评价一个区域试验的精确度,必须对区试的这三个环节的精确度均作出分析和评价。首先,是观测值的测量精确度,即通常所指的误差意义上的试验精确度(experimental precision, EP);其次是品种均值估计的精确度,即品种均值精确度(variety mean precisionVMP);第三是品种间差异比较的精确度,称为品种比较精确度(variety comparison precision, VCP)。它们间的关系可图示如下:

 

                                     区试精确度

                            

                                 

                            

                                                        

精确度类型:  试验精确度     品种均值精确度     品种比较精确度

 

对应区试过程: 试验测量        计算品种均值      品种差异比较

 

对应统计学实质: 观测值            参数估计          假设测验 

 

试验精确度(EP)反映着试验误差的大小,也称试验误差精确度,一般用试验的误差变异系数(CVe)来衡量。品种均值精确度(VMP)反映着品种均值的估计精确度,称为品

种均值精确度,用品种均值估计的变异系数()来衡量。品种比较精确度(VCP)反映着区域试验对品种间差异的鉴别能力,即具体某次区域试验的品种间比较的实际精确度,可用多重比较中的相对最小显著差数(relative least significant distance,RLSD)来衡量的。

    本研究课题正是在上述研究的基础上,利用或改进现有的统计指标,在不同层次(单年单点、单点多年和多年多点)上研究国家大豆品种区域试验的精确度,并探讨大豆品种比较精确度和试验精确度的关系,以及提高精确度的途径,为提高国家大豆区域试验质量提供依据。

 

    2. 材料与方法

 

    2.1试验数据资料

 

目前,全国大豆品种区域试验划分为四个大区(黄淮海夏大豆区、西北春大豆区、北方春大豆区、南方春大豆区),11个组。其中黄淮海夏大豆区4个组(北组1个,中组2个,南组1个),42个区试点;北方春大豆区4个组(早熟组1个,中早熟组1个,中熟组1个,晚熟组1个),39个区试点;南方春大豆区1个组,14个区试点;西北春大豆区1个组,7个区试点;鲜食大豆组1个,区试点12个。本研究以国家大豆品种区域试验2000年、2001年和2002年三年试验资料(小区产量,单位g)为研究素材,包括2000年的参试品种70个,试验点71个;2001年的参试品种59个,试验点67个;2002年的参试品种63个,试验点81个。共收集到6239个试验数据,其中黄淮海夏大豆区3219个数据,西北春大豆区411个数据,北方春大豆区1757个数据,南方春大豆区587个数据,鲜食大豆组265个数据(详见表1)。

 

1:本文所用的区域试验资料

区试组别

年份

试点数(个)

品种数(个)

重复数(次)

数据总数(个)

 

黄淮海夏大豆北组

2000

10

13

3

331

2001

9

10

3

271

2002

8

7

3

169

 

黄淮海夏大豆中组

2000

11

13

3

352

2001

11

11

3

364

2002

11

16

3

433

 

黄淮海夏大豆南组

2000

13

13

3

469

2001

13

13

3

469

2002

12

10

3

361

 

西北春大豆组

2000

6

9

3

136

2001

7

8

3

127

2002

8

7

3

148

 

 

  

(续表1)

区试组别

年份

试点数(个)

品种数(个)

重复数(次)

数据总数(个)

 

南方春大豆组

2000

2001

14

6

3

235

2002

14

9

3

352

 

北方春大豆早熟组

2000

2001

7

8

3

169

2002

9

12

3

325

 

北方春大豆中早熟组

2000

2001

8

8

3

193

2002

11

9

3

298

 

北方春大豆中熟组

2000

2001

10

8

3

241

2002

10

8

3

241

 

北方春大豆晚熟组

2000

2001

8

6

3

145

2002

9

6

3

145

 

鲜食大豆组

2001

2002

12

8

3

265

总计

231

220

6239

 

    2.2区域试验精确度的评价指标

 

    根据孔繁玲和张群远等[文献序号]的做法,本研究分别以试验误差变异系数(CV)、和相对最小显著差数(RLSD)作为区域试验的试验精确度experimental precision, EP品种均值精确度(variety mean precisionVMP品种比较精确度(variety comparison precision, VCP)的指标,其计算公式如下:

     ⑴CVE的计算公式:

    CV(%)=(/)×100

     ⑵CV  的计算公式:

