夏國軍 李 磊 王新國 張 鋒 張立東 馬孝鋒 李巧云 王 翔 康國章 晁召飛
(1 河南農(nóng)業(yè)大學/國家小麥工程技術(shù)研究中心,鄭州 450046;2 河南賽德種業(yè)有限公司/鄭州市高抗白粉病小麥育種工程技術(shù)研究中心,鄭州 450001;3 焦作市種業(yè)發(fā)展中心,河南焦作 454150)
黃淮南片(包括河南省大部、安徽江蘇淮河以北地區(qū)、陜西省關中平原地區(qū))是我國小麥第一大產(chǎn)區(qū),常年小麥播種面積在866.7 萬hm2以上,面積和總產(chǎn)均占全國40%以上,但是這一區(qū)域災害多,冬季干旱、凍害,早春霜凍,各類病蟲草害和夏季干熱風、爛場雨時有發(fā)生,對小麥高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)構(gòu)成巨大威脅。因此,培育適宜黃淮南片推廣種植的高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)小麥品種成為了育種家的重要育種目標。2009 年河南賽德種業(yè)有限公司以周麥16 作母本、才智97(5)-3 作父本雜交,采用系譜法,經(jīng)過多年穩(wěn)定,選育出了高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)、多抗廣適小麥新品種——厚德麥981,該品種于2017 年開始參加國家黃淮冬麥區(qū)南片水地組區(qū)域試驗和生產(chǎn)試驗,2021 年通過審定(審定編號:國審麥20210029)。為全面了解厚德麥981 特征特性和育種價值,進一步挖掘其高產(chǎn)潛力,本研究利用國家黃淮冬麥區(qū)南片水地組區(qū)域試驗和生產(chǎn)試驗數(shù)據(jù),對其豐產(chǎn)性、穩(wěn)產(chǎn)性及適應性進行分析,同時對其產(chǎn)量及產(chǎn)量三要素和抗逆能力進行了相關分析,旨在為該品種的大面積推廣應用提供理論依據(jù)。
1.1 試驗材料與數(shù)據(jù)來源試驗材料為厚德麥981,該品種屬半冬性中熟品種,幼苗半直立,長勢旺,株高80cm,莖稈彈性一般,株型松散,抗倒伏,穗大,穗葉同層,穗層厚且整齊,成熟晚,耐后期高溫,熟相較好,穗紡錘形,籽粒角質(zhì);田間抗病性好,產(chǎn)量三要素協(xié)調(diào),豐產(chǎn)性好,品質(zhì)屬中筋小麥[1]。試驗數(shù)據(jù)來源于2017-2018 年度、2018-2019 年度國家黃淮冬麥區(qū)南片水地組區(qū)域試驗(以下簡稱2017-2018 年度、2018-2019 年度國家區(qū)域試驗)和2019-2020 年度國家黃淮冬麥區(qū)南片水地組生產(chǎn)試驗(以下簡稱2019-2020 年度國家生產(chǎn)試驗)。其中2017-2018 年度國家區(qū)域試驗厚德麥981 同組參試品種共18 個,含1 個對照周麥18,21 點次參與匯總數(shù)據(jù);2018-2019 年度國家區(qū)域試驗同組參試品種18 個,含2 個對照周麥18(第1 對照)和百農(nóng)207(第2 對照,輔助對照),21 點次參與匯總數(shù)據(jù);2019-2020 年度國家生產(chǎn)試驗同組品種7 個,含對照周麥18,23 點次參與匯總數(shù)據(jù)。
1.2 試驗方法區(qū)域試驗中參試品種完全隨機區(qū)組排列,重復3 次,小區(qū)面積13.34m2,全區(qū)收獲;生產(chǎn)試驗中參試品種隨機區(qū)組排列,重復2 次,小區(qū)面積不小于150m2,全區(qū)收獲計產(chǎn)。田間管理略高于當?shù)卮筇锷a(chǎn)水平,試驗管理包含及時施肥、澆水、中耕、除草等措施,區(qū)域試驗不對病害進行防治,同一試驗點各品種、各區(qū)組間管理措施一致。
