盧映吉 楊曉夢 普曉英 李霞 楊麗娥 楊硯斌 曾亞文

（1 云南大學(xué)資源植物研究院，650500，云南昆明；2 云南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院生物技術(shù)與種質(zhì)資源研究所，650205，云南昆明）

大麥（Hordeum vulgareL.）屬禾本科植物，在世界谷類作物中，其種植面積和產(chǎn)量均位居第四[1]。大麥?zhǔn)窍矞亻L日照作物，種質(zhì)資源和品種類型豐富，在許多高海拔地區(qū)作為糧食作物扮演著重要的角色[2]。大麥最有營養(yǎng)的部分是大麥苗，其中含有豐富的蛋白質(zhì)、維生素、粗纖維、黃酮、生物堿、超氧化物歧化酶和γ-氨基丁酸等[3]成分，有助于改善睡眠質(zhì)量、增強免疫力、提高記憶力、促進傷口愈合、解毒、抗抑郁和對抗20 多種慢性疾病等[4]。大麥苗期分蘗力強，幼苗刈割后殘莖再生苗可正常獲得籽粒，但不同時期割苗，可能獲較高的干麥苗產(chǎn)量，也可能降低有效穗數(shù)和生物產(chǎn)量，且再生麥的秸稈與籽粒產(chǎn)量也相對較高[5]，但再生能力的增長范圍有限，頻繁割苗對群體的干物質(zhì)生產(chǎn)仍表現(xiàn)出不良影響[6]，且相關(guān)研究表明，割苗可防止群體倒伏[7]，顯著影響再生麥的農(nóng)藝性狀[8]。

農(nóng)藝性狀是指生長發(fā)育習(xí)性、產(chǎn)量性狀及植物學(xué)發(fā)育特征等[9]，與產(chǎn)量和品質(zhì)性狀之間存在著正相關(guān)或負(fù)相關(guān)。云南屬低緯高原秋播大麥生產(chǎn)區(qū)，生態(tài)環(huán)境復(fù)雜多樣，海拔梯度大，降雨量適中，大部分地區(qū)冬春氣候溫暖，尤其是滇中高海拔地區(qū)具備秋播、春播和夏繁的氣候優(yōu)勢，適合種植大麥[10]。目前，關(guān)于不同季節(jié)種植和割苗對大麥農(nóng)藝性狀影響的研究較少，本研究以云南省選育的48 個大麥優(yōu)良品種為試驗材料，結(jié)合云南省生態(tài)特點，研究合理利用季節(jié)和割苗對不同大麥品種12 個農(nóng)藝性狀的影響，使大麥的育種工程向選育優(yōu)質(zhì)高效專用新品種的方向發(fā)展[11]，也為今后培育優(yōu)質(zhì)大麥[12]提供理論參考和科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

供試48 份材料（表1）是云南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院生物技術(shù)與種質(zhì)資源研究所選育的啤、飼大麥及其青稞品種，其中35 個已完成國家非主要農(nóng)作物品種登記。

表1 供試材料名稱Table 1 Names of tested materials

1.2 試驗設(shè)計

試驗地點位于昆明市盤龍區(qū)滇源鎮(zhèn)南營村試驗基地（海拔1973m），是南方秋播大麥區(qū)正季秋播、夏繁加代的理想基地。試驗地土壤肥力中等。試驗采用田間隨機區(qū)組設(shè)計，小區(qū)面積1.2m2，行距0.3m，單行小區(qū)長2m，寬0.3m，二行區(qū)，播種時間分為秋播（2019 年11 月1 日）、冬播（2020年2 月1 日）、春播（2020 年5 月1 日）3 次。設(shè)置秋播割苗處理Ⅰ（A1，割苗時間為2020 年1 月9 日）、割苗處理Ⅱ（B1，割苗時間為2020 年2月29 日，每個材料主莖小穗為1cm）、未割苗對照處理（CK1）；冬播割苗處理Ⅰ（A2，割苗時間為2020 年3 月23 日）、割苗處理Ⅱ（B2，割苗時間為2020 年4 月5-13 日，每個材料主莖小穗為1cm）、未割苗對照處理（CK2）；春播割苗處理Ⅰ（A3，割苗時間為2020 年5 月30 日）、割苗處理Ⅱ（B3，割苗時間為2020 年6 月6 日-20 日，每個材料主莖小穗為1cm）、未割苗對照處理（CK3），共9 個處理。栽培措施及田間管理與當(dāng)?shù)卮筇锍Ｒ?guī)管理一致，記錄和考種執(zhí)行統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)。

