黃淮北片小麥參試品種系產量構成因素及其相互關系分析

高國良 陳貴菊 王福玉

摘要：以2006-2015年黃淮北片小麥參試品種（系）主要產量及其構成因素的統計數據為材料，研究該時間段供試品種（系）的產量性狀變化趨勢及其相互關系，為進一步實施高產育種提供借鑒。分析結果表明：產量和單位面積穗數、千粒重呈逐年上升趨勢，穗粒數呈逐年下降趨勢；相關與通徑分析表明，千粒重對產量貢獻最大，千粒重對其它產量構成因素影響較小；單位面積穗數與產量也呈顯著正相關，但其與穗粒數呈極顯著負相關。根據分析結果和黃淮北片生態特點及種植條件，小麥育種重點應為：大幅度提高千粒重，可提高到50 g左右，維持群體穗數600萬～650萬/hm2，適度增加穗粒數，可增加到38～40粒。

關鍵詞：小麥；產量構成因素；相關分析；通徑分析

中圖分類號：S512.101文獻標識號：A文章編號：1001-4942（2016）08-0015-04

AbstractIn order to provide references for high-yielding breeding， the variation trend of yield characters and their correlations were studied based on the data collected from the wheat varieties （lines） in the north Huanghe-Huaihe regional tests from 2006 to 2015. The results showed that the yield and spike number per hectare and 1 000-grain weight showed increasing trends year by year， while the grains per spike showed decreasing trend. The 1 000-grain weight showed the largest contribution to yiled， but had little effects on the other yield components. The spike number per hectare showed significantly positive correlation with yield and very significantly negative correlation with grains per spike. Based on the above results， the ecological conditions in the north Huanghe-Huaihe region and the current growing conditions， wheat breeding should foucus on increasing the 1 000-grain weight to about 50 g， maitain the population spike number as 6.00～6.50 million per hectare and moderatedly increasing the grains per spike to 38～40.

KeywordsWheat； Yield components； Correlation analysis； Path analysis

國際分析認為小麥理論高產能達到21 t/hm2，高產典型已達到18 t/hm2；國內冬小麥高產紀錄達12 325.5 kg/hm2，這些高產理論和實例為小麥進一步實現高產育種提供了依據[1，2]。小麥產量由單位面積穗數、穗粒數和千粒重構成。有關小麥產量構成因素前人有過大量研究，近幾年也有不少針對山東、河南、黃淮麥區、黃淮南片麥區的報道[3-6]，但因所用材料和生態類型差異其研究結果不盡相同，而且針對黃淮北片麥區的研究鮮有報道。本研究以2006-2015年我國黃淮北片冬水組區域試驗的241個小麥新品種（系）的統計數據為材料，研究探討其產量與之構成因素以及構成因素之間的相互關系，以期為黃淮北片小麥高產育種提供參考。

1材料與方法

1.1供試材料

2006-2015年國家黃淮北片水地組小麥區域試驗，分A組和B組，共241個品種（系），2006-2011年對照為石4185，2012-2015年對照為良星99。隨機區組排列，重復3次。數據來源于2006-2015年度的《國家小麥區域試驗總結》。

1.2數據處理

試驗數據采用Microsoft Excel和SPSS 17.0軟件進行做圖和統計分析。

2結果與分析

2.1本研究目的性狀趨勢分析

對2006-2015年參加國家黃淮北片的小麥品種（系）進行分析，從中（表1和圖1）可以看出，2006年以來該區域參試品種（系）產量總體呈上升趨勢，線性擬合表明每年增產79.44 kg/hm2；產量三要素中單位面積穗數和千粒重呈上升趨勢，前者每年增長8.19萬/hm2，后者每年增長0.35 g，而穗粒數呈下降趨勢，每年減少0.31粒。10年中三因素變異系數大小是千粒重﹥單位面積穗數﹥穗粒數，可以推斷對產量影響最大的是千粒重。“十一五”期間變異系數最大的是單位面積穗數，而“十二五”期間千粒重變異系數最大，可以推斷前5年增產主要靠單位面積穗數，后5年增產主要靠千粒重。

2.2相關性分析

由表2看出，千粒重（0.539）、單位面積穗數（0.234）與產量呈正相關，穗粒數（-0.189）呈負相關，說明千粒重和單位面積穗數增加對產量提高有明顯正作用，特別是千粒重與產量相關更密切，而穗粒數增加對產量有負作用。說明2006-2015年期間黃淮北片高產品系的產量結構模式主體是大群體、中小穗、大粒。產量三因素間均呈負相關，其中單位面積穗數和穗粒數之間相關性最高，千粒重與其它兩因素間相關性相對較低。說明三因素間相互制約，任何一個因素的提高都會對其它因素造成不利影響，特別是單位面積穗數與穗粒數間相互影響最嚴重，而千粒重對其它因素影響相對較小。

將數據分開分析，“十一五”期間與產量相關系數最大的是單位面積穗數，而“十二五”期間與產量相關系數最大的是千粒重，這進一步說明前期增產主要靠群體穗數增加，后期增產主要靠千粒重的提高。單位面積穗數與產量的相關系數由“十一五”的第一位變成“十二五”最后一位，呈極小負相關，穗粒數與產量相關由負相關變成極小正相關。說明經過“十一五”期間單位面積穗數提高，到“十二五”時已達很高水平（平均660.0萬/hm2），進一步提高會對產量產生負面影響；在保持單位面積穗數高水平前提下，育種已有轉向逐步提高穗粒數的趨勢。

