近9 年黃淮冬麥區(qū)北片水地組區(qū)試品種的產(chǎn)量及農(nóng)藝性狀分析

郭鳳芝 郭凌云 林 坤 李思同 龐建新 任自超 葛振勇 王 沖 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?guó)主要的糧食作物之一， 種植面積僅次于水稻和玉米。 黃淮麥區(qū)小麥常年種植面積約1 530 萬(wàn)hm2，是我國(guó)最大的小麥適宜生產(chǎn)區(qū)域，保障該區(qū)域小麥高產(chǎn)與穩(wěn)產(chǎn)對(duì)我國(guó)糧食安全具有重要意義[1]。 國(guó)內(nèi)學(xué)者針對(duì)黃淮冬麥區(qū)品種產(chǎn)量及農(nóng)藝性狀已經(jīng)做過(guò)深入研究[2-13]，但針對(duì)黃淮冬麥區(qū)北片水地品種的研究較少[7,9]。關(guān)于黃淮冬麥區(qū)水地區(qū)試品種的研究，張運(yùn)校等[7]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， 今后小麥品種每公頃有效穗數(shù)應(yīng)在700.9 萬(wàn)～819.0 萬(wàn)穗之間， 在此范圍內(nèi)再重視千粒重， 從而實(shí)現(xiàn)產(chǎn)量最大化；李麗麗等[10]認(rèn)為，小麥產(chǎn)量與其構(gòu)成三要素間存在正相關(guān)趨勢(shì)，但三要素之間存在負(fù)相關(guān)趨勢(shì)。 但張運(yùn)校、李麗麗所用品種數(shù)量較少，均為3 年試驗(yàn)數(shù)據(jù)，本研究對(duì)近9 年黃淮冬麥區(qū)北片水地組區(qū)試338 個(gè)參試品種的產(chǎn)量及農(nóng)藝性狀進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析， 旨在探討黃淮麥區(qū)小麥育種現(xiàn)狀及發(fā)展方向， 為今后小麥育種和生產(chǎn)提供參考依據(jù)。

1 資料來(lái)源與分析方法

試驗(yàn)資料為近9 年（2012-2020 年）黃淮北片小麥冬水組區(qū)域試驗(yàn)總結(jié)報(bào)告，共計(jì)338 個(gè)（含對(duì)照）品種。 參試品種采用完全隨機(jī)區(qū)組排列，種植于菏澤農(nóng)業(yè)科學(xué)院試驗(yàn)基地，重復(fù)3 次。 小區(qū)面積13.3 m2，全部收獲，受氣候環(huán)境影響，年際間結(jié)果可能存在一定偏差。利用Microsoft Excel 軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)相關(guān)性分析和作圖。

2 農(nóng)藝性狀及其與產(chǎn)量的相關(guān)性分析

2.1 參試品種情況

參數(shù)品種數(shù)量逐年增加（圖1A）， 2013 年最少，為 21 個(gè)，2020 年最多，為 64 個(gè)。 增產(chǎn)品種比率存在波動(dòng)性變化，但總體呈下降趨勢(shì)（圖1B），其中2012-2015 年產(chǎn)量對(duì)照為參試品種的平均產(chǎn)量， 增產(chǎn)品種比率未做統(tǒng)計(jì)。

圖1 近9 年參試品種數(shù)量、增產(chǎn)品種比率

從產(chǎn)量分布看（圖2）， 2019 年參試品種49 個(gè)，產(chǎn)量大于 9 750 kg/hm2、9 000～9 750 kg/hm2、8 250～9 000 kg/hm2的品種數(shù)分別為 11 個(gè)、31 個(gè)、7 個(gè)，分別占 22.4%、63.3%、14.3%。 2015 年參試品種 32 個(gè)，產(chǎn)量大于 9 750 kg/hm2、9 000～9 750 kg/hm2、8 250～9 000 kg/hm2的品種數(shù)分別為 0、22 個(gè)、9 個(gè)， 分別占0、68.8%、28.1%。

圖2 近9 年參試品種產(chǎn)量分布

2.2 產(chǎn)量性狀分析

由表1 可知， 參試品種產(chǎn)量變異幅度大， 變異系數(shù)為10.39%， 年際間產(chǎn)量差異較大。 產(chǎn)量三要素中， 每公頃穗數(shù)變異幅度較大， 變異系數(shù)為9.86%；千粒重變異幅度次之， 變異系數(shù)為7.94%； 穗粒數(shù)變異幅度較小， 變異系數(shù)為5.78%。 因此， 現(xiàn)階段黃淮北片水地組小麥參試品種的產(chǎn)量波動(dòng)受每公頃穗數(shù)影響較大。