1.3 性狀調(diào)查

供試材料農(nóng)藝性狀均按照大麥種質(zhì)資源數(shù)據(jù)質(zhì)量控制規(guī)范統(tǒng)一觀察記載。大麥考種指標(biāo)包括株高、有效穗數(shù)、主穗總粒、主穗實粒、千粒重、主穗長、單株粒重、單株稈重、單株重、單株穗重、無效穗數(shù)、主穗空粒數(shù)等。

1.4 數(shù)據(jù)處理

采用Excel 和Origin 軟件處理數(shù)據(jù)和繪制圖表，采用SPSS 軟件進行數(shù)據(jù)相關(guān)分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 大麥農(nóng)藝性狀表現(xiàn)

2.1.1 不同季節(jié)播種大麥農(nóng)藝性狀表現(xiàn) 由表2 可知，不同季節(jié)播種對48 份大麥材料的12 個主要農(nóng)藝性狀有顯著影響。冬播大麥的株高平均值均大于秋播和春播，其中，冬播與秋播的株高差異不顯著，但兩者的株高均顯著高于春播。秋播大麥生物產(chǎn)量性狀（單株穗重、單株重、單株稈重）均顯著高于冬播和春播。秋播大麥籽粒產(chǎn)量性狀（有效穗數(shù)、主穗實粒數(shù)、千粒重、單株粒重、主穗長、主穗總粒數(shù)）平均值均大于冬播和春播，其中，秋播大麥的有效穗數(shù)、千粒重、單株粒重與冬播和春播差異顯著；主穗實粒、主穗總粒數(shù)和主穗長則表現(xiàn)為冬播與秋播差異不顯著，但兩者均顯著高于春播。秋播大麥無效穗數(shù)和主穗空粒數(shù)平均值分別小于冬播和春播。說明延遲播種季節(jié)會增加大麥無效穗數(shù)和主穗空粒數(shù)，在一定程度上會降低大麥產(chǎn)量。不同農(nóng)藝性狀間變異較大，株高的變異系數(shù)最小，變異幅度為11.76%～18.02%，無效穗數(shù)的變異系數(shù)最大，變異幅度為66.27%～101.54%，說明農(nóng)藝性狀不僅受季節(jié)的影響，還受品種基因型差異的影響。

表2 不同播種季節(jié)大麥農(nóng)藝性狀表現(xiàn)及變異分析Table 2 Analysis of agronomic characteristics and variation of barley in different sowing seasons

2.1.2 不同時期割苗處理大麥農(nóng)藝性狀表現(xiàn)由表3 可以看出，與對照相比割苗及割苗時期對48個大麥材料的12 個主要農(nóng)藝性狀有一定影響。對株高來說，割苗使再生麥株高顯著降低，說明在種植早期進行割苗處理可以控制株高，從而增強大麥抗倒伏性。對于生物產(chǎn)量性狀（單株穗重、單株重、單株稈重）來說，總體呈下降趨勢，且割苗Ⅱ與割苗Ⅰ、未割苗對照間差異均顯著，說明在割苗Ⅰ時期割苗對生物產(chǎn)量提高有促進作用。對于籽粒產(chǎn)量性狀（有效穗數(shù)、主穗實粒數(shù)、千粒重、單株粒重、主穗長、主穗總粒數(shù)）來說，隨割苗期的延遲，總體呈現(xiàn)下降趨勢，割苗Ⅰ與未割苗對照差異不顯著，與割苗Ⅱ之間差異顯著；對于無效穗數(shù)和主穗空粒數(shù)來說，無效穗數(shù)和主穗空粒數(shù)會隨著割苗時期的推遲而增加，且不同割苗時期（割苗Ⅰ和割苗Ⅱ）呈差異顯著，割苗Ⅰ會導(dǎo)致籽粒產(chǎn)量和生物產(chǎn)量下降，但同時也減少無效穗數(shù)和主穗空粒數(shù)，一定程度上可有效提高大麥的品質(zhì)。

表3 不同割苗處理下參試材料主要農(nóng)藝性狀表現(xiàn)Table 3 Performance of main agronomic characteristics of tested materials under different seedling cutting treatments

