旱地小麥不同播深條件下胚芽鞘長度與產量的關聯性

寧東賢，王小璐 ，趙玉坤 ，楊秀麗 ，馬 崗 ，楊麗萍 ，李 楠

（1.山西省農業科學院小麥研究所，山西 臨汾 041000；2.山西大學生命科學學院，山西 太原 030006）

山西省旱地麥田占小麥播種總面積的70%以上[1-2]，降水偏少且季節分布不均是限制其高產的主要氣候因素[3-4]。旱地小麥適播期遭遇干旱少雨、表土懸虛等不利條件會形成弱苗、缺苗，導致減產絕收[5]。小麥胚芽鞘的長短與其抗旱性和最終產量密切相關[6-9]。與短胚芽鞘小麥相比，長胚芽鞘小麥的優勢在于能夠適當深播[10]，充分利用土壤耕層深處的水分，避免土壤表層殘留除草劑、上茬作物殘體等對出苗的影響，搶墑播種，保障苗全苗壯，為后期小麥高產奠定基礎[11]。目前，國內外學者對胚芽鞘與小麥抗旱的相關性研究較多[12-17]，而針對不同播深條件下小麥胚芽鞘長度與最終產量的關聯性研究較少。

本研究選取山西省南部旱地6個冬小麥品種（系）為研究對象，在3～9 cm不同播深條件下調查胚芽鞘長度、產量及相關性狀并進行統計分析，以期為旱地小麥育種提供理論借鑒。

1 材料和方法

1.1 試驗材料

試驗于2016年10月至2017年6月在山西省農業科學院小麥研究所韓村基地進行。6個供試小麥品種（系）分別為：運旱115、晉麥47、臨科6349、臨科 6607、西農 928 和洛旱 23，以 C1，C2，……，C6表示。

1.2 試驗設計

每品種播深設置3，6，9 cm等3個梯度，隨機區組設計，3次重復。人工定量條播，播量225 kg/hm2，每小區長6 m、寬5 m，行距15～20 cm，生育期內田間管理措施與當地大田生產一致。

1.3 測定項目及方法

室內參考文獻[10]的方法測定6個品種的胚芽鞘長度（coleoptile length，CL，cm），田間試驗產量相關性狀的調查參照國家小麥區域試驗記載標準進行。記錄總生育期天數（growth period，GP，d）、有效分蘗率（effective tillering ratio，ET，%）。收獲后室內考種，測量千粒質量（kilograin weight，KW，g），按小區面積折合計產（yield，YD，kg/hm2），對上述 5 個性狀指標作統計分析。

1.4 數據分析

各性狀數據處理及統計分析在軟件SPSS16.0，Excel 2007中完成。

2 結果與分析

2.1 不同播深條件下產量相關性狀的方差分析

表1 不同播深及品種間的方差分析

方差分析結果（表1）顯示，在總處理的不同播深及品種之間，達到極顯著水平（P＜0.01），存在統計學意義。

由表2可知，在3，6，9 cm的播深條件下，總生育期天數（GP）、有效分蘗率（ET）、千粒質量（KW）、產量（YD）這4個性狀在不同品種間的差異均達到極顯著水平（P＜0.01）。胚芽鞘長度（CL）因是室內測定性狀，此次不作統計分析。

表2 不同播深下各農藝性狀的方差分析結果

2.2 不同播深條件下產量相關性狀的通徑分析

對產量（YD）及相關性狀作通徑分析（表3），可得不同農藝性狀對產量（YD）的直接貢獻和間接貢獻大小，以直接通徑系數和間接通徑系數來反映。在3 cm播深條件下，各性狀對產量（YD）的正向直接效應大小依次為千粒質量（KW）＞有效分蘗率（ET），負向直接效應則為總生育期天數（GP）＞胚芽鞘長度（CL），而胚芽鞘長度（CL）通過千粒質量（KW）對產量（YD）的間接通徑系數（1.50）為正向效應最大，這種趨勢與6，9 cm播深下直接和間接通徑系數的變化存在差異，這可能與品種在不同播深下的遺傳差異掩蓋了表型性狀差異有關。在6 cm播深時，有效分蘗率（ET）與產量（YD）有最大正向直接通徑系數，胚芽鞘長度（CL）次之；而3，9 cm播深下千粒質量（KW）對產量（YD）有最大正向直接通徑效應。

