２００１—２０１６年湖北省小麦区域试验审定品种产量性状分析

佟汉文 彭敏 刘易科 朱展望 陈泠 邹娟 张宇庆 高春保

摘要：基于2001—2016年湖北省小麦（Triticum aestivum L.）区域试验数据，分析了审定品种与对照郑麦9023的增产幅度、产量及主要农艺性状表现和变化趋势，以及审定品种性状间的相关关系。结果表明，与郑麦9023相比，27个审定品种增产率分布在-2.02%～9.16%，审定品种的产量、穗粒数、株高和全生育期平均数值较高，而有效穗数和千粒重平均数值较低;与郑麦9023相比，湖北省小麦审定品种产量潜力提高的同时，有效穗数和全生育期递增，而穗粒数、千粒重和株高递减;审定品种的有效穗数（0.65**）和千粒重（0.64**）与产量呈极显著正相关，有效穗数与穗粒数（-0.54**）相互制约。因此，增加有效穗数和千粒重，注意解决有效穗数和穗粒数的矛盾是当前湖北省小麦产量育种的主攻方向。

关键词：小麦（Triticum aestivum L.）;郑麦9023;区域试验;产量;农艺性状;相关分析;湖北省

中图分类号：S512.1         文献标识码：A

文章编号：0439-8114（2018）24-0046-05

DOI：10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2018.24.012           开放科学（资源服务）标识码（OSID）：

Abstract： Based on wheat （Triticum aestivum L.） regional trial in Hubei from 2001 to 2016， the yield-increasing rate， performance and changing trend of yield and main agronomic traits， and correlation among traits of wheat varieties released had been analyzed in the text. The results showed that， the yield-increasing rates of 27 wheat varieties released were from      -2.02% to 9.16%， and the average value of traits such as yield， kernals per spike， plant height and days to maturity were higher， and the average value of effective spikes and 1000-grain weight were lower than that of Zhengmai9023. Comparing with Zhengmai9023， yield， effective spikes and days to maturity were increasing progressively，and kernals per spike，1000-grain weight and plant height were descending. Effective spikes （0.65） and 1000-kernel weight （0.64） were positively related with yield at 0.01 level. Effective spikes was negatively related with kernals per spike（-0.54） at 0.01 level. Keeping on raising effective spikes， intensifying selecting large-grain， solving the contraction of effective spikes and kernals per spike would be major directions of wheat breeding on yield at present in Hubei province.

Key words： Wheat（Triticum aestivum L.）; Zhengmai9023; regional test; yield; agronomic traits; correlation analysis; Hubei province

湖北省作為中国小麦（Triticum aestivum L.）主产省份之一，近年来小麦单产增幅缓慢。据国家统计局数据，1997年和2016年湖北省小麦单产分别为3 500.22 kg/hm2和3 863.86 kg/hm2，年增产19.14 kg/hm2，单产水平及增产幅度远低于全国平均水平[1，2]。

从区域试验品种的表现可以看出作物育种的进展和水平，根据多年水稻[3]、谷子[4]、糜子[5]等区域试验资料的统计分析确定其阶段性育种目标或方向，对这些作物的育种起到了积极作用。在小麦区域试验研究中，高辉明等[6]通过分析2001—2009年国家冬小麦区域试验北部冬麦区水地组数据，得出选育生育期较短、千粒重较高的高产品种是未来适应气候变暖的品种改良方向;张中州等[7]分析了2005—2012年河南省审定的半冬性小麦品种区域试验数据，得出河南省小麦育种和高产栽培应采取在大群体的基础上主攻千粒重;伍玲等[8]总结了1997—2007年四川省审定小麦品种区域试验数据，得出四川省小麦产量育种应当在保持现有产量结构的基础上，在增加穗数和千粒重两个方向上突破。在湖北省小麦区域试验研究中，杨朝柱等[9]分析了1992—1999年小麦良种试验的24个品种的产量性状，提出了湖北省小麦高产育种途径应以多粒型品种为主;乐菊等[10]对2001—2015年湖北省小麦区域试验进行了回顾，从策略上提出了一些供湖北省小麦育种参考的建议。

本研究通过对2001—2016年（即郑麦9023作为湖北省小麦区域试验对照以来）湖北省小麦区域试验审定品种数据进行了汇总分析，全面客观地了解近16年来湖北省小麦审定品种产量及主要农艺性状的表现和变化，找出影响产量的主要限制因素，以期为湖北省小麦育种和生产提供理论依据。

