小麥新品種漯麥76籽粒灌漿特性及產量分析

甄士聰，趙永濤，袁謙，張中州，望俊森

(漯河市農業科學院，河南 漯河 462300)

小麥產量的高低與穗數、穗粒數以及千粒重這三者之間有很大的聯系[1]，穗數與穗粒數在單位面積內逐步趨于穩定時，小麥增產潛力在于進一步提高千粒重[2-3]。而灌漿特性與粒重關系密切，進而影響產量。有關小麥籽粒灌漿參數和粒重的研究較多，結論不統一。張曉龍[4]認為，不同品種之間的千粒重差異主要由灌漿速率大小和持續期長短所決定，且灌漿速率與粒重在函數關系上呈現正相關。蔡慶生等[5]表示，小麥籽粒生長過程中，干物質積累量的決定因素并不是灌漿持續時間，而是籽粒灌漿速率。李秀君等[6]認為，千粒重的影響要素主要有2個，一個是籽粒平均灌漿速率，另一個是最大灌漿速率，并且這兩者之間也是呈現正相關關系。劉豐明等[7]認為，河南省高產小麥粒重影響因素有2個，一是籽粒灌漿速率，還有就是持續時間，其中速率的影響要遠大于持續時間的影響。周竹青等[8]認為，小麥籽粒重量受到多個因素的影響，對粒重具有顯著影響的因素包括平均速率、快增期速率與時間、持續期、緩增期速率及時間。苗永杰等[9]認為，粒重與灌漿速率呈顯著正相關。不同研究選用品種不同，且環境條件與栽培管理也有差異，導致了結果的不同。

黃淮麥區是我國小麥主產區，產量提高對我國糧食安全意義重大。該地區小麥在灌漿期常常會受到陰雨大風、干熱風和干旱等不利氣候的影響，同時還會遭受病蟲害的侵襲，這些因素的共同作用導致小麥的灌漿不充分，籽粒干癟，從而導致小麥產量下降。生產上更需要灌漿速度快的高產品種。漯麥76是漯河市農業科學院采用系譜法選育而成的多穗大粒小麥新品種，審定編號為豫審麥20220031。親本組合為S1045/鄭麥366//周麥16。產量三要素協調，千粒重突出，667 m2穗數在37.4萬～41.6萬，穗粒數在34.5～35.5，而千粒量在47.7～49.1 g。產量達到繼續區域試驗同步生產試驗的標準。千粒重在2022年河南省審定的13個春性小麥品種中居第二。本文旨在通過分析漯麥76籽粒灌漿特性以及成產因素與產量效應，以期明確該品種的特性，為實現高產栽培提供理論依據，并推廣應用。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

對3個小麥品種進行籽粒灌漿速率測定，小麥品種選用漯麥76、鄭麥113、偃展4110。其中，鄭麥113、偃展4110為對照品種，品種來源于漯河市農業科學院。漯麥76產量相關數據為2017—2020年河南省春水組小麥品種試驗結果，由44個試驗點數據匯總。

1.2 試驗方法

1.2.1 籽粒灌漿速率測定試驗設計

試驗于2021—2022年在漯河市農業科學院試驗基地進行。試驗地土質為砂壤土，深翻與旋耕整地。基肥為復合肥(N 15%，P2O515%，K2O 15%)，750 kg·hm-2撒施。3個待測小麥品種于2021年10月27日以小區點播種植，行距為27.3 cm，株距為7.14 cm，采用隨機區組排列的方式進行試驗，并設置3次重復。小區面積為2.5 m×3.0 m，基本苗225萬·hm-2。田間管理同常規大田。

1.2.2 籽粒灌漿速率指標測定

籽粒灌漿速率參照《作物學實驗實習指導》[10]測定。每個小區于揚花期選取花期一致的麥穗，選50個麥穗進行標記以備取樣。取樣時間定在小麥揚花后5 d，隨后每隔5 d取樣1次，每小區選取5穗，一直持續至小麥成熟。取樣后，樣品被置于烘箱中，首先在105 ℃下殺青30 min，然后在80 ℃下烘烤24 h，達到恒重，手工脫粒后對籽粒稱干重、計數，計算千粒重。

1.3 數據分析

采用SPSS 26.0和Excel對相關數據進行歸納整理、分析和制作圖表。然后依據Logistic方程[11]對籽粒灌漿過程進行擬合，灌漿參數計算則是采用韓占江等[12-13]的計算方法。

2 結果與分析

2.1 籽粒灌漿特性分析

2.1.1 籽粒灌漿過程中千粒重變化

根據圖1，3個小麥品種的千粒重在籽粒灌漿過程中呈現出“S”形曲線增長趨勢，并且其灌漿速率表現出“慢-快-慢”的變化趨勢。漯麥76在前10 d與2個對照品種灌漿速率相當，在10～25 d較對照品種灌漿速率增快，在25 d后較對照品種灌漿速率放緩不明顯。因此，漯麥76在灌漿中后期灌漿速率高是其千粒重高于對照品種的主要原因。

