15个小麦新品种(系)主要农艺性状与产量的相关及通径分析

敬 樊，李勇刚

(商洛市农业科学研究所, 陕西 商洛 726000)

小麦一直是商洛山区主要的粮食作物，其种植面积和产量在商洛的粮食生产中占有很大的比重[1]。近年来，随着商洛城镇化进程的加快和市政府“压麦扩薯”政策下的种植业结构调整，加上小麦自身的经济效益较低，导致商洛小麦的播种面积呈现逐年下降的趋势。2019年，全市小麦播种面积只有3.6万hm2，较2010年减少50.1%[1]。因此要保障商洛的粮食安全，必须提高小麦的产量。由于受地理条件差、农业基础设施薄弱、品种更新缓慢等因素的制约，商洛小麦的单产水平一直没有较大突破。2019年全市小麦单产仅为2 569.1 kg·hm-2，相当于全国平均水平的45.6%[1]。因此要实现小麦单产的大幅度提高，必须充分挖掘小麦的生产潜力，不断选育出产量更高的、适宜商洛本地的小麦新品种。

小麦产量的高低与产量的构成因子有着直接的关系，但同时也受其自身其它主要农艺性状的影响。近年来不少研究者对小麦产量与其主要农艺性状之间的关系进行了大量而深入的研究[2～4]，但由于研究材料和研究地域的不同，使得研究结果不尽相同。高国良等[5]研究发现对产量的贡献最大的是千粒重，且千粒重对其它产量构成因素影响较小。王汉霞等[6]发现产量构成三要素与产量的相关程度依次为穗数、千粒重和穗粒数。王兰等[7]对西藏春小麦的研究发现，株高与产量之间呈显著正相关，对产量的直接贡献最大。这些研究在一定程度上为当地小麦的高产育种和生产水平的提高提供了理论指导，但针对商洛地区小麦主要农艺性状与产量之间关系的研究还尚未见报道。因此为进一步探讨商洛地区小麦有关农艺性状与产量形成之间的相关性以及各性状对产量的影响，笔者研究从穗粒数、667 m2穗数、千粒重和生育期等7个主要农艺性状入手，对15个近年来本课题组引进和选育的新品种(系)的产量和农艺性状进行变异性、相关、偏相关和通径分析，以期为商洛地区小麦高产育种和栽培提供新的理论参考，促进商洛地区小麦单产水平的提高。

1 材料与方法

1.1 实验材料

材料选用本单位近年来引进和新选育的小麦新品种(系)，共计15个。

1.2 实验方法

试验于2019年10月在商洛市农科所张村综合实验站进行。试验地土壤为黄壤土，肥力中等。采用随机区组设计，设3次重复，小区长5 m，宽2.5 m，小区面积12.5 m2，重复间走道宽0.8 m，周围设有保护区。每小区播10行，行距0.25 m，667 m2播量18万有效粒，田间管理同大田。

田间记载调查各品种(系)的基本苗、生育期、667 m2穗数。收获期田间随机取样30株，进行室内考种，调查每个品种(系)的株高、穗长、穗粒数和千粒重，取其平均值作为每个农艺性状的综合表现值。分小区收获测实际产量，以小区平均产量折合667 m2产量为最终产量结果进行分析。

1.3 数据分析

以产量(Y)为因变量，以株高(X1)、生育期(X2)、基本苗(X3)、穗长(X4)、667 m2穗数(X5)、穗粒数(X6)、千粒重(X7)为自变量，计算各变量间的相关系数并进行偏相关和通径分析。数据采用Excel 2003和SPSS25软件进行整理和统计分析[8]。

2 结果与分析

2.1 15个小麦品种(系)主要农艺性状与产量的变异性分析

由表1可知，7个与产量相关的主要农艺性状变异系数大小为穗粒数>667m2穗数>穗长>株高>千粒重>基本苗>生育期。由此可知，穗粒数的变异系数最大，表明其遗传力最小，易受环境作用的影响，相对不稳定。其次是667m2穗数，而生育期的变异系数最小。产量构成三因素中千粒重的变异系数最小，表明其遗传力较大，受环境的影响相对较小，在不同的环境条件下更容易获得稳定的千粒重。因此在商洛地区小麦生产中，通过对水肥的合理调控等措施来增加小麦的穗粒数和667 m2穗数，可能比通过提高千粒重对小麦产量的提升更有效。

表1 主要农艺性状各因子的变异系数

2.2 参试品种(系)各主要农艺性状间的相关分析

2.2.1 参试品种(系)各主要农艺性状与产量间的相关分析 相关分析表明(表2)，生育期(r=-0.5374)和产量呈显著负相关，对产量的负向效应最大。株高、基本苗、穗长、667 m2穗数、穗粒数、千粒重和产量间关系均未达到显著水平，其中千粒重和产量呈负相关。而穗粒数对产量的正向效应最大(r=0.4057)，其次为穗长、株高和667 m2穗数，说明穗粒数与产量的关系最密切。因此选择生育期偏早的品种，增加穗粒数，同时兼顾其它主要农艺性状是提高商洛小麦产量的有效途径。