對(duì)同一年度參試品種產(chǎn)量性狀進(jìn)行分析， 結(jié)果顯示，其產(chǎn)量變異幅度較?。ū?）。 2012 年度變異幅度最大，變異系數(shù)為7.72%，2017 年最小，變異系數(shù)為2.83%，這說(shuō)明育種水平整體呈上升趨勢(shì)。 產(chǎn)量構(gòu)成因素變異幅度整體表現(xiàn)為每公頃穗數(shù)＞千粒重＞穗粒數(shù)。

表1 不同年份參試品種產(chǎn)量性狀表現(xiàn)

參試品種的產(chǎn)量在年際間波動(dòng)較大，比如2012 年赤霉病大發(fā)生，2013 年倒春寒，2015 年播種較晚降溫早、2018 年倒春寒嚴(yán)重， 導(dǎo)致 2012 年、 2013 年、2016 年、2018 年產(chǎn)量明顯低于相鄰年份；2017 年由于群體過(guò)大，后期發(fā)生嚴(yán)重倒伏，一定程度上影響到產(chǎn)量；2019 年氣候條件較適于小麥生長(zhǎng)，未發(fā)生嚴(yán)重病蟲(chóng)害， 產(chǎn)量水量顯著高于一般年份， 平均產(chǎn)量為9 437.4 kg/hm2，2015 年次之，平均產(chǎn)量為 9 025.3 kg/hm2；2012 年平均產(chǎn)量最低， 為 6 718.4 kg/hm2，2018年次之，平均產(chǎn)量為7 228.2 kg/hm2。

2.3 產(chǎn)量三要素之外其他農(nóng)藝性狀分析

對(duì)近年參試小麥品種的農(nóng)藝性狀進(jìn)行分析，結(jié)果顯示，黑胚率、最大分蘗和分蘗成穗率的變異幅度較大， 變異系數(shù)分別為54.88%、14.68%、10.33%；生育期和容重相對(duì)穩(wěn)定，變異幅度較小，變異系數(shù)分別為2.47%和1.75%；株高受氣候環(huán)境影響較大，變異幅度中等，變異系數(shù)為5.55%（表3）。

2.4 高產(chǎn)與低產(chǎn)參試品種的產(chǎn)量性狀比較分析

對(duì) 2015 年、2019 年產(chǎn)量前 10 位品種和后 10 位品種的農(nóng)藝性狀進(jìn)行統(tǒng)計(jì)比較，結(jié)果（表4）顯示，二者的平均產(chǎn)量差異極顯著，相差高達(dá)9.87%、15.53%。從產(chǎn)量構(gòu)成因素看，產(chǎn)量前10 位品種的每公頃穗數(shù)較多；穗粒數(shù)稍多，千粒重稍低，但未達(dá)到顯著水平。從其他農(nóng)藝性狀看，產(chǎn)量前10 位品種的最高總莖數(shù)較多， 二者差異顯著； 株高稍低， 黑胚率較少， 但未達(dá)到顯著水平。 二者生育期、 成穗率、 容重差異無(wú)規(guī)律。 表明， 每公頃穗數(shù) 700 萬(wàn)～800 萬(wàn)穗、 穗粒數(shù) 35～40 粒、 千粒重 45～50 g、 株高 80 cm 左右的品種更容易實(shí)現(xiàn)高產(chǎn)。

表2 相同年份參試品種產(chǎn)量性狀表現(xiàn)

表3 不同年份參試品種農(nóng)藝性狀表現(xiàn)

表4 2015 年、2019 年高產(chǎn)品種與低產(chǎn)品種農(nóng)藝性狀比較

2.5 產(chǎn)量與農(nóng)藝性狀的相關(guān)性分析

對(duì)產(chǎn)量和農(nóng)藝性狀的相關(guān)性進(jìn)行分析， 結(jié)果（表5）表明，產(chǎn)量與每公頃穗數(shù)、穗粒數(shù)及千粒重極顯著正相關(guān)， 相關(guān)系數(shù)分別為0.29、0.23 和0.33，公頃穗數(shù)與穗粒數(shù)極顯著負(fù)相關(guān)、 與千粒重顯著負(fù)相關(guān)，相關(guān)系數(shù)分別為-0.32、-0.17。

