大麥新品種蒙啤麥5號豐產穩產適應性分析及應用評價

馬 宇,呂二鎖,巴 圖,徐壽軍,徐廣祥,李建波,杜慧婷,劉志萍

0 引 言

【研究意義】近年來,世界大麥的需求迅猛增加[1],目前我國大麥現有品種產量、品質等穩定性還較差,限制了大麥產業發展,因此,培育優質、豐產、適應性強的大麥新品種,對于提高國產大麥競爭力具有重要意義。【前人研究進展】大麥兼具糧食加工、啤酒釀造、禽畜飼養、食藥保健等多種用途[2-3],因其具有早熟、耐瘠薄、適應性廣等特性,在世界農業生產中至今仍占有重要地位[4-5]。蒙啤麥5號,是由內蒙古自治區農牧業科學院作物科學研究所大麥研究室以ND15403為母本,ND15387為父本雜交選育而成[6]。【本研究切入點】有關大麥新品種蒙啤麥5號豐產穩產適應性研究文獻較少,需研究大麥新品種蒙啤麥5號生產應用價值。【擬解決的關鍵問題】利用蒙啤麥5號多年多點區域試驗及生產試驗數據,通過比較分析法、高穩系數法、基因型分組法以及適應性參數法對其進行豐產穩產及適應性分析,并利用通徑分析為該品種的進一步規模化生產應用提供有利的數據支撐。

1 材料與方法

1.1 材 料

供試材料除09GW-07為國外引進大麥(HordeumvulgareL.)資源外,其余均為內蒙古自治區農牧業科學院大麥研究室自主選育品種。數據來源于2012年度(呼和浩特市、巴彥淖爾市、錫盟太仆寺旗、海拉爾特泥河農場、牙克石市)和2013年度(呼和浩特市、巴彥淖爾市、錫盟太仆寺旗、海拉爾特泥河農場、海拉爾拉布大林農場)內蒙古自治區啤酒大麥新品種區域試驗以及2014年度(巴彥淖爾市、錫盟太仆寺旗、海拉爾特泥河農場、海拉爾拉布大林農場)和2015年度(呼和浩特市、巴彥淖爾市、錫盟太仆寺旗、海拉爾特泥河農場)內蒙古自治區啤酒大麥新品種生產試驗。

1.2 方 法

區域試驗參照內蒙古自治區大麥聯合區域試驗要求,采用隨機區組排列,重復3次,小區長5 m、寬2.5 m、行距0.25 m、10行區,小區面積12.5 m2,區間距離0.5 m,重復間距離0.8 m,播種量按保苗27×104株/667m2株計算。人工開溝撒籽,收獲時不去邊行全收計產。生產試驗各示范點每一品系在同一示范點統一種植667～3 335 m2,保苗27×104～33×104株/667m2。

1.2.1 豐產性

采用蒙啤麥5號與對照品種在2年區域試驗及生產試驗中的產量結果相比較的方法,分別計算增減產比例及增產點率。

1.2.2 穩產性

采用溫振民等[7]提出的高穩系數法以及Francis等[8]提出的基因型分組法進行高產穩產性分析。

高穩系數法:HSCi=(Xi-Si)/(1.1×Xck)×100%.

式中,Xi:第i個品種平均產量;Si:第i個品種標準差;Xck:對照品種平均產量。

基因型分組法:以變異系數為橫坐標,以產量為縱坐標,以參試品種變異系數均值及產量均值為坐標原點,構成4個象限,得出各品種散點圖。

1.2.3 適應性

采用俞世蓉等[9]提出適應性參數法進行適應性分析。

適應性參數法:以適應性參數為橫坐標;以產量為縱坐標,以適應性參數等于1、參試品種產量平均值為坐標原點(1,產量平均值),構成4個象限,得出各品種散點圖。

1.3 數據處理

采用Microsoft Excel 2010進行數據處理。采用SPSS 17.0軟件,利用線性回歸的方法實現通徑分析[10]。

2 結果與分析

2.1 大麥區域試驗產量表現

研究表明,蒙啤麥5號在2012年區試5個試點中平均產量4 921.6 kg/hm2,居第3位,較對照蒙啤麥1號增產17.36%,增產點率80%;在2013年區試5個試點中平均產量4 914.27 kg/hm2,居第2位,較對照蒙啤麥1號增產16.97%,增產點率80%;兩年生試中蒙啤麥5號平均產量分別為4 252.62和4 537.78 kg/hm2,較對照品種蒙啤麥1號平均增產22.71%和16.28%,增產點率達到了87.5%,增產效果顯著,具有良好的豐產性。表1,表2

