河南省2013—2018年審定的弱春性小麥品種產(chǎn)量結(jié)構(gòu)分析

王玲燕，黃金華，張素平，馬海濤，朱紅彩，竇士樹，閆春霞

(新鄉(xiāng)市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究院，河南 新鄉(xiāng) 453000)

河南是中國(guó)小麥第一主產(chǎn)省[1]，總面積、總產(chǎn)量以及商品糧均居全國(guó)第一[2]，小麥生產(chǎn)在河南省具有特殊地位。作為人口大國(guó)，在土地供給持續(xù)下降的情況下，依靠單位面積產(chǎn)量的提高是保證糧食有效供給的手段之一，而培育高產(chǎn)品種能夠有效提高單產(chǎn)[3-4]。目前，小麥育種工作正處在艱難的爬坡階段，鑒此，對(duì)河南省 2013—2018 年審定的弱春性小麥品種試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行系統(tǒng)分析，擬找出弱春性小麥品種主要農(nóng)藝性狀的演變規(guī)律，為河南省弱春性小麥育種目標(biāo)的制定提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料

河南省2013—2018 年通過(guò)審定的共 33 個(gè)弱春性小麥品種(2016 年通過(guò)審定的小麥弱春性品種僅 1 個(gè)，代表性不強(qiáng)，未列入)，利用這 33 個(gè)小麥品種在河南省小麥區(qū)域試驗(yàn)以及生產(chǎn)試驗(yàn)的資料進(jìn)行研究。

1.2 方法

通過(guò) Excel對(duì)上述 33 個(gè)品種的有效穗數(shù)(x1)、穗粒數(shù)(x2)、千粒重(x3)與產(chǎn)量(y)進(jìn)行整理；通過(guò) DPSv9.01，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行變異分析、相關(guān)分析、偏相關(guān)分析與通徑分析，研究各要素之間的相互關(guān)系。

2 結(jié)果與分析

2.1 產(chǎn)量潛力及產(chǎn)量構(gòu)成要素變化趨勢(shì)

由表1可知，2013—2018年河南省審定的弱春性小麥品種平均產(chǎn)量呈波動(dòng)趨勢(shì)，平均產(chǎn)量為7 162.41 kg·hm-2，比2013 年平均產(chǎn)量增加645.21 kg·hm-2，增產(chǎn)9.00%。2014年7 493.85 kg·hm-2產(chǎn)量最高，比2013 年增加976.65 kg·hm-2,增產(chǎn)14.99%；還可看出2015—2018年審定的品種平均產(chǎn)量變化幅度不大，表現(xiàn)比較穩(wěn)定。

從產(chǎn)量構(gòu)成上看，6年有效穗數(shù)平均581.55萬(wàn)·hm-2，穗粒數(shù)平均數(shù)為33.04粒，千粒重平均為45.20 g，株高平均78.28 cm，年度間變化幅度不大。

表1 2013—2018年河南省審定弱春性小麥品種的 產(chǎn)量及其構(gòu)成要素

2.2 變異分析

由表2 可知，產(chǎn)量及構(gòu)成三要素的變異系數(shù)大小為產(chǎn)量(y)>千粒重(x3)>有效穗數(shù)(x1)>穗粒數(shù)(x2)，說(shuō)明河南省近6年選育弱春性品種時(shí)，對(duì)穗粒數(shù)和有效穗數(shù)的選擇相對(duì)較差，但在生產(chǎn)中卻可以通過(guò)栽培措施改變?nèi)醮盒云贩N的穗粒數(shù)和有效穗數(shù)來(lái)獲得較高的產(chǎn)量。有效穗數(shù)和千粒重的變異系數(shù)非常接近，說(shuō)明近6年河南育成的弱春性小麥的產(chǎn)量三要素已經(jīng)達(dá)一個(gè)比較穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)。但產(chǎn)量相對(duì)不穩(wěn)定，這可能受年度變化、栽培措施不同等因素的影響。

