黃淮北片水地小麥育種現(xiàn)狀及性狀演變分析

郭鳳芝，林坤，郭凌云，李思同，任自超，葛振勇，王沖，龐建新，田順順，王應(yīng)黨

（菏澤市農(nóng)業(yè)科學(xué)院，山東 菏澤 274000）

小麥?zhǔn)俏覈诙蠹Z食作物，是我國特別是北方人民的主要口糧。黃淮冬麥區(qū)是我國小麥的主產(chǎn)區(qū)，常年種植面積1 333.3萬hm2以上，占全國小麥播種面積的50%以上，總產(chǎn)占全國的60%以上。國內(nèi)學(xué)者針對不同麥區(qū)小麥品種及種質(zhì)材料農(nóng)藝性狀的演變已經(jīng)做過深入研究［1-14］，近幾年區(qū)試參試品種的研究逐漸增多［15-32］，但針對黃淮冬麥區(qū)北片區(qū)試品種的研究較少［27，30］，因而需加強(qiáng)，為今后黃淮冬麥區(qū)小麥新品種選育提供參考。

關(guān)于黃淮冬麥區(qū)區(qū)試參試品種（系）的研究，張運(yùn)校等［27］認(rèn)為，育種中首先要重視有效穗數(shù)，同時(shí)還需協(xié)調(diào)穗粒數(shù)和千粒重之間的關(guān)系，每公頃有效穗數(shù)應(yīng)在700.9萬～819.0萬之間，在此范圍內(nèi)再重視千粒重，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)量最大化。王繼濱等［31］認(rèn)為，穗粒數(shù)對產(chǎn)量的直接貢獻(xiàn)最大，其次為有效穗數(shù)，旱地小麥應(yīng)注意選育能形成一定群體基礎(chǔ)的穗粒數(shù)較多品種。孟麗梅等［28］認(rèn)為，參試品種產(chǎn)量構(gòu)成因素對產(chǎn)量的直接貢獻(xiàn)大小順序依次為有效穗數(shù)＞千粒重＞穗粒數(shù)。但以往研究所用品種數(shù)量較少，為此本研究對近9年（2012—2020）黃淮冬麥區(qū)北片水地組區(qū)試338個(gè)參試品種（系）的產(chǎn)量及農(nóng)藝性狀表現(xiàn)與演變進(jìn)行分析，探討黃淮麥區(qū)小麥育種現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢，為今后小麥育種和生產(chǎn)提供參考依據(jù)。

1 數(shù)據(jù)來源

數(shù)據(jù)來源于2012—2020年黃淮北片小麥冬水組區(qū)域試驗(yàn)菏澤試驗(yàn)點(diǎn)試驗(yàn)報(bào)告，共計(jì)338個(gè)參試新品種（系）。利用Microsoft Excel和DPS數(shù)據(jù)分析軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析及作圖。

2 育種現(xiàn)狀及性狀演變分析

2.1 黃淮冬麥區(qū)北片育種現(xiàn)狀分析

由圖1可以看出，近9年黃淮冬麥區(qū)北片參加區(qū)試及審定的品種（系）數(shù)量均呈上升趨勢，共有338個(gè)參試，審定29個(gè)。其中，2014年審定小麥新品種2個(gè)，即邯麥16和鑫豐296；2016年審定小麥新品種5個(gè)，即邢麥13、邯麥17、冀麥325、山農(nóng)29和衡S29；2017年審定小麥新品種5個(gè)，即科農(nóng)2009、俊達(dá)129、齊麥2號、山農(nóng)28和山農(nóng)30；2018年審定小麥新品種9個(gè)，即邯麥19、裕田麥119、俊達(dá)子麥603、石麥26、中信麥99、山農(nóng)27、莘麥818、泰科麥33和山農(nóng)24；2019年審定小麥新品種5個(gè)，即登海206、菏麥22、良星69、圣麥102和中麥23；2020年審定小麥新品種3個(gè)，即輪選145、良星68和魯研128。