表2 主要农艺性状与产量的相关分析

2.2.2 参试品种(系)各主要农艺性状间的相关分析 由表2可以看出，株高和生育期之间呈极显著负相关，与穗长呈显著正相关。生育期和穗长之间呈极显著负相关，说明适当增加株高有利于增加穗长，但会延长生育期。因此要结合生产实际，选择株高、生育期、穗长适宜的品种。产量构成三因素中亩穗数、穗粒数、千粒重间均未达到显著水平，且三者之间均呈弱的正相关。因此，在小麦育种性状选择时，应充分考虑各性状间的相互制约，只有各性状相互协调，才能选育出高产品种。

2.3 参试品种(系)各主要农艺性状间的偏相关分析

偏相关是排除其它因子的影响后，指定的2个性状间的相关，因此能够反映出两个性状间的真实作用。由表3可以看出，7个主要农艺性状和产量之间均未达到显著水平，偏相关系数大小为穗粒数>667 m2穗数>株高>基本苗>千粒重>穗长>生育期。其中穗粒数、667 m2穗数、株高、基本苗和千粒重与产量之间呈正相关，生育期、穗长和产量间呈负相关。这与前面相关分析结论稍有不同，这是因为偏相关分析只考虑了两个性状间的关系，而未考虑其它因素的作用。穗粒数和667 m2穗数对产量的贡献最大，而生育期对产量的负作用最多，这与相关分析的结果是一致的。667 m2穗数与穗粒数、千粒重间呈正向偏相关，穗粒数与千粒重间呈负向偏相关。说明增加667 m2穗数会在一定程度上增加穗粒数和千粒重，但穗粒数的提高会限制千粒重的增加，因此它们之间存在相互制约的关系，同步提高不太容易。

表3 各农艺性状间的偏相关系数

2.4 参试品种(系)各主要农艺性状对产量的通径分析

相关系数和偏相关系数在一定程度上反映了各变量间的相关程度，但要弄清楚主要农艺性状对小麦产量的作用途径及大小，还必须进一步做通径分析。通径分析把相关系数分解为直接作用和间接作用，即直接通径系数和间接通径系数，从而明确各因素对产量的相对重要性。通径分析结果显示(表4)，主要农艺性状对产量的直接作用大小为：穗粒数>667 m2穗数>株高>基本苗>千粒重>穗长>生育期。其中穗粒数、667 m2穗数、株高、基本苗、千粒重对产量均具有直接的正向效应。穗粒数对产量的直接贡献最大，其次是667 m2穗数，而生育期对产量的负向效应最大，这与相关分析和偏相关分析的结论是一致的。穗长对产量的直接作用为弱的负向效应，主要被株高、生育期等的间接正效应加强。由间接通径系数可以看出，各农艺性状对产量的间接作用大小和程度也不尽相同，其中株高通过生育期对产量的正向间接作用最大，其次为千粒重通过株高对产量的间接作用，而生育期通过株高对产量的间接负向作用最大，其它性状间的间接作用均相对较弱。由此可知小麦各主要农艺性状间存在相互制约、相互影响的关系。因此在商洛小麦高产育种和高产栽培的过程中，要协调好产量三要素与其它农艺性状之间的关系，要选育和种植偏早熟、穗粒数和667 m2穗数较多、千粒重和株高适宜且综合表现优良的品种。

表4 各主要农艺性状与产量的通径分析

3 讨 论

小麦的产量由667m2穗数、穗粒数和千粒重三因素构成，同时受其它多个性状的制约和影响。研究通过对株高、生育期、基本苗、穗长、667m2穗数、穗粒数、千粒重等7个与产量相关的主要农艺性状进行相关、偏相关和通径分析，发现各个主要农艺性状和产量之间的关系密切。相关分析、偏相关分析和通径分析结果一致表明穗粒数对产量的正向作用最大，是决定小麦产量的主要因素，这与佟汉文等[9]对小麦新品种主要农艺性状与产量的相关性研究基本一致。其次为667 m2穗数，而千粒重与产量的相关程度较弱。株高对产量的直接作用也较大，但应协调好株高与倒伏的关系。穗长与产量的相关系数较大，但穗长对产量的直接作用却为弱的负效应，其主要通过其它形状的间接作用影响产量。基本苗与产量之间呈正相关，且相关程度较弱。生育期对产量的直接负作用最大，表明生育期越短反而更容易获得高产，这与樊明等[10]的研究结果相吻合。同时，各性状间彼此相互影响，相互制约，某一性状对产量的增强，往往伴随着另一性状对产量的增强或削弱。

商洛地处秦岭南麓，主要以山地为主，立地条件差，农业机械化水平低，小麦的单产一直没有较大突破，加上小麦的经济效益较低，种植成本较大，导致商洛小麦的播种面积连年下滑[1]。因此要确保商洛地区的粮食安全，高产应是小麦育种的主要目标。笔者研究认为在小麦高产育种和栽培时，应优先考虑和选择穗粒数多的品种，其次考虑667m2穗数。因此在商洛小麦生产实际和品种选育的过程中，应以提高穗粒数和667m2穗数为主，稳定千粒重，选择偏早熟、株高和穗长适宜的品种，同时充分协调好各个农艺性状之间的关系，这样才能有效提高商洛地区小麦的产量，促进小麦的播种面积和产量快速提升。