表2 小麥產(chǎn)量構(gòu)成三要素的變異系數(shù)

2.3 產(chǎn)量構(gòu)成三要素與產(chǎn)量的相關(guān)分析

從表3可知，弱春性小麥品種產(chǎn)量三要素與產(chǎn)量的相關(guān)系數(shù)大小順序?yàn)椋河行霐?shù)>千粒重>穗粒數(shù)。三要素都與產(chǎn)量呈正相關(guān)，有效穗數(shù)與千粒重相關(guān)系數(shù)比較接近，二者與產(chǎn)量的相關(guān)達(dá)到極顯著水平，穗粒數(shù)與產(chǎn)量的相關(guān)不顯著。有效穗數(shù)與穗粒數(shù)、穗粒數(shù)與千粒重之間的相關(guān)性均呈為負(fù)值，表明二者之間存在一定的制約性，生產(chǎn)中提高其中一方會(huì)對(duì)另一方造成不利影響。要想獲得高產(chǎn)，產(chǎn)量三要素之間需要達(dá)到一個(gè)較高水平的協(xié)調(diào)與平衡。

表3 小麥產(chǎn)量構(gòu)成三要素與產(chǎn)量間的相關(guān)系數(shù)

2.4 產(chǎn)量構(gòu)成因素間的偏相關(guān)分析

由表4可以看出，產(chǎn)量三要素均與產(chǎn)量呈極顯著正相關(guān)，其中，有效穗數(shù)與產(chǎn)量的偏相關(guān)程度最高(r=0.84)，千粒重次之(r=0.80)，穗粒數(shù)最小(r=0.77)。這說(shuō)明河南省弱春性小麥高產(chǎn)育種策略應(yīng)增加有效穗數(shù)，提高千粒重，挖掘穗粒數(shù)的潛力。

2.5 產(chǎn)量構(gòu)成因素與產(chǎn)量的多元回歸分析

把河南省2013—2018年通過(guò)審定的弱春性小麥品種，以Y為因變量，以x1、x2、x3為自變量，通過(guò)多元回歸分析進(jìn)行小麥產(chǎn)量構(gòu)成因素與產(chǎn)量的數(shù)據(jù)處理，建立模型(表4)：y=-1 178.52+15.56x1+17.77x2+10.27x3。

表4 小麥產(chǎn)量構(gòu)成三要素對(duì)產(chǎn)量的偏相關(guān)分析和 多元回歸分析

注：b0為常數(shù)，b1代表有效穗數(shù)，b2代表穗粒數(shù)，b3代表千粒重。

對(duì)小麥產(chǎn)量構(gòu)成因素與產(chǎn)量的回歸系數(shù)的研究表明，模型中小麥各性狀t測(cè)驗(yàn)均達(dá)極顯著水平，方差分析結(jié)果，F(xiàn)=40.72**，達(dá)到極顯著差異。r=0.896 0，R2=0.802 8，調(diào)整相關(guān)r′=0.884 9，調(diào)整后的相關(guān)系數(shù)非常高，說(shuō)明以此建立的方程非常可靠。在另外兩個(gè)因素相對(duì)固定的前提下，單位面積有效穗數(shù)每增加一個(gè)單位，產(chǎn)量增加15.56 kg；穗粒數(shù)每增加一個(gè)單位，產(chǎn)量增加17.77 kg；千粒重每增加一個(gè)單位，產(chǎn)量增加10.27 kg。

