江苏省淮南小麦品种农艺性状与产量指标相关性研究
2021-09-06衣政伟林佩佩袁红朱海鹏吴计余王显华荣
衣政伟 林佩佩 袁红 朱海鹏 吴计余 王显 华荣
摘要:为选择适宜泰州地区栽培环境的产量高、适应性强、稳定性好的小麦品种,本文选取近年来通过国审或苏审在江苏地区种植的20个小麦品种进行同田对比试验,对小麦品种的农艺性状和产量性状等进行相关分析。结果表明:不同基因型小麦品种间农艺性状和实际产量差异显著,其产量变幅在5150~ 7350 kg/hm2之间,平均值为6095kg/hm2。‘华麦8号、‘宁麦22和‘扬麦27实际产量优势明显,其中‘华麦8号实际产量较其他品种平均值超过1200 kg/hm2,‘华麦8号和‘扬麦27的容重均在800 g/L以上。根据田间综合表现,认为‘华麦8号、‘宁麦22和‘扬麦27的丰产性较好,抗倒性、抗病性中等,生育期适中,经济性状突出,可以在泰州地区大面积推广种植。该研究为筛选出适宜泰州地区推广的小麦品种资源提供了一定的科学依据。
关键词:小麦;农艺性状;产量;产量构成因子;变异系数;相关系数
中图分类号:S512.1文献标志码:A论文编号:cjas2020-0267
Correlation Between Agronomic Traits and Yield Indexes of Huainan Wheat Variety in Jiangsu Province
YI Zhengwei1,LIN Peipei2,YUAN Hong2,ZHU Haipeng2,WU Jiyu2,WANG Xian1,HUA Rong2
('Taizhou Institute of Agricultural Science,Jiangsu Academy of Agricultural Sciences ,Taizhou 225300,Jiangsu,China;
2Jiangsu Hongqi Seed Industry Co.,Ltd.,Taizhou 225300,Jiangsu,China)
Abstract:To select suitable wheat varieties with high yield,strong adaptability and good stability for the cultivation environment in Taizhou area,20 wheat varieties which were approved by National Crop Variety Certification or by Jiangsu Province and planted in Jiangsu in recent years were taken for field comparison test on correlation analysis of agronomic traits and yield traits of wheat varieties. The results show that the agronomic characters and actual yield of wheat varieties with different genotypes are significantly different,and the yield varies between 5150-7350 kg/hm2,with an average yield of 6095 kg/hm2. The actual yield of ‘Huamai 8,‘Ningmai 22and ‘Yangmai 27have obvious advantages,among which,the actual yield of ‘Huamai 8is more than 1200 kg/hm2compared with that of other varieties,and the bulk density of ‘Huamai 8and ‘Yangmai 27are more than 800 g/L. According to the comprehensive performance in field,‘Huamai 8,‘Ningmai 22and ‘Yangmai 27have better yield,medium lodging resistance and disease resistance,reasonable growth period and outstanding economic characters,and could be widely planted in Taizhou area.