   CV(%)=(/)×100

     ⑶RLSD的计算公式:  


         一年一点RLSD%=××100                  

一点多年RLSD%=××100   (年分随机)

一年多点RLSD%=××100   (地点固定)

        RLSD%=××100   (地点随机)

      多年多点RLSD%=××100   (地点固定,年分随机)

              RLSD%=××100

                                         (地点随机,年分固定)

(公式中MSe、MSvs、MSvy、MSvsy分别是方差分析所得的误差、品种×地点互作、品种×年份互作和品种×地点×年份互作的均方;r、s和y分别为区试的试点内重复(区组)数、试点数、年份数;为相应试验层次上总均值或对照均值)

 

    2.3精确度的计算

 

    本研究采用全国农业技术推广服务中心和中国农业大学共同开发的《作物品种区域试验统计分析系统》,对收集到的6239个试验数据分别在一年一点、一年多点、一点两年和两年多点等四个层次上计算其精度指标,即试验误差变异系数(CV)和相对最小显著差数(RLSD0.05,然后根据其大小及影响因素对国家大豆品种区域试验的精确度进行系统的分析,并对目前的国家大豆品种区域试验精确度进行全面的评价,找出试验精度方面中存在的不足,提出具体改进措施。在计算相对最小显著差数(RLSD0.05)时,考虑到区域试验的主要目的是新品种与对照进行比较,本研究采用对照均值计算相对最小显著差数(RLSD0.05)。

 

   3.结果与分析

 

    本研究利用《作物品种区域试验统计分析系统》软件,对2000年、2001年、2002年黄淮海夏大豆试验区、北方春大豆试验区、南方春大豆试验区的10个试验组的6239个试验数据进行了计算,分别计算出在一年一点、一年多点、一点两年和两年多点等四个层次各试验组的试验误差变异系数(CV)和相对最小显著差数(RLSD0.05),并据此进一步分析试验精确度和品种比较精确度。

   

    3.1单年单点试验的试验精确度和品种比较精确度

 

对国家大豆品种区域试验209次单年单点试验进行计算,分别计算出各试验点的试验误差变异系数(CV)和相对最小显著差数(RLSD0.05),结果列于表2。从表2可以看出国家大豆品种区域试验近三年来,各试验点的试验精确度和品种比较精确度,以及试验精确度和品种比较精确度的相互关系。

 

 

2:国家大豆品种区域试验各试验组单年单点试验的CVRLSD0.05值的次数分布

 

试验组

 

精度指标

不同精度范围中的试验次数(频率%)

 

变幅范围

5

5%,8%

8%,20%

20%

 

黄淮北组

CV

14(51.9)

7(25.9)

6(22.2)

0(0)

1.34~13.57

RLSD0.05

6(22.2)

7(25.9)

12(44.4)

2(7.4)

2.32~23.37

 

黄淮中组

CV

11(37.9)

14(48.3)

3(10.3)

1(3.4)

1.97~28.55

RLSD0.05

4(13.8)

7(24.1)

17(58.6)

1(3.4)

3.36~48.71

 

黄淮南组

CV

12(33.3)

12(33.3)

12(33.3)

0(0)

1.61~17.18

RLSD0.05

4(11.1)

7(19.4)

22(61.1)

3(8.3)

2.77~29.03

 

西北组

CV

3(16.7)

8(44.4)

6(33.3)

1(5.6)

2.12~33.83

RLSD0.05

1(5.6)

2(11.1)

12(66.7)

3(16.7)

3.67~58.56

 

南方组

CV

4(17.4)

5(21.7)

11(47.8)

3(13.0)

1.61~46.23

RLSD0.05

1(4.3)

3(13.0)

11(47.8)

8(34.8)

2.93~84.18

北方

早熟组

CV

7(53.8)

2(15.4)

4(30.8)

0(0)

0.91~13.1

RLSD0.05

3(23.1)

3(23.1)

4(30.8)

3(23.1)

1.54~22.20

北方

中早熟组

CV

7(43.8)

6(37.5)

3(18.8)

0(0)

1.07~12.27

RLSD0.05

2(12.5)

5(31.3)

7(43.8)

2(12.5)

1.87~21.23

北方

中熟组

CV

5(25.0)

7(35.0)

8(40.0)

0(0)

3.35~14.75

RLSD0.05

0(0)

5(25.0)

10(50.0)

5(25.0)