表1 2012～2013年內蒙古自治區大麥區域試驗產量表現

表2 2014～2015年內蒙古自治區大麥生產示范產量表現

2.2 大麥區域豐產穩產適應性

2.2.1 高穩系數法

研究表明,2年區試中蒙啤麥5號高穩系數位次均位列第1,2012年高穩系數58.5%,2013年高穩系數65.82%,蒙啤麥5號豐產穩產性在所有參試品種中最好;10PJ-03在2012年區試中高穩系數位次位居第2,但2013年位居第5,09GW-07產量指標好于蒙啤麥5號,但2年區試高穩系數位次均位居第3,穩產性較蒙啤麥5號稍差。表3

表3 2012～2013年內蒙古自治區大麥區域豐產穩產適應性

2.2.2 Francis-Kannenberg基因型分組法

研究表明,2012年區域試驗中,第Ⅱ象限中共有4個品種,按照變異系數大小排列為09GW-07>10PJ-03>10PJ-13>蒙啤麥5號,這4個品種產量均高于參試品種平均產量(4 628.8 kg/hm2),且變異系數值小于平均變異系數值,均屬于高產穩產品種,而4個品種中蒙啤麥5號變異系數最小,其在高產的前提下,穩產性要更好。2013年區域試驗中,第Ⅱ象限中共有4個品種,按照變異系數大小排列為10PJ-51>09GW-07>09PJ-39>蒙啤麥5號,4個品種產量均高于參試品種平均產量(4 648.88 kg/hm2),且變異系數值小于平均變異系數值,均屬于高產穩產品種,而4個品種中蒙啤麥5號產量僅次于09GW-07,但變異系數依然最小,其在高產的前提下,穩產性要更好。圖1,圖2

圖1 2012年參試大麥品系產量與變異系數散點圖

圖2 2013年參試大麥品系產量與變異系數散點圖

2.3 大麥品系產量與適應性

研究表明,利用平均產量與適應性參數相結合的方法來衡量參試品種的適應性,構成的坐標象限中,第Ⅰ象限產量及適應性參數均較高,屬于豐產但不穩產型;第Ⅱ象限產量較高,但適應性參數較小,屬于豐產穩產型;第Ⅲ象限產量及適應性參數均較小,屬于穩產但不豐產型;第Ⅳ象限產量較低,但適應性參數較高,屬于低產不穩產型。第Ⅱ象限中共有2個品種,按照適應性參數大小排列為10PJ-13>蒙啤麥5號,2個品種產量均高于參試品種平均產量(4 628.8 kg/hm2),且適應性數值小于平均適應性參數值,均屬于高產穩產品種,而2個品種中蒙啤麥5號適應性參數最小,其在高產的前提下,適應性要更好。2013年區域試驗中,第Ⅱ象限中共有3個品種,按照適應性參數大小排列為10PJ-51>09PJ-39>蒙啤麥5號,3個品種產量均高于參試品種平均產量(4 648.88 kg/hm2),且適應性參數值小于平均適應性參數值,均屬于高產穩產品種,蒙啤麥5號產量最高,適應性參數最小,其即高產又具有良好的適應性。圖3,圖4

圖3 2012年參試大麥品系產量與適應性參數散點圖

圖4 2013年參試大麥品系產量與適應性參數散點圖

2.4 產量構成因素通徑系數

研究表明,蒙啤麥5號直接通徑系數中單株粒數(0.667)>有效穗數(0.543)>千粒重(-0.41),單株粒數對產量的直接效應最大,為0.666 7,其對產量結果影響最大,單株粒數通過有效穗數產生正效應,但通過千粒重產生負效應,適當的增加有效穗數可以提高單株粒數,從而提高產量,但有效穗數過高,前期營養生長消耗過大,后期千粒重反而降低,不利于高產;有效穗數對產量的直接效應次之,為0.543,有效穗數通過單株粒數產生正效應,但通過千粒重產生負效應,有效穗數不能通過千粒重影響產量,但可以通過單株粒數影響產量;千粒重對產量直接效應最小,為-0.41,其對產量結果影響最小,且千粒重通過有效穗數及單株粒數均產生負效應,千粒重的增加不能通過有效穗數及單株粒數來影響產量。表4