1.3 數(shù)據(jù)分析
1.3.1 豐產(chǎn)性分析品種豐產(chǎn)性采用試驗中厚德麥981 與對照周麥18 的平均產(chǎn)量進行比較,列出增產(chǎn)≥2%的試驗點率,同時進行方差分析,檢驗品種與對照間的差異顯著性[2]。
1.3.2 變異系數(shù)(CV)分析品種穩(wěn)產(chǎn)性分析采用變異系數(shù)(CV)[3],CV值小說明該品種在不同的環(huán)境中變化越小,靜態(tài)穩(wěn)定性好,但不利于品種的高產(chǎn)栽培;CV值大靜態(tài)穩(wěn)定性差;CV值小且平均產(chǎn)量高的 品種穩(wěn)定性好。CV計算公式如下:CVi(%)=Si/Xi×100。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,Xi為第i個參試品種多點的平均產(chǎn)量。
1.3.3 高穩(wěn)系數(shù)(HSC)法采用溫振民等[4]的高穩(wěn)系數(shù)法來評價品種的高產(chǎn)性和穩(wěn)產(chǎn)性。高穩(wěn)系數(shù)計算公式:HSCi(%)=[1-(Xi-Si)/1.10×Xck]×100。式中Xi和Si分別為第i個品種的平均產(chǎn)量和標準差,Xck為對照品種的平均產(chǎn)量。HSCi值越小,表明該品種的穩(wěn)產(chǎn)性越好。
1.3.4 品種適應性采用適應度來進行評價品種的適應性,適應度指各參試品種產(chǎn)量超過平均產(chǎn)量的試驗點數(shù)占試驗總點數(shù)的百分比,反映了品種超過平均生產(chǎn)水平的基本廣適性[5]。適應度值越大,品種的適應性越好。
1.3.5 品種抗逆性對品種進行接病鑒定和田間自然狀態(tài)的抗病性調(diào)查,包括對條銹病、葉銹病、白粉病、紋枯病和赤霉病的抗性,同時記錄其田間抗倒伏情況。
2.1 豐產(chǎn)性分析表1 中2017-2018 年度國家區(qū)域試驗結(jié)果表明,厚德麥981 平均產(chǎn)量7311.0kg/hm2,比對照周麥18 極顯著增產(chǎn)5.99%;試驗點19 點增產(chǎn),2 點減產(chǎn),21 點次匯總,增產(chǎn)點率90.5%;增產(chǎn)≥2%的點次率為90.5%(19 點次增產(chǎn)≥2%);產(chǎn)量位居本組參試18 個品種(含對照)的第3 位。2018-2019年度續(xù)試,平均產(chǎn)量8857.5kg/hm2,比第1 對照周麥18 極顯著增產(chǎn)5.02%,比第2 對照百農(nóng)207 極顯著增產(chǎn)7.87%;試驗點與第1 對照周麥18 相比,19 點增產(chǎn),2 點減產(chǎn),21 點次匯總,增產(chǎn)點率90.5%;比第1 對照增產(chǎn)≥2%的點次率為85.7%(18 點次比周麥18 增產(chǎn)≥2%);產(chǎn)量位居本組參試18 個品種(含2 個對照)的第7 位。2019-2020 年度國家生產(chǎn)試驗結(jié)果表明,厚德麥981 平均產(chǎn)量8839.5kg/hm2,比對照周麥18 增產(chǎn)5.23%;試驗點23 點增產(chǎn),增產(chǎn)點率100%;比對照增產(chǎn)≥2%的點次率100%;產(chǎn)量居本組參試7 個品種(含對照)的第3 位。
表1 厚德麥981 參加國家黃淮南片試驗產(chǎn)量表現(xiàn)