圖1 近年黃淮冬麥區(qū)北片品種審定及參試情況

由表1可以看出，審定品種的產(chǎn)量變幅較小，變異系數(shù)為3.45%，產(chǎn)量水平整體較高。產(chǎn)量構(gòu)成因素中，千粒重的變幅較大，變異系數(shù)為6.83%；穗粒數(shù)的變幅次之，變異系數(shù)為5.75%；有效穗數(shù)的變幅稍小，變異系數(shù)為5.29%。生育期、株高、容重的變幅較小，變異系數(shù)分別為1.14%、3.19%、1.47%。以上說明此階段審定品種的有效穗數(shù)已經(jīng)達(dá)到較高水平，產(chǎn)量的提高主要通過粒數(shù)、粒重的增加。

表1 黃淮冬麥區(qū)北片水地組審定品種的農(nóng)藝性狀表現(xiàn)

參試品種（系）的產(chǎn)量變幅大，變異系數(shù)為10.39%；有效穗數(shù)變幅較大，變異系數(shù)為9.86%；千粒重變幅次之，變異系數(shù)為7.94%；穗粒數(shù)變幅較小，變異系數(shù)為5.78%（表2）。說明，此階段群體有效穗數(shù)是影響參試品種（系）產(chǎn)量的主要因素。

表2 黃淮北片水地組參試品種（系）產(chǎn)量性狀表現(xiàn)

綜合分析認(rèn)為，今后小麥產(chǎn)量遺傳改良的重點(diǎn)，應(yīng)在保證有效穗數(shù)的前提下增加穗粒數(shù)、提高千粒重，即有效穗數(shù)（600～750）萬／hm2、穗粒數(shù)35粒左右、千粒重45 g左右、株高80 cm左右的小麥品種更容易實(shí)現(xiàn)高產(chǎn)。

2.2 產(chǎn)量性狀演變分析

參試品種（系）產(chǎn)量存在年際間波動，但整體呈上升趨勢（圖2A），線性擬合結(jié)果表明平均每年增產(chǎn)126.8 kg／hm2，相比同類研究結(jié)果偏大（2012年赤霉病大發(fā)生、2018年嚴(yán)重倒春寒，當(dāng)年產(chǎn)量過低，可能導(dǎo)致線性擬合結(jié)果偏大）。

參試品種（系）的有效穗數(shù)存在年際間波動性變化，總體呈增加趨勢（圖2B），線性擬合結(jié)果表明平均每年增加14.89萬／hm2。2016年因?yàn)椴シN較晚有效穗數(shù)明顯降低，僅為612.5萬／hm2；其余年份總體較為穩(wěn)定，表現(xiàn)為2013、2014年較少，約為669.9萬／hm2，2017年最多為830.2萬／hm2（群體過大，灌漿后期發(fā)生嚴(yán)重倒伏）。

穗粒數(shù)整體呈下降趨勢（圖2C），與有效穗數(shù)變化相對應(yīng)，線性擬合結(jié)果表明平均每年減少0.18粒。2017年因群體過大，不孕穗數(shù)增加，穗粒數(shù)減少，說明穗數(shù)已經(jīng)接近最大限度；2018年倒春寒嚴(yán)重，死莖、死穗、不孕穗致使缺粒嚴(yán)重、穗粒數(shù)降低。

千粒重年際間波動較大，整體呈增加趨勢（圖2D），線性擬合結(jié)果表明平均每年增加0.72g。2012年赤霉病大發(fā)生，灌漿后期干旱，影響籽粒發(fā)育，導(dǎo)致千粒重降低，僅為35.7 g；2013年倒春寒，下落穗稍多，灌漿后期倒伏，千粒重降低，平均為41.1 g；2016年千粒重最高，平均為47.6 g；2017年灌漿后期發(fā)生嚴(yán)重倒伏，影響籽粒灌漿，千粒重降低，平均為41.6 g。