2.2 主要農(nóng)藝性狀相關(guān)性分析

2.2.1 不同季節(jié)播種大麥農(nóng)藝性狀間相關(guān)性分析 以秋、冬、春3 季播種的48 個優(yōu)良大麥品種的12個農(nóng)藝性狀數(shù)據(jù)為研究對象，對3 個不同季節(jié)播種的大麥不同農(nóng)藝性狀間進行雙因素相關(guān)性分析。結(jié)果（圖1）顯示，秋、冬（圖1a）播種對比有45對性狀達到極顯著相關(guān)（P＜0.01），3 對性狀達到顯著相關(guān)（P＜0.05），其中單株穗重與單株粒重（r=0.99）、主穗實粒數(shù)與主穗總粒數(shù)（r=0.98）、單株稈重與單株穗重（r=0.86）、單株重與單株稈重（r=0.83）達極顯著正相關(guān)；秋、春（圖1b）播種對比有66 對性狀達到極顯著相關(guān)，1 對性狀達到顯著相關(guān)，其中單株粒重與單株穗重（r=0.99）、單株重與單株稈重（r=0.96）、單株粒重（r=0.92）、單株穗重（r=0.94）達極顯著正相關(guān)；冬、春（圖1c）播種對比有55 對性狀達到極顯著相關(guān)，11 對性狀達到顯著相關(guān)，其中單株株重與單株稈重（r=0.95）、單株穗重（r=0.92）達到極顯著正相關(guān)；無效穗數(shù)與株高、籽粒產(chǎn)量、生物產(chǎn)量之間呈極顯著或顯著負(fù)相關(guān)。相關(guān)結(jié)果表明，不同播種季節(jié)大麥農(nóng)藝性狀之間相關(guān)系數(shù)存在一定差異，說明農(nóng)藝性狀受品種基因型差異影響的同時，也明顯受不同播種期等條件的影響。

圖1 不同播種季節(jié)間12 個大麥農(nóng)藝性狀相關(guān)性分析Fig.1 Correlation analysis of 12 agronomic characteristics of barley sown in different seasons

2.2.2 不同割苗期大麥農(nóng)藝性狀間相關(guān)性分析 以不同時期割苗處理的48 個優(yōu)良大麥品種的12 個農(nóng)藝性狀數(shù)據(jù)為研究對象，并對其進行雙因素相關(guān)性分析。結(jié)果（圖2）顯示，有49 對性狀達到極顯著相關(guān)（P＜0.01），有5 對性狀達到顯著相關(guān)（P＜0.05）。其中主穗實粒數(shù)與主穗總粒數(shù)（r=0.97）、單株粒重與單株穗重（r=0.89）、單株稈重與單株重（r=0.89）達到極顯著正相關(guān)，主穗空粒數(shù)與株高、有效穗數(shù)、主穗長、千粒重，有效穗數(shù)與主穗總粒數(shù)、主穗實粒數(shù)、主穗空粒數(shù)，無效穗數(shù)與籽粒產(chǎn)量（主穗總粒數(shù)、主穗實粒數(shù)、千粒重、單株粒重）之間呈顯著負(fù)相關(guān)，延遲割苗會降低大麥籽粒產(chǎn)量，增加無效穗數(shù)、主穗空粒數(shù)。2 個不同時期割苗處理的農(nóng)藝性狀成分的相關(guān)性對比結(jié)果，說明不同割苗處理對大麥不同農(nóng)藝性狀間影響較大。

圖2 不同割苗處理大麥對12 個農(nóng)藝性狀相關(guān)性分析Fig.2 Correlation analysis of 12 agronomic characteristics under different cutting treatments

2.3 適宜麥苗及籽粒生產(chǎn)的優(yōu)良品種篩選

綜合考慮供試大麥12 個主要農(nóng)藝性狀，以高于平均值作為選擇優(yōu)異兩用型大麥的標(biāo)準(zhǔn)，篩選出最優(yōu)的5 個大麥品種，分別為矮思500、云啤15號、騰云麥4 號、云飼麥10 號、云飼麥13 號，其主要農(nóng)藝性狀見表4，不同播種季節(jié)（春、秋、冬），秋播是最適播種季節(jié)，對比不同割苗時期（割苗處理Ⅰ和割苗處理Ⅱ）大麥農(nóng)藝性狀變化，矮思500、云啤15 號、騰云麥4 號、云飼麥10 號、云飼麥13號和V43 割苗Ⅰ的籽粒產(chǎn)量和生物產(chǎn)量均高于割苗處理Ⅱ。