表3 不同播深下產量相關性狀的通徑分析結果

2.3 不同播深條件下不同品種（系）胚芽鞘長與產量的偏相關分析

與相關分析相比，偏相關分析指2個變量同時與多個變量相關時，將其余變量的影響剔除，只分析2個變量的相關程度，在多變量統計分析中更具科學性。由表4可知，播深3 cm時，與產量（YD）關聯程度大小排序為：總生育期天數（GP）＞千粒質量（KW）＞有效分蘗率（ET）＞胚芽鞘長度（CL），胚芽鞘長度（CL）與千粒質量（KW）的相關系數接近顯著水平（P＜0.05），表明胚芽鞘長度（CL）性狀可能更多的作用于小麥千粒質量性狀，間接影響最終產量。胚芽鞘長度（CL）和千粒質量（KW）、總生育期天數（GP）和產量（YD）為相關程度較高的2對性狀（P＝0.06）。播深6 cm時，胚芽鞘長度（CL）與千粒質量（KW）之間有最大的偏性關系數0.99（P＝0.07），接近顯著相關水平（P＜0.05）。產量（YD）相關性狀與播深3 cm時表現出相似的變化趨勢。而在播深9 cm時，因播種深度對小麥種子出苗的影響，各性狀間的關聯變化表現不規律，性狀間偏相關系數均達不到顯著水平（P＞0.05）。其中，相關程度最大的一對性狀為胚芽鞘長度（CL）和總生育期天數（GP，r＝-0.97）。

表4 不同播深下產量相關性狀的偏相關分析

隨播種深度的加大，冬小麥品種（系）產量均表現下降趨勢（表5）。短胚芽鞘的小麥品種（系）下降幅度更大，如洛旱23（CL＝5.40 cm），當播深到9 cm時，其產量與播深3cm時相比，下降了19.86%。中等胚芽鞘長度品種晉麥47（CL＝6.90 cm）當播種深度由3cm加大到9 cm時，實際田間產量下降19.66%。而最長胚芽鞘品系臨科6349（CL＝9.00 cm）在播深9 cm與播深3 cm時的產量下降率僅為4.11%，說明在相同旱作農業條件下，長胚芽鞘小麥品種比短胚芽鞘小麥品種有更好的適應性，具備更強的穩產豐產潛力。

表5 不同品種（系）不同播深條件下產量與胚芽鞘長度變化結果

3 結論與討論

適當深播是應對小麥苗期干旱脅迫的有效途徑之一，已在山西省旱作麥區有較大范圍的應用。如何篩選出胚芽鞘長、頂土能力強的小麥新品種（系）是育種者必須要解決的問題。冬小麥胚芽鞘長度這一性狀與其最終田間產量密切相關，也是品種（系）抗旱性快速鑒定的一種手段。利用室內試驗測定并篩選長胚芽鞘冬小麥高世代品系，結合田間產量和農藝性狀綜合比較、分析，能夠有效縮短育種周期，提高旱地小麥育種效率。

在本研究中，通過通徑分析、偏相關分析等方法，比較不同旱地冬小麥品種（系）在不同播種深度條件下產量相關性狀的變化規律，重點研究不同胚芽鞘長度的小麥品種（系）田間產量因子隨播深變化而變化的趨勢。筆者認為，冬小麥新品系臨科6349與對照品種晉麥47相比，胚芽鞘長度增加了30.43%，在9 cm播深的田間產量是3 cm播深的95.89%，下降了4.11%，遠低于中、短胚芽鞘小麥品種（系）的下降率（＞10%），可作為耐深播長胚芽鞘小麥新品系在旱作麥區進一步推廣應用。胚芽鞘長度性狀與千粒質量有較大的偏相關系數和通徑系數，說明小麥胚芽鞘可能通過影響千粒質量來間接作用于田間產量。在旱地小麥育種工作中，應注重對胚芽鞘長度這一小麥特定性狀的室內試驗篩選，同時兼顧生育期、有效分蘗率、千粒質量等性狀指標的選擇，充分考慮各性狀間的交互、間接通徑作用，科學統籌，才能更科學地指導旱地小麥高效育種實踐。

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