旱地小麦不同播深条件下胚芽鞘长度与产量的关联性

宁东贤，王小璐 ，赵玉坤 ，杨秀丽 ，马 岗 ，杨丽萍 ，李 楠

（1.山西省农业科学院小麦研究所，山西 临汾 041000；2.山西大学生命科学学院，山西 太原 030006）

山西省旱地麦田占小麦播种总面积的70%以上[1-2]，降水偏少且季节分布不均是限制其高产的主要气候因素[3-4]。旱地小麦适播期遭遇干旱少雨、表土悬虚等不利条件会形成弱苗、缺苗，导致减产绝收[5]。小麦胚芽鞘的长短与其抗旱性和最终产量密切相关[6-9]。与短胚芽鞘小麦相比，长胚芽鞘小麦的优势在于能够适当深播[10]，充分利用土壤耕层深处的水分，避免土壤表层残留除草剂、上茬作物残体等对出苗的影响，抢墒播种，保障苗全苗壮，为后期小麦高产奠定基础[11]。目前，国内外学者对胚芽鞘与小麦抗旱的相关性研究较多[12-17]，而针对不同播深条件下小麦胚芽鞘长度与最终产量的关联性研究较少。

本研究选取山西省南部旱地6个冬小麦品种（系）为研究对象，在3～9 cm不同播深条件下调查胚芽鞘长度、产量及相关性状并进行统计分析，以期为旱地小麦育种提供理论借鉴。

1 材料和方法

1.1 试验材料

试验于2016年10月至2017年6月在山西省农业科学院小麦研究所韩村基地进行。6个供试小麦品种（系）分别为：运旱115、晋麦47、临科6349、临科 6607、西农 928 和洛旱 23，以 C1，C2，……，C6表示。

1.2 试验设计

每品种播深设置3，6，9 cm等3个梯度，随机区组设计，3次重复。人工定量条播，播量225 kg/hm2，每小区长6 m、宽5 m，行距15～20 cm，生育期内田间管理措施与当地大田生产一致。

1.3 测定项目及方法

室内参考文献[10]的方法测定6个品种的胚芽鞘长度（coleoptile length，CL，cm），田间试验产量相关性状的调查参照国家小麦区域试验记载标准进行。记录总生育期天数（growth period，GP，d）、有效分蘖率（effective tillering ratio，ET，%）。收获后室内考种，测量千粒质量（kilograin weight，KW，g），按小区面积折合计产（yield，YD，kg/hm2），对上述 5 个性状指标作统计分析。

1.4 数据分析

各性状数据处理及统计分析在软件SPSS16.0，Excel 2007中完成。

2 结果与分析

2.1 不同播深条件下产量相关性状的方差分析

表1 不同播深及品种间的方差分析

方差分析结果（表1）显示，在总处理的不同播深及品种之间，达到极显著水平（P＜0.01），存在统计学意义。

由表2可知，在3，6，9 cm的播深条件下，总生育期天数（GP）、有效分蘖率（ET）、千粒质量（KW）、产量（YD）这4个性状在不同品种间的差异均达到极显著水平（P＜0.01）。胚芽鞘长度（CL）因是室内测定性状，此次不作统计分析。

表2 不同播深下各农艺性状的方差分析结果

2.2 不同播深条件下产量相关性状的通径分析

对产量（YD）及相关性状作通径分析（表3），可得不同农艺性状对产量（YD）的直接贡献和间接贡献大小，以直接通径系数和间接通径系数来反映。在3 cm播深条件下，各性状对产量（YD）的正向直接效应大小依次为千粒质量（KW）＞有效分蘖率（ET），负向直接效应则为总生育期天数（GP）＞胚芽鞘长度（CL），而胚芽鞘长度（CL）通过千粒质量（KW）对产量（YD）的间接通径系数（1.50）为正向效应最大，这种趋势与6，9 cm播深下直接和间接通径系数的变化存在差异，这可能与品种在不同播深下的遗传差异掩盖了表型性状差异有关。在6 cm播深时，有效分蘖率（ET）与产量（YD）有最大正向直接通径系数，胚芽鞘长度（CL）次之；而3，9 cm播深下千粒质量（KW）对产量（YD）有最大正向直接通径效应。