2.6 產(chǎn)量構(gòu)成因素對(duì)產(chǎn)量的通徑分析

回歸方程確定了各主要性狀的直接作用，但各主要性狀間的相互作用沒(méi)有表達(dá)出來(lái)。為了更全面掌握主要性狀對(duì)產(chǎn)量的貢獻(xiàn)大小(直接作用和間接作用及相互關(guān)系)，進(jìn)行以下通徑系數(shù)分析。由表5可以看出，近幾年弱春性小麥品種產(chǎn)量構(gòu)成三要素中，對(duì)產(chǎn)量的直接通徑系數(shù)大小順序?yàn)椋河行霐?shù)(0.767 8)>千粒重(0.604 7)>穗粒數(shù)(0.594 3)，說(shuō)明有效穗數(shù)對(duì)產(chǎn)量的直接作用最大，千粒重與穗粒數(shù)對(duì)產(chǎn)量的直接作用相當(dāng)，通徑分析與相關(guān)分析表現(xiàn)一致。從間接通徑系數(shù)看，有效穗數(shù)與穗粒數(shù)、穗粒數(shù)與千粒重間的間接通徑系數(shù)為負(fù)值，因此，在弱春性小麥高產(chǎn)育種過(guò)程中，應(yīng)重視有效穗數(shù)與穗粒數(shù)、穗粒數(shù)與千粒重之間關(guān)系的協(xié)調(diào)，以達(dá)到小麥高產(chǎn)的目標(biāo)。這說(shuō)明產(chǎn)量三要素之間存在著很強(qiáng)的制約關(guān)系，任一產(chǎn)量因素的提高，都會(huì)限制和削弱其他要素對(duì)產(chǎn)量的作用。

表5 小麥產(chǎn)量構(gòu)成三要素對(duì)產(chǎn)量的通徑系數(shù)

3 小結(jié)與討論

河南省2015—2018年審定的弱春性小麥品種產(chǎn)量幅度變化不大，比較穩(wěn)定，平均為7 162.41 kg·hm-2；從產(chǎn)量構(gòu)成上看，有效穗數(shù)、穗粒數(shù)、千粒重、株高年度間變化幅度也不大。變異系數(shù)產(chǎn)量最大，穗粒數(shù)最小，表明近年在選育弱春性小麥品種過(guò)程中，對(duì)穗粒數(shù)和有效穗數(shù)的選擇相對(duì)較差，但在生產(chǎn)中卻可以通過(guò)栽培措施改變?nèi)醮盒云贩N的穗粒數(shù)和有效穗數(shù)來(lái)達(dá)到較大的增產(chǎn)潛力。相關(guān)分析結(jié)果表明，有效穗數(shù)、千粒重與產(chǎn)量呈極顯著正相關(guān)，穗粒數(shù)與產(chǎn)量呈正相關(guān)，但相關(guān)不顯著，相關(guān)程度為：有效穗數(shù)>千粒重>穗粒數(shù)。通過(guò)偏相關(guān)分析結(jié)果表明，產(chǎn)量三要素與產(chǎn)量呈極顯著正相關(guān)，偏相關(guān)程度為：有效穗數(shù)>千粒重>穗粒數(shù)。通徑分析結(jié)果表明，3個(gè)產(chǎn)量構(gòu)成因素對(duì)產(chǎn)量的直接通徑系數(shù)為：有效穗數(shù)>千粒重>穗粒數(shù)，且都是正值。3種分析結(jié)果一致，表明在弱春性小麥高產(chǎn)育種時(shí)，應(yīng)重點(diǎn)考慮有效穗數(shù)對(duì)產(chǎn)量的影響，這一性狀在選擇時(shí)應(yīng)放在首位，其次是千粒重，穗粒數(shù)對(duì)產(chǎn)量的影響最低，可以放寬對(duì)穗粒數(shù)的選擇。

通過(guò)多元回歸分析，建立小麥產(chǎn)量構(gòu)成因素與產(chǎn)量的回歸方程，模型中小麥各性狀t測(cè)驗(yàn)均達(dá)極顯著水平，方差分析達(dá)到極顯著差異，相關(guān)系數(shù)較高，證明建立的方程可靠，建立的回歸方程可以用來(lái)預(yù)測(cè)產(chǎn)量。

本研究結(jié)果與有關(guān)報(bào)道或同或異[5-8]，這可能與研究小麥品種的時(shí)間、對(duì)象、生態(tài)環(huán)境、栽培措施等的不同有關(guān)。有待做進(jìn)一步比較研究。