圖2 近年黃淮北片水地組小麥品種（系）產(chǎn)量性狀演變

2.3 產(chǎn)量三要素之外其它農(nóng)藝性狀演變分析

近年育成小麥新品種（系）的生育期變化不大，整體呈下降趨勢，但趨勢不明顯（圖3A），線性擬合結(jié)果表明平均每年縮短0.59 d。群體最高總莖數(shù)受品種特性和氣候環(huán)境的雙重影響，總體呈增加趨勢（圖3B），線性擬合結(jié)果表明平均每年增加47.63萬／hm2。成穗率、株高、黑胚率受氣候環(huán)境影響較大，不同年度間存在波動性變化，但整體變化趨勢不明顯（圖3C、D、E）。容重呈增加趨勢，線性擬合結(jié)果表明平均每年增加3.12 g／L（圖3F）。

3 討論

張運(yùn)校等［27］認(rèn)為，產(chǎn)量三因素對產(chǎn)量均有正向作用，以有效穗數(shù)對產(chǎn)量的作用最大，其次是千粒重，育種中首先要重視有效穗數(shù)，同時(shí)還需協(xié)調(diào)穗粒數(shù)和千粒重之間的關(guān)系，即今后小麥品種有效穗數(shù)應(yīng)在（700.9～819.0）萬／hm2之間，在此范圍內(nèi)再重視千粒重，從而實(shí)現(xiàn)產(chǎn)量最大化。黃興蛟等［22］認(rèn)為，產(chǎn)量與每公頃穗數(shù)、穗粒數(shù)、千粒重極顯著正相關(guān)，三者對產(chǎn)量貢獻(xiàn)關(guān)系為每公頃穗數(shù)＞穗粒數(shù)＞千粒重，小麥產(chǎn)量遺傳改良的重點(diǎn)是保證每公頃穗數(shù)，同時(shí)提高穗粒數(shù)、粒重，保證產(chǎn)量構(gòu)成因素協(xié)調(diào)。孟麗梅等［28］認(rèn)為，有效穗數(shù)對產(chǎn)量的影響最大，對產(chǎn)量的提高起到主要作用，千粒重對產(chǎn)量的直接影響僅次于有效穗數(shù)，而穗粒數(shù)對產(chǎn)量的影響最小。本研究認(rèn)為，2012—2020年黃淮北片小麥冬水組審定新品種的有效穗數(shù)已經(jīng)達(dá)到較高水平，產(chǎn)量的提高主要通過穗粒數(shù)、粒重的增加，即今后小麥產(chǎn)量遺傳改良的重點(diǎn)，應(yīng)在保證有效穗數(shù)的前提下增加穗粒數(shù)、提高千粒重。這與黃興蛟［22］、張運(yùn)校［27］、孟麗梅［28］等的研究結(jié)果略有不符。其原因可能與近年參試品種（系）千粒重大幅提高、單位面積穗數(shù)接近極限、穗數(shù)過多增加倒伏風(fēng)險(xiǎn)有關(guān)。

圖3 近年黃淮北片水地組小麥品種（系）農(nóng)藝性狀演變

4 結(jié)論

近年（2012—2020）黃淮冬麥區(qū)北片審定及參加區(qū)試的品種數(shù)量均呈上升趨勢。29個(gè)審定品種的產(chǎn)量變幅較小，整體產(chǎn)量水平較高，產(chǎn)量構(gòu)成因素變幅表現(xiàn)為千粒重＞穗粒數(shù)＞有效穗數(shù)。338個(gè)參試品種（系）的產(chǎn)量變幅大，產(chǎn)量構(gòu)成因素變幅表現(xiàn)為有效穗數(shù)＞千粒重＞穗粒數(shù)。從演變趨勢看，產(chǎn)量在年際間波動較大，但整體呈上升趨勢，有效穗數(shù)、千粒重呈增加趨勢，穗粒數(shù)呈下降趨勢。綜合分析認(rèn)為，中多穗品種更適合黃淮冬麥區(qū)北片的氣候和生產(chǎn)條件，即有效穗數(shù)（600～750）萬／hm2、穗粒數(shù)35粒左右、千粒重45 g左右、株高80 cm左右的小麥品種更容易實(shí)現(xiàn)高產(chǎn)。