表3 不同播深下产量相关性状的通径分析结果

2.3 不同播深条件下不同品种（系）胚芽鞘长与产量的偏相关分析

与相关分析相比，偏相关分析指2个变量同时与多个变量相关时，将其余变量的影响剔除，只分析2个变量的相关程度，在多变量统计分析中更具科学性。由表4可知，播深3 cm时，与产量（YD）关联程度大小排序为：总生育期天数（GP）＞千粒质量（KW）＞有效分蘖率（ET）＞胚芽鞘长度（CL），胚芽鞘长度（CL）与千粒质量（KW）的相关系数接近显著水平（P＜0.05），表明胚芽鞘长度（CL）性状可能更多的作用于小麦千粒质量性状，间接影响最终产量。胚芽鞘长度（CL）和千粒质量（KW）、总生育期天数（GP）和产量（YD）为相关程度较高的2对性状（P＝0.06）。播深6 cm时，胚芽鞘长度（CL）与千粒质量（KW）之间有最大的偏性关系数0.99（P＝0.07），接近显著相关水平（P＜0.05）。产量（YD）相关性状与播深3 cm时表现出相似的变化趋势。而在播深9 cm时，因播种深度对小麦种子出苗的影响，各性状间的关联变化表现不规律，性状间偏相关系数均达不到显著水平（P＞0.05）。其中，相关程度最大的一对性状为胚芽鞘长度（CL）和总生育期天数（GP，r＝-0.97）。

表4 不同播深下产量相关性状的偏相关分析

随播种深度的加大，冬小麦品种（系）产量均表现下降趋势（表5）。短胚芽鞘的小麦品种（系）下降幅度更大，如洛旱23（CL＝5.40 cm），当播深到9 cm时，其产量与播深3cm时相比，下降了19.86%。中等胚芽鞘长度品种晋麦47（CL＝6.90 cm）当播种深度由3cm加大到9 cm时，实际田间产量下降19.66%。而最长胚芽鞘品系临科6349（CL＝9.00 cm）在播深9 cm与播深3 cm时的产量下降率仅为4.11%，说明在相同旱作农业条件下，长胚芽鞘小麦品种比短胚芽鞘小麦品种有更好的适应性，具备更强的稳产丰产潜力。

表5 不同品种（系）不同播深条件下产量与胚芽鞘长度变化结果

3 结论与讨论

适当深播是应对小麦苗期干旱胁迫的有效途径之一，已在山西省旱作麦区有较大范围的应用。如何筛选出胚芽鞘长、顶土能力强的小麦新品种（系）是育种者必须要解决的问题。冬小麦胚芽鞘长度这一性状与其最终田间产量密切相关，也是品种（系）抗旱性快速鉴定的一种手段。利用室内试验测定并筛选长胚芽鞘冬小麦高世代品系，结合田间产量和农艺性状综合比较、分析，能够有效缩短育种周期，提高旱地小麦育种效率。

在本研究中，通过通径分析、偏相关分析等方法，比较不同旱地冬小麦品种（系）在不同播种深度条件下产量相关性状的变化规律，重点研究不同胚芽鞘长度的小麦品种（系）田间产量因子随播深变化而变化的趋势。笔者认为，冬小麦新品系临科6349与对照品种晋麦47相比，胚芽鞘长度增加了30.43%，在9 cm播深的田间产量是3 cm播深的95.89%，下降了4.11%，远低于中、短胚芽鞘小麦品种（系）的下降率（＞10%），可作为耐深播长胚芽鞘小麦新品系在旱作麦区进一步推广应用。胚芽鞘长度性状与千粒质量有较大的偏相关系数和通径系数，说明小麦胚芽鞘可能通过影响千粒质量来间接作用于田间产量。在旱地小麦育种工作中，应注重对胚芽鞘长度这一小麦特定性状的室内试验筛选，同时兼顾生育期、有效分蘖率、千粒质量等性状指标的选择，充分考虑各性状间的交互、间接通径作用，科学统筹，才能更科学地指导旱地小麦高效育种实践。

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