小麥新品種京花12號產(chǎn)量構(gòu)成因素的相關(guān)分析與通徑分析

王漢霞， 馬巧云， 田立平， 楊衛(wèi)兵， 侯起嶺， 單福華， 張風(fēng)廷

(北京市農(nóng)林科學(xué)院/北京雜交小麥工程技術(shù)研究中心， 北京 100097)

京花12號(區(qū)試代號京農(nóng)12-79)是北京雜交小麥工程技術(shù)研究中心利用花藥培養(yǎng)技術(shù)，以京冬23號為母本，京冬17號為父本育成的小麥新品種。于2013—2014年參加北京市節(jié)水組預(yù)備試驗，2014—2015年、2015—2016年連續(xù)2年參加北京市節(jié)水組區(qū)域試驗，2016—2017年參加北京市生產(chǎn)試驗，2018年通過北京市農(nóng)作物品種審定委員會審定，審定編號為京審麥20180005。

不同的小麥品種具有不同的產(chǎn)量結(jié)構(gòu)特征，產(chǎn)量構(gòu)成三因素對產(chǎn)量貢獻(xiàn)大小也是不同的[1-5]。為進(jìn)一步探討京花12號的生產(chǎn)和育種價值，以京花12號參加北京市小麥預(yù)備試驗、區(qū)域試驗和生產(chǎn)試驗的數(shù)據(jù)為依據(jù)，利用相關(guān)分析和通徑分析，研究了產(chǎn)量構(gòu)成三因素對產(chǎn)量形成的相對重要性，以期為京花12號的高產(chǎn)栽培提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材 料

供試材料為京花12號，數(shù)據(jù)來源于2014—2017年度北京市小麥預(yù)備試驗(4個試點(diǎn))、區(qū)域試驗(9個試點(diǎn)，2015—2016年度懷柔區(qū)種子管理站因?qū)嶒灥乇徽饔?，無試驗數(shù)據(jù)，未參加匯總)和生產(chǎn)試驗(5個試點(diǎn))的試驗數(shù)據(jù)匯總報告。

1.2 方 法

1.2.1試驗設(shè)計

按照北京市區(qū)域試驗的要求，在北京市選取5個試驗點(diǎn)，試驗采取隨機(jī)區(qū)組排列，3次重復(fù)，小區(qū)面積12 m2，每個小區(qū)種植5～7行，行距25 cm。播種日期為9月25日至10月1日。

1.2.2數(shù)據(jù)分析

利用Excel 2007軟件和DPS v 7.05分析軟件[6]對穗數(shù)(X1)、穗粒數(shù)(X2)、千粒重(X3)與產(chǎn)量(Y)進(jìn)行相關(guān)分析和通徑分析。

2 結(jié)果分析

2.1 變異分析

由表1可知，穗數(shù)、穗粒數(shù)、千粒重三因素的變異都較大，其中穗數(shù)的變異最大，說明穗數(shù)受年際間和環(huán)境的影響最大，是一個相對較不穩(wěn)定的性狀；千粒重的變異最小，說明在不同的環(huán)境條件下均能獲得穩(wěn)定的千粒重。

表1 京花12號產(chǎn)量構(gòu)成因素與產(chǎn)量分析

因素最小值最大值平均值標(biāo)準(zhǔn)差CV/%X1/(104穗·hm-2)549.00967.50659.58112.7517.09X2/(粒/穗)18.6034.3026.784.0815.25X3/g29.6050.5041.785.1912.42Y/(kg·hm-2)4130.709508.806617.281418.5821.44

2.2 相關(guān)分析

表2表明，單位面積穗數(shù)與產(chǎn)量間呈極顯著正相關(guān)(r=0.655 3)，千粒重次之(r=0.489 0)，而穗粒數(shù)與產(chǎn)量間的相關(guān)系數(shù)不顯著，說明穗數(shù)是產(chǎn)量提高的主要制約因素，因此要想實現(xiàn)京花12號產(chǎn)量的進(jìn)一步提高，通過增加穗數(shù)較易獲得。穗數(shù)與穗粒數(shù)、穗粒數(shù)與千粒重之間呈負(fù)相關(guān)，說明單位面積穗數(shù)能限制穗粒數(shù)，穗粒數(shù)的增加也導(dǎo)致千粒重的減少，但是穗數(shù)與千粒重呈正相關(guān)，說明增加單位面積穗數(shù)能一定程度的增加千粒重。

表2 京花12號產(chǎn)量構(gòu)成因素與產(chǎn)量的相關(guān)分析

性狀X2X3YX1-0.27880.37160.6553**X2-0.36050.1048X30.4890*

注：“*”和“**”分別表在0.05和0.01水平顯著相關(guān)。下同。

2.3 偏相關(guān)分析

偏相關(guān)系數(shù)是在對其他變量的影響進(jìn)行控制的條件下，衡量多個變量中2個變量之間的線性相關(guān)程度的指標(biāo)，由于偏相關(guān)消除了自變量相關(guān)的混淆，因此更能夠表現(xiàn)出各個自變量和因變量的真實關(guān)系[7]。由表3可以看出，產(chǎn)量構(gòu)成因素與產(chǎn)量之間呈顯著或極顯著正相關(guān)，其中穗數(shù)與產(chǎn)量偏相關(guān)程度最高(r=0.694 5)，穗粒數(shù)次之(r=0.554 2)，千粒重最小(r=0.528 0)，穗數(shù)、穗粒數(shù)與千粒重之間呈負(fù)向偏相關(guān)，說明它們之間存在相互制約關(guān)系，同步提高不太容易。

