張力

（河北省種子管理總站，河北 石家莊 050031）

冀中北水地區(qū)域育成小麥品種的性狀演進研究

張力

（河北省種子管理總站，河北 石家莊 050031）

分析了22年以來通過河北省農(nóng)作物品種審定委員會審定（認定）的適宜冀中北水地區(qū)域種植的30個小麥品種的農(nóng)藝性狀之間的關(guān)系，以及各農(nóng)藝性狀與產(chǎn)量之間的關(guān)系，提出了今后小麥育種的建議。

冀中北；水地；小麥；性狀演進

1 材料與方法

1.1 數(shù)據(jù)來源

數(shù)據(jù)來源于1992—2014年通過河北省農(nóng)作物品種審定委員會審定（認定）的適宜冀中北水地區(qū)域種植的30個小麥品種。1992—2003年的品種數(shù)據(jù)來自于《河北省農(nóng)作物優(yōu)良品種》一書，2004—2014年的品種數(shù)據(jù)來自于歷年河北省農(nóng)作物品種審定委員會發(fā)布的品種審定公告。審定品種年平均性狀匯總見表1。

表1 冀中北區(qū)域?qū)彾ㄆ贩N年平均性狀匯總表

1.2 分析項目

選擇與產(chǎn)量有關(guān)的全生育期、株高、穗粒數(shù)、穗數(shù)、千粒重進行分析。產(chǎn)量一般為兩年區(qū)域試驗產(chǎn)量的平均值，少數(shù)品種為多年區(qū)域試驗產(chǎn)量的平均值。

1.3 分析方法

先對34個小麥品種進行簡單的常規(guī)分析，計算各組每年審定品種的全生育期、株高、穗數(shù)、穗粒數(shù)、千粒重及產(chǎn)量的年平均值，利用excel軟件描繪出各組品種全生育期、株高、穗數(shù)、穗粒數(shù)、千粒重、產(chǎn)量相對于審定年份的散點分布圖，總結(jié)各農(nóng)藝性狀的演變趨勢，然后采用統(tǒng)計分析軟件進行數(shù)量性狀指標相關(guān)性分析和回歸分析。

2 結(jié)果分析

2.1 小麥品種的遺傳演變規(guī)律

為了研究冀中北水地區(qū)域小麥品種主要性狀在22年的變化特點，對不同年份、不同組別小麥品種的主要性狀的平均數(shù)依年份進行了回歸分析，通過回歸系數(shù)的大小來探討主要性狀的遺傳改良效果，其結(jié)果見表2。

表2 冀中北水地區(qū)域小麥品種按年份劃分的直線回歸

2.2 主要性狀間的相關(guān)性分析和回歸分析

為了進一步研究小麥品種在演變過程中各性狀之間的相互關(guān)系，以及產(chǎn)量三要素對產(chǎn)量貢獻的大小，對所有性狀進行了相關(guān)性分析和產(chǎn)量與產(chǎn)量性狀間的全回歸分析，其結(jié)果列于表3、表4。

表3 冀中北水地區(qū)域小麥審定品種主要性狀間的相關(guān)性分析

表4 冀中北水地區(qū)域小麥審定品種產(chǎn)量與產(chǎn)量性狀回歸方程系數(shù)顯著性

2.2.1 主要性狀間的相關(guān)性分析

從表3可以看出，全生育期與株高、穗數(shù)、千粒重呈正相關(guān)，與穗粒數(shù)、產(chǎn)量呈負相關(guān)，表明在品種改良過程中，品種的生育期縮短、株高變矮、穗數(shù)減少、千粒重降低是一個同步改良的過程，都有利于產(chǎn)量的提高。

株高與穗數(shù)、千粒重呈正相關(guān)，表明在品種改良過程中，隨著株高的降低，穗數(shù)和千粒重也在減少。與穗粒數(shù)、產(chǎn)量均呈極顯著負相關(guān)，表明隨著株高的降低，穗粒數(shù)在增加，產(chǎn)量也在增加。

