朱紅彩，黃金華，范永勝，馬海濤，王玲燕，張素平，竇士樹(shù)

(河南省新鄉(xiāng)市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究院，河南 新鄉(xiāng) 453003)

小麥?zhǔn)俏覈?guó)重要的糧食作物，收獲面積和總產(chǎn)居世界第一。河南省是全國(guó)小麥第一生產(chǎn)大省，“十三五”期間，河南省小麥年種植面積預(yù)計(jì)穩(wěn)定在 540 萬(wàn) hm2左右，小麥總產(chǎn)量占全國(guó)的l/4，且以半冬性小麥品種為主。河南省是我國(guó)小麥主要的商品糧生產(chǎn)基地,素有“河南熟,天下足”之稱(chēng)，河南省小麥的豐產(chǎn)豐收已經(jīng)密切關(guān)乎國(guó)家糧食安全和人民溫飽問(wèn)題，提高河南省小麥產(chǎn)量對(duì)于保障我國(guó)糧食安全具有重要戰(zhàn)略意義[1]。

培育高產(chǎn)小麥新品種能夠有效緩解人口持續(xù)增加和土地減少的矛盾。因此，高產(chǎn)一直是小麥育種者的主要目標(biāo)，只有在保證一定程度高產(chǎn)的基礎(chǔ)上，再選擇具有優(yōu)質(zhì)、多抗、廣適等優(yōu)良性狀的品種才有實(shí)際意義。小麥單位面積的經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量是由單位面積上的有效穗數(shù)、穗粒數(shù)和千粒重三因素共同作用的結(jié)果，一個(gè)合理的群體，必須是三者乘積的最大值。前人對(duì)此進(jìn)行過(guò)較多研究，但因研究地區(qū)或研究材料不同，結(jié)果也不盡相同[2-5]。本文探討了 2018 年度河南省主要推廣的半冬性小麥品種產(chǎn)量及產(chǎn)量構(gòu)成三因素之間的相互關(guān)系，以期為河南省小麥高產(chǎn)品種的選育和高產(chǎn)栽培的主攻方向提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料

以 2018 年度河南省主要推廣的 40 個(gè)半冬性小麥品種(2005—2018 年間審定的品種)為研究對(duì)象，資料來(lái)源于各審定品種區(qū)域試驗(yàn)數(shù)據(jù)。

1.2 方法

采用簡(jiǎn)單相關(guān)分析、偏相關(guān)分析和通徑分析相結(jié)合的方法對(duì)產(chǎn)量及產(chǎn)量構(gòu)成三因素(單位面積的有效穗數(shù)、穗粒數(shù)、千粒重)的相互關(guān)系進(jìn)行分析。利用 Excel、DPSv7.05 處理軟件對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 產(chǎn)量構(gòu)成因素性狀表現(xiàn)及其變異性

由表1可以看出，產(chǎn)量及產(chǎn)量構(gòu)成三因素的變異系數(shù)大小為穗粒數(shù)>千粒重>有效穗數(shù)>產(chǎn)量，其中產(chǎn)量的變異系數(shù)最小(3.6%)。各品種的平均產(chǎn)量是8 090.9 kg·hm-2，為7 387.5～8 745.0 kg·hm-2，說(shuō)明河南省主要推廣小麥品種產(chǎn)量水平比較穩(wěn)定。千粒重和有效穗數(shù)的變異系數(shù)較大(6.2%和6.0%)；而產(chǎn)量三因素的變異系數(shù)最大的是穗粒數(shù)(6.8%)，各品種平均穗粒數(shù)為34.2粒，為27～38粒，穗粒數(shù)的變異程度大，說(shuō)明該性狀受外部環(huán)境條件影響較大，在栽培上是個(gè)較活躍的因子，生產(chǎn)中通過(guò)改善栽培條件等措施來(lái)增加穗粒數(shù)比通過(guò)提高千粒重和有效穗數(shù)來(lái)提高產(chǎn)量更容易。

表1 河南主推小麥品種的平均產(chǎn)量及構(gòu)成三因素的變異系數(shù)