5.88~25.90

北方

晚熟组

CV

4(25.0)

6(37.5)

6(37.5)

0(0)

3.17~11.93

RLSD0.05

0(0)

2(12.5)

10(62.5)

4(25.0)

5.77~21.72

鲜食

大豆组

CV

4(36.4)

2(18.2)

5(45.5)

0(0)

1.64~19.16

RLSD0.05

2(18.2)

1(9.1)

4(36.4)

4(36.4)

2.88~33.63

 

合计

CV

71(34.0)

69(33.0)

64(30.6)

5(2.4)

0.91~46.23

RLSD0.05

23(11.0)

42(20.1)

109(52.2)

35(16.7)

1.54~84.18

 

    3.1.1单年单点试验精确度(EP)

 

从表2可以看出,国家大豆品种区域试验近三年的209次试验中,有71次试验的试验误差变异系数(CV)小于或等于5%,占总试验次数的34.0%;有140次试验的试验误差变异系数(CV)小于或等于8%,占总试验次数的67.0%;有64次试验的试验误差变异系数(CV)介于8%~20%之间;有5次试验的试验误差变异系数(CV)大于20%。

从分组的情况来看,试验误差变异系数(CV)小于或等于5%的试验次数占总试验次数50%以上的组,分别是黄淮海夏大豆区北组、北方春大豆早熟组;试验误差变异系数(CV)小于或等于5%的试验次数占总试验次数在40%~50%之间的组,为北方春大豆中早熟组;试验误差变异系数(CV)小于或等于5%的试验次数占总试验次数在30%~40%之间的组黄淮海夏大豆区中组,黄淮海夏大豆区南组,鲜食大豆组;试验误差变异系数(CV)小于或等于5%的试验次数占总试验次数在20%~30%之间的组,分别为北方春大豆中熟组,北方春大豆晚熟组;试验误差变异系数(CV)小于或等于5%的试验次数占总试验次数在20%以下的组,分别是西北春大豆组和南方春大豆组。

各试验组的试验误差变异系数(CV)小于或等于8%的试验次数占总试验次数的百分数:黄淮海夏大豆区北组为77.8%,黄淮海夏大豆区中组为86.2%,黄淮海夏大豆区南组为66.6%,西北春大豆组为61.1%,南方春大豆组为39.1%,北方春大豆早熟组为69.2%,北方春大豆中早熟组为81.3%,北方春大豆中熟组为60.0%,北方春大豆晚熟组为62.5%,鲜食大豆组为54.6%。

209次试验中,试验误差变异系数(CV)大于20%的试验次数共有5次,分别在南方春大豆区试验组(3次,分别发生在2001年的杭州试验点,昆明试验点和泉州试验点),西北春大豆试验组(1次,出现在2000年的延安试验点)和黄淮海夏大豆区中组(1次,出现在2001年的杨陵试验点)。

从以上的试验结果可以看出,就一年一点试验而言,在近三年国家大豆品种区域试验的209次试验中,绝大部分试验的试验精确度是可以得到保证的,相当比例的试验精确度控制得比较好。相比较而言,南方春大豆品种区域试验的精确度需要采取措施加以提高。

 

    3.1.2单年单点试验品种比较精确度(VCP)

 

    从表2可以看出,国家大豆品种区域试验近三年的209次试验中,有23次试验的相对最小显著差数(RLSD0.05)小于或等于5%(即能鉴别出距对照5%的差异),占总试验次数的11.0%;有65次试验的相对最小显著差数(RLSD0.05)小于或等于8%(即能鉴别出距对照8%的差异),占总试验次数的31.1%;有174次试验的相对最小显著差数(RLSD0.05)小于或等于20%(即能鉴别出距对照20%的差异),占总试验次数的83.3%;有35次试验的相对最小显著差数(RLSD0.05)大于20%(即只能鉴别出距对照20%以上的差异),占总试验次数的16.7%。   

从分组的情况来看,相对最小显著差数(RLSD0.05)小于或等于5%的试验次数占总试验次数超过20%的试验组,分别是黄淮海夏大豆北组,北方春大豆早熟组;相对最小显著差数(RLSD0.05)小于或等于5%的试验次数占总试验次数10%~20%的试验组,分别是黄淮海夏大豆中组,黄淮海夏大豆南组,北方春大豆中早熟组和鲜食大豆组;其余各试验组试验的相对最小显著差数(RLSD0.05)小于或等于5%的试验次数占总试验次数的百分比小于10%,其中,北方春大豆中熟组和北方春大豆晚熟组试验的相对最小显著差数(RLSD0.05)小于或等于5%的试验次数为零,即没有试验能够鉴别出距对照5%的差异。

