郜俊紅 李 琴 廖先靜 邱冬云
(1.鄭州市農(nóng)林科學(xué)研究所 河南鄭州 450005;2.鄭州市種子管理站 河南鄭州 450000)
小麥是我國第二大糧食作物, 我國小麥年產(chǎn)量1.3 億t,占世界產(chǎn)量的16%。 我國雖然是小麥生產(chǎn)大國,但不是小麥強國[1]。 隨著人門生活水平的提高和飲食結(jié)構(gòu)不斷改變, 對優(yōu)質(zhì)專用小麥的需求不斷增長。 20 世紀90 年代以來,國產(chǎn)專用小麥品質(zhì)和產(chǎn)量不斷提高,但仍不能滿足食品加工企業(yè)的需求,一些專用(強筋、弱筋)小麥仍需大量進口。 我國人多地少,農(nóng)業(yè)受自然風險和市場風險影響較大,如果放松糧食生產(chǎn),過度依賴國際市場,大量進口糧食不僅會引發(fā)國際市場糧價的大幅度上漲, 而且全球貿(mào)易總量 2.5 億 t,僅相當于我國年糧食消費量(6 億 t)的四成多,根本無法滿足我國巨大的糧食需求。 河南省地處黃淮南片麥區(qū),是我國小麥主產(chǎn)區(qū),常年小麥播種面積、總產(chǎn)量、商品糧量均居全國第一[2],河南省小麥產(chǎn)量的穩(wěn)定對保障全國糧食供給和維護國家糧食安全具有重要意義。 利用區(qū)域試驗及生產(chǎn)試驗數(shù)據(jù),對新品種的豐產(chǎn)性、穩(wěn)產(chǎn)性、適應(yīng)性、抗逆性及品質(zhì)等進行分析,為生產(chǎn)中品種應(yīng)用及小麥育種提供依據(jù),對保證我國小麥產(chǎn)量穩(wěn)定具有重要意義。
鄭農(nóng)4108 是鄭州市農(nóng)林科學(xué)研究所選育的優(yōu)質(zhì)弱筋專用小麥新品種,其雜交組合為蘭考21-7/周麥16。 2004年選配雜交組合,經(jīng)多年系譜選育,2010年育成穩(wěn)定品系,定名為鄭農(nóng)4108。 2017-2019 年參加河南省水地小麥良種區(qū)域試驗,2019-2020 年參加河南省水地小麥生產(chǎn)試驗,2021 年通過河南省農(nóng)作物品種審定委員會審定(審定編號:豫審麥20210030)。
數(shù)據(jù)來源于2017-2019 年河南省水地小麥良種試驗?zāi)喜考叭踅頑 組區(qū)域試驗和2019-2020 年度生產(chǎn)試驗匯總資料。 試驗共計26 點次,其中24 點次參與匯總,對照品種為偃展4110。
1.2.1 豐產(chǎn)性分析 對不同年份試驗中鄭農(nóng)4108與對照品種偃展4110 的產(chǎn)量進行配對數(shù)據(jù)的t測驗,分析兩者間的差異性,并采用與對照品種偃展4110平均產(chǎn)量增減產(chǎn)百分數(shù)相比較的方法, 分析該品種的豐產(chǎn)性[3-4]。
1.2.2 穩(wěn)產(chǎn)性分析 采用變異系數(shù)法(CV)[5]和溫振民等的高穩(wěn)系數(shù)(HSC)法[6]分析品種的穩(wěn)產(chǎn)性。 計算公式如下。
式中,CVi為第i個參試品種的變異系數(shù),Si為第i個參試品種的標準差為第i個參試品種的平均產(chǎn)量。
式中,HSCi為第i個參試品種的高穩(wěn)系數(shù),為第i個參試品種的平均產(chǎn)量,Si為第i個參試品種的標準差為參試組別對照品種的平均產(chǎn)量。
1.2.3 適應(yīng)性分析 采用劉敏營、唐啟義等[7-8]的方法, 以所有參試品種在某一試點的平均產(chǎn)量作為環(huán)境指數(shù)的估值,用自變量X表示,參試品種在該試點的平均產(chǎn)量為因變量Y,建立回歸方程Y=a+bX。 以連續(xù)3 年多點試驗數(shù)據(jù)計算出各參試品種的回歸系數(shù)b,回歸截距a,相關(guān)系數(shù)r,決定系數(shù)r2,對品種的適應(yīng)性進行分析。
