冀中北水地区域育成小麦品种的性状演进研究

2016-12-29张力

种子科技 2016年7期

关键词：冀中粒数穗数

张力

（河北省种子管理总站，河北石家庄 050031）

冀中北水地区域育成小麦品种的性状演进研究

张力

（河北省种子管理总站，河北石家庄 050031）

分析了22年以来通过河北省农作物品种审定委员会审定（认定）的适宜冀中北水地区域种植的30个小麦品种的农艺性状之间的关系，以及各农艺性状与产量之间的关系，提出了今后小麦育种的建议。

冀中北；水地；小麦；性状演进

1 材料与方法

1.1 数据来源

数据来源于1992—2014年通过河北省农作物品种审定委员会审定（认定）的适宜冀中北水地区域种植的30个小麦品种。1992—2003年的品种数据来自于《河北省农作物优良品种》一书，2004—2014年的品种数据来自于历年河北省农作物品种审定委员会发布的品种审定公告。审定品种年平均性状汇总见表1。

表1 冀中北区域审定品种年平均性状汇总表

1.2 分析项目

选择与产量有关的全生育期、株高、穗粒数、穗数、千粒重进行分析。产量一般为两年区域试验产量的平均值，少数品种为多年区域试验产量的平均值。

1.3 分析方法

先对34个小麦品种进行简单的常规分析，计算各组每年审定品种的全生育期、株高、穗数、穗粒数、千粒重及产量的年平均值，利用excel软件描绘出各组品种全生育期、株高、穗数、穗粒数、千粒重、产量相对于审定年份的散点分布图，总结各农艺性状的演变趋势，然后采用统计分析软件进行数量性状指标相关性分析和回归分析。

2 结果分析

2.1 小麦品种的遗传演变规律

为了研究冀中北水地区域小麦品种主要性状在22年的变化特点，对不同年份、不同组别小麦品种的主要性状的平均数依年份进行了回归分析，通过回归系数的大小来探讨主要性状的遗传改良效果，其结果见表2。

表2 冀中北水地区域小麦品种按年份划分的直线回归

2.2 主要性状间的相关性分析和回归分析

为了进一步研究小麦品种在演变过程中各性状之间的相互关系，以及产量三要素对产量贡献的大小，对所有性状进行了相关性分析和产量与产量性状间的全回归分析，其结果列于表3、表4。

表3 冀中北水地区域小麦审定品种主要性状间的相关性分析

表4 冀中北水地区域小麦审定品种产量与产量性状回归方程系数显著性

2.2.1 主要性状间的相关性分析

从表3可以看出，全生育期与株高、穗数、千粒重呈正相关，与穗粒数、产量呈负相关，表明在品种改良过程中，品种的生育期缩短、株高变矮、穗数减少、千粒重降低是一个同步改良的过程，都有利于产量的提高。

株高与穗数、千粒重呈正相关，表明在品种改良过程中，随着株高的降低，穗数和千粒重也在减少。与穗粒数、产量均呈极显著负相关，表明随着株高的降低，穗粒数在增加，产量也在增加。

穗粒数与穗数、千粒重呈负相关，与产量呈极显著正相关；穗数与千粒重呈负相关，与产量呈正相关；千粒重与产量呈正相关，说明产量构成三要素的提高都有利于产量的提高，但彼此之间又是相互制约协调发展的。

2.2.2 产量与产量性状间的全回归分析

从表4可以看出，品种生育期、株高对产量有着不显著的负向贡献，偏回归系数分别是-0.25和-2.291，表明全生育期及株高的减少，有利于产量的提高；产量构成三要素对产量直接贡献大小顺序依次为：穗粒数＞穗数（667 m2）＞千粒重。产量构成三要素中对产量的直接贡献最大的是穗粒数，偏回归系数是7.183，说明在过去的22年里，穗粒数对产量提高起主要作用，通过增加穗粒数可以达到提高产量的目的；穗数对产量的直接影响仅次于穗粒数，偏回归系数是5.726；千粒重对产量的直接影响最小，偏回归系数是5.725。

3 讨论与结论

3.1 冀中北水地区域小麦审定品种主要性状演变规律

全生育期随着品种审定年份逐渐缩短，平均每年减少0.234 7 d，且与产量呈不显著负相关；全回归分析显示全生育期对产量有不显著负向贡献，说明两种分析的结果是一致的，表明随着生育期的缩短，产量有不明显提高。这一结果的原因与冀中南水地组是一致的。

株高随着品种审定年份逐渐降低，平均每年减少0.785 8 cm，且与产量呈极显著负相关，表明随着株高的变矮，产量呈极明显增加趋势；全回归分析显示株高对产量有不显著负向贡献，说明随着株高的变矮，产量有不明显增加的趋势。这一结果表明，育种家们是通过改良品种、降低株高、增加品种抗倒性、提高经济系数，进而提高产量的。

穗粒数随着品种审定年份逐渐增加，平均每年增加0.289 1粒，且与产量呈极显著正相关；全回归分析显示穗粒数对产量有显著正向贡献，是对产量贡献最大的性状，说明两种分析的结果是一致的，表明穗粒数的提高在小麦增产中起到了重要的作用，随着穗粒数的增加，产量有极明显的提高。

穗数（667 m2）随着品种审定年份略有减少，平均每年减少0.355 3万穗/667 m2，且与产量呈不显著正相关；全回归分析显示穗数（667 m2）对产量有显著正向贡献。这一分析结果与冀中南水地组是一致的。