2.2 穩(wěn)產(chǎn)性分析從變異系數(shù)來看,厚德麥981 參加2017-2018 年度、2018-2019 年度國家區(qū)域試驗,其產(chǎn)量的變異系數(shù)分別為10.1%和10.6%,變異系數(shù)較小,說明厚德麥981 的產(chǎn)量受環(huán)境影響小,具有良好的穩(wěn)產(chǎn)性(表2)。從高穩(wěn)系數(shù)來看,厚德麥981 參加2017-2018 年度國家區(qū)域試驗,其產(chǎn)量的高穩(wěn)系數(shù)為12.2%,居18 個參試品種第4 位;2018-2019 年度高穩(wěn)系數(shù)為14.6%,居18 個參試品種第5 位,2 年高穩(wěn)系數(shù)平均值13.4%,高穩(wěn)系數(shù)較?。ū?)。厚德麥981 在2 年的平均產(chǎn)量分別為7311.0kg/hm2、8857.5kg/hm2,產(chǎn)量均極顯著高于對照品種,同時其變異系數(shù)和高穩(wěn)系數(shù)小,說明該品種在不同年份不同地域間,產(chǎn)量表現(xiàn)為高產(chǎn)前提下的穩(wěn)產(chǎn),是一個既高產(chǎn)又穩(wěn)產(chǎn)的小麥品種。
表2 厚德麥981 參加國家區(qū)域試驗的變異系數(shù)、高穩(wěn)系數(shù)和適應度
2.3 適應性分析品種的適應性不僅與品種本身的特征特性有關,也與在不同環(huán)境條件和栽培條件下各種特征特性的反應有關,一個好的品種應當適應生產(chǎn)上多樣的環(huán)境條件。品種在多個試點上的平均產(chǎn)量均低于所有品種的平均水平,其適應度值就小,說明適應性差;反之,若該品種在多個試點上的平均產(chǎn)量都高于所有品種的平均水平,則其適應度值就大,說明廣適性就好。由表2 可知,2017-2018年度、2018-2019 年度厚德麥981 的適應度分別為81.0%和71.4%,適應度值較高,表明厚德麥981 在不同年份和不同地點的普遍適應性表現(xiàn)良好。
2.4 厚德麥981 產(chǎn)量及產(chǎn)量構(gòu)成因子分析從表3、表4可以看出,2017-2018年度、2018-2019 年度國家區(qū)域試驗,厚德麥981 的有效穗數(shù)和穗粒數(shù)變異系數(shù)較大,2 年平均分別為12.1%和11.7%,千粒重變異系數(shù)小,2 年平均8.7%,說明有效穗數(shù)和穗粒數(shù)易受環(huán)境條件和栽培措施影響,通過調(diào)節(jié)栽培措施來提高有效穗數(shù)和穗粒數(shù)是可行的,而千粒重變異系數(shù)小,受栽培和環(huán)境影響小,是相對穩(wěn)定的產(chǎn)量因素,通過栽培管理提高千粒重從而提高產(chǎn)量比較困難。因此在生產(chǎn)中要提高厚德麥981 的產(chǎn)量,從產(chǎn)量三要素來看,需要在穩(wěn)定千粒重的基礎上,通過調(diào)節(jié)栽培管理措施提高其單位面積有效穗數(shù)和穗粒數(shù)更容易實現(xiàn)高產(chǎn)。
表3 2017-2018 年度厚德麥981 產(chǎn)量構(gòu)成因素的變異系數(shù)分析
表4 2018-2019 年度厚德麥981 產(chǎn)量構(gòu)成因素的變異系數(shù)分析
2.5 厚德麥981 的抗逆性從厚德麥981 在不同年度抗病、抗倒伏表現(xiàn)看(表5),該品種在2017-2018 年度和2018-2019 年度中國農(nóng)業(yè)科學院植物保護研究所抗病鑒定中,慢條銹病,高抗/慢葉銹病,高感/中感白粉病,中感紋枯病,高感赤霉病。田間自然發(fā)病,條銹病、赤霉病較輕,中感紋枯病,白粉病中等偏重。2 年平均株高80.1cm,株高適中。非嚴重倒伏(指倒伏程度≤3 級或倒伏面積≤40%)點率分別為90.5%和95.0%,表明其抗倒伏能力強。
表5 厚德麥981 抗病、抗倒伏表現(xiàn)
