代夢雪，張孟孟，張海鵬，丁文金，陳園園，陶斯娜

(安徽農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)學(xué)院，合肥 230036)

皖北地區(qū)處于安徽省北部，屬于黃淮南部冬麥區(qū)，小麥種植面積占全省70%[1]，該地區(qū)處于南北氣候過渡帶，溫光資源充沛，能滿足小麥生長發(fā)育的需求，具有重要的戰(zhàn)略地位。因此在皖北地區(qū)篩選種植高產(chǎn)小麥品種，充分利用溫光資源，對我國糧食生產(chǎn)具有重要意義。

小麥產(chǎn)量是基因與環(huán)境共同作用的結(jié)果，研究表明不同的區(qū)域的小麥產(chǎn)量構(gòu)成特性也不同[2-3]。由于我國輻員遼闊，南北氣候差異大，小麥種植因地域差異也存有不同，因此同一產(chǎn)量構(gòu)成特性不能適用于我國所有小麥種植區(qū)，分析不同小麥種植區(qū)域的小麥產(chǎn)量構(gòu)成特性進(jìn)而總結(jié)出一套適合當(dāng)?shù)匦←湹漠a(chǎn)量構(gòu)成特性是我們必須解決的問題。

為探究皖北地區(qū)高產(chǎn)小麥產(chǎn)量形成特征，本試驗(yàn)以11 個(gè)適宜皖北地區(qū)種植的小麥品種為試驗(yàn)材料，探究不同小麥品種穗數(shù)、穗粒數(shù)、千粒重與產(chǎn)量之間的關(guān)系以及干物質(zhì)積累、轉(zhuǎn)運(yùn)與分配特性對不同小麥品種的影響，為皖北地區(qū)高產(chǎn)小麥育種提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 供試材料

試驗(yàn)在安徽省宿州市埇橋區(qū)安徽農(nóng)業(yè)大學(xué)皖北綜合試驗(yàn)站進(jìn)行，土壤為砂姜黑土，小麥種植前0～20 cm 土壤有機(jī)物含量為16.41 g·kg-1，全氮為0.95 mg·kg-1，有效磷、速效鉀和堿解氮分別為11.43、411 和49.68 mg·kg-1，pH 為7.60。試驗(yàn)地前茬作物為玉米。供試小麥品種為：煙農(nóng)19、中麥578、偉隆169、華成1688、安農(nóng)1589、天益科5 號、荃麥725、安農(nóng)0711、西農(nóng)99、華展199 和中育1211共11 個(gè)小麥品種。每個(gè)品種作為1 個(gè)小區(qū)，行距20 cm，小區(qū)種植面積40 m2，3 次重復(fù)。

1.2 測定指標(biāo)及取樣方法

1.2.1 測定指標(biāo) 群體動態(tài)調(diào)查：在苗期、分蘗期、拔節(jié)期、孕穗期和成熟期隨機(jī)調(diào)查1 m2內(nèi)總莖數(shù)，3 次重復(fù)。

分蘗成穗率=拔節(jié)期群體總莖數(shù)/成熟期群體總莖數(shù)×100% （1）

千粒重：隨機(jī)數(shù)取種子3 個(gè)重復(fù)，每個(gè)重復(fù)1 000粒，記錄重量（折合成標(biāo)準(zhǔn)水分）。

穗粒數(shù)：成熟期每小區(qū)隨機(jī)取30 穗，記錄每個(gè)穗的穗粒數(shù)，最后取平均值。

實(shí)際產(chǎn)量：成熟期進(jìn)行收獲，每小區(qū)收獲2 m2，折合成13%含水量計(jì)產(chǎn)。

1.2.2 取樣方法 于開花期、成熟期在每小區(qū)取40株單莖，重復(fù)3 次，105 ℃殺青30 min，分器官烘干稱重并按下列公式計(jì)算相應(yīng)指標(biāo)。

花前干物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)量/(kg·hm-2)=開花期營養(yǎng)器官干重-成熟期營養(yǎng)器官干重 （2）

花前干物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)率/%=花前干物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)量/開花期營養(yǎng)器官干重×100 （3）

開花期營養(yǎng)器官儲存干物質(zhì)對籽粒貢獻(xiàn)率/%=花前干物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)量/籽粒重量×100 （4）

花后干物質(zhì)同化量/(kg·hm-2)=成熟期籽粒產(chǎn)量-花前干物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)量 （5）

花后干物質(zhì)在籽粒中的分配量/%=花后干物質(zhì)同化量/籽粒重量×100 （6）

1.3 數(shù)據(jù)處理與分析

使用Microsoft Excel 2019對試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理以及做表，使用DPS v7.05 軟件對各項(xiàng)數(shù)據(jù)進(jìn)行差異顯著性分析（LSD），使用SPSS 對數(shù)據(jù)進(jìn)行相關(guān)性分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同小麥品種的產(chǎn)量及其構(gòu)成因素