圖1 3個小麥品種千粒重變化Fig.1 Changes in 1 000-grain weight of three wheat varieties

2.1.2 籽粒灌漿模型分析

采用Logistic方程對小麥灌漿進程進一步擬合，R2值大于0.95，F測驗表明，方程擬合達到極顯著水平(表1)，可以有效地反映小麥籽粒灌漿規律。Logistic方程中的參數k值越大，說明生長越好，漯麥76的k值達到56.25 g，表明其生長情況最好，鄭麥113的k值為44.58 g，偃展4110的k值為43.88 g，漯麥76的k值最大。

表1 3個小麥品種籽粒灌漿Logistic方程參數Table 1 Parameters of Logistic equations for grain filling of three wheat varieties

2.1.3 籽粒灌漿參數分析

根據表2可知，灌漿速率在快增期加快，緩增期和漸增期都相對緩慢。這3個階段中，快增期灌漿速率最高，其次是漸增期，最低的階段為緩增期。這個結果又與干質量“S”形曲線變化趨勢保持了一致。漯麥76最大灌漿速率和平均灌漿速率都最大。漯麥76、鄭麥113和偃展4110的最大灌漿速率分別為2.42、2.05和2.11 g·d-1。漯麥76、鄭麥113和偃展4110的平均灌漿速率分別為1.37、1.15和1.14 g·d-1。籽粒灌漿的3個階段T1、T2、T3和灌漿速率R1、R2、R3表現不同。在這些指標中，漯麥76的灌漿過程與鄭麥113和偃展4110差異較大，T1最短、T2最長、R2最大、T3最短、R3最大，說明漯麥76中后期灌漿快、積累量大。

表2 3個小麥品種籽粒灌漿參數Table 2 Grain filling parameters of three wheat varieties

2.1.4 籽粒灌漿參數的相關性分析

對灌漿參數與千粒重數據進行函數分析，逐步多元回歸后得到最優回歸方程Y=-28.88+59.48R+0.53T3。據表3中所示，千粒重與R呈極顯著相關，相關系數為1。因此，平均灌漿速率在籽粒灌漿中對于提高粒質量和實現增產具有決定性的作用。

表3 籽粒灌漿參數與千粒重的相關性Table 3 Correlation between grain filling parameters and 1 000-grain weight

2.2 漯麥76成產因素與產量的效應分析

采用通徑分析法分析穗數(X1)、穗粒數(X2)、千粒重(X3)與產量的效應[14]。從表4看出，穗數相對應的直接通徑系數為0.664，從X1→X2，以及X1→X3的通徑組合可知，X1→X2間接效應雖然為-0.045，但是整體的負值較小。依照穗數總和效應的0.667可以分析得出，穗數對產量的直接貢獻最大。X2在產量的直接效應系數為-0.587，總效應為-0.194，但是間接通徑系數X2→X1以及X2→X3分別為0.214和0.179，都是正值[15]。千粒重對產量的效應排第二，直接通徑系數為0.658，僅比穗數產生的直接效應低了0.006。再分析總和效應為0.698，說明千粒重對產量總效應貢獻最大[16]。

表4 產量三要素與產量的通徑分析Table 4 Path analysis of the three factors of yield and yield

3 討論與結論

研究[17-19]表明，小麥籽粒的灌漿速率主要受到遺傳因素的控制。通過分析不同穗型小麥籽粒灌漿過程、干物質積累以及與產量的關系，丁位華等[20]發現，對產量影響最大的因素是干物質積累的平均速率。本研究發現，3個品種的籽粒灌漿過程中，平均灌漿速率對于實現增產具有決定性的作用，可進一步采用平均灌漿速率對相關性狀進行基因定位，進一步明確其遺傳基礎，實現育種價值。

本研究發現，3個品種都符合Logistic生長曲線。漯麥76的千粒重最大生長量上限k值最大，為56.25。在23.67 d達到最大灌漿速率，最大灌漿速率和平均灌漿速率都最大，中后期灌漿快、積累量大，可以保障籽粒灌漿充分的同時避免后期干熱風危害[21]。因此，漯麥76具有灌漿速率快、籽粒質量高的特點。漯麥76平均灌漿速率與千粒重呈極顯著正相關。段國輝等[22]在分析黃淮麥區不同生態型小麥籽粒灌漿特性時發現，水地品種中，平均灌漿速率對粒重的影響達極顯著水平。這與本研究結果相一致。

單位面積產量的提高決定于其構成因素的協調提高[3]。對漯麥76的研究結果顯示，影響產量的構成三要素中，穗數對產量的直接貢獻最大，而千粒重對小麥產量的總效應貢獻最大。漯麥76屬于穗數、千粒重并重型大粒小麥品種，并非穗粒數越多產量越高。因此，生產上適期播種，適時追肥，灌漿期間澆好灌漿水，前期管理保證有效穗數，中后期壯根護葉保障灌漿充分來確保高產。在保證有效穗數的基礎上，穩定穗粒數，提高千粒重，是高產的關鍵。