小麥邊際效應及其對育種選擇的影響

郭宗學 張增為

（山東省冠縣農業局技術站，冠縣 252500）（山東冠豐種業有限公司，冠縣 252500）

小麥邊際效應及其對育種選擇的影響

郭宗學 張增為

（山東省冠縣農業局技術站，冠縣 252500）（山東冠豐種業有限公司，冠縣 252500）

模擬小麥雜交育種F3種植模式下的邊際效應，結果表明：小麥有效穗數和千粒重的邊際效應非常明顯，達到1%的極顯著水平；兩者均為邊Ⅰ行的邊行優勢最強，邊Ⅲ行的邊行優勢最弱。小麥穗粒數無明顯的邊行優勢。因此，為更準確地對小麥F3的各株行進行選擇，以小麥有效穗數和千粒重作為選擇目標時，可參考其邊行與內行優勢的變化，消除其邊際效應的影響，以增加選擇的可靠性。而以穗粒數作為選擇目標時，選擇結果會相當可靠。

小麥；邊際效應；育種；有效穗數；千粒重

小麥、水稻、玉米等許多作物都有邊際效應，到目前為止，對作物邊際效應的研究大多是有關栽培方面的，諸如套種模式對作物產量構成因素及產量等的影響；而有關邊際效應對育種選擇方面的影響研究較少，尤其在小麥育種選擇方面的報道更為少見。

在小麥雜交育種過程中，因在F2所選擇的單株或單穗的種子數量較少，在F3種植時，僅能種植單行且播種長度非常有限，這勢必在同一畦中要種植數個不同的株行。由于邊際效應的存在，對這些株行進行鑒定和選擇時就會產生誤差，鑒于此，本試驗研究了小麥F3種植模式下產量構成三要素的邊際效應，以期增加對以產量三要素作為選擇目標的可靠性，為培育出小麥新品種打好基礎。

1 材料與方法

1.1材料 本試驗選用魯西地區近年來生產上應用面積較大的2個小麥品種：濟麥22、魯原502。

1.2方法 試驗于2015-2016年在山東冠縣冠豐種業試驗田進行，土壤肥力中等。試驗采用隨機區組設計，重復6次；每小區播種1個品種，共10行；小區行長3m，行距30cm，株距5cm，每株人工點播2粒，種植行向為南北方向。每一小區均調查東邊5行，自東向西逐行依次編號為：Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ。每行選中間2m用以調查小麥有效穗數、穗粒數、千粒重。

試驗數據采用DPS 7.05軟件進行統計分析，用Microsoft Excel 處理數據并繪圖。

2 結果與分析

2.1方差分析 經方差分析可知，小麥有效穗數各行間在1%極顯著水平上差異顯著（表1）；穗粒數各行之間在5%顯著水平上差異不顯著（表2）；千粒重各行間在1%極顯著水平上差異顯著（表3）。

表1 小麥有效穗數的方差分析結果

表2 小麥穗粒數的方差分析結果

表3 小麥千粒重的方差分析結果

2.2不同行間小麥產量三要素的邊際效應 從表4可知，小麥各行之間有效穗數在1%水平上差異極顯著，其大小順序為：Ⅰ＞Ⅴ＞Ⅳ＞Ⅱ＞Ⅲ。該5行從邊行至內行的有效穗數呈現出類似字母“V”的趨勢變化：邊Ⅰ行有效穗數最多，邊行優勢最強；邊Ⅲ行最少，邊行優勢最弱。小麥各行之間穗粒數在5%顯著水平上無顯著差異，即邊行的穗粒數對內行無明顯的邊行優勢。小麥各行之間千粒重在1%水平上差異極顯著，其優勢大小順序為：Ⅰ＞Ⅱ＞Ⅳ＞Ⅴ＞Ⅲ，可見邊Ⅰ行千粒重最大，邊行優勢最強；邊Ⅲ行最小，邊行優勢最弱。