產(chǎn)量與生育期、最高總莖數(shù)、株高、容重極顯著正相關(guān)， 相關(guān)系數(shù)分別為 0.50、0.34 和 0.43、0.22；與成穗率顯著負(fù)相關(guān)，相關(guān)系數(shù)為-0.17，與黑胚率相關(guān)性較??；每公頃穗數(shù)與最高總莖數(shù)、株高極顯著正相關(guān)，相關(guān)系數(shù)分別為0.63、0.33，與穗粒數(shù)極顯著負(fù)相關(guān)，相關(guān)系數(shù)為-0.32，與千粒重顯著負(fù)相關(guān)，相關(guān)系數(shù)為-0.17，生育期容重負(fù)相關(guān)，但相關(guān)系數(shù)較??；穗粒數(shù)與生育期極顯著正相關(guān)，相關(guān)系數(shù)為0.20，與株高顯著正相關(guān)，相關(guān)系數(shù)為0.17，與成穗率極顯著負(fù)相關(guān)，相關(guān)系數(shù)分別為-0.32、-0.27，與最高總莖數(shù)、千粒重、容重相關(guān)關(guān)系較小，與黑胚率不相關(guān)；千粒重與容重極顯著正相關(guān)，相關(guān)系數(shù)為0.22，與黑胚率顯著正相關(guān)， 相關(guān)系數(shù)為0.17， 與最高總莖數(shù)負(fù)相關(guān)，與生育期正相關(guān)，但相關(guān)系數(shù)小，與株高、成穗率基本不相關(guān)。

表5 產(chǎn)量和農(nóng)藝性狀的相關(guān)性

3 討論

張運(yùn)校等[7]認(rèn)為，產(chǎn)量三因素對(duì)產(chǎn)量均有正向作用，以有效穗數(shù)對(duì)產(chǎn)量的作用最大，其次是千粒重；孟麗梅等[8]認(rèn)為，有效穗數(shù)對(duì)產(chǎn)量的影響最大，對(duì)產(chǎn)量的提高起到了主要作用， 千粒重對(duì)產(chǎn)量的直接影響僅次于有效穗數(shù)，而穗粒數(shù)對(duì)產(chǎn)量的影響最?。焕铥慃惖萚10]認(rèn)為，小麥產(chǎn)量與其構(gòu)成三要素間存在正相關(guān)趨勢(shì)， 但三要素之間存在負(fù)相關(guān)趨勢(shì)， 最大分蘗數(shù)、 株高及生育期與產(chǎn)量的相關(guān)性因年度的變化相差較大， 株高相對(duì)高的品種可能沒(méi)有株高低的品種產(chǎn)量高。 本研究認(rèn)為，產(chǎn)量三因素對(duì)產(chǎn)量均有極顯著正向作用，三者對(duì)產(chǎn)量的貢獻(xiàn)關(guān)系為千粒重＞每公頃穗數(shù)＞穗粒數(shù)，這與張運(yùn)校等[7]、孟麗梅等[8]等研究結(jié)果略有不符，可能與特殊年份（2012 年、2018 年）放大了千粒重對(duì)產(chǎn)量的作用有關(guān)； 株高與產(chǎn)量極顯著正相關(guān)， 生育期與穗粒數(shù)顯著相關(guān)， 株高80～85 cm的中晚熟品種更容易實(shí)現(xiàn)高產(chǎn)。

4 結(jié)論

參試品種的產(chǎn)量在年際間波動(dòng)較大。 產(chǎn)量與每公頃穗數(shù)、穗粒數(shù)及千粒重極顯著正相關(guān)，三者對(duì)產(chǎn)量的貢獻(xiàn)關(guān)系為千粒重＞公頃穗數(shù)＞穗粒數(shù)。 今后小麥產(chǎn)量遺傳改良的重點(diǎn)是保證每公頃穗數(shù)， 同時(shí)提高粒重、增加粒數(shù)，保證產(chǎn)量構(gòu)成因素協(xié)調(diào)。 綜合分析認(rèn)為， 中多穗小麥新品種更適合黃淮北片的氣候和生產(chǎn)條件，選育每公頃穗數(shù)700 萬(wàn)～800 萬(wàn)穗、穗粒數(shù) 35～40 粒、千粒重 40～50 g、株高 80～85 cm 的小麥品種更容易實(shí)現(xiàn)高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)。