各试验组试验的相对最小显著差数(RLSD0.05)小于或等于8%的试验次数占总试验次数的百分数:黄淮海夏大豆区北组为48.1%,黄淮海夏大豆区中组为37.9%,黄淮海夏大豆区南组为30.5%,西北春大豆组为16.7%,南方春大豆组为17.3%,北方春大豆早熟组为46.2%,北方春大豆中早熟组为43.8%,北方春大豆中熟组为25.0%,北方春大豆晚熟组为12.5%,鲜食大豆组为27.3%。

209次试验中,相对最小显著差数(RLSD0.05)大于20%的试验次数共有35次,其中,南方春大豆试验组有8次,占该组总试验次数的34.8%;黄淮海夏大豆区北组有2次,占该组总试验次数的7.4%;黄淮海夏大豆区中组有1次,占该组总试验次数的3.4%;黄淮海夏大豆区南组有3次,占该组总试验次数的8.3%;西北春大豆组有3次,占该组总试验次数的16.7%;北方春大豆早熟组有3次,占该组总试验次数的23.1%;北方春大豆早熟组有2次,占该组总试验次数的12.5%;北方春大豆中早熟组有5次,占该组总试验次数的25.0%;北方春大豆晚熟组有4次,占该组总试验次数的25.0%;鲜食大豆组有4次,占该组总试验次数的36.4%。因此,各试验组均有鉴别不出与对照差异在20%的试验,南方春大豆试验组、北方春大豆早熟组、北方春大豆中熟组、北方春大豆晚熟组和鲜食大豆组等5个组,有高达20%以上的试验鉴别不出与对照20%的差异。由此可以看出,国家大豆品种区域试验的品种比较精确度有待提高。

 

    3.1.3单年单点试验精确度(EP)和品种比较精确度(VCP)的相互关系

 

从表2可以看出,单年单点试验的试验误差变异系数(CV)和相对最小显著差数(RLSD0.05)存在着平行变化的关系,也就是说,试验精确度(EP)越高,品种比较精确度(VCP)越好。从试验误差变异系数(CV)和相对最小显著差数(RLSD0.05)的计算公式可以看出,试验误差变异系数(CV)和相对最小显著差数(RLSD0.05)存在着以下的函数关系:


RLSD0.05× t0.05 × CV × 100

 


从上式可以看出,试验误差变异系数(CV)和相对最小显著差数(RLSD0.05)存在的平行变化的关系,而且,这种关系受品种数(v)和重复数(r)的影响,品种数(v)和重复数(r)越大,品种比较精确度就越高,反之,就越小。2000年黄淮海夏大豆区北组试验共有13个参试品种、3次重复,5%和8%的RLSD0.05对应的CV分别为2.97%和4.75%。5%和8%的CV对应的RLSD0.05值分别为8.43%和13.48%;2001年黄淮海夏大豆区北组试验共有10个参试品种、3次重复,5%和8%的RLSD0.05对应的CV分别为2.92%和4.66%。5%和8%的CV对应的RLSD0.05值分别为8.58%和13.7%;2002年黄淮海夏大豆区北组试验共有7个参试品种、3次重复,5%和8%的RLSD0.05对应的CV分别为2.81%和4.50%。5%和8%的CV对应的RLSD0.05值分别为8.90%和14.23%。另外,从上述公式中可以看出,增加重复数对于提高品种比较精确度的效果更大。

 

    3.2单年多点试验的试验精确度和品种比较精确度

 

    对2000年~2002年国家大豆品种区域试验单年多点试验进行计算,分别计算出各组试验的试验误差变异系数(CV)和相对最小显著差数(RLSD0.05),结果列于表3。从表3可以看出从2000年~2002年国家大豆品种区域试验各试验组别的试验精确度和品种比较精确度。

3:各试验组别单年多点试验的CV和RLSD0.05值统计表

 

试验组别

年份

CV值(%)

RLSD0.05值(%)

 

黄淮海北组

2000

7.293

3.96

2001

6.605

3.65

2002

5.372

3.18

 