表4 篩選出的大麥品種不同割苗處理產(chǎn)量性狀比較Table 4 Comparison of yield characteristics of selected barley varieties under different seedling cutting treatments

3 討論

農(nóng)藝性狀是作物品種評價的直觀依據(jù)，與產(chǎn)量和品種密切相關(guān)[13]。優(yōu)良大麥品種是大麥生產(chǎn)的基礎(chǔ)[14]，正確合理分析和評價不同大麥品種是對其合理利用的前提[15]。本研究以云南省的48 個大麥優(yōu)良品種為研究對象，對比不同季節(jié)播種和割苗處理，并對其12 個主要農(nóng)藝性狀進行測量統(tǒng)計和分析，結(jié)果表明，對比秋、冬、春3 季播種結(jié)果，秋播株高、無效穗數(shù)、主穗空粒數(shù)平均值均依次小于冬播、春播；有效穗數(shù)、單株稈重、單株重、主穗長、主穗總粒數(shù)、主穗實粒數(shù)、單株穗重、單株粒重、千粒重平均值均大于冬播、春播；籽粒產(chǎn)量（有效穗數(shù)、千粒重、單株粒重）和生物產(chǎn)量（單株穗重、單株重、單株稈重）在3 個不同播種季節(jié)間差異均顯著；延遲播種時間會降低大麥產(chǎn)量，與黨愛華等[16]結(jié)果相似，但播種季節(jié)對主產(chǎn)量影響不顯著，只對單株產(chǎn)量的農(nóng)藝性狀影響顯著，秋播大麥整體水平高于冬播大麥，種質(zhì)資源創(chuàng)新及品種改良潛力更大。割苗處理導(dǎo)致株高平均值降低，不同割苗處理間差異顯著，且郜戰(zhàn)寧等[17]認(rèn)為，株高與產(chǎn)量呈負(fù)相關(guān)，因此割苗不僅對株高影響顯著且可提高產(chǎn)量，與杜娟等[18]認(rèn)為割苗會顯著提高籽粒產(chǎn)量、生物產(chǎn)量結(jié)果相似。割苗處理導(dǎo)致單株重、單株稈重、單株穗重和單株粒重平均值降低，說明割苗處理可降低大麥單株產(chǎn)量；第1 個時期割苗處理后，無效穗數(shù)、主穗空粒數(shù)的平均值低于第2 個時期割苗處理，第1 時期割苗處理在一定程度上可有效降低無效穗數(shù)和主穗空粒數(shù)，割苗一定程度上提高大麥品質(zhì)；不同時期割苗處理，各農(nóng)藝性狀變異系數(shù)變化明顯，遺傳變異豐富性程度對植物適應(yīng)性及進化研究具有重要意義[19]，因此研究割苗處理對農(nóng)藝性狀的影響巨大。本試驗在不同播種季節(jié)和割苗處理條件下，大麥的12 個主要農(nóng)藝性狀的相關(guān)分析表明，12 個主要農(nóng)藝性狀之間關(guān)系密切，有效穗數(shù)與產(chǎn)量的相關(guān)性最大[17]，與主穗長、單株穗重、單株粒重、單株重、單株稈重、千粒重均呈極顯著正相關(guān)，并且不同時期割苗處理對大麥無效穗數(shù)影響比不同季節(jié)影響更大。但不同性狀篩選優(yōu)良種質(zhì)難度不同[20]，且性狀之間關(guān)系復(fù)雜，只考慮單一性狀變化，也會影響大麥產(chǎn)量[21]。因此在選擇大麥高產(chǎn)品種性狀時，將有效穗數(shù)放在首位，把與有效穗數(shù)關(guān)系密切的性狀也作為篩選條件之一來進行判斷。

4 結(jié)論

不同季節(jié)播種對大麥的生長有顯著影響，在秋、冬、春3 季播種中，部分籽粒產(chǎn)量和生物產(chǎn)量的農(nóng)藝性狀在3 個不同播種季節(jié)間差異均顯著，且秋播是最適播種期，大麥產(chǎn)量和品質(zhì)最優(yōu)。割苗處理會降低株高和單株產(chǎn)量，但第1 個時期割苗會減少無效穗和主穗空粒數(shù)，提高大麥品質(zhì)。在冬大麥產(chǎn)區(qū)，冬季播種會縮短生育期，降低大麥產(chǎn)量。初步篩選出割苗處理下產(chǎn)量性狀較好的大麥品種為云飼麥10 號、云飼麥13 號、V43、云啤15 號和矮思500。