Keywords:Wheat;Agronomic Traits;Yield;Yield Component Factor;Coefficient of Variation;Coefficient of Correlation
0引言
小麥是世界上主要的粮食作物之一,也是中国第三大粮食作物,种植面积达到粮食总面积的22%,其高产稳产关系着中国的粮食安全[1-4]。泰州地区小麦种植品种繁多,小麦种植面积趋于稳定,对以提高单产增加粮食总产具有重要意义[5],广大农户对小麦品种特性缺乏认识,依据农艺性状和产量进行选育和推广优良品种是达成小麦高产稳产目标的有力措施[6-7]。不同小麦品种因遗传特性差异会有不同氮素吸收和利用特点,在同一生态点通过控制外在相关栽培环境条件,可筛选出适宜该点的优良品种。加强和推进高产稳产小麦品种的推广和培育,是促进江苏省淮南地区高产小麦产业发展的重要措施。
科学分析小麦不同品种农艺性状和产量及其构成因子相关性,有利于合理确定生长适应性强的小麦品种,该方面前人研究较多[8-10]。本研究在稻茬条件下,通过控制栽培环境条件进行相关性状研究,可为适宜当地优良小麦品种推广提供参考依据。笔者对淮南麦区主导的20个小麦品种的关键生育期、农艺性状和产量及产量构成要素进行统计分析研究,旨在初步探讨其产量的差异性、潜力、产量要素对产量的贡献及农艺性状与产量及其构成因子的相关性,为小麦品种的推广和今后小麦新品种的选育提供理论依据。
1材料与方法
1.1试验地概况
试验于2017至2018年度在江苏泰州红旗良种场试验站进行,田块平整,灌排设施完善。前茬为水稻,土壤为粘壤土,土壤容重1.17 g/cm3,pH 6.7,有机质含量为23.9 g/kg,速效氮含量为131.4mg/kg,速效磷含量为32.9 mg/kg,速效钾含量为82.7 mg/kg。
1.2试验材料
供试品种均为近年以来通过国审或苏审的小麦品种,分别为‘宁麦22、‘苏麦8号、‘华麦6号、‘镇麦10号、‘扬麦23、‘扬富麦101、‘华麦7号、‘镇麦12、‘农麦88、‘隆麦28、‘华麦8号、‘宁麦26、‘苏麦11、‘扬麦25、‘亿麦9号、‘宁麦资126、‘扬麦27、‘明麦133、‘罗麦10号、‘苏隆128,共计20个品种。
1.3试验设计
采用大区对比法,每品种种植面积666.7 m2,行距25 cm,播种量为225 kg/hm2,2017年11月5日机条播,常规管理,6月1日统一收获。基肥为45%复合肥(N:PQ5:K?O=15:15:15)375 kg/hm2,苗肥施尿素150 kg/hm2,分蘖肥施尿素112.5 kg/hm2,拔节孕穗肥撒施复合肥225 kg/hm2和尿素112.5 kg/hm2。
1.4测定项目与方法
记录出苗期、越冬期、返青期、拔节期、始穗期、齐穗期、成熟期等时间。收获后,进行室内考种,主要包括株高、穗长、穗下节间长、节1长、节2长、节3长和节4长、有效穗数、小穗数、小花退化数、穗粒数、千粒重、单茎重、单穗重等农艺性状和产量指标,其中部分指标参照参考文献[11]执行。在每个品种田块中随机取30 株,对以上农艺性状和产量指标进行考种和统计分析,计算单位面积理论产量并实收测得单位面积实际产量。其中,成熟后期数2m长双行穗数,计算单位面积穗数;收获前每小区取1m样段,连根拔回,剪根后统计总穗数,晒干后将茎秆和穗部分开分别称重即茎秆重和穗重;收取2 m2脱粒后测得容重;按照收获指数= 籽粒重/生物学产量,换算出收获指数;统计每穗粒数和千粒重。株高以主茎高表示,即自地面至穗顶端的距离(不含芒),连续选取小麦植株30株,测量它们的高度并求取平均值(单位cm)。穗长是从穗轴基部量至小麦穗的顶部(不含芒)的距离(单位cm)。穗下节长是从穗基部位置开始,沿茎秆向下到第一个节的距离(单位cm)。穗粒数是每个品种选取15株植株的主穗分别脱粒,求得平均数。千粒重即随机取1000粒籽粒,重复3次(单位g),取3次平均值,结果精确到小数点后2 位小数。单穗进行脱粒称重即为单穗重(单位g)。
1.5药剂防治
苗前封闭式化除使用50%噻磺-乙草胺(麦憬)1050 g/hm2兑水525 kg喷雾;返青期每公顷喷施甲基二磺隆(世玛)300 g+烷基乙基磺酸盐900 mL+5%唑琳草酯EC(爱秀)1200 mL;拔节期每公顷喷施氟环唑(欧博)675 mL和阿维吡虫琳1050 g防治锈病与蚜虫;始穗期每公顷喷施醚菌酯375 g防治白粉病,氰烯+戊唑醇(劲兴)1125 g防治赤霉病,阿维吡虫治1050 g防治蚜虫。
1.6数据分析
