山东省近年小麦高产区试参试品种的产量及农艺性状分析

黄兴蛟，李思同，郭凤芝，林坤，刘凤洲，郭凌云

（菏泽市农业科学院，山东 菏泽 274000）

小麦是我国第二大粮食作物，是我国特别是北方人民的主要口粮。山东省是我国小麦生产第二大省，常年种植面积在400×104hm2左右，在全国小麦生产中具有举足轻重的地位。国内学者针对不同麦区小麦品种农艺性状的演变已经做过深入研究［1-13］，但针对近几年区试参试品种的研究较少［14-19］，尤其是关于山东省高产区试参试品种的研究更少［14］，因而需待加强，为今后山东省小麦品种选育提供参考。

关于山东省高产区试参试品种的研究，赵倩等［14］认为中穗、多穗型品种较易获得高产，新育成小麦苗头品种单位面积穗数相对较高，穗粒数和千粒重还有进一步提高改良的空间，应进一步加大对穗粒数、千粒重的选择力度，尽可能实现产量三因素的最佳协调。但该研究所用品种数量较少，仅为14个，且数据为1年试验结果。为此，本研究对2014—2019年度山东省小麦高产组区域试验459个参试品种的产量及农艺性状进行分析，探讨山东省小麦高产育种现状及发展趋势，为今后小麦育种和生产提供参考依据。

1 材料与方法

试验资料为近6年（2014—2019年）山东省小麦高产组区域试验总结报告，共计459个（含对照）品种。参试品种采用完全随机区组排列，种植于菏泽农业科学院试验基地，重复3次。小区面积13.3 m2，成熟后全部收获。受气候环境影响，年际间结果可能存在一定偏差。田间管理按山东省种子管理总站小麦区域试验要求进行，供试小区周边种植6行保护区。

利用Microsoft Excel及DPS软件进行数据相关性分析和作图。

2 结果与分析

2.1 参试品种数量及增产品种比率

图1A显示，参试品种数量逐年增加，2014年最少，为54个，2019年最多，为98个。增产品种比率存在波动性变化，但总体呈下降趋势（图1B），其中2016年最低，为55.41%，2017年最高，为70.51%。

图1 近6年参试品种数量（A）及增产品种比率（B）

2.2 产量性状分析

由表1可以看出，参试品种产量变异幅度大，变异系数为9.67%。产量三要素中，穗粒数、千粒重变异幅度较小，变异系数分别为6.18%和5.01%；每公顷穗数变异幅度较大，变异系数为10.34%。因此，现阶段山东省小麦参试高产品种的产量波动受每公顷穗数影响较大。

表1 近6年参试品种产量性状表现

对同一年度参试品种产量性状进行分析，结果显示其产量变异幅度较小（表2）。2019年度变异幅度最大，变异系数为7.79%，2017年最小，变异系数为4.71%。产量构成因素变异幅度整体表现为每公顷穗数＞穗粒数＞千粒重。

表2 近6年各年度参试品种产量性状表现

对参试品种产量进行分析发现，品种产量整体呈下降趋势（图2A）。这说明现价段产量受气候环境影响较大，产量的变化主要呈现为年际间波动，比如：2016年播种较晚降温早、2018年倒春寒严重，导致2016、2018年产量明显低于相邻年份；2017年由于群体过大，后期发生严重倒伏，一定程度上影响到产量。2014年参试品种的平均产量最高，为9 789.7 kg/hm2，2019年次之，为9 419.5 kg/hm2；2018年平均产量最低，为7 523.8 kg/hm2。

从产量分布看（图2B），2014年参试品种53个，产量在10 500～11 250、9 750～10 500、9 000～9 750 kg/hm2的品种数分别为2、32、14个，分别占3.77%、60.38%、26.42%。2019年参试品种98个，产量在10 500～11 250、9 750～10 500、9 000～9 750 kg/hm2的品种数分别为0、33、47个，分别占0、33.67%、47.96%。

