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    小麥功能葉對(duì)產(chǎn)量及其構(gòu)成因素的影響

    2018-08-24 07:07:54鈕力亞王偉偉王奉芝趙松山
    作物研究 2018年4期
    關(guān)鍵詞:功能葉旗葉變幅

    鈕力亞,王偉偉,王 偉,王奉芝,趙松山,于 亮

    (滄州市農(nóng)林科學(xué)院,河北滄州 061001)

    小麥產(chǎn)量是受多基因控制的數(shù)量性狀,是多個(gè)性狀共同作用的結(jié)果。小麥產(chǎn)量的高低與其產(chǎn)量性狀有關(guān)。單位面積穗數(shù)、穗粒數(shù)、千粒重是構(gòu)成小麥產(chǎn)量的主要因素,小麥產(chǎn)量的進(jìn)一步提高主要依賴產(chǎn)量因素的協(xié)調(diào)增長(zhǎng)。宋健民等[1]研究表明,提高成穗率、增加單位面積穗數(shù)是進(jìn)一步提高產(chǎn)量潛力的關(guān)鍵。有研究[2~5]表明,超高產(chǎn)小麥產(chǎn)量構(gòu)成應(yīng)該在穩(wěn)定穗數(shù)的基礎(chǔ)上,提高穗粒數(shù)和千粒重,只有穗大、穗勻、穗粒數(shù)多才能建立高產(chǎn)群體結(jié)構(gòu)的框架。今后我國(guó)超高產(chǎn)小麥的育種目標(biāo)應(yīng)是通過(guò)增加穗粒數(shù)來(lái)提高小麥的單穗重[6,7]。在生長(zhǎng)后期,小麥主要靠旗葉、倒二葉和倒三葉的光合作用供給籽粒養(yǎng)料。在前人研究的基礎(chǔ)上,本研究對(duì)16個(gè)小麥品種(系)上3葉的長(zhǎng)度、寬度、面積等進(jìn)行分析,探討其與產(chǎn)量及單位面積穗數(shù)、穗粒數(shù)、千粒重的相關(guān)程度,以為小麥新品種選育提供依據(jù)。

    1 材料與方法

    1.1 試驗(yàn)材料

    試驗(yàn)于2015~2016年在河北省獻(xiàn)縣試驗(yàn)基地進(jìn)行,試驗(yàn)地土壤肥力中上。參試材料為16個(gè)不同基因型品種:臨優(yōu)7287、臨遠(yuǎn)8號(hào)、堯麥16(山西省農(nóng)業(yè)科學(xué)院),石麥22號(hào)、石優(yōu)20、石麥19(石家莊市農(nóng)科院),冀5265(河北省農(nóng)林科學(xué)院糧油作物研究所),邢麥7號(hào)、邢麥6號(hào)(邢臺(tái)市農(nóng)科院),泰山5366(泰安農(nóng)科院),煙農(nóng)0428(煙臺(tái)農(nóng)科院),衡136、衡4399(河北省農(nóng)林科學(xué)院旱作所),滄麥028(滄州市農(nóng)科院)和邯08-6012(邯鄲農(nóng)科院),以石4185為對(duì)照品種。

    1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

    采用隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì),3次重復(fù)。試驗(yàn)小區(qū)長(zhǎng)5.3 m,寬2.5 m,面積13.33 m2,6行區(qū),行距 17.5 cm,小區(qū)間距30 cm。灌漿期每小區(qū)隨機(jī)選取莖稈高度基本一致、穗大小均等而無(wú)病蟲(chóng)害的20個(gè)單株,測(cè)定上3葉長(zhǎng)、寬,成熟后收獲單株,室內(nèi)考種??挤N項(xiàng)目包括穗粒數(shù)、千粒重、穗粒重,各性狀以小區(qū)平均數(shù)為單位進(jìn)行方差分析。田間管理和施肥水平同當(dāng)?shù)卮筇锷a(chǎn)。

    試驗(yàn)數(shù)據(jù)用Excel和Spss進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。

    2 結(jié)果與分析

    2.1 小麥功能葉、產(chǎn)量及產(chǎn)量構(gòu)成因素的變異分析

    由表1可以看出,旗葉、倒二葉、倒三葉及產(chǎn)量性狀的變幅和變異系數(shù)各不相同,變幅和變異系數(shù)越大,說(shuō)明品種間的變異越大。從變幅角度看,功能葉性狀中,旗葉面積的變幅最大,為11.92 cm2,產(chǎn)量構(gòu)成因素中,千粒重的變幅最大,為12.1 g;從變異系數(shù)上看,旗葉葉面積變異系數(shù)最大,為30.01%,其次是倒二葉葉面積,為24.25%。旗葉的葉面積變幅和變異系數(shù)均為最大,說(shuō)明品種間的差異性在旗葉葉面積上表現(xiàn)突出。上3片功能葉性狀變異的大小依次為:旗葉面積>倒二葉面積>倒三葉面積>倒三葉寬>旗葉長(zhǎng)>倒二葉寬>旗葉寬>倒二葉長(zhǎng)>倒三葉長(zhǎng)。產(chǎn)量及產(chǎn)量構(gòu)成因素變異的大小依次為:穗粒數(shù)>產(chǎn)量>千粒重>小穗數(shù)>穗長(zhǎng),產(chǎn)量性狀指標(biāo)變異系數(shù)較小,不同參試品系間產(chǎn)量性狀間有較高的相似性,說(shuō)明小麥產(chǎn)量構(gòu)成模式(穗粒數(shù)、千粒重、單位面積穗數(shù))具有多樣性。

