王 瑛， 孫宇彤， 上官彩霞， 杜 濤， 滕永忠

(1.河南省農業(yè)科學院農業(yè)經濟與信息研究所，河南鄭州 450002； 2.河南農業(yè)大學生命科學學院，河南鄭州 450002)

中國最大麥區(qū)是黃淮麥區(qū)，資源環(huán)境適宜，有利于小麥的優(yōu)質和高產，每年的播種面積均保持在866.7萬hm以上，其中小麥種植面積、產量和商品率占全國的50%以上。國內一些課題研究如下，曹莉等通過分析1998—2000年黃淮冬麥區(qū)陜西省區(qū)試點參試品種的品質狀況以及產量與品質性狀的關系，認為小麥產量與品質兩者可以同時提高；胡衛(wèi)國等分析了2000—2009年黃淮冬麥區(qū)水地組、春水組和冬水組參試品種品質狀況，提出蛋白質質量改良可以提高小麥的品質；王美芳等研究了2001—2009年黃淮冬麥區(qū)品種產量及強筋品種品質狀況，發(fā)現優(yōu)質蛋白亞基比重的增加，可以提高產量和改良品質，為育種提供參考。

本研究通過對黃淮冬麥區(qū)審定小麥品種相關和通徑分析研究了產量與主要農藝性狀間的關系，以期為今后中國黃淮冬麥區(qū)小麥產量、品質改良及優(yōu)異種質資源的合理利用提供依據。目前相關的系統報道較少。搜集2005—2020年我國黃淮冬麥區(qū)不同組別審定的365個小麥品種試驗數據，分析近15年該區(qū)域小麥品種產量及性狀的相關性，探討主要農藝性狀與產量的關系，以期為今后中國黃淮冬麥區(qū)小麥產量、品質改良及優(yōu)異種質資源的合理利用提供參考。

1 材料與方法

1.1 數據來源

2005—2020年黃淮冬麥區(qū)不同組別共審定365個小麥品種，適宜在黃淮冬麥區(qū)各地推廣種植。數據來源于國家主要農作物品種審定委員會2005—2020年會議審定公告(https：//www.natesc.org.cn/hytx/index？parSel=0)。

1.2 研究方法

以黃淮冬麥區(qū)通過審定小麥品種為研究對象，統計分析審定品種產量和相關的種植密度、生育期、株高、單位面積穗數、穗粒數、千粒質量、容重、蛋白質含量、濕面筋含量、沉降值、吸水率、面團穩(wěn)定時間、最大拉伸阻力、拉伸面積等15個農藝性狀，及各性狀值、相關分析、通徑分析通過Excel和SPSS Statistics 17.0軟件完成。

2 結果與分析

2.1 2005—2020年黃淮冬麥區(qū)審定品種情況分析

從表1可以看出，近年來黃淮冬麥區(qū)共審定365個小麥品種，其中黃淮冬麥區(qū)南片冬水組審定的品種最多，北片水地組、南片春水組審定的品種數也較多。不同組別中黃淮冬麥區(qū)北片水地組的平均產量最高，其次是南片冬水組和南片春水組，這3組品種的產量遠高于其他組別(表2)。北片水地組、南片冬水組和南片春水組審定的品種數量占黃淮冬麥區(qū)審定品種數量的86.8%，分析這3個組別品種的產量及相關農藝性狀的演變，對解析當前黃淮冬麥區(qū)小麥產量的影響因素具有重要作用。從表3可以看出，北片水地組的生育期、株高、單位面積穗數、穗粒數、千粒質量、容重、蛋白含量和濕面筋含量均高于南片冬水組和南片春水組；沉降值、吸水率、面團穩(wěn)定時間、最大拉伸阻力、拉伸面積均低于南片冬水組和南片春水組。