近年山东省参试品种的每公顷穗数总体呈增加趋势（图3A），但存在年际间波动性变化。2016年因为播种较晚每公顷穗数明显降低，仅为603.75万，其余年份总体较为稳定，表现为2014年较少，为721.50万，2017年穗数最多，为816.75万（群体过大，灌浆后期发生严重倒伏）。

穗粒数在不同年度间存在波动性变化，总体呈下降趋势（图3B）。与每公顷穗数的变化相对应，2017年因群体过大，不孕穗数增加，穗粒数减少，说明穗数已经接近最大限度；2018年倒春寒严重，死茎、死穗、不孕穗、缺粒严重，穗粒数降低。

千粒重在不同年度间也存在波动性变化，整体呈减少趋势（图3C）。2014年的千粒重最高，平均为49.08g；2017年灌浆后期发生严重倒伏，影响籽粒灌浆，当年千粒重降低，平均为42.15 g。

图2 近6年参试品种的产量（A）及分布（B）

图3 近6年小麦参试品种的产量性状演变

2.3 其它农艺性状分析

对近年参试小麦品种的农艺性状进行分析，结果显示，最大分蘖数和分蘖成穗率的变异幅度较大，变异系数分别为15.42%和9.82%；生育期和容重相对稳定，变异幅度较小，变异系数分别为2.71%和1.58%；株高受气候环境影响较大，变异幅度中等，变异系数为7.56%（表3）。

近6年参试品种的生育期变化不大，播期较晚的年份生育期较短（图4A）。每公顷最大分蘖数受品种特性和气候环境的双重影响，总体呈增加趋势（图4B），线性拟合结果表明平均每年增加94.09万个。成穗率呈下降趋势（图4C），线性拟合结果表明平均每年降低2.1%。株高受气候环境影响较大，不同年度间存在波动性变化，但总体呈降低趋势（图4D），线性拟合结果表明平均每年降低1.4 cm。容重变化不大，2014年、2019年容重稍低，其它年度差别不大（图4E）。

表3 近6年参试品种农艺性状表现

图4 近6年参试品种的农艺性状演变

2.4 高产与低产参试品种的产量性状比较分析

对2014、2019年产量前10位品种和后10位品种的农艺性状进行统计比较，结果（表4）显示，两个年度二者的平均产量差异极显著，相差高达18.54%、31.97%。从产量构成因素看，产量前10位品种的每公顷穗数较多，二者差异显著；千粒重稍高，但未达到显著水平；穗粒数基本无差异。

从其它农艺性状看，产量前10位品种的最高总茎数较多，二者差异显著；株高稍高，但未达到显著水平；二者生育期、成穗率、容重差异不显著。表明，每公顷700万～800万穗、穗粒数35粒左右、千粒重45～50 g、株高80 cm左右的品种更容 易实现高产。

表4 2014、2019年产量前10位与后10位参试品种农艺性状比较

2.5 产量与农艺性状的相关性分析

对产量和农艺性状的相关性进行分析，结果（表5）表明，产量与每公顷穗数、穗粒数及千粒重极显著正相关，相关系数分别为0.31、0.21和0.20；每公顷穗数与穗粒数、千粒重极显著负相关，相关系数分别为-0.45、-0.39。

产量与成穗率、株高极显著正相关，与容重极显著负相关，与最高总茎数的相关系数较低，与生育期不相关。每公顷穗数与最高总茎数、成穗率、株高、生育期极显著正相关，与容重负相关，但相关系数较小。穗粒数与株高、生育期极显著正相关，与最高总茎数极显著负相关，与容重、成穗率不显著负相关。千粒重与最高总茎数、株高、生育期极显著负相关，与容重显著负相关，与成穗率显著正相关。