表4 蒙啤麥5號產量構成因素通徑分析

2.5 籽粒及麥芽品質變化

研究表明,蒙啤麥5號籽粒品質:千粒重為53.8 g,飽滿粒93.45%,瘦小粒為5.22%,發芽率為98%,籽粒蛋白質含量13.6%,淀粉含量55.47%,纖維3.61%,脂肪2.44%,灰分1.96%,β-葡聚糖4.39%,其中千粒重、飽滿粒、發芽率均達到國家優級標準;麥芽品質:麥芽浸出物(以干基計)80%,庫爾巴哈值40.5%,糖化力435 WK,α-氨基酸153 mg/100g,均達到了國家優級標準。表5

表5 蒙啤麥5號籽粒及麥芽品質

3 討 論

3.1豐產穩產性是評價作物品種優劣的重要指標[11],而自身遺傳特性與環境變化差異是影響豐產穩產的主要因素[12]。高穩系數法是利用平均產量與標準差來綜合衡量各品種的豐產性與穩產性,高穩系數越大,豐產穩產性越強,高穩系數越小,豐產穩產性越弱[13]。基因型分組法是利用平均產量與變異系數相結合的方法來衡量參試品種的豐產穩產性,構成的坐標象限中,第Ⅰ象限產量及變異系數均較高,屬于豐產但不穩產型;第Ⅱ象限產量較高,但變異系數較小,屬于豐產穩產型;第Ⅲ象限產量及變異系數均較小,屬于穩產但不豐產型;第Ⅳ象限產量較低,但變異系數較高,屬于低產不穩產型[14]。有效穗數、單株粒數及千粒重是影響大麥產量變化的關鍵性狀,如何協調好其相關關系是大麥新品種實現高產的重要因素之一[15]。豐產、穩產以及適應性是評價作物品種優良的重要依據[16]。劉靜等[17]利用比較分析法、高穩系數法等對江麥23的豐產穩產性進行了分析,結果表明,江麥23具有良好的豐產穩產及適應性。黃杰等[18]利用AMMI模型及灰色關聯度等方法對9份小麥品種進行豐產穩產適應性分析,結果表明漯麥906符合當前小麥高產、穩產、廣適、優質并進的育種目標。試驗綜合應用了比較分析、高穩系數、基因型分組以及適應性參數等多種方法,對大麥新品種蒙啤麥5號進行了豐產穩產及適應性分析,結果表明蒙啤麥5好具有良好的豐產穩產適應性。

3.2作為大麥產量影響關鍵因素,不同品種的有效穗數、單株粒數以及千粒重對其產量影響程度不同,馮輝等[19]通過對駐大麥4號產量構成因素通徑分析結果表明,有效穗數、單株粒數以及千粒重均對產量形成具有正向效應,單株粒數對產量直接影響最大,其次為有效穗數及千粒重。趙加濤等[20]通過對保大麥20號產量構成因素分析結果表明,有效穗數、穗粒數對產量形成具有正向效應,而千粒重對產量形成具有負向效應,有效穗數對產量直接影響最大,其次為穗粒數和千粒重。研究結果表明,單株粒數及有效穗數對蒙啤麥5號產量形成具有正向效應,而千粒重對產量形成具有負向效應,單株粒數對產量直接影響最大,其次為有效穗數及千粒重,結合蒙啤麥5號產量構成因素通徑分析結果,在生產應用中,應盡量增加基本苗,但要注意栽培密度以防倒伏,同時在分蘗期及時施肥澆水促進有效分蘗增多。

4 結 論

在生產示范中,蒙啤麥5號平均產量4 395.2 kg/hm2,較對照平均增產19.5%,增產點率達87.5%;在兩年區域試驗中,高穩系數最大(58.5%和65.82%),變異系數最小(42.16%和34.24%),適應性參數小于1(0.89和0.87),千粒重為53.8 g,飽滿粒93.45%,發芽率為98%,麥芽浸出物80%,庫爾巴哈值40.5%,糖化力435 WK,α-氨基酸153 mg/100g,蒙啤麥5號屬于增產潛力大、穩定性好,適應性強,品質優的大麥新品種,適宜在內蒙古自治區及氣候條件相似鄰近省(區)種植。