黄淮海中组

2000

5.114

2.92

2001

9.143

4.71

2002

5.368

3.04

 

黄淮海南片

2000

8.118

3.87

2001

7.521

3.57

2002

6.475

2.89

 

西北春大豆组

2000

12.394

10.22

2001

7.490

5.28

2002

9.137

5.23

 

南方春大豆组

2001

11.963

5.87

2002

9.704

4.27

 

北方春大豆早熟组

2001

4.959

4.31

2002

7.956

4.44

 

北方春大豆中早熟组

2001

6.616

4.62

2002

6.877

3.25

 

北方春大豆中熟组

2001

9.634

4.73

2002

7.896

4.08

 

北方春大豆晚熟组

2001

9.161

5.21

2002

8.103

4.37

鲜食大豆组

2002

9.584

4.44

 

3.2.1单年多点试验精确度(EP)

 

从表3可以看出,2000年~2002年国家大豆品种区域试验各试验组别的试验误差变异系数(CV)小于或等于8%的试验组别共有13次,占总次数(23次)的56.5%;大于8%小于或等于10%的的试验组别有8次,占总次数的34.8%;大于10%的试验组别有2次,占总次数的8.7%,一次是发生在2000年的西北春大豆区域试验组,一次是发生在2001年的南方春大豆区域试验组。

 

    3.2.2单年多点试验品种比较精确度(VCP)

 

    从表3可以看出,2000年~2002年国家大豆品种区域试验各试验组别的相对最小显著差数(RLSD0.05)小于或等于5%的组别达18次,占总次数(23次)的78.3%;小于或等于8%的组别达22次,占总次数(23次)的95.7%;只有2000年西北春大豆试验组的相对最小显著差数(RLSD0.05)大于8%(为10.22%)。因此,各试验组别的品种比较精确度是比较好的。有78.3的试验组别可以鉴别出距对照5%的差异,有95.7%的试验组别可以鉴别出距对照8%的差异。

 

    3.2.3单年多点试验精确度(EP)和品种比较精确度(VCP)的相互关系

 

从表2可以看出,与单年单点试验一样,单年多点的试验误差变异系数(CV)和相对最小显著差数(RLSD0.05)也存在着平行变化的关系,也就是说,试验精确度(EP)越高,品种比较精确度(VCP)越好。从试验误差变异系数(CV)和相对最小显著差数(RLSD0.05)的计算公式可以看出,试验误差变异系数(CV)和相对最小显著差数(RLSD0.05)存在着以下的函数关系:


RLSD0.05× t0.05 × CV × 100

 


    从上式可以看出,试验误差变异系数(CV)和相对最小显著差数(RLSD0.05)存在着平行变化的关系,而且,这种关系受试验地点(s)、品种数(v)和重复数(r)的影响,试验地点(s)、品种数(v)和重复数(r)越大,品种比较精确度就越高,反之,就越小。2000年黄淮海夏大豆区北组试验共有10个试点、13个参试品种、3次重复,5%和8%的RLSD0.05对应的CV分别为9.89%和15.82%。5%和8%的CV对应的RLSD0.05值分别为2.53%和4.05%;2001年黄淮海夏大豆区北组试验共有9个试点、10个参试品种、3次重复,5%和8%的RLSD0.05对应的CV分别为9.38%和15.01%。5%和8%的CV对应的RLSD0.05值分别为2.67%和4.26%;2002年黄淮海夏大豆区北组试验共有8个试点、7个参试品种、3次重复,5%和8%的RLSD0.05对应的CV分别为8.70%和13.93%。5%和8%的CV对应的RLSD0.05值分别为2.87%和4.60%。

 

    3.3一点两年试验的试验精确度和品种比较精确度

 

    为了增加国家大豆品种试验的容量,提高试验效率,近几年国家大豆品种试验方法由过去的固定周期制改为滚动淘汰制,每年都有在试验中表现不好的品种被淘汰,也有新的品种参加试验,因此,每年参加国家大豆品种试验的品种不完全一致。所以,在计算一点两年试验的试验精确度和品种比较精确度的时候,我们是采用的在两年试验中相同品种的试验数据,计算结果列于表4。从表4可以看出2000年~2002年国家大豆品种区域试验一点两年的试验精确度和品种比较精确度。   

 

4:国家大豆品种区域试验各试验组一点两年试验的CV和RLSD0.05值统计表

 