高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)是小麥育種的主要目標,同時良好的適應性是一個品種能大面積推廣的必要條件[6]。近年來全球氣候條件的不斷變化,使得優(yōu)良的小麥品種必須兼具高產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)和適應性廣等基本特性,才能在復雜多變的栽培環(huán)境中滿足生產(chǎn)的需要,具有較高的推廣應用價值。品種的區(qū)域試驗是鑒定品種在不同環(huán)境條件下豐產(chǎn)性、穩(wěn)產(chǎn)性及適應性最基本、有效的手段。本研究利用2017-2020 年國家黃淮南片區(qū)域試驗和生產(chǎn)試驗數(shù)據(jù),對厚德麥981 的豐產(chǎn)性、穩(wěn)產(chǎn)性和適應性進行了綜合分析,結(jié)果較為可靠。厚德麥981 表現(xiàn)高產(chǎn)性狀突出,連續(xù)3 年在黃淮南片的河南、安徽、江蘇、陜西等65 個試驗點次中,61點增產(chǎn),增產(chǎn)點率93.8%,其中2 年區(qū)域試驗,在匯總42 點次中有37 點比對照周麥18 增產(chǎn)2%以上,具有較好的豐產(chǎn)性和增產(chǎn)潛力;在2 年區(qū)域試驗中,其變異系數(shù)和高穩(wěn)系數(shù)小,產(chǎn)量受環(huán)境影響小,高產(chǎn)的同時穩(wěn)產(chǎn)性突出;厚德麥981 在不同年份和不同試驗點的適應度高,對環(huán)境的普遍適應性好。
小麥單位面積有效穗數(shù)、穗粒數(shù)、千粒重是小麥產(chǎn)量形成的三要素,三要素協(xié)調(diào)是小麥高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)的必要條件。在厚德麥981 參加黃淮南片2 年區(qū)域試驗中,2017-2018 年度穗粒數(shù)、千粒重分別比對照周麥18 提高1.9%和5.0%,有效穗數(shù)比對照略低0.8%,2018-2019 年度有效穗數(shù)、穗粒數(shù)、千粒重分別比對照周麥18 增加1.3%、2.3%和5.7%。產(chǎn)量三要素同步協(xié)調(diào)提高,是厚德麥981 比對照極顯著增產(chǎn)的直接原因。同時其產(chǎn)量三要素中,千粒重變異系數(shù)最小,年際間、地域間變化不大,受環(huán)境影響小。因此,在厚德麥981 的栽培實踐中,多關注如何提高有效穗數(shù)和穗粒數(shù)的栽培管理措施,更容易獲得高產(chǎn)。
小麥育種工作中,株高不是越低越好,適當增加株高可以提高小麥地上生物量,有利于高產(chǎn)。在確保品種抗倒伏能力的前提下,應充分重視擴大其可能占有的空間,滿足植株地上部充分生長發(fā)育需要[7]。厚德麥981 參加2 年黃淮南片區(qū)域試驗,平均株高分別為76.6cm 和83.5cm,抗倒伏能力強,同時平均產(chǎn)量均比對照周麥18 增產(chǎn)極顯著,說明厚德麥981 很好地協(xié)調(diào)了株高與產(chǎn)量和倒伏之間的矛盾,有利于該品種大面積推廣。近年來,受全球氣候變化影響,小麥病害發(fā)生嚴重,影響小麥產(chǎn)量和品質(zhì),同時為保護環(huán)境,減少農(nóng)藥化肥使用量、選育抗病性強的小麥品種是育種家必須考慮的問題。厚德麥981 在黃淮南片區(qū)域試驗中表現(xiàn)抗病性好,高抗葉銹病,中感紋枯病,慢條銹病,田間自然發(fā)病赤霉病較輕。
綜合分析表明厚德麥981 在區(qū)域試驗和生產(chǎn)試驗中表現(xiàn)增產(chǎn)幅度大,增產(chǎn)點率高,穩(wěn)產(chǎn)性好,適應性廣泛,是一個綜合性狀優(yōu)良的小麥新品種,有很大的市場潛力和應用價值,適宜在黃淮冬麥區(qū)南片的河南省除信陽市(淮河以南稻茬麥區(qū))和南陽市南部部分地區(qū)以外的平原灌區(qū),陜西省西安、渭南、咸陽、銅川和寶雞市灌區(qū),江蘇省淮河、蘇北灌溉總渠以北地區(qū),安徽省沿淮及淮河以北地區(qū)高中水肥地塊早中茬推廣種植。
致謝:感謝曹廷杰老師提供國家黃淮冬麥區(qū)南片水地組2017-2018 年度區(qū)域試驗資料。