小麦黄淮冬麦区北片国家区试品种产量构成因素变异分析

张运校 吴彩霞 刘筱颖

（1 山西省运城市种子管理站，运城 044000；2 临汾市继农种业有限公司，山西临汾 041000）

小麦是我国主要口粮作物，适应性广、营养价值高、耐储藏，为人们提供21%的食物热量和20%的蛋白质[1]。我国小麦在经历了抗病稳产、矮化抗倒和优质高产后，大量小麦品种被选育，单产和总产大幅度提高，但仍然不能填补当前供需的缺口，因此研究小麦产量及构成因素的关系对于指导今后小麦的育种工作具有重要的理论和实际意义[2-4]。

单位面积有效穗数、穗粒数和千粒重是小麦产量构成三因素，其中千粒重的遗传力最高，其次为有效穗数[5]。田纪春等[6]研究不同类型超级小麦产量构成因素对籽粒产量的作用后发现：穗数对产量的贡献最大，一般来说多穗型品种依靠穗数，大穗型品种也必须在一定穗数的基础上才能在产量方面有所突破。穗粒数提高的潜力在于提高结实率，从而实现大穗目标；粒重取决于籽粒灌浆速率和灌浆持续时间[7-8]。于振文等[9]对两种类型的品种进行超高产潜力研究，发现分蘖成穗率低的大穗型品种和分蘖成穗率高的中穗型品种均具有9000kg/hm2的产量潜力，只是群体结构和产量结构不同。可见，产量提高是三因素共同作用的结果，三因素之间互相影响、互相制约，在“源”稳定一致的情况下，使穗数、穗粒数和千粒重同步增长，可能是今后小麦育种突破的主攻方向。

目前对小麦产量及构成因素的研究多是围绕单一环境和品种，从宏观角度研究小麦产量及构成因素的报道较少。本研究对2015-2018 年间黄淮冬麦区北片区试品种的产量及构成因素进行变异分析、相关分析、回归分析和通径分析，旨在探索黄淮冬麦区北片小麦产量及构成因素的变化趋势和相互关系，为实现小麦高产甚至超高产提供参考依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料数据来源于2015-2016、2016-2017 和2017-2018 年度黄淮冬麦区北片区域试验，山西省新绛县原种场试验点。3年参试品种共32个，品种详细信息见表1。

表1 参试品种信息

1.2 试验实施与测定方法每年10 月中旬整地播种，随旋耕机施复合肥后划分为长6.67m，宽2m 的小区。每个小区种植9 行，行距为20cm，每个小区重复3 次，各重复随机区组排列，其他管理与大田相同。成熟前调查成穗数，随机取100 穗测定穗粒数，脱粒后实测产量和千粒重。

1.3 数据分析采用Microsoft Excel 对数据进行整理，利用SPSS Statistics 20.0 对每年的参试品种产量构成因素进行相关分析、回归分析和通径分析[10-11]。

2 结果与分析

2.1 小麦产量构成因素的变异性分析由表2 可知，32 个小麦品种的产量平均为9165.7kg/hm2，变幅为7343.8～10947.0kg/hm2，整体上看，黄淮冬麦区北片小麦品种的产量水平较高，高产潜力大。产量变异系数为11.69%，说明黄淮冬麦区北片品种间产量变化范围大。有效穗数的均值为700.9 万穗/hm2，变幅为567.0～819.0 万穗/hm2，穗粒数均值为34.9粒，变幅为30.0～40.9 粒；千粒重均值为42.1g，变幅为35.5～47.9g。产量构成三因素的变异系数由大到小依次为：有效穗数＞千粒重＞穗粒数，说明在品种选育过程中，较为注重有效穗数这一性状。

表2 小麦产量相关性状的变异分析

2.2 小麦产量构成因素间及其与产量的相关性分析了解产量构成三因素与产量的关系，有利于确定今后的育种方向。由表3 可以得出，有效穗数、穗粒数和千粒重与产量均呈正相关关系，有效穗数和千粒重与产量呈极显著正相关，相关性大小为：有效穗数＞千粒重＞穗粒数，表明有效穗数对产量的影响最大，对产量提高贡献最大，其次是千粒重。可见当前黄淮冬麦区北片小麦产量应以提高有效穗数和千粒重为主要目标。

穗粒数与有效穗数呈极显著负相关，表明在当前栽培条件下有效穗数的增减会显著影响穗粒数；穗粒数和千粒重之间也相互制约。在育种过程中要协调好有效穗数和穗粒数的关系，同时也要注重千粒重。

表3 产量构成因素间及其与产量的相关分析

2.3 产量构成因素对产量的回归分析以有效穗数（X1）、穗粒数（X2）和千粒重（X3）为自变量，产量（Y）为因变量进行回归分析，建立了产量在7343.8～10947.0kg/hm2范围内的三元一次回归方程Y=-21261.89+15.77X1+274.67X2+232.81X3（表4）。对回归方程进行显著性检验发现，有效穗数（X1）、穗粒数（X2）和千粒重（X3）的偏回归系数的显著性均小于0.05，说明变量X 与Y 之间存在极显著的线性回归关系。此外，回归方程表明，在其他两个因素不变时，穗粒数每增减1 粒，产量分别增减274.67kg/hm2；有效穗数每增减1 万穗/hm2，产量分别增减15.77kg/hm2；千粒重每增减1g，产量分别增减232.81kg/hm2。

表4 产量构成因素对产量的回归分析

2.4 产量构成因素对产量的通径分析有效穗数、穗粒数和千粒重对产量的直接作用均为正值（表5），表明提高三因素的任何一个，都可以提高产量，单位面积有效穗数作用最大（Py=0.864），穗粒数的作用最小（Py=0.626）。有效穗数、穗粒数和千粒重对产量的直接作用大小为：有效穗数＞千粒重＞穗粒数，这与相关分析和回归分析的结果基本一致。此外，有效穗数与穗粒数，穗粒数与有效穗数，穗粒数与千粒重及千粒重与穗粒数对产量的间接作用有较大的负效应（表5），说明产量构成三因素之间存在较强的制约关系，任何一因素的变化都会影响其他两因素。

表5 产量构成因素对产量的通径系数

3 结论与讨论

分析3 年来黄淮冬麦区北片参与区试品种的产量及相关性状的关系表明，黄淮冬麦区北片品种的有效穗数的变异最大，穗粒数和千粒重变异较小，与多数学者研究结果一致[12-13]。这可能与有效穗数的遗传力低，受环境条件的影响较大有关。产量三因素与产量之间的多元回归方程的偏相关系数均呈极显著，表明变量X 与Y 之间存在极显著的线性回归关系。相关分析和通径分析的结果一致，表明产量三因素对产量均有正向作用，以有效穗数对产量的作用最大，其次是千粒重，与多数学者研究结果基本吻合[14-15]，进一步证明在育种中首先要重视有效穗数，同时还需协调穗粒数和千粒重之间的关系。本文研究结果表明，今后小麦品种应在有效穗数700.9 万～819.0 万穗/hm2，在此范围内重视千粒重，从而实现产量最大化。