千粒重随着品种审定年份略有降低，平均每年降低0.034 1 g，且与产量呈不显著正相关；全回归分析显示千粒重对产量有显著正向贡献，说明两种分析的结果是一致的，表明千粒重的提高在小麦增产中起到了作用，随着千粒重的增加，产量有所提高。导致千粒重降低的原因是该区域初春气温较低，小麦生长发育缓慢，而末春气温升高较快，发育速度加快，缩短了营养生长时间，植株营养物质积累较少，小麦灌浆所需物质和能量欠缺，不利于小麦灌浆。

产量随着审定年份的逐渐增加，平均每年增加6.239 7 kg/667 m2，达极显著水平。产量三要素随着产量的不断提高而发生了变化。

综上所述，在过去的22年里，冀中北水地区域品种的育种家们是在稳定667 m2穗数的基础上，通过缩短生育期、降低株高、增加穗粒数及提高千粒重来实现增产效果的。

3.2 关于提高冀中北水地区域小麦产量的育种建议

3.2.1 生育期

从小麦生长的一般规律来讲，生育期越长，灌浆越充分，小麦的产量越高。从目前河北省种植结构来看，小麦生育期缩短，有利于后茬作物的播种；此外，在小麦生长后期，自然灾害对小麦影响依然存在，但总体产量保持增加。

因此，笔者建议在今后的品种选育过程中，在保证籽粒灌浆充分的前提下，应协调其他生长期的发育时间，选育生育期短的品种。

3.2.2 株高

从河北省的育种实践来看，20世纪80年代以后，育种家们利用矮秆基因成功地选育出了一批半矮秆小麦品种，解决了小麦在增加密度和高产栽培条件下严重倒伏的问题，推进了河北省小麦单产的大幅度提高。从生物学特性看，植株矮化到一定程度，也产生种种不利效应。茎秆过矮的小麦品种，冠层低而密集，通风、透光性均不好，群体过大时就易造成郁蔽。从提高产量潜力看，植株的矮化势必限制生物学产量的提高，而在收获指数达到一定高度时，进一步提高产量潜力在很大程度上决定于生物学产量的提高。

因此，笔者建议在今后的品种选育过程中，不要仅仅通过降低株高来增强品种的抗倒性，应在保证一定株高的前提下，选育茎秆韧性较好的材料，增强品种的抗倒伏能力。

3.2.3 穗粒数

从生物学特性看，每穗粒数是由每穗有效小穗数和每小穗粒数构成的，增加每穗有效小穗数比增加每小穗粒数较为有利，因为前者大多穗型较长，籽粒比较整齐，千粒重较高；后者往往穗型紧密，籽粒大小不均，千粒重较低，从遗传特性看，每穗有效小穗数是一个重要的产量性状部分显性，且小穗不抑制其他产量因素。从河北省的育种实践来看，育种家们认为靠增加每穗有效小穗数对提高生产性能成效显著，他们大多通过培育具有超多小穗特性的穗分枝品种，使小麦产量育种获得重大突破。

因此，笔者认为，通过继续采用目前的育种手段，冀中北水地区域小麦品种的穗粒数在目前的基础上应该还有一定的增长空间。

3.2.4 穗数

从生物学特性看，穗数限制产量的因素有两个：一是穗数偏少，生物产量不足，导致产量不高；二是穗数偏多使得群体通风透光性变差、病虫害发生加重、倒伏可能性加大，导致产量不高。从河北省的育种实践来看，育种家们认为穗数（667 m2）增加效果明显，穗数的自身调节能力是对产量补偿最强的因素，但穗数达到40万～45万穗/667 m2，产量达到500 kg/667 m2左右时，增产效应不明显。

因此，笔者建议在今后的品种选育过程中，穗数（667 m2）可以在提高茎秆韧性和改善株型结构的基础上稍有增加，幅度不能太大，以避免在小麦生长后期遭受病虫害和自然灾害。

3.2.5 千粒重

从生物学特性看，影响千粒重进而限制产量的因素有3个：一是穗粒数或穗数（667 m2）较多；二是灌浆速度慢或灌浆时间短；三是为增加千粒重而延长灌浆时间，使生育期延长，导致小麦生长后期受到病虫害和自然灾害的影响。从河北省的育种实践来看，育种家们认为千粒重在遗传上是最可靠的产量构成因素。有专家推算，在保持穗数和穗粒数基本稳定的前提下，千粒重每增加1 g，可增产2.5%。目前，提高千粒重仍然是育种家们改良品种的重要目标。笔者认为，千粒重的提高虽然还有潜力，但只提高千粒重对提高产量而言不是最有利的，因为千粒重与穗粒数、穗数（667 m2）都呈负相关。

因此，笔者建议在今后的品种选育过程中，可以通过提高籽粒灌浆速度和延长灌浆时间来增加千粒重，同时还要增强小麦生长后期对病虫害和自然灾害的抗性。

表3 江甜2号不同移栽密度条件对植株生长的影响

2.2 单株枝数

从表3可见，江甜2号在不同移栽密度条件下单株总枝数差异较大。其中，处理I与处理II平均单株总枝数基本相当，分别为17.5个和17.2个，明显高于处理III的分枝数10.7个。说明高密度条件下不利于分枝的发生。

2.3 干叶单产

江甜2号在不同移栽密度条件下，最终干叶单产差异十分明显（见表3）。其中，以处理II干叶单产水平最高，平均产量达到299.95 kg/667 m2；其次是处理I，平均为254.56 kg/667 m2；处理III产量反而有所下降，平均为241.04 kg/667 m2。说明江甜2号种植密度过高和过低的条件下都不利于品种增产潜力发挥。

2.4 糖苷含量

江甜2号干叶质量较好，不仅总苷含量高，而且A3苷含量也高。在不同密度条件下，总苷和A3苷含量没有明显差异。