表4 不同行間小麥產量三要素的多重比較

3 結論與討論

小麥產量構成三要素的邊際效應為：有效穗數和千粒重的邊行優勢明顯，而穗粒數的邊行優勢不明顯。

有效穗數的邊行優勢主要是因為在小麥苗期邊行利用了較大土壤空間中充足的水肥等條件[1]，使苗期小麥次生根數量增加、根系活力增強、生長健壯，分蘗增加[2]，最終單位面積有效穗數增多，即邊行小麥在苗期長期競爭優勢條件下，為有效穗數的邊行優勢打下了基礎。在本研究的試驗條件下，邊Ⅰ行優勢最大；邊Ⅱ行由于邊Ⅰ行的競爭，優勢明顯減弱；邊Ⅲ行受外兩行的競爭而較邊Ⅰ行處于劣勢[3]；邊Ⅳ行、邊Ⅴ行受邊Ⅰ行的影響減弱，有效穗數較邊Ⅲ行增加。

在小麥產量構成三要素的邊行優勢方面，王樹林等[4]認為單位面積穗數、穗粒數、千粒重均有明顯優勢；安玉林[5]認為增產的主要因素是穗粒數較多和千粒重較高；楊鐵剛等[6]則認為小麥邊行效應主要反映在單位面積成穗數方面，而對小麥的穗粒數和千粒重無明顯影響；柏立超等[7]認為邊行較內行增產，其中單位面積穗數的貢獻最大。以上各種不同的試驗結果可能是由于各自試驗中選用的品種[8]、種植方式等不同造成的[9]。本試驗是在采用了2個小麥品種、行距固定在30cm的條件下進行的，若增加品種數量、采用多個不同的行距，則試驗結果會更加可靠。

鑒于小麥邊行優勢的存在，在小麥育種過程中，對雜交后代F3株行進行選擇時，應注意有效穗數和千粒重的邊行優勢影響，若以其作為選擇目標，可參考邊行與內行優勢的變化進行合理選擇，以增加選擇的可靠性。其中，邊Ⅰ行單位面積穗數和千粒重的邊行優勢最強，作為選擇目標的可靠性最差，選擇時應剔除其邊行優勢部分；邊Ⅲ行的邊行優勢最弱，可靠性最大。而以穗粒數作為選擇目標進行選擇時，因其受邊行優勢的影響不顯著，作為選擇目標時選擇結果會相當可靠。

[1] 孫守家，桑玉強，孟平，等．華北低山丘陵區農林間作系統中小麥根系時空分布及邊行效應研究[J]．河南農業大學學報，2011，45（6）：640-646

[2] 楊習文，常麗麗，賀德先．小麥產量與根系的邊際效應[J]．西北農業學報，2015（7）：28-36

[3] 陳雨海，余松烈，于振文．小麥邊行優勢及其利用的研究[J]．耕作與栽培，2002（6）：3-4

[4] 王樹林，祁虹，王燕，等．不同小麥品種在麥棉套作模式中的邊行優勢及產量分析 [J]．山東農業科學，2015，47（4）：34-36

[5] 安玉林．邊、內行小麥的灌漿特性以及與產量的關系[J]．種子世界，2006（8）：32-33

[6] 楊鐵剛，黃樹梅，劉佩霞，等．麥棉套種形式對小麥產量的影響[J]．河南農業科學，2000（2）：3-5

[7] 柏立超，邵運輝，岳俊芹，等．壟作模式下冬小麥邊際效應研究[J]．河南農業科學，2009（6）：42-48

[8] 趙秉強，余松烈，李鳳超，等．冬小麥邊際效應研究：Ⅰ．品種與小麥邊際效應相關規律 [J]．耕作與栽培，1997，30（4）：4-7

[9] 杜心田，王同朝．作物群體邊際效應規律及其應用[J]．應用生態學報，1998，9（5）：475-480

2017-06-05）