穗粒數(shù)與穗數(shù)、千粒重呈負相關(guān)，與產(chǎn)量呈極顯著正相關(guān)；穗數(shù)與千粒重呈負相關(guān)，與產(chǎn)量呈正相關(guān)；千粒重與產(chǎn)量呈正相關(guān)，說明產(chǎn)量構(gòu)成三要素的提高都有利于產(chǎn)量的提高，但彼此之間又是相互制約協(xié)調(diào)發(fā)展的。

2.2.2 產(chǎn)量與產(chǎn)量性狀間的全回歸分析

從表4可以看出，品種生育期、株高對產(chǎn)量有著不顯著的負向貢獻，偏回歸系數(shù)分別是-0.25和-2.291，表明全生育期及株高的減少，有利于產(chǎn)量的提高；產(chǎn)量構(gòu)成三要素對產(chǎn)量直接貢獻大小順序依次為：穗粒數(shù)＞穗數(shù)（667 m2）＞千粒重。產(chǎn)量構(gòu)成三要素中對產(chǎn)量的直接貢獻最大的是穗粒數(shù)，偏回歸系數(shù)是7.183，說明在過去的22年里，穗粒數(shù)對產(chǎn)量提高起主要作用，通過增加穗粒數(shù)可以達到提高產(chǎn)量的目的；穗數(shù)對產(chǎn)量的直接影響僅次于穗粒數(shù)，偏回歸系數(shù)是5.726；千粒重對產(chǎn)量的直接影響最小，偏回歸系數(shù)是5.725。

3 討論與結(jié)論

3.1 冀中北水地區(qū)域小麥審定品種主要性狀演變規(guī)律

全生育期隨著品種審定年份逐漸縮短，平均每年減少0.234 7 d，且與產(chǎn)量呈不顯著負相關(guān)；全回歸分析顯示全生育期對產(chǎn)量有不顯著負向貢獻，說明兩種分析的結(jié)果是一致的，表明隨著生育期的縮短，產(chǎn)量有不明顯提高。這一結(jié)果的原因與冀中南水地組是一致的。

株高隨著品種審定年份逐漸降低，平均每年減少0.785 8 cm，且與產(chǎn)量呈極顯著負相關(guān)，表明隨著株高的變矮，產(chǎn)量呈極明顯增加趨勢；全回歸分析顯示株高對產(chǎn)量有不顯著負向貢獻，說明隨著株高的變矮，產(chǎn)量有不明顯增加的趨勢。這一結(jié)果表明，育種家們是通過改良品種、降低株高、增加品種抗倒性、提高經(jīng)濟系數(shù)，進而提高產(chǎn)量的。

穗粒數(shù)隨著品種審定年份逐漸增加，平均每年增加0.289 1粒，且與產(chǎn)量呈極顯著正相關(guān)；全回歸分析顯示穗粒數(shù)對產(chǎn)量有顯著正向貢獻，是對產(chǎn)量貢獻最大的性狀，說明兩種分析的結(jié)果是一致的，表明穗粒數(shù)的提高在小麥增產(chǎn)中起到了重要的作用，隨著穗粒數(shù)的增加，產(chǎn)量有極明顯的提高。

穗數(shù)（667 m2）隨著品種審定年份略有減少，平均每年減少0.355 3萬穗/667 m2，且與產(chǎn)量呈不顯著正相關(guān)；全回歸分析顯示穗數(shù)（667 m2）對產(chǎn)量有顯著正向貢獻。這一分析結(jié)果與冀中南水地組是一致的。