试验组

 

精度指标

不同精度范围中的试验次数(频率%)

 

变幅范围

5

5%,8%

8%,20%

20%

 

黄淮北组

CV

8(50.0)

5(31.3)

3(18.8)

0(0)

1.28~12.62

RLSD0.05

0(0)

2(12.5)

4(25.0)

10(62.5)

7.68~72.01

 

黄淮中组

CV

7(38.9)

9(50.0)

2(11.1)

0(0)

2.52~22.42

RLSD0.05

1(5.6)

0(0)

12(66.7)

5(27.8)

4.90~34.07

 

黄淮南组

CV

7(31.8)

4(18.2)

11(50.0)

0(0)

2.27~16.66

RLSD0.05

0(0)

0(0)

3(13.6)

19(86.4)

9.38~422.6

 

西北组

CV

2(40.0)

1(20.0)

2(40.0)

0(0)

2.70~14.70

RLSD0.05

0(0)

0(0)

1(20.0)

4(80.0)

8.07~103.5

北方

早熟组

CV

2(50.0)

1(25.0)

1(25.0)

0(0)

1.49~11.77

RLSD0.05

0(0)

2(50.0)

2(50.0)

0(0)

6.20~15.76

北方

中早熟组

CV

3(50.0)

3(50.0)

0(0)

0(0)

1.11~6.83

RLSD0.05

1(16.7)

0(0)

4(66.7)

1(16.7)

4.66~23.07

北方

中熟组

CV

3(33.3)

2(22.2)

4(44.4)

0(0)

3.23~13.32

RLSD0.05

2(22.2)

0(0)

1(11.1)

6(66.7)

3.65~123.5

北方

晚熟组

CV

1(16.7)

3(50.0)

2(33.3)

0(0)

2.54~11.48

RLSD0.05

0(0)

0(0)

1(16.7)

5(83.3)

13.2~169.7

 

合计

CV

33(38.4)

28(32.6)

25(29.1)

0(0)

1.11~22.42

RLSD0.05

4(4.7)

4(4.7)

28(32.6)

50(58.1)

3.65~422.6

 

    3.3.1一点两年试验精确度(EP)

 

从表4可以看出,2000~2002年国家大豆品种区域试验各试验点86次一点两年试验,有33次试验的试验误差变异系数(CV)小于等于5%,占总试验次数的38.4%;有61次试验的试验误差变异系数(CV)小于等于8%,占总试验次数的70.9%;;有25次试验的试验误差变异系数(CV)介于8%~20%之间,占总试验次数的29.1%;没有试验误差变异系数(CV)大于20%的试验。

从分组的情况来看,一点两年试验误差变异系数(CV)小于等于5%的试验次数占总试验次数50%以上的组,分别是黄淮海夏大豆区北组、北方春大豆早熟组、北方春大豆中早熟组。一点两年试验误差变异系数(CV)小于等于8%的试验次数占总试验次数80%以上的组,分别是黄淮海夏大豆区北组、黄淮海夏大豆区中组、北方春大豆中早熟组;试验误差变异系数(CV)小于等于8%的试验次数占总试验次数介于60%~80%的组,分别是西北春大豆试验组、北方春大豆早熟组、北方春大豆中熟组、北方春大豆晚熟组。

 

    3.3.2一点两年试验品种比较精确度(VCP)

 

    从表4可以看出,2000~2002年国家大豆品种区域试验各试验点86次一点两年试验,有4次试验的相对最小显著差数(RLSD0.05)小于等于5%,占总试验次数的4.7%;有8次试验的相对最小显著差数(RLSD0.05)小于等于8%,占总试验次数的9.3%;有28次试验的相对最小显著差数(RLSD0.05)介于8%到20%之间,占总试验次数的32.6%;有50次试验的相对最小显著差数(RLSD0.05)大于20%,占总试验次数的58.1%。

 

    3.3.3一点两年试验的试验精确度和品种比较精确度的相互关系


    从试验结果可以看出,一点两年试验的试验误差变异系数(CV)和相对最小显著差数(RLSD0.05)之间没有必然的相关关系。例如,黄淮海夏大豆北组一点两年试验,大兴试验点2000年~2001年的试验误差变异系数(CV)为5.8%,相应的相对最小显著差数(RLSD0.05)为72.01%;河北省农科院试验点2000年~2001年的试验误差变异系数(CV)为4.95%,相应的相对最小显著差数(RLSD0.05)为23.93%。出现这一现象的原因是因为一点两年试验中品种均值误差的理论构成为:

=(+ r)/ry =/ry +/y

    σ2e为试验误差,σ2ry为品种×年份互作方差。由于不同试验σ2e/ry和σ2ry/y的绝对大小和相对比例不同,使得σ2e和σ2ry间无确定关系,故分别依二者计算出来的CV和RLSD0.05没有相关关系。

 

    3.4两年多点试验的试验精确度和品种比较精确度

 

与计算一点两年试验的试验精确度和品种比较精确度一样,由于各试验组别两年的参试品种并不完全一致,所以仍然采用在两年试验中相同品种的试验数据,计算各试验组别两年多点试验的试验精确度和品种比较精确度,结果列于表5。

 

5:各试验组别两年多点试验的CV和RLSD0.05值统计表

试验组别

年份

CV值(%)

RLSD0.05值(%)

 

黄淮海北组

2000~2001

6.779

19.31

2001~2002

5.226

16.00

 

黄淮海中组

2000~2001

5.83

3.10

2001~2002

9.398

4.00

 

黄淮海南片

2000~2001

9.454

9.94

2001~2002

7.407

4.60

西北春大豆组

2000~2001

8.163

13.24

北方春大豆早熟组

2001~2002

6.217

6.38

北方春大豆中早熟组

2001~2002

5.247

3.52

北方春大豆中熟组

2001~2002

8.091

23.87

北方春大豆晚熟组

2001~2002

7.082

43.40

 

    3.4.1两年多点试验的试验精确度(EP)

 

从表5可以看出,2000~2002年国家大豆品种区域试验各试验组别两年多点试验的试验误差变异系数(CV)小于等于8%的试验共有7次,占总次数(11次)的63.6%;所有两年多点试验的试验误差变异系数(CV)均不超过10%。

 

    3.4.2两年多点试验的品种比较精确度(VCP)

 

从表5可以看出,2000~2002年国家大豆品种区域试验各试验组别两年多点试验的相对最小显著差数(RLSD0.05)小于或等于5%的组别有4次,占总次数(11次)的36.4%;相对最小显著差数(RLSD0.05)小于或等于8%的组别有5次,占总次数(11次)的45.5%%;相对最小显著差数(RLSD0.05)介于8%~20%的组别有4次,占总次数(11次)的36.4%;有2次试验的相对最小显著差数(RLSD0.05)大于20%,发生在2001年~2002年北方春大豆中熟组和2001年~2002年北方春大豆晚熟组。

 

    3.4.3两年多点试验试验精确度和品种比较精确度的相互关系

 

与一点两年试验一样,由于在多年多点区域试验的联合分析中,品种均值误差理论的构成为:

=(+ rs)/rsy =/rsy +/y

    其中,σ2e/rsy和σ2vy/y的绝对大小和相对比例因试验而已,使得σ2e和σ2vy间无确定关系,故分别依二者计算出来的CV和RLSD0.05没有确定的相关关系。从表5试验结果中也可以看出两年多点试验的试验精确度和品种比较精确度没有确定的相关关系。2001年~2002年黄淮海夏大豆北组试验的试验误差变异系数(CV)为5.226%,而相应的相对最小显著差数(RLSD0.05)等于16.00%;2000年~2001年黄淮海夏大豆中组试验的试验误差变异系数(CV)为5.83%,而相应的相对最小显著差数(RLSD0.05)只有3.10%。也就是说,在这两次试验中,试验误差变异系数(CV)差不多的情况下,一组试验可以鉴别距对照3.10%的差异,而另一组试验只能鉴别距对照16.0%的差异。

 

   4.讨论与结论

 

    ⑴研究国家大豆品种区域试验的精确度,主要就是要研究在单年单点、一年多点、一点两年和两年多点等四个试验层次上的试验精确度(EP)和品种比较精确度(VCP)。试验精确度(EP)和品种比较精确度(VCP)越好,区域试验的精确度就越高,就越能科学、客观、公正地评价大豆新品种,并为品种审定提供可靠的依据。衡量试验精确度(EP)和品种比较精确度(VCP)好坏的两个指标是:试验误差变异系数(CV)和相对最小显著差数(RLSD0.05),一个精确度好的区域试验,各试验层次上的试验误差变异系数(CV)和相对最小显著差数(RLSD0.05)都应该较小。