采用平均產(chǎn)量與對照品種相比較, 以比對照品種增減產(chǎn)的幅度及增產(chǎn)點率來衡量作物品種的豐產(chǎn)性。 由表1 可知,河南省南部及弱筋B 組區(qū)域試驗,2017-2018 年度鄭農(nóng)4108 平均產(chǎn)量4 153.5 kg/hm2,增產(chǎn)點率75%, 比對照偃展4110 減產(chǎn)0.72%, 不顯著;2018-2019 年度平均產(chǎn)量6 301.5 kg/hm2,增產(chǎn)點率83.3%,比對照偃展4110 增產(chǎn)6.84%,達極顯著水平;2019-2020年度生產(chǎn)試驗, 平均產(chǎn)量6 412.5 kg/hm2,10點匯總,10 點增產(chǎn),增產(chǎn)點率100%。綜合以上試驗結(jié)果,鄭農(nóng)4108 是一個豐產(chǎn)性好、增產(chǎn)潛力大的小麥新品種。
表1 鄭農(nóng)4108 在河南省南部及弱筋B 組區(qū)域試驗及生產(chǎn)試驗中的產(chǎn)量表現(xiàn)
變異系數(shù)法是以品種的平均產(chǎn)量為參數(shù), 以變異系數(shù)來度量品種穩(wěn)定性的方法[5]。 變異系數(shù)是對應(yīng)品種在各環(huán)境上的均值間變異(標準差)占該品種總均值的百分比,反映了品種的穩(wěn)產(chǎn)性。 變異系數(shù)小,說明該品種在不同環(huán)境中的變化小,靜態(tài)穩(wěn)定性好[9],但不利于高產(chǎn)栽培;變異系數(shù)大,靜態(tài)穩(wěn)定性差。 一般變異系數(shù)小, 同時平均產(chǎn)量又高的品種比較好[10]。由表2 可知,3 年試驗中鄭農(nóng)4108 的平均變異系數(shù)、平均產(chǎn)量分別為20.61%、5 622.1 kg/hm2,略高于偃展4110 的平均變異系數(shù)(18.97%),但平均產(chǎn)量比偃展4110 高 4.5%。 說明與偃展 4110 相比,鄭農(nóng) 4108 豐產(chǎn)性好,且更有利于高產(chǎn)栽培。
分析品種的高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)性時, 高穩(wěn)系數(shù)法既考慮了參試品種的平均產(chǎn)量,又兼顧到產(chǎn)量的標準差,與高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)的育種實踐一致。 品種的高穩(wěn)系數(shù)越大,其高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)性越好[6]。 由表2 可知,鄭農(nóng)4108 的高穩(wěn)系數(shù) 3 年中有 2 年高于偃展 4110, 且 3 年平均為75.23%,高于對照偃展4110 的高穩(wěn)系數(shù)(73.66%),說明鄭農(nóng)4108 高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)性優(yōu)于偃展4110。綜合以上結(jié)果,鄭農(nóng)4108 具有較好的豐產(chǎn)性和穩(wěn)產(chǎn)性遺傳基礎(chǔ),在不同年份、不同地點都能表現(xiàn)出高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)的遺傳特性。
表2 鄭農(nóng)4108 產(chǎn)量穩(wěn)定性參數(shù)
用回歸系數(shù)法分析農(nóng)作物品種的穩(wěn)定性、 適應(yīng)性,前人有大量的應(yīng)用[7,11-12]。一個理想的穩(wěn)定性好、適應(yīng)性強的品種回歸系數(shù)接近0,回歸截距大,且產(chǎn)量水平也高;回歸系數(shù)等于1,回歸截距為0,說明穩(wěn)產(chǎn)性、適應(yīng)性中等,以環(huán)境指數(shù)線表示;回歸系數(shù)大、回歸截距小,是具有特殊適應(yīng)性的品種,一般適應(yīng)于高水肥條件下種植; 回歸系數(shù)小、 回歸截距大, 也是具有特殊適應(yīng)性的品種, 一般適應(yīng)于肥力較低條件下種植[8,11-12]。 