千粒重隨著品種審定年份略有降低，平均每年降低0.034 1 g，且與產(chǎn)量呈不顯著正相關(guān)；全回歸分析顯示千粒重對產(chǎn)量有顯著正向貢獻，說明兩種分析的結(jié)果是一致的，表明千粒重的提高在小麥增產(chǎn)中起到了作用，隨著千粒重的增加，產(chǎn)量有所提高。導(dǎo)致千粒重降低的原因是該區(qū)域初春氣溫較低，小麥生長發(fā)育緩慢，而末春氣溫升高較快，發(fā)育速度加快，縮短了營養(yǎng)生長時間，植株營養(yǎng)物質(zhì)積累較少，小麥灌漿所需物質(zhì)和能量欠缺，不利于小麥灌漿。

產(chǎn)量隨著審定年份的逐漸增加，平均每年增加6.239 7 kg/667 m2，達極顯著水平。產(chǎn)量三要素隨著產(chǎn)量的不斷提高而發(fā)生了變化。

綜上所述，在過去的22年里，冀中北水地區(qū)域品種的育種家們是在穩(wěn)定667 m2穗數(shù)的基礎(chǔ)上，通過縮短生育期、降低株高、增加穗粒數(shù)及提高千粒重來實現(xiàn)增產(chǎn)效果的。

3.2 關(guān)于提高冀中北水地區(qū)域小麥產(chǎn)量的育種建議

3.2.1 生育期

從小麥生長的一般規(guī)律來講，生育期越長，灌漿越充分，小麥的產(chǎn)量越高。從目前河北省種植結(jié)構(gòu)來看，小麥生育期縮短，有利于后茬作物的播種；此外，在小麥生長后期，自然災(zāi)害對小麥影響依然存在，但總體產(chǎn)量保持增加。

因此，筆者建議在今后的品種選育過程中，在保證籽粒灌漿充分的前提下，應(yīng)協(xié)調(diào)其他生長期的發(fā)育時間，選育生育期短的品種。

3.2.2 株高

從河北省的育種實踐來看，20世紀80年代以后，育種家們利用矮稈基因成功地選育出了一批半矮稈小麥品種，解決了小麥在增加密度和高產(chǎn)栽培條件下嚴重倒伏的問題，推進了河北省小麥單產(chǎn)的大幅度提高。從生物學(xué)特性看，植株矮化到一定程度，也產(chǎn)生種種不利效應(yīng)。莖稈過矮的小麥品種，冠層低而密集，通風(fēng)、透光性均不好，群體過大時就易造成郁蔽。從提高產(chǎn)量潛力看，植株的矮化勢必限制生物學(xué)產(chǎn)量的提高，而在收獲指數(shù)達到一定高度時，進一步提高產(chǎn)量潛力在很大程度上決定于生物學(xué)產(chǎn)量的提高。

因此，筆者建議在今后的品種選育過程中，不要僅僅通過降低株高來增強品種的抗倒性，應(yīng)在保證一定株高的前提下，選育莖稈韌性較好的材料，增強品種的抗倒伏能力。

3.2.3 穗粒數(shù)

從生物學(xué)特性看，每穗粒數(shù)是由每穗有效小穗數(shù)和每小穗粒數(shù)構(gòu)成的，增加每穗有效小穗數(shù)比增加每小穗粒數(shù)較為有利，因為前者大多穗型較長，籽粒比較整齊，千粒重較高；后者往往穗型緊密，籽粒大小不均，千粒重較低，從遺傳特性看，每穗有效小穗數(shù)是一個重要的產(chǎn)量性狀部分顯性，且小穗不抑制其他產(chǎn)量因素。從河北省的育種實踐來看，育種家們認為靠增加每穗有效小穗數(shù)對提高生產(chǎn)性能成效顯著，他們大多通過培育具有超多小穗特性的穗分枝品種，使小麥產(chǎn)量育種獲得重大突破。

因此，筆者認為，通過繼續(xù)采用目前的育種手段，冀中北水地區(qū)域小麥品種的穗粒數(shù)在目前的基礎(chǔ)上應(yīng)該還有一定的增長空間。

3.2.4 穗數(shù)