2.2 產(chǎn)量與產(chǎn)量構(gòu)成因素的相關(guān)性

2.2.1 簡(jiǎn)單相關(guān)

由表2可知，產(chǎn)量構(gòu)成三因素中以千粒重與產(chǎn)量的相關(guān)系數(shù)最大(0.304)，穗粒數(shù)次之(0.116)，均呈正相關(guān)，有效穗數(shù)與產(chǎn)量的相關(guān)系數(shù)最小(-0.036)，且呈負(fù)相關(guān)。表明河南省當(dāng)前推廣的小麥品種千粒重是產(chǎn)量的主要制約因素，由此推斷河南省目前生態(tài)條件下，通過(guò)增加千粒重較易獲得增產(chǎn)，而依靠增加穗粒數(shù)和有效穗數(shù)來(lái)提高產(chǎn)量相對(duì)較難。

表2 河南主推小麥品種產(chǎn)量與產(chǎn)量三因素間的相關(guān)系數(shù)

注：x1為有效穗，x2為穗粒數(shù)，x3為千粒重，y為產(chǎn)量。表3～4同。

由表2還可以看出，產(chǎn)量構(gòu)成三因素間的相關(guān)系數(shù)均為負(fù)值，表明產(chǎn)量三因素間存在一定的相互制約關(guān)系，說(shuō)明提高三要素之間任何一個(gè)因素都會(huì)對(duì)其他因素造成不利影響，其中，穗粒數(shù)與有效穗數(shù)(-0.590)和千粒重(-0.411)彼此制約較大，增加穗粒數(shù)會(huì)嚴(yán)重降低有效穗數(shù)和千粒重；有效穗數(shù)和千粒重呈較小負(fù)相關(guān)(-0.189)。當(dāng)前推廣的小麥品種要想獲得高產(chǎn)，應(yīng)通過(guò)栽培措施構(gòu)建合理群體，同時(shí)要處理好產(chǎn)量三要素的協(xié)調(diào)發(fā)展。

2.2.2 偏相關(guān)

偏相關(guān)分析又稱(chēng)凈相關(guān)分析，是排除其他自變量影響后某一自變量與因變量的相關(guān)，由于消除了自變數(shù)相互間的混淆，因而能夠表現(xiàn)出自變數(shù)和依變數(shù)的單獨(dú)關(guān)系[6]。因此，在多變量條件下，偏相關(guān)系數(shù)能真實(shí)反映這兩個(gè)變量間直接相關(guān)程度與性質(zhì)[7]。

由表3可以看出，產(chǎn)量與產(chǎn)量三因素的偏相關(guān)系數(shù)均呈正相關(guān)，產(chǎn)量與千粒重的偏相關(guān)系最大(0.509)，其次是穗粒數(shù)(0.442)，產(chǎn)量與有效穗數(shù)的偏向系數(shù)最低(0.358)。

表3 河南主推小麥品種產(chǎn)量與其構(gòu)成因素的偏相關(guān)分析

2.2.3 通徑分析

雖然相關(guān)系數(shù)與偏相關(guān)數(shù)在一定程度上反映了各變量間的相關(guān)程度，但要弄清楚其對(duì)產(chǎn)量的作用大小，還必須作進(jìn)一步的通徑分析。通徑分析可將相關(guān)系數(shù)分解直接作用和間接作用，從而清楚地顯示各因素的相關(guān)關(guān)系大小和相對(duì)重要性。

由表4可以看出，產(chǎn)量構(gòu)成三因素對(duì)產(chǎn)量的直接通徑系數(shù)都為正值，說(shuō)明產(chǎn)量三因素對(duì)產(chǎn)量都有直接的正效應(yīng)，如果控制其他因素不變，提高三因素中的任何一個(gè)因素，均對(duì)產(chǎn)量起到積極作用。其中千粒重(0.692)的直接作用最大，其次是穗粒數(shù)(0.683)，而有效穗數(shù)(0.501)的作用最小。這與相關(guān)分析、偏相關(guān)分析結(jié)果是一致的。經(jīng)上述分析，根據(jù)河南省地區(qū)小麥生態(tài)條件的特點(diǎn)，培育半冬性小麥高產(chǎn)育種應(yīng)增加千粒重，穩(wěn)定穗粒數(shù)，挖掘有效穗數(shù)的潛力。