由表 3 可知,鄭農(nóng)4108 的回歸系數(shù)為1.047,回歸截距為-273.87,其回歸系數(shù)大,回歸截距小,是具有特殊適應(yīng)性的品種,適應(yīng)于高肥力水平種植; 對照偃展4110 回歸系數(shù)為0.981, 回歸截距為822.13,回歸系數(shù)小、回歸截距大,雖產(chǎn)量穩(wěn)定性好,但高產(chǎn)潛力小,適應(yīng)于較低肥力水平種植。 2 個品種回歸方程的決定系數(shù)分別為0.975、 0.988, 均接近于1,說明用回歸系數(shù)法對兩品種適應(yīng)性評價的結(jié)果均比較可靠[7,11-12]。
表3 鄭農(nóng)4108 的適應(yīng)性參數(shù)
由表4 可知, 綜合河南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院植物保護研究所連續(xù)2 年對參試品種成株期抗病性鑒定結(jié)果:鄭農(nóng)4108 中抗條銹病,中感葉銹病、白粉病,高感赤霉??;倒伏程度≥4 級且倒伏面積≥30%的試點率低。 說明鄭農(nóng)4108 在試驗中表現(xiàn)抗病性好、抗倒伏能力強,綜合抗性好。
表4 鄭農(nóng)4108 在區(qū)域試驗中的抗逆性表現(xiàn)
鄭農(nóng)4108 籽粒橢圓形,白粒、粉質(zhì),千粒重45 g左右,籽粒均勻,容重高,籽粒商品性好。 由表5 可知,經(jīng)河南省小麥良種區(qū)域試驗混合取樣,由農(nóng)業(yè)農(nóng)村部農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗測試中心 (鄭州) 進行分析,2018 年其各項品質(zhì)指標略次于優(yōu)質(zhì)弱筋小麥揚麥15 品質(zhì)指標, 但接近河南省弱筋小麥審定標準(蛋白質(zhì)含量≤12%, 濕面筋含量<24%, 吸水率<55%,穩(wěn)定時間<3 min);2019 年化驗結(jié)果各項品質(zhì)指標均優(yōu)于揚麥15。說明鄭農(nóng)4108 具有優(yōu)質(zhì)弱筋小麥的遺傳基礎(chǔ),品質(zhì)偏弱。
表5 鄭農(nóng)4108 與揚麥15 在河南省小麥良種區(qū)域試驗品質(zhì)分析結(jié)果
用不同的方法對鄭農(nóng)4108 的豐產(chǎn)性、穩(wěn)產(chǎn)性進行分析,結(jié)果基本一致。與偃展4110 相比,鄭農(nóng)4108平均產(chǎn)量高,變異系數(shù)大,回歸系數(shù)大、回歸截距小,豐產(chǎn)性好,對環(huán)境敏感度稍高,更能適應(yīng)于高肥力水平種植。高穩(wěn)系數(shù)法分析高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)性表明,鄭農(nóng)4108高穩(wěn)系數(shù)高,高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)性優(yōu)于偃展4110,這與前幾種分析方法的結(jié)論稍有出入, 具體情況需要進一步探討。 經(jīng)多年多點試驗取樣品質(zhì)分析表明, 鄭農(nóng)4108具有弱筋的遺傳特性。 弱筋特性極易受自然條件的影響,2017-2018 年度, 小麥生育期降水較多, 鄭農(nóng)4108 品質(zhì)指標接近河南省弱筋小麥審定標準;2018-2019 年度,小麥生育期干旱少雨,鄭農(nóng)4108 與弱筋小麥揚麥15 均不達標, 但鄭農(nóng)4108 品質(zhì)指標優(yōu)于揚麥15。 當前,我國弱筋小麥前景廣闊,市場供不應(yīng)求,河南省南部作為弱筋小麥的適宜區(qū),與南方各省相比,具有麥播面積大、商品率高、穗發(fā)芽輕等優(yōu)勢,但品質(zhì)過硬的弱筋小麥品種還比較欠缺。 因此,在加強弱筋小麥品種選育的同時, 基于現(xiàn)有的基礎(chǔ)研究弱筋小麥配麥、配粉技術(shù),以改善當前弱筋小麥生產(chǎn)應(yīng)用的現(xiàn)狀,具有重要的意義。