表1 2005—2020年黃淮冬麥區(qū)不同組別品種數量統計

表2 2005—2020年黃淮冬麥區(qū)不同組別品種產量統計

表3 2005—2020年黃淮冬麥區(qū)不同組別品種的農藝性狀統計

2.2 2005—2020年黃淮冬麥區(qū)產量與主要性狀間的相關分析

分析黃淮冬麥區(qū)365個品種產量與主要農藝性狀的相關性，與產量顯著相關各性狀的相關系數表現為單位面積穗數>穗粒數>千粒質量>容重>生育期>蛋白質含量>吸水率(表4)，其中單位面積穗數、穗粒數、千粒質量、容重、生育期、蛋白質含量與產量呈極顯著正相關(<0.01)。分析不同組別中各性狀與產量的相關性(表4、表5)，發(fā)現不同組別間各性狀與產量相關性的顯著程度發(fā)生變化，北片水地組中與產量顯著相關各性狀的相關系數表現為株高>千粒質量>單位面積穗數=容重>生育期>蛋白質含量>穗粒數，南片冬水組中與產量顯著相關各性狀的相關系數表現為千粒質量>拉伸面積>最大拉伸阻力>面團穩(wěn)定時間>容重，南片春水組中與產量顯著相關各性狀的相關系數表現為千粒質量>穗粒數>單位面積穗數，可能是由于不同組別審定的品種類型不同，導致與產量顯著相關的性狀不同。

2.3 2005—2020年黃淮冬麥區(qū)審定品種主要性狀演變分析

由圖1可知，黃淮冬麥區(qū)北片水地組、南片冬水組和南片春水組品種的產量逐年增加，北片水地組的產量增速最快，年復合增長率0.64%，其次是南片春水組，年復合增長率0.50%，南片冬水組的增速最慢，年復合增長率0.38%。3個不同組別的單位面積穗數、千粒質量、容重呈逐漸增加的趨勢，與產量的變化趨勢一致。北片水地組的單位面積穗數增速最快，其次是南片春水組；千粒質量中南片冬水組的增速最快，其次是北片水地組；容重中南片冬水組的增速最快，其次是北片水地組。3個不同組別的穗粒數均呈逐漸減少的趨勢，而生育期、株高、蛋白質含量既有增加又有降低，變化趨勢并不一致。

2.4 2005—2020年黃淮冬麥區(qū)產量影響因素的通徑分析

由于小麥產量受多種因素影響，因此對產量和主要農藝性狀進行通徑分析，以研究各性狀對產量的影響程度。

以黃淮海冬麥區(qū)的產量為主變量，自變量為主要農藝性狀，進行通徑分析。通過Kolmogorov-Smirnov Test模型進行檢測產量()服從正態(tài)分布。因此，對生育期()、株高()、單位面積穗數()、穗粒數()、千粒質量()、容重()、蛋白質含量()、濕面筋含量()、沉降值()、吸水率()、面團穩(wěn)定時間()、最大拉伸阻力()、拉伸面積()與產量()進行逐步回歸分析。自變量引入回歸方程，相關系數和決策系數逐步增大(表6)，可知自變量的增加對產量()的促進效應加大。

表6 黃淮海冬麥區(qū)的回歸模型及系數

由表6標準系數可知，5個性狀對產量的直接作用表現為穗粒數()>單位面積穗數()> 千粒質量()> 生育期()> 蛋白質含量()，單位面積穗數、穗粒數、千粒質量的直接通徑系數和相關系數較大，說明密度和單穗質量對小麥產量比較重要，因此提高千粒質量和單位面積穗數，增加種植密度，可以顯著提高小麥的產量。

北片水地組的最優(yōu)回歸方程=555857+2274-1564+3336+2598-3582，由表7的直接通徑系數可知，5個性狀對產量的直接作用大小為千粒質量()>株高()>單位面積穗數()> 生育期()> 蛋白質含量()。南片冬水組的最優(yōu)回歸方程=318606+1929+2254+1521，由表8的直接通徑系數可知，3個性狀對產量的直接作用大小為千粒質量()>穗粒數()>單位面積穗數()。南片春水組的最優(yōu)回歸方程=-169998+5782+8099+4294，由表9的直接通徑系數可知，3個性狀對產量的直接作用大小為千粒質量()>穗粒數()>單位面積穗數()。綜上可知，千粒質量、穗粒數、單位面積穗數是不同類型品種產量構成的重要因素。