表 4 河南主推小麥品種產(chǎn)量與產(chǎn)量三因素間的通徑系數(shù)

從表4還可以看出，三因素對(duì)產(chǎn)量的間接通徑系數(shù)均為負(fù)值，其中以有效穗數(shù)通過(guò)穗粒數(shù)對(duì)產(chǎn)量的負(fù)作用最大(-0.408)，穗粒數(shù)通過(guò)有效穗數(shù)(-0.295)和千粒重(-0.281)對(duì)產(chǎn)量的負(fù)作用次之，而有效穗數(shù)通過(guò)千粒重對(duì)產(chǎn)量的負(fù)作用最小(-0.095)。這說(shuō)明，若小麥群體有效穗數(shù)過(guò)多，會(huì)影響穗粒數(shù)增加和千粒重提高，從而影響產(chǎn)量的提高。

3 小結(jié)與討論

對(duì)河南省主要推廣的小麥產(chǎn)量及其構(gòu)成三因素的變異性分析結(jié)果表明，當(dāng)前推廣的小麥品種產(chǎn)量水平已達(dá)到比較穩(wěn)定的水平，品種差異化比較小；產(chǎn)量構(gòu)成三因素的變異系數(shù)大小順序?yàn)樗肓?shù)>千粒重>有效穗數(shù)，穗粒數(shù)的變異系數(shù)最大，說(shuō)明此性狀容易通過(guò)栽培措施加以改變。但產(chǎn)量因素在不同地區(qū)、不同年份、不同條件下的相對(duì)重要性及其改善潛力不同，產(chǎn)量的提高取決于產(chǎn)量各因素的協(xié)調(diào)發(fā)展[3]。

產(chǎn)量構(gòu)成三因素與產(chǎn)量的簡(jiǎn)單相關(guān)分析、偏相關(guān)分析和通徑分析結(jié)果是一致的，其相關(guān)程度大小順序均為千粒重>穗粒數(shù)>有效穗數(shù)；偏相關(guān)系數(shù)和直接通徑系數(shù)均為正值，產(chǎn)量三因素與產(chǎn)量呈正相關(guān)；產(chǎn)量構(gòu)成三因素間的相關(guān)系數(shù)和間接通徑系數(shù)均為負(fù)值，產(chǎn)量三因素間存在一定的相互制約關(guān)系，這也更能說(shuō)明在多變量材料中，偏相關(guān)系數(shù)才能真實(shí)反映兩變量間的相關(guān)程度與性質(zhì)。

綜上分析表明，河南省目前推廣的小麥品種的千粒重與產(chǎn)量的關(guān)系最密切，它對(duì)產(chǎn)量的影響最大。在小麥高產(chǎn)育種性狀選擇時(shí)，應(yīng)重點(diǎn)考慮育種材料的千粒重，將這一性狀放在首要位置。穗粒數(shù)的直接作用較大，其對(duì)產(chǎn)量的影響為正值，因此，在小麥高產(chǎn)育種性狀選擇時(shí)，保持合適的穗粒數(shù)是高產(chǎn)的基礎(chǔ)。有效穗數(shù)對(duì)產(chǎn)量影響的直接作用最小，可以放寬對(duì)有效穗數(shù)的選擇，但也應(yīng)作為小麥高產(chǎn)育種選擇性狀之一。在小麥高產(chǎn)栽培中，應(yīng)采取合理的肥水管理措施，以提高千粒重為主導(dǎo)，構(gòu)建好合理的群體結(jié)構(gòu)，穩(wěn)定穗粒數(shù)，保證足夠的有效群體，以此來(lái)爭(zhēng)取小麥的高產(chǎn)[2，8-9]。