表3 京花12號產(chǎn)量構(gòu)成因素與產(chǎn)量的偏相關(guān)分析

性狀X2X3YX1-0.4851-0.18180.6945**X2-0.49630.5542*X30.5280*

2.4 回歸分析

進(jìn)一步回歸分析京花12號穗數(shù)(X1)、穗粒數(shù)(X2)、千粒重(X3)與產(chǎn)量(Y)之間的關(guān)系，得到回歸方程：Y=-7 209.151+7.815X1+148.084X2+112.616X3，產(chǎn)量與其構(gòu)成因素間的決定系數(shù)為0.653 15，F(xiàn)值為8.787 8，達(dá)到極顯著水平。由回歸方程可知，在其它因素保持不變的條件下，穗數(shù)每增1×104穗·hm-2，產(chǎn)量則增加7.815 kg·hm-2，穗粒數(shù)每增1粒，產(chǎn)量則增加148.084 kg·hm-2，千粒重每增1 g，產(chǎn)量則增加112.616 kg·hm-2。

2.5 通徑分析

通徑分析把相關(guān)系數(shù)分解為直接作用和間接作用，即直接通徑系數(shù)和間接通徑系數(shù)，從而明確各因素對產(chǎn)量的相對重要性[8]。通徑分析結(jié)果(表4)表明，穗數(shù)、穗粒數(shù)和千粒重對產(chǎn)量均具有直接的正向效應(yīng)，對產(chǎn)量直接貢獻(xiàn)的大小依次為穗數(shù)(0.621 2)>穗粒數(shù)(0.426 4)>千粒重(0.411 9)，這與相關(guān)分析和偏相關(guān)分析得到的趨勢是一致的。由間接通徑系數(shù)可知，各產(chǎn)量構(gòu)成因素對產(chǎn)量的間接作用的大小和程度不盡相同，其中千粒重→穗數(shù)→產(chǎn)量的間接正向效應(yīng)最大，穗數(shù)→ 千粒重→產(chǎn)量的間接正向效應(yīng)次之；穗粒數(shù)→穗數(shù)→產(chǎn)量的負(fù)向效應(yīng)最大，千粒重→穗粒數(shù)→產(chǎn)量的負(fù)向效應(yīng)次之，負(fù)向效應(yīng)最小的是穗數(shù)→穗粒數(shù)→產(chǎn)量。綜上可知，得到京花12號的高產(chǎn)栽培策略應(yīng)是增加穗數(shù)，提高穗粒數(shù)，穩(wěn)定千粒重。

表4 京花12號產(chǎn)量構(gòu)成因素與產(chǎn)量的通徑分析

性狀直接通徑系數(shù)間接通徑系數(shù)X1→YX2→YX3→Y X10.6212-0.11890.1531X20.4264-0.1732-0.1485X30.41190.2309-0.1537

3 討 論

小麥的產(chǎn)量是多個農(nóng)藝性狀共同作用的結(jié)果，產(chǎn)量優(yōu)勢也體現(xiàn)在穗數(shù)、穗粒數(shù)和千粒重這3個因素上。通過對京花12號產(chǎn)量構(gòu)成因素的分析發(fā)現(xiàn)，穗數(shù)的變異系數(shù)最大，且與產(chǎn)量的相關(guān)系數(shù)和偏相關(guān)系數(shù)也最大，說明三因素中穗數(shù)最易受環(huán)境條件影響；千粒重的變異系數(shù)最小，但與產(chǎn)量相關(guān)系數(shù)和偏相關(guān)系數(shù)都達(dá)到顯著水平，且偏相關(guān)分析同時表明，千粒重與穗數(shù)、穗粒數(shù)之間相互制約，同步提高產(chǎn)量很困難，要協(xié)調(diào)好三者的關(guān)系。綜合分析表明，穗數(shù)與產(chǎn)量的關(guān)系最為密切，千粒重在不同年份和不同環(huán)境下具有較好的穩(wěn)定性，所以通過增加千粒重來提高單產(chǎn)的潛力不大。

通過回歸分析發(fā)現(xiàn)，京花12號產(chǎn)量與產(chǎn)量構(gòu)成因素建立的最優(yōu)回歸方程Y=-7 209.151+7.815X1+148.084X2+112.616X3，方程的決定系數(shù)為R2=0.653 15，表明京花12號產(chǎn)量形成的65.315%是由產(chǎn)量構(gòu)成三要素直接貢獻(xiàn)的。

通徑分析表明，各產(chǎn)量構(gòu)成因素對產(chǎn)量的形成均具有直接的正向效應(yīng)[4,7,9]。有研究表明穗數(shù)對小麥產(chǎn)量的貢獻(xiàn)最大[1-3,10]，也有研究表明，穗粒數(shù)對產(chǎn)量的貢獻(xiàn)最大[4,11]，同時也有研究表明，千粒重是產(chǎn)量構(gòu)成最主要的因素[5]。這說明不同品種間不同產(chǎn)量構(gòu)成因素對產(chǎn)量的貢獻(xiàn)程度不同。本研究表明，穗數(shù)對京花12號產(chǎn)量貢獻(xiàn)的直接作用最大，其次是穗粒數(shù)，千粒重最小，這說明穗數(shù)的增產(chǎn)優(yōu)勢比穗粒數(shù)和千粒重更明顯，這與王志龍等[1]、茹振剛等[2]、張學(xué)品等[3]、王玲燕等[10]研究結(jié)果一致。

通過對京花12號在北京市小麥區(qū)域試驗和生產(chǎn)試驗中的產(chǎn)量三要素的分析可知，保持合適的穗數(shù)是高產(chǎn)的基礎(chǔ)，在此基礎(chǔ)上，高產(chǎn)栽培管理措施應(yīng)以提高小穗結(jié)實率，增加穗粒數(shù)，穩(wěn)定千粒重為目的，才能充分發(fā)揮其豐產(chǎn)潛能。