2.3通徑分析

通徑分析（表3）表明，產量構成因素對產量的直接作用都是正值，通徑系數大小依次為單位面積穗數（1.055）﹥千粒重（1.020）﹥穗粒數（0.830），說明提高群體穗數和千粒重的增產效果比提高穗粒數要高。

間接通徑系數都為負值，穗粒數通過單位面積穗數對產量的負作用最大（-0.736），其次是單位面積穗數通過穗粒數對產量的負作用（-0.579），而千粒重與單位面積穗數和穗粒數的互作負作用相對較小。說明群體穗數和穗粒數同時增加難度較大，特別是增加穗粒數比增加群體穗數的負作用要大，而千粒重增加對其它兩個因素影響較小。這再次說明近10年黃淮北片小麥育種較易達到的產量模式為大群體、中小穗、大粒。這種主體模式在兩個時期間略有不同，“十二五”與“十一五”相比，單位面積穗數通過千粒重對產量的負作用增加，而穗粒數通過單位面積穗數對產量的負作用在減小。兩個時期千粒重與穗粒數互作負作用都相對較小，因此下一步育種重點在于提高千粒重，適當增加穗粒數，控制單位面積穗數。

3討論與結論

黃淮北片小麥高產品種多種類型并存，主要還是多穗類型[7，8]。對2006-2015年參加黃淮北片的241個品種（系）的分析顯示，10年來小麥產量與單位面積穗數、千粒重都呈逐年遞增趨勢，而穗粒數呈減少趨勢。相關分析顯示，千粒重、單位面積穗數與產量呈正相關，而穗粒數與產量呈負相關，表明隨著產量提高千粒重和單位面積穗數增加，而穗粒數減少，可以推測現階段黃淮北片參試高產品系的群體結構為多穗、中小穗、大粒。隨著時間、生產條件、氣候條件的變化，某一地區的主導類型是變化的，特別是近幾年種植戶的專業水平提高，全球氣候變暖，為黃淮北片的冬小麥品種產量結構類型改變提供了條件[9]。

多數研究都指出了群體穗數的基礎性和重要性，結合本地區生態特點保證足夠的單位面積穗數是高產前提[10，11]。現階段黃淮北片高產實踐中盡管單位面積穗數與穗粒數負相關性最高，特別是提高穗粒數的難度最大，但實際育成品種（系）中有多穗、大穗成功的例子，重點在提高頂部和底部結實率上，這樣的品系是以后重點改造的對象。從近幾年的研究看，千粒重對其它因素影響較小，本研究表明它與穗粒數的負作用最小，因此提高千粒重是今后育種需要突破的重點方向。“十二五”期間產量前三名的參試品系的三因素平均數為單位面積穗數648.6萬/hm2，穗粒數36.63粒，千粒重40.53 g。根據以上三因素增加的難易程度分析以及高產典型的產量結構推斷，下一步育種目標應為：大幅度提高千粒重，可提高到50 g左右，維持單位面積穗數600萬～650萬/hm2，適度增加穗粒數，可增加到38～40粒。

參考文獻：

[1]

Auttin R B. Crop characteristics and potential yield of wheat[J]. Agri. Sci.，1982，98：447-453.

[2]Sinha S K，Aggarwal P K，Chaturvedi G S，et al. A comparison of physiological and yield characters in old and new wheat vatieties[J]. Agri. Sci.，1981，97：233-236.

[3]宋健民，戴雙，李豪圣，等. 山東省近年來審定小麥品種農藝和品質性狀演變分析[J]. 中國農業科學，2013，46（6）：1114-1126.

[4]張中州，趙月強，張峰，等. 2005-2012年河南審定的半冬性小麥品種和主要農藝性狀分析與評價[J].作物雜志，2014（5）：32-37.

[5]王美芳，雷振生，吳政卿，等. 黃淮冬麥區小麥產量及品質改良現狀分析[J]. 麥類作物學報，2013，33（2）：290-295.

[6]劉朝輝，李江偉，喬慶州，等. 黃淮南片小麥產量構成因素的相關分析[J]. 作物雜志，2013（5）：58-61.

[7]余華盛，南成虎，田良才. 中國普通小麥生態區域劃分及生態分類[J]. 華北農學報，1995，10（4）：6-13.

[8]付慶云，楊金華，楊靖，等. 四川和黃淮生態區小麥品種（系）主要產量性狀比較[J]. 湖北農業科學，2014，53（20）：4817-4820.

[9]李克南，楊曉光，慕臣英，等. 全球氣候變暖對中國種植制度可能影響Ⅷ——氣候變化對中國冬小麥冬春性品種種植界限的影響[J]. 中國農業科學，2013，46（8）：1583-1594.

[10]崔黨群，聞捷，張娟，等. 黃淮麥區超高產小麥品種的產量結構模式研究[J]. 華北農學報，2001，16（4）：1-5

[11]田紀春，鄧志英，胡瑞波，等. 不同類型超級小麥產量構成因素及籽粒產量的通徑分析[J]. 作物學報，2006，32（11）：1699-1705.