    F測(cè)驗(yàn)表明,品種間性狀都達(dá)到了0.01顯著水平,這說(shuō)明產(chǎn)量性狀與上3葉性狀的關(guān)系可以作相關(guān)分析。

    表1 小麥功能葉、產(chǎn)量及產(chǎn)量構(gòu)成因素的變異分析與F測(cè)驗(yàn)Table 1 F exam variation of functional leaf and yield and yield com ponents of wheat

    2.2 小麥功能葉與產(chǎn)量及其構(gòu)成因素的相關(guān)分析

    從表2可以看出,旗葉葉面積、旗葉寬、倒二葉寬及葉面積和倒三葉寬與單位面積穗數(shù)、穗粒數(shù)、千粒重、產(chǎn)量存在不同程度顯著或極顯著正相關(guān)關(guān)系,隨著上3葉的葉面積和寬度增大,產(chǎn)量及產(chǎn)量構(gòu)成因素呈增長(zhǎng)趨勢(shì);在功能葉性狀中,旗葉葉面積與穗粒數(shù)的相關(guān)系數(shù)最大,說(shuō)明其對(duì)穗粒數(shù)的影響最為明顯,其次為產(chǎn)量、千粒重和單位面積穗數(shù)。而旗葉、倒二葉、倒三葉的長(zhǎng)度與產(chǎn)量及產(chǎn)量構(gòu)成因素的正相關(guān)性較小或負(fù)相關(guān),這說(shuō)明小麥葉片的長(zhǎng)度不宜過(guò)長(zhǎng),選育新品種時(shí)應(yīng)選擇植株緊湊、葉片較小的材料,以利于小麥群體透光,充分利用空間。

    表2 小麥功能葉與產(chǎn)量及其構(gòu)成因素的相關(guān)系數(shù)Table 2 Correlation between functional leaves and yield com ponents of wheat

    2.3 小麥功能葉與產(chǎn)量及其構(gòu)成因素的回歸分析

    灌漿期旗葉、倒二葉、倒三葉性狀與產(chǎn)量及其構(gòu)成因素的相關(guān)和回歸分析結(jié)果(表3)表明,從葉面積與單位面積穗數(shù)的關(guān)系看,倒三葉葉面積對(duì)單位面積穗數(shù)的影響最大,其次為旗葉葉面積;從葉片長(zhǎng)寬與單位面積穗數(shù)的關(guān)系來(lái)看,倒三葉的長(zhǎng)寬對(duì)單位面積穗數(shù)的影響較倒二葉和旗葉的長(zhǎng)寬的影響大??疾旃δ苋~性狀對(duì)穗粒數(shù)、千粒重及產(chǎn)量的影響,結(jié)果表明,旗葉葉面積和倒二葉葉面積對(duì)穗粒數(shù)的影響較大;旗葉葉面積對(duì)產(chǎn)量和千粒重的影響最大,倒二葉和倒三葉對(duì)其影響較小??梢?jiàn),減小旗葉的長(zhǎng)度和倒三葉的寬度有助于增加田間透光性,提高光合效率,從而使小麥增產(chǎn)。

    表3 小麥功能葉性狀與產(chǎn)量及其構(gòu)成因素的回歸分析Table 3 Regression analysis of three leaf traits and yield and its com ponents in wheat

    3 討論

    前人的研究表明,小麥籽粒產(chǎn)量主要源于小麥開(kāi)花后葉片光合作用的產(chǎn)物,而灌漿期植株的光合器官主要是旗葉、倒二葉、倒三葉,其光合作用最強(qiáng),籽粒20%~30%以上的干物質(zhì)來(lái)自于開(kāi)花后旗葉、倒二葉和倒三葉的光合產(chǎn)物,特別是旗葉[8~10]。本試驗(yàn)結(jié)果表明,小麥品種間功能葉性狀存在差異,其中旗葉的葉面積變幅最大;在產(chǎn)量構(gòu)成因素中產(chǎn)量的變異系數(shù)最大,說(shuō)明品種間性狀差異較大,選擇潛力較大。

    對(duì)各性狀的相關(guān)和回歸分析表明,隨著旗葉葉面積的增大,產(chǎn)量及產(chǎn)量構(gòu)成因素呈增長(zhǎng)趨勢(shì),但是旗葉、倒二葉、倒三葉的葉長(zhǎng)對(duì)產(chǎn)量及產(chǎn)量構(gòu)成因素的綜合影響較小,說(shuō)明小麥葉片過(guò)長(zhǎng)對(duì)產(chǎn)量的提高并不能起到促進(jìn)作用,因此選育小麥新品種時(shí)應(yīng)選擇葉片緊湊型材料。減小旗葉的長(zhǎng)度和倒三葉的寬度有助于提高產(chǎn)量,可見(jiàn)灌漿期增加田間的透光性能,能提高光合效率,從而提高小麥產(chǎn)量。

    小麥旗葉、倒二葉、倒三葉性狀對(duì)產(chǎn)量的形成至關(guān)重要,旗葉、倒二葉、倒三葉長(zhǎng)寬及葉面積均與產(chǎn)量及產(chǎn)量構(gòu)成因素正相關(guān),表明上3葉的合理配置對(duì)產(chǎn)量有重要影響,只有旗葉、倒二葉、倒三葉長(zhǎng)寬比例配置合理,才能擴(kuò)大群體對(duì)光、熱、氣等資源的利用空間,提高冬小麥產(chǎn)量。

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