使用Excel 2017和SPSS 20.0进行农艺性状和产量性状差异比较和相关分析等。
2结果与分析
2.1小麦生育进程比较
在小麦生长过程中,全程监测其生育进程,所有小麦品种在11月5日统一播种,经观察发现越冬期为2 月7日,返青期大致为2月27日,孕穗期大致为4月10 日。由表1得知,出苗期基本为11月22日,其中‘明麦133最早为11月20日,‘苏麦8号、‘华麦8号为11 月25日,‘苏隆128最迟为11月26日。拔节期大致为3月12日前后,‘宁麦22最早为3月11日,‘华麦8号、‘苏隆128较晚分别为3月14日和3月15日。从始穗期来看,各品种之间差异较明显,始穗期最早进入的品种的是‘扬富麦101,时间为4月11日,推迟1天进入的品种为‘农麦88、‘宁麦26,推迟3天进入的品种为‘镇麦10号、‘华麦7号、‘华麦8号、‘扬麦27、‘明麦133和‘罗麦10号,其他品种均推迟进入,其中‘苏麦11和‘宁麦资126推迟7天,‘亿麦9号最多推迟9天进入始穗期。所有品种均在4~6天内进入齐穗期,基本规律同始穗期。成熟期大致在5月20日前后,其中‘扬富麦101、‘农麦88、‘宁麦26最早为5月18 日,‘苏麦8号、‘苏麦11、‘亿麦9号和‘宁麦资126较迟为5月25日,‘苏隆128最迟为5月29日。从生育期长度比较来看,‘扬富麦101、‘农麦88和‘宁麦26生育期最短为195天,‘苏隆128生育期最长为206天,其余品种生育期介于此之间。
2.2不同小麦品种产量和构成因子等比较及其变异系数
由表2得知,各品种理论产量区间在5592.4~7837.1 kg/hm2之间,平均值为6463.7 kg/hm2,极差为2244.7kg/hm2,变异系数为9.7%,其中‘华麦8号理论产量最大,‘华麦7号理论产量最小。各品种之间实际产量区间在5150~7350 kg/hm2之间,平均值为6095 kg/hm2,极差为2200kg/hm2,变异系数为10.7%,其中‘华麦8号实际产量最大,‘扬麦25实际产量最小。实际产量达到7000 kg/hm2以上的有3 个品种,6000~6999 kg/hm2有7个,其余10个品种实际产量均小于6000 kg/hm2,说明该批小麦品种产量之间差异较大。各品种有效穗数变化区间在323×104~557×104穗/hm2之间,平均值为404.6×104穗/hm2,极差达234穗/hm2,标准差为55.11穗/hm2,变异系数为13.6%,说明各品种之间有效穗数差异较大。各品种穗粒数变化区间在28.5~45.9粒之间,平均值为36.9粒,极差达17.4粒,变异系数为13.6%,‘苏隆128最大为45.9粒,‘扬富麦101最小为28.5粒,穗粒数均在60粒以下,说明该批小麦品种穗粒数普遍偏少且各品种之间穗粒数差异较大。各品种之间小穗数区间在15.1~23.6个之间,平均值为19个,变异系数为10.9%,‘亿麦9号最大为23.6个,‘扬富麦101最小为15.1个,各品种小穗数均在25个以下,表明该批材料小穗数均偏少。各品种之间小花退化数区间在1.4~5.1个之间,平均值为2.6个,变异系数为37.7%,‘亿麦9号最大为5.1个,‘镇麦12最小为1.4个,说明该批品种的小花退化数变异程度比较大。各品种之间千粒重区间在35.7~50.9 g之间,平均值为44.0 g,变异系数为6.86%,‘镇麦12最大为50.9 g,‘扬麦23最小为35.7 g,千粒重在40 g以上的有18个,其中‘镇麦12超过50 g,说明该批品种千粒重比较高,具有一定優势。各品种之间容重区间在677~815 g/L之间,平均值为781 g/L,变异系数为3.7%,‘华麦8号最大为815 g/L,‘宁麦资126最小为677g/L,有7个品种达到790 g/L以上,达一等,占比35%,等外级别为‘宁麦资126,仅1个,占比5%,它与籽粒的组织结构、化学成分、形状大小、含水量、比重以及含杂质等均有密切关系,说明该批品种的品质总体较好。
2.3不同小麦品种农艺性状比较及其变异系数