1  材料与方法

1.1  材料

数据来源于2001—2016年湖北省小麦区域试验总结，区域试验总结会决定报废的试点数据未纳入统计。从2013年开始，湖北省小麦区域试验增加鄂北组，由于试点有所不同，未计入内;鄂麦22虽是2004年审定，但因参加区试时间为1999—2001年，也未计入在内。从2003—2004年度开始，全生育期记载标准从播种到成熟的时间改为出苗到成熟的时间，记载标准有变，因此2004年审定品种的全生育期也未计入内[10]。

1.2  方法

產量的增减产率是根据每品种参加区域试验2年或3年的平均产量和其对应年份郑麦9023（对照）的平均产量计算得来。性状的统计分析和图表制作利用Excel 2003，相关分析由DPS7.05进行处理。

2  结果与分析

2.1  审定品种的增产幅度

2004—2017年（2001—2016年参加区域试验）湖北省审定小麦品种27个（表1），其中2004年审定的6个小麦品种是以鄂恩1号作为对照（即参加2001—2003年的A组区域试验，增产率与B组对照郑麦9023相比），其后21个均以郑麦9023作为对照审定。与郑麦9023相比，27个小麦新品种的增产率为-2.02%～9.16%，平均增产率4.68%。增产率超过5%的品种有11个，占审定品种的40.74%，其中漯麦6010的增产率最高。

2.2  审定品种和郑麦9023产量及主要农艺性状的统计分析

就平均值而言，与郑麦9023相比，审定品种的产量、穗粒数、株高和全生育期数值较高，而有效穗数和千粒重较低。从各个性状数值范围来看，除穗粒数和全生育期外，审定品种其他性状的最小值均小于郑麦9023;而除有效穗数外，审定品种其他性状的最大值也均大于郑麦9023，说明在湖北省可以选育有效穗数更多的品种。郑麦9023产量和千粒重的变异系数明显大于审定品种，说明这两个性状受环境的影响更大;相反，郑麦9023有效穗数、穗粒数和全生育期的变异系数明显小于审定品种，说明这3个性状受基因型的控制更强;而株高的变异系数在两者之间相差不大，说明株高受基因型和环境的影响力相当。

2.3  审定品种和郑麦9023产量及主要农艺性状年度间的变化趋势

以参加区域试验年度为界限，计算同一年度所有审定品种和郑麦9023相同性状的区域试验数据平均值，绘制年度变化趋势图（图1）。郑麦9023的变化趋势是栽培管理及气候条件等环境影响的主要结果，审定品种的变化剔除环境影响代表了品种选育的方向。由图1可见，审定品种产量（X1）、有效穗数（X2）和全生育期（X6）变化速度大于郑麦9023，而穗粒数（X3）、千粒重（X4）和株高（X5）的变化速度小于郑麦9023，因此，近16年来湖北省小麦品种选育朝着增产、增穗、延长全生育期、减穗粒数、降千粒重和降株高的方向发展。

2.4  性状间的相关性分析

为进一步了解制约湖北省小麦产量提高的性状要素，对审定品种产量及主要农艺性状指标做了相关分析（表3）。产量与有效穗数和千粒重呈极显著正相关，而与产量三要素之一的穗粒数相关不显著;同时，穗粒数与有效穗数呈极显著负相关，说明穗粒数和有效穗数是一对相互制约的因素。这也解释了图1中产量、有效穗数和千粒重是递增趋势，而穗粒数是递减趋势。此外，株高主要是通过正向影响穗粒数（0.53*）、负向影响有效穗数（-0.45*）从而对产量影响不显著。

3  小结与讨论

3.1  湖北省近十几年来审定小麦品种的表现及变化

子粒产量是小麦生产的终极目标，国内外多数研究围绕子粒产量展开，是小麦研究的热点[11]。同时，小麦产量是复杂的数量性状，受环境和基因型的共同影响，如本研究发现，产量的变异系数最大，且郑麦9023的变异系数大于审定品种，说明产量在近十几年的湖北区域试验中受环境影响更大。同时，审定品种的有效穗数和千粒重平均值低于郑麦9023，审定品种有效穗数的最大值也不及郑麦9023的最大值，且审定品种有效穗数的变异系数也远大于郑麦9023，由此可以推断，有效穗数主要受基因型控制且是当前限制湖北省小麦产量的主要因素。

近十几年来的气候条件和栽培措施等环境条件以及育种选择共同促进了一些小麦性状的发展方向。如审定品种和郑麦9023的产量、有效穗数和千粒重均呈递增趋势，穗粒数和株高均呈递减趋势，全生育期审定品种呈递增趋势，而郑麦9023呈递减趋势。剔除郑麦9023的变化趋势（环境影响部分），审定品种性状基因型选择的方向是产量增加、有效穗数增加、全生育期延长、穗粒数减少、千粒重降低和株高降低。因此近十几年来湖北省小麦产量的增加主要得益于有效穗数的增加。