⑵ 为了增加国家大豆品种区域试验的容量,提高试验效率,近几年国家大豆品种区域试验方法由过去的固定周期制改为滚动淘汰制,因此,各组每一年的参试品种并不完全一样,而且,试验周期也缩短为2年。在分析单年单点、一年多点、一点两年和两年多点等四个试验层次上国家大豆品种区域试验的试验精确度(EP)和品种比较精确度(VCP)后,可以看出,就单年单点试验来说,只有31.1%的试验能够鉴别出距对照8%的差异,尚有16.7%的试验鉴别不出距对照20%的差异。就单年多点试验来说,有95.7%的试验组别可以鉴别出距对照8%的差异,只有2000年西北春大豆组的试验鉴别不出距对照10%的差异。就一点两年的试验来说,只有9.3%的试验能够鉴别出距对照8%的差异,而有多达58.1%的试验鉴别不出距对照20%的差异。就两年多点的试验来说,有45.5%的试验能够鉴别出距对照8%的差异,而在2001年~2002年北方春大豆中熟组和2001年~2002年北方春大豆晚熟组的试验,鉴别不出具对照20%的差异。

从统计分析结果可以看出,一点两年和两年多点试验的品种比较精确度有待提高,提高国家大豆品种区域试验一点两年和两年多点试验的品种比较精确度的有效途径是减少试验误差、增加重复数、增加试验年份、减少品种×年份(环境)的互作效应,特别是增加试验年份,而这又与目前的国家大豆品种试验制度存在一定的矛盾。因此,在目前的试验体制下,利用一点两年和两年多点试验评价大豆新品种存在一定的困难,只能主要依靠单年单点和一年多点试验来鉴别和评价大豆新品种。所以,在现有的国家大豆品种区域试验制度下,千方百计的提高单年单点和一年多点试验的品种比较精确度,才是较为现实的选择。

⑶影响单年单点试验品种比较精确度的因素主要有试验误差、试验重复数和参试品种数。影响一年多点试验的品种比较精确度的因素主要有试验误差、试验重复数、参试品种数和试验点数(如果是地点随机模型,还存在着品种×试点互作的影响),减少试验误差和品种×试点互作,增加试验重复数、参试品种数和试验点数,均有利于提高国家大豆品种区域试验品种比较精确度。

    大豆品种区域试验的试验误差主要由以下几个来源:一是土壤差异,包括试验地是否平整、肥力是否均匀一致等等;二是偶然因素,如冰雹等自然灾害、种子质量不均、牲畜践踏等等;三是人为错误造成的差错,如试验人员的试验技术不过关导致的试验设计和管理不规范,工作态度不认真等等。切断试验误差的来源可以有效地减少试验误差,其途径主要有以下几个方面:首先要选择土地平整、肥力均匀、有代表性的试验地,以减少土壤条件的差异所带来的试验误差。其次是要通过培训提高试验人员的业务素质和职业道德,要求试验人员严格按照统一的试验方案进行试验,以避免由于人为因素造成试验误差。最后是在收获时,要根据缺区面积计算缺区产量,以消除因偶然因素对试验结果造成的影响。

    目前,国家大豆品种区域试验各试验组别的试点数在6~14个,各组参试品种数6~16个,重复数3次,从试验结果可以看出,试验点数和参试品种数较少的试验,试验的精确度比较低。如果每个试验点的小区重复数维持在3次的水平上,那么,各试验组别的试验点保持在8~12个、参试品种保持在8~12个的水平上比较理想,如果试验点和参试品种较少,可以考虑增加重复数到4次。

    根据自然条件和栽培管理水平,将国家大豆品种区域试验划分成10个组:黄淮海夏大豆区北组、中组、南组、西北春大豆组、北方春大豆早熟组、北方春大豆中早熟组、北方春大豆中熟组、北方春大豆晚熟组、南方春大豆组。从试验结果的分析,可以看出除南方春大豆组的跨度较大,涉及到华南地区、华东地区、西南地区和华中地区,这对于降低品种×试点互作,提高试验的品种比较精确度十分不利,可以考虑将南方春大豆组细分为2~3个组,以降低品种×试点互作,提高试验的品种比较精确度,为正确、客观的评价大豆新品种提供可靠依据。

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 


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