由表1 可知，11 個(gè)供試小麥品種均達(dá)到了7 000 kg·hm-2以上的高產(chǎn)水平，產(chǎn)量差異在 1 431 kg·hm-2，其中4 個(gè)品種，包括偉隆169、荃麥725、西農(nóng)99 和華展199 都達(dá)到了8 000 kg·hm-2的高產(chǎn)水平，以偉隆169 產(chǎn)量最高，達(dá)8 664 kg·hm-2。偉隆169、荃麥725、西農(nóng)99 和華展199 的產(chǎn)量在8 000 kg·hm-2以上的小麥品種均表現(xiàn)出了較高的穗數(shù)、穗粒數(shù)和千粒重。偉隆169 的穗數(shù)、千粒重和穗粒數(shù)分別為586 萬株·hm-2、46.08 g 和37.89 ?！に?1，均處于中上水平。

表1 不同小麥品種的產(chǎn)量及其構(gòu)成因素Table 1 Yields of different wheat varieties and their constituent factors

2.2 不同小麥品種各個(gè)生育期的群體動態(tài)以及分蘗成穗率

由表2 可知，11 個(gè)小麥品種在拔節(jié)期之前群體動態(tài)都呈不斷增加的趨勢，均在拔節(jié)期達(dá)到分蘗高峰；中育1211 的出苗率最高，達(dá)到了362 萬株·hm-2；安農(nóng)1589 的分蘗能力最強(qiáng)，最高分蘗可達(dá)每公頃1604 萬株；偉隆169 的分蘗能力最弱，最高分蘗為每公頃1 275 萬株。成熟期荃麥725 的穗數(shù)最高，為590 萬株·hm-2；天益科5 號的穗數(shù)最低，為462 萬株·hm-2。分蘗成穗率較高的品種有偉隆169、華展199、西農(nóng)99 和荃麥725，成穗率分別為45.97%，44.38%，41.46%和40.40%。由于試驗(yàn)期間發(fā)生了倒春寒，華成麥1688 與安農(nóng)1589 兩個(gè)小麥品種穗部出現(xiàn)明顯凍傷現(xiàn)象，出現(xiàn)部分死穗，導(dǎo)致成穗率下降。

表2 不同小麥品種各個(gè)生育期的群體動態(tài)以及分蘗成穗率Table 2 Population dynamics of different wheat varieties at various fertility stages and tiller to spike rate

2.3 不同小麥品種花前花后的干物質(zhì)再分配以及對籽粒干物質(zhì)的貢獻(xiàn)率

由表3 可知，11 個(gè)小麥品種均是花后干物質(zhì)對于籽粒貢獻(xiàn)率高于花前干物質(zhì)對于籽粒貢獻(xiàn)率，可見不同小麥品種籽粒產(chǎn)量均主要來源于花后干物質(zhì)積累，這與張均華等[4]的理論相一致。西農(nóng)99、華展199 偉隆169 和荃麥725 4 個(gè)小麥品種的花前干物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)量以及對籽粒貢獻(xiàn)率均處于較高水平；花前干物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)量分別為：5 181、4 896、4 629 和4 155 kg·hm-2。西農(nóng)99 的花前干物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)量最大，為5 181 kg·hm-2；華展199 花前干物質(zhì)對籽粒貢獻(xiàn)率最高，為47.47%。偉隆169、西農(nóng)99、華展199 和荃麥725 遠(yuǎn)高于其他品種的花前干物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)量以及轉(zhuǎn)運(yùn)率為后期其籽粒生長提供足夠碳源，是此4 種小麥品種形成高產(chǎn)的生理原因，這與前人研究結(jié)果相一致[5]。

表3 不同小麥品種的花前花后干物質(zhì)再分配及對籽粒干物質(zhì)的貢獻(xiàn)率Table 3 Pre- and post-flowering dry matter redistribution and contribution to seed dry matter of different wheat varieties

花后干物質(zhì)積累量與花后干物質(zhì)對籽粒的貢獻(xiàn)率均以華成麥1688 最高。華成麥1688 的花后干物質(zhì)積累量除與中麥578 沒有顯著性差異外，顯著高于其他小麥品種。偉隆169、西農(nóng)99、華展199、荃麥725 這4 個(gè)小麥品種的花后干物質(zhì)積累量以及對籽粒貢獻(xiàn)率均處于中下水平。

2.4 不同小麥品種成熟期干物質(zhì)在各器官中的分配量及比例

由表4 可知，不同小麥品種成熟期干物質(zhì)在各器官中的分配量和比例均為籽粒＞莖鞘+葉片＞穎殼+穗軸，且在籽粒與莖鞘+葉片的分配量遠(yuǎn)大于在穎殼+穗軸的分配量。成熟期干物質(zhì)在籽粒中分配比例較高的小麥品種有：偉隆169、安農(nóng)1589 和中育1211；其中偉隆169 成熟期的干物質(zhì)在籽粒中的分配比例最高，為54.35%；在莖鞘+葉片中分配比例最少，為32.95%；其成熟期干物質(zhì)在穎殼+穗軸中所占比例為12.75%，屬于較低水平。11 個(gè)小麥品種中，偉隆169 的干物質(zhì)在籽粒中所占比例最大，在莖鞘+葉片所占比例最少，使得其收獲指數(shù)遠(yuǎn)高于其他小麥品種，是其獲得最高產(chǎn)的原因之一。