3.2  性状间的相关性分析及湖北省小麦育种展望

审定品种性状间的相关分析表明，有效穗数和千粒重是影响产量的主要因素。穗粒数在本研究中随年度下降且与产量不相关，与买春艳等[2]在北部冬麦区研究结论相反，这是由湖北省小麦审定品种本身性状值造成的，如本研究中审定品种穗粒数平均值为35.22粒，高出郑麦9023接近5粒，这也是审定品种产量高出郑麦9023的原因所在。同时，有效穗数和穗粒数呈显著负相关。因此增加有效穗数和千粒重，解决有效穗数和穗粒数的矛盾是当前湖北省小麦产量提升的主攻方向。

笔者一直以来困惑的是审定品种生产推广面积一直没有赶超郑麦9023的原因所在。根据多年的生产实践经验结合本研究发现，主要原因是审定品种的广适性不及郑麦9023。如增产率最高的漯麦6010只通过湖北省审定，而郑麦9023通过河南、湖北、安徽和江苏4省审定，说明郑麦9023的适应性更广;同时，从种子生产的角度出发，多省审定可在多地制种，降低了郑麦9023的制种风险和生产成本，有利于品种的生产推广应用。除此以外，2004—2017年湖北省小麦审定年份相对集中以及产量等相关性状的变异系数较大，也从侧面反映了审定品种适应性不强的问题。为破解湖北省小麦审定品种适应性差、应对气候变暖、极端和异常天气等对小麦生产的影响[12，13]問题，从2012年开始，湖北省小麦品种审定已增加赤霉病抗性方面的要求[10]。柳娜等[14]对甘肃春小麦区试品系的研究发现，环境及品系与环境互作对产量的影响大于品系，因此小麦育种还要大联合大攻关，加大穿梭育种力度，采用多年多点产量试验选拔苗头品系，以选育高产广适型小麦新品种，满足湖北省小麦生产需求。

参考文献：

[1] 周  阳，何中虎，陈新民，等.30余年来北部冬麦区小麦品种产量改良遗传进展[J].作物学报，2007，33（9）：1530-1535.

[2] 买春艳，李洪杰，刘宏伟，等.北方冬麦区小麦品种产量相关性状和幼穗分化特点研究[J].麦类作物学报，2018，38（7）：1009-1041.

[3] 王  洁，曾  波，雷财林，等.北方国家水稻区域试验近15年参试品种分析[J].作物杂志，2018（1）：71-76.

[4] 张艾英，郭二虎，刁现民，等.2005-2015年西北春谷中晚熟区谷子育种品种评价[J].中国农业科学，2017，50（23）：4486-4495.

[5] 杨  璞，PANHWAR R B，李  境，等.基于国家品种区域试验数据的中国糜子品种产量和性状变化[J].中国农业科学，2017，50（23）：4517-4529.

[6] 高辉明，张正斌，徐  萍，等.2001-2009年中国北部冬小麦生育期和产量变化[J].中国农业科学，2013，46（11）：2201-2210.

[7] 张中州，赵月强，张  锋，等.2005-2012年河南省审定的半冬性小麦品种产量和主要农艺性状分析与评价[J].作物杂志，2014（5）：32-37.

[8] 伍  玲，朱华忠，邓  丽，等.1997～2007年通过四川省区域审定的小麦品种述评[J].西南农业学报，2008，21（3）：562-569.

[9] 杨朝柱，闫宗武，赵乃轩.湖北省小麦高产育种途径探讨[J].湖北农学院学报，1999，19（3）：201-204.

[10] 乐  菊，彭  敏，王江侠，等.湖北省小麦区域试验回顾[J].湖北农业科学，2016，55（1）：28-31.

[11] VALVO P J，MIRALLES D J，SERRAGO R A. Genetic progress in Argentine bread wheat varieties released between 1918 and 2011：Changes in physiological and numerical yield components[J].Field Crops Research，2018，5（221）：314-321.

[12] 刘新月，裴  磊，卫云宗，等.气温变化背景下中国黄淮旱地冬小麦农艺性状的变化特征——以山西临汾为例[J].中国农业科学，2015，48（10）：1942-1954.

[13] 高美玲，张旭博，孙志刚，等.中国不同气候区小麦产量及发育期持续时间对田间增温的响应[J].中国农业科学，2018，51（2）：386-400.

[14] 柳  娜，曹  东，王世红，等.基于GGE双标图的甘肃春小麦区试品系稳产性和试点代表性分析[J].西北农林科技大学学报（自然科学版），2018，46（4）：39-48.