表5 产量和农艺性状的相关性

3 讨论

3.1 小麦产量三要素与产量的关系

赵倩等［14］通过对2012—2013年度山东省区试苗头品种的研究分析认为，中穗、多穗型品种较易获得高产，新育成小麦苗头品种单位面积穗数相对较高，穗粒数和千粒重还有进一步提高改良的空间，应加大对穗粒数、千粒重的选择力度，尽可能实现产量三因素的最佳协调。蒋云等［18］认为，四川省近10年小麦区试的产量和穗粒数有明显增加，千粒重和有效穗数变化不大，可认为产量的增加主要源于穗粒数的增加。张运校［19］等认为，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，今后小麦品种每公顷有效穗数应在700.9万～819.0万穗之间，在此范围内再重视千粒重，从而实现产量最大化。本研究发现，近年山东省高产区试参试品种的产量达到较高水平，产量的变化主要呈现为年际间波动，且受每公顷穗数的影响较大，受穗粒数、千粒重的影响较小；每公顷穗数总体呈增加趋势，但当前参试品种已经接近极限，而穗粒数、千粒重总体呈降低趋势。今后小麦产量遗传改良的重点是保证每公顷穗数，同时提高穗粒数和千粒重，保证产量构成因素协调。这与赵倩［14］、张运校等［19］的研究结果较为相符，与蒋云等［18］的研究结果不符，其原因可能与所用供试材料来自不同生态区有关。

3.2 小麦农艺性状间的关系

赵倩等［14］认为，今后的小麦育种应强化对株高的选择，选育株高在75～80 cm的高产半矮秆品种。蒋云等［18］认为生育期与千粒重呈显著负相关，与有效穗数呈显著正相关，说明生育期长有利于分蘖成穗，但不利于籽粒干物质积累，株高选择以不易倒伏为原则，无需过多考虑株高对产量的影响。本研究表明，株高80 cm左右的品种更容易实现高产，这与赵倩［14］、蒋云［18］等的研究结果稍有不符；参试品种的生育期变化不大；每公顷最高总茎数受品种特性和气候环境的双重影响，总体呈平均每年增加94.09万的趋势；成穗率呈平均每年降低2.1%的趋势；株高受气候环境的影响较大，不同年份间存在波动性变化，总体呈平均每年降低1.4 cm的趋势；容重的变化不大。

3.3 小麦产量与农艺性状的相关性

张运校等［19］认为，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。郭凤芝等［13］认为，产量与单位面积穗数极显著相关，与千粒重明显相关，与穗粒数负相关。郭瑞等［4］认为，半冬性小麦品种产量与穗粒数、千粒重呈正相关，与单位面积穗数负相关；从直接相关系数看，产量构成要素对产量的决定系数大小关系为千粒重＞穗粒数。本研究表明，产量构成要素对产量的决定系数大小为每公顷穗数＞穗粒数＞千粒重；每公顷穗数与穗粒数、千粒重极显著负相关，表明其增减会显著影响穗粒数及千粒重；穗粒数与千粒重负相关，二者存在相互制约关系。这与张运校等［19］的研究结果相符，与郭凤芝等［13］的研究结果部分相符，与郭瑞等［4］的研究结果不符。其原因可能与研究样本及生态区域不同有关。

4 结论

近年山东省高产区试参试品种的产量达到较高水平，产量的变化主要呈现为年际间波动，产量与每公顷穗数、穗粒数、千粒重极显著正相关，三者对产量的贡献关系为每公顷穗数＞穗粒数＞千粒重，三者之间的关系是两两负相关。每公顷穗数和最高总茎数总体呈增加趋势，而穗粒数、千粒重和株高总体呈降低趋势，生育期和容重变化不大。

今后小麦产量遗传改良的重点是保证每公顷穗数，同时提高穗粒数、粒重，保证产量构成因素协调。气候条件的变化要求育成品种有更好的适应性和抗逆性。从产量构成因素看，中多穗品种更适合山东省的气候和生产条件，选育每公顷穗数700万～800万、穗粒数35粒左右、千粒重40～50 g、株高80 cm左右的小麦品种更容易实现高产稳产。