表4 不同小麥品種的成熟期干物質(zhì)在各器官中的分配量及比例Table 4 Distribution and proportion of dry matter in each organ at maturity of different wheat varieties

2.5 各性狀與產(chǎn)量的相關(guān)性分析

由表5 可知，產(chǎn)量與穗粒數(shù)、花后干物質(zhì)貢獻(xiàn)率、營養(yǎng)器官分配量與分配比例呈負(fù)相關(guān)但未達(dá)到顯著負(fù)相關(guān)，與其余性狀呈正相關(guān)，且與分蘗成穗率呈顯著正相關(guān)與穗數(shù)呈極顯著正相關(guān)。從產(chǎn)量三要素來看穗粒數(shù)與千粒重呈顯極顯著負(fù)相關(guān)，與其他性狀無顯著相關(guān)性；穗數(shù)與千粒重與其他性狀均無顯著相關(guān)性。分蘗成穗率與花前轉(zhuǎn)運(yùn)量呈極顯著正相關(guān)與花前干物質(zhì)貢獻(xiàn)率呈顯著正相關(guān)。

表5 各性狀與產(chǎn)量的相關(guān)性分析Table 5 Correlation analysis of each trait with yield

3 討論與結(jié)論

產(chǎn)量由花前干物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)和花后干物質(zhì)積累構(gòu)成[6]，且與成熟期干物質(zhì)在各器官中的分配有關(guān)[7-8]；不同品種的小麥花前干物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)量與花后干物質(zhì)積累量存在差異[9]。有研究表明[10-12]，小麥地上部干物質(zhì)生產(chǎn)是產(chǎn)量形成的重要物質(zhì)基礎(chǔ)，也是光合作用產(chǎn)物積累和轉(zhuǎn)移的最高形式。合理的群體結(jié)構(gòu)和較高的干物質(zhì)積累是獲得小麥高產(chǎn)的基礎(chǔ)和前提，開花至成熟階段的干物質(zhì)生產(chǎn)、 積累和分配，是進(jìn)一步高產(chǎn)的主要限制因素。因此，隨著小麥生產(chǎn)潛力的提高，小麥要想達(dá)到更高的產(chǎn)量水平，需在產(chǎn)量三因素協(xié)調(diào)的基礎(chǔ)條件下，保證足夠的花前干物質(zhì)的轉(zhuǎn)運(yùn)量以及花后干物質(zhì)的積累量。

穗數(shù)、穗粒數(shù)和千粒重是小麥產(chǎn)量構(gòu)成三因素，前人對此進(jìn)行大量研究：有研究認(rèn)為小麥產(chǎn)量的提高受千粒重影響最大[13]；有試驗(yàn)了新麥11、新麥9408、淮麥20 等多個(gè)小麥品種，認(rèn)為穗粒數(shù)對小麥產(chǎn)量的影響最大[14-16]。本試驗(yàn)通過相關(guān)性分析得出皖北地區(qū)高產(chǎn)小麥品種產(chǎn)量與穗數(shù)相關(guān)性最高，這與田紀(jì)春[17]、楊春玲[18]等研究結(jié)果相似，這主要與種植品種、當(dāng)?shù)貧夂蛞约巴寥狼闆r等有關(guān)。皖北地區(qū)具有較優(yōu)越的溫光資源，但砂姜黑土嚴(yán)重缺磷少氮，鉀較為豐富，土壤肥力較差，因此，關(guān)于該地區(qū)高產(chǎn)小麥產(chǎn)量形成特性仍需進(jìn)一步研究。

不同小麥品種的群體結(jié)構(gòu)、干物質(zhì)積累量、干物質(zhì)在籽粒中的分配量以及干物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)量存在差異，小麥產(chǎn)量是多個(gè)因素共同作用的結(jié)果。本試驗(yàn)通過對小麥部分農(nóng)藝性狀以及干物質(zhì)積累、轉(zhuǎn)運(yùn)和分配的客觀研究分析可知，皖北地區(qū)不同小麥品種產(chǎn)量與分蘗成穗率成顯著正相關(guān)與穗數(shù)呈極顯著正相關(guān)；與穗粒數(shù)呈負(fù)相關(guān)與千粒重呈正相關(guān)，但相關(guān)性不顯著，這說明在當(dāng)前產(chǎn)量基礎(chǔ)下，提高穗數(shù)與分蘗成穗率是獲得進(jìn)一步高產(chǎn)的途徑。本試驗(yàn)結(jié)果與前人研究或同或異[15,19-20]，這可能與栽培措施和栽培環(huán)境有關(guān)。

偉隆169、荃麥725、西農(nóng)99 和華展199 這4個(gè)小麥品種穗數(shù)、分蘗成穗率及花前干物質(zhì)積累量較高，具有較高產(chǎn)量，適宜皖北地區(qū)推廣種植。皖北地區(qū)產(chǎn)量較高的小麥品種穗數(shù)以及分蘗成穗率都較高，皖北地區(qū)進(jìn)行品種選育及品種引進(jìn)時(shí)可考慮穗數(shù)和分蘗成穗率較高的小麥品種。