從生物學(xué)特性看，穗數(shù)限制產(chǎn)量的因素有兩個：一是穗數(shù)偏少，生物產(chǎn)量不足，導(dǎo)致產(chǎn)量不高；二是穗數(shù)偏多使得群體通風(fēng)透光性變差、病蟲害發(fā)生加重、倒伏可能性加大，導(dǎo)致產(chǎn)量不高。從河北省的育種實踐來看，育種家們認為穗數(shù)（667 m2）增加效果明顯，穗數(shù)的自身調(diào)節(jié)能力是對產(chǎn)量補償最強的因素，但穗數(shù)達到40萬～45萬穗/667 m2，產(chǎn)量達到500 kg/667 m2左右時，增產(chǎn)效應(yīng)不明顯。

因此，筆者建議在今后的品種選育過程中，穗數(shù)（667 m2）可以在提高莖稈韌性和改善株型結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上稍有增加，幅度不能太大，以避免在小麥生長后期遭受病蟲害和自然災(zāi)害。

3.2.5 千粒重

從生物學(xué)特性看，影響千粒重進而限制產(chǎn)量的因素有3個：一是穗粒數(shù)或穗數(shù)（667 m2）較多；二是灌漿速度慢或灌漿時間短；三是為增加千粒重而延長灌漿時間，使生育期延長，導(dǎo)致小麥生長后期受到病蟲害和自然災(zāi)害的影響。從河北省的育種實踐來看，育種家們認為千粒重在遺傳上是最可靠的產(chǎn)量構(gòu)成因素。有專家推算，在保持穗數(shù)和穗粒數(shù)基本穩(wěn)定的前提下，千粒重每增加1 g，可增產(chǎn)2.5%。目前，提高千粒重仍然是育種家們改良品種的重要目標。筆者認為，千粒重的提高雖然還有潛力，但只提高千粒重對提高產(chǎn)量而言不是最有利的，因為千粒重與穗粒數(shù)、穗數(shù)（667 m2）都呈負相關(guān)。

因此，筆者建議在今后的品種選育過程中，可以通過提高籽粒灌漿速度和延長灌漿時間來增加千粒重，同時還要增強小麥生長后期對病蟲害和自然災(zāi)害的抗性。

表3 江甜2號不同移栽密度條件對植株生長的影響

2.2 單株枝數(shù)

從表3可見，江甜2號在不同移栽密度條件下單株總枝數(shù)差異較大。其中，處理I與處理II平均單株總枝數(shù)基本相當(dāng)，分別為17.5個和17.2個，明顯高于處理III的分枝數(shù)10.7個。說明高密度條件下不利于分枝的發(fā)生。

2.3 干葉單產(chǎn)

江甜2號在不同移栽密度條件下，最終干葉單產(chǎn)差異十分明顯（見表3）。其中，以處理II干葉單產(chǎn)水平最高，平均產(chǎn)量達到299.95 kg/667 m2；其次是處理I，平均為254.56 kg/667 m2；處理III產(chǎn)量反而有所下降，平均為241.04 kg/667 m2。說明江甜2號種植密度過高和過低的條件下都不利于品種增產(chǎn)潛力發(fā)揮。

2.4 糖苷含量

江甜2號干葉質(zhì)量較好，不僅總苷含量高，而且A3苷含量也高。在不同密度條件下，總苷和A3苷含量沒有明顯差異。

3 小結(jié)

江甜2號是一種甜葉菊新品種，該品種具有產(chǎn)量水平高、品質(zhì)優(yōu)、綜合性狀好的特點。通過對不同移栽密度條件下植株生長性狀和產(chǎn)量水平的比較試驗，結(jié)果認為，在3月中旬采用地膜覆蓋栽培，以7 000株/667 m2左右的移栽密度較為適宜，不僅地上部總量大，而且葉莖比高，最終干葉水平最高。

（收稿日期：2016-05-29）

1005-2690（2016）07-0108-03

：S512.1

：B

2016-04-27）