表3对各品种农艺性状特性进行了比较,通过对20个品种的主要农艺性状考察得知,各主要农艺性状品种间差异程度和范围都比较大。各品种株高区间在68.8~85.1 cm之间,平均值为76.3 cm,变异系数达5.9%,‘镇麦10号最高,‘苏麦11最低,全部为矮或半矮秆(90 cm以下),说明该批小麦品种均表现为矮秆品种,在株高性状上有优势利用。各品种之间穗长区间在6.7~10.7 cm之间,平均值为8.0 cm,变异系数为10.7%,‘宁麦22最大为10.7 cm,‘扬富麦101和‘苏麦11最小均为6.7 cm,穗长在10 cm以下的有19份,占总材料的95%,说明该批小麦地方品种大部分表现为短穗型。各品种之间穗下节长区间为21.9~29 cm,平均值为25.1 cm,变异系数为8.6%,极差为7.1 cm,‘明麦133最大,‘扬麦27最小。各品种节间数区间在4.3~5.5个之间,平均值为4.71个,变异系数为5.6%,极差为1.2个,‘罗麦10号节间数最多,‘苏麦8号节间数最少。各品种之间单茎重区间为1.56~2.53 g,平均值为2.04 g,变异系数为13.2%,‘苏隆128最大,‘苏麦11最小,单茎重达2 g以上的有14个,占供试材料的70%,说明该批小麦品种在单茎重这一农艺性状上有一定优势。各品种不同节间长度变异系数均较大,粒长、粒宽、粒厚和长宽比等变异系数均较小。
2.4不同小麦品种农艺性状与产量性状之间相关性
不同小麦品种农艺性状与产量性状之间相关性见表4,株高与穗长、节1长、节4长和单穗重等呈显著正相关。穗长与节4长、穗粒数、小穗数呈显著正相关,与单穗重、单茎重呈极显著正相关。节间数与节1长、节2长、节3长和节4长之间呈显著或极显著负相关,与单穗重、小穗数和小花退化数呈显著或极显著正相关。节1长与节2长、节2长与节3长之间均为极显著正相关,节3长与小花退化数和容重呈显著或极显著负相关,节4长与小花退化数呈极显著负相关。单茎重与单穗重和穗粒数呈极显著正相关,与有效穗数呈极显著负相关,单穗重与穗粒数和小穗数呈显著或极显著正相关。粒宽与千粒重呈极显著正相关。有效穗数与穗粒数呈显著负相关,与理论产量和实际产量呈显著或极显著正相关,小穗数与小花退化数呈显著正相关。千粒重与穗粒数呈显著负相关,与粒宽呈极显著正相关。
3讨论与结论
不同小麦品种相关农艺性状和产量及其构成因子的变异分析表明(见表2和表3),江苏省淮南地区不同小麦品种间的粒长、粒宽、粒厚、容重、节间数、千粒重等变异相对较小,小花退化数、有效穗数、穗粒数等的变异系数较大。这可能由于节间数、千粒重等主要由品种本身的遗传特性所决定,而有效穗数遗传力低,受环境条件影响较大。从极差结果来看,有效穗数和产量最大,这也印证了有效穗数受环境影响较大这一结果。在小麦的栽培管理中,应根据不同品种特征特性确定适宜的播种密度,并注重合理栽培管理措施,确保足够的有效穗数以提高产量。适宜的株高,能够提高收获指数,使品种高产潜力得到发挥[12]。穗长与千粒重呈负相关,但不显著,这与吴儒刚、亓振等[13-14]研究结果一致,但刘新月等[15]研究发现千粒重与穗长之间相关性表现为显著正相关。另外,有研究表明,随着小麦产量的增长,千粒重增长最多,变异系数也最大,这与本研究结果相反[16]。本研究中有效穗数与理论产量和实际产量呈显著或极显著正相关,但与千粒重呈负相关,说明在育种过程中过于追求有效穗数会导致千粒质量的减少,进而影响总产量,这与邵慧等[17]研究结果一致。衣政伟、王刚等研究表明小麦高产栽培播量是影响小麦群体性状和产量形成的重要因素,这与本研究结果一致[18-19]。小麦单产由穗数、穗粒数和千粒质量构成,穗数是高产的前提和基础,但穗粒质量大小决定是否高产[20]。梁鹏等[21]研究发现单位面积穗数在品种间无显著差异,与本研究结果相反。蒋进等[22]研究发现产量受穗粒数影响大。
研究中各小麦品种供试材料农艺性状表现参差不齐,总体表现为矮秆,早熟型,短穗型,小穗数、穗粒数中等,千粒重较高,部分材料基秆较细弱,穗部性状较好,籽粒偏大,不易倒伏,为直接利用提供了一定的有利条件。各性状中小花退化数的变异程度最大,最不稳定,可选择范围大,其次是穗粒数和单穗重,容重、株高和节间数的差异相对较小,表明其稳定性较好。小麦高产策略应在保证足穗基础上,主攻穗粒数和千粒重,这与薛志伟等[23]研究结果一致。
综上分析,在当前小麦实际生产中,应当特别注重品种的选择并选择适宜的栽培管理措施,通过提高小麦有效穗数、容重、结实率等,有效协调产量构成三要素,才能实现小麦高产。穗长与千粒重、穗粒数有紧密的联系,一定的穗长是高的穗粒数和穗粒重的基础前提。本研究结果表明,有效穗数是制约产量的关键因素,同时,应注重该品种在当地是否具有适应性,在选择该品种时,不仅关注产量,还应注意品种的抗性、品质等,对品种进行综合评价,使其得以迅速且大面积推广。另外,土壤环境和气候变化对小麦生长的影响也较大,今后可进一步深入研究[2,25]。本研究中根据田间综合表现,认为‘华麦8号、‘宁麦22和‘扬麦27的丰产性较好,抗倒性与抗病性中等,生育期适中,经济性状突出,可以在泰州地区大面积推广种植。
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