表7 黃淮海冬麥區(qū)北片水地組的回歸模型及系數

表8 黃淮海冬麥區(qū)南片冬水組的回歸模型及系數

表9 黃淮海冬麥區(qū)南片春水組的回歸模型及系數

3 討論

近15年來，黃淮冬麥區(qū)北片水地組、南片冬水組和春水組小麥單產均大幅提高，究其原因，除了地力、耕作水平提高之外，更重要的是品種遺傳改良的貢獻。通過對產量構成因素的分析結果表明，北片水地組、南片冬水組和春水組品種變化特點不同：北片水地組小麥株高、單位面積穗數、千粒質量和容重隨年份逐漸增加，生育期、穗粒數、蛋白質含量有所下降，說明產量(年復合增長率0.64%)水平的提升主要得益于單位面積穗數(年復合增長率0.84%)和千粒質量(年復合增長率0.22%)的增加；南片冬水組小麥單位面積穗數、千粒質量、容重和蛋白質含量隨年份逐漸增加，生育期、株高、穗粒數有所下降，說明產量(年復合增長率0.38%)水平的提升主要得益于千粒質量(年復合增長率0.47%)和容重(年復合增長率0.16%)的增加；南片春水組小麥生育期、單位面積穗數、千粒質量、容重和蛋白質含量隨年份逐漸增加，穗粒數、株高有所降低，說明產量(年復合增長率0.50%)水平的提升主要得益于單位面積穗數(年復合增長率0.36%)和千粒質量(年復合增長率0.31%)的增加。南片冬水組相比北片水地組、南片春水組單位面積穗數增長緩慢(年復合增長率僅0.01%)，說明種植密度并不是南片冬水組小麥單產提高的主要因素，可能是由于南片冬水組的株高明顯高于北片水地組、南片春水組(表3)，大幅提高種植密度，增加小麥品種倒伏的風險。北片水地組產量最高，主要得益于該組小麥的生育期最長，單位面積穗數、穗粒數、容重遠高于南片冬水組和南片春水組(表2、表3)。生育期、單位面積穗數、穗粒數、千粒質量、容重與產量顯著相關(表4、表5)，因此，通過改良產量密切相關的農藝性狀，對提高產量具有重要作用。

小麥產量的提高受多重因素綜合影響。針對黃淮冬麥區(qū)不同組別小麥品種的產量分析，最優(yōu)線性回歸方程引入的產量因素并不相同，說明不同地區(qū)的光、熱、水等環(huán)境條件對不同類型品種農藝性狀的影響不同，導致不同組別的產量有所差異。前期研究表明，蛋白質含量、濕面筋含量、沉淀值和穩(wěn)定時間之間呈正相關，有的甚至達到了顯著或極顯著水平。同時也有研究中國4個麥區(qū)的品質數據，年際間小麥的品質性狀差異明顯，并無規(guī)律可循。小麥產量要素之間彼此相關聯，在產量構成因素分析中，北片水地組、南片冬水組、南片春水組分別有5、3、3個與產量直接相關的因素引入最優(yōu)線性回歸方程(表7、表8、表9)，北片水地組的平均產量高于南片冬水組、南片春水組(表2)。因此，在分析一個地區(qū)適宜種植的品種類型時，應選擇能夠讓盡可能多的產量要素引入回歸方程的品種，作為該地區(qū)的主栽品種，便于有針對性地加強栽培管理措施，從而將產量要素協調到有利于高產的最佳水平，有助于提高小麥品種的產量和穩(wěn)產性。

綜上可知，千粒質量、穗粒數、單位面積穗數是不同類型品種產量構成的重要因素。選育小麥品種時，單位面積穗數、穗粒數、千粒質量的直接通徑系數和相關系數較大，因此提高種植密度和千粒質量，增加穗粒數，對提高小麥產量具有直接的顯著作用。