小麥黃淮冬麥區(qū)北片國家區(qū)試品種產(chǎn)量構(gòu)成因素變異分析

張運校 吳彩霞 劉筱穎

（1 山西省運城市種子管理站，運城 044000；2 臨汾市繼農(nóng)種業(yè)有限公司，山西臨汾 041000）

小麥?zhǔn)俏覈饕诩Z作物，適應(yīng)性廣、營養(yǎng)價值高、耐儲藏，為人們提供21%的食物熱量和20%的蛋白質(zhì)[1]。我國小麥在經(jīng)歷了抗病穩(wěn)產(chǎn)、矮化抗倒和優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)后，大量小麥品種被選育，單產(chǎn)和總產(chǎn)大幅度提高，但仍然不能填補當(dāng)前供需的缺口，因此研究小麥產(chǎn)量及構(gòu)成因素的關(guān)系對于指導(dǎo)今后小麥的育種工作具有重要的理論和實際意義[2-4]。

單位面積有效穗數(shù)、穗粒數(shù)和千粒重是小麥產(chǎn)量構(gòu)成三因素，其中千粒重的遺傳力最高，其次為有效穗數(shù)[5]。田紀(jì)春等[6]研究不同類型超級小麥產(chǎn)量構(gòu)成因素對籽粒產(chǎn)量的作用后發(fā)現(xiàn)：穗數(shù)對產(chǎn)量的貢獻(xiàn)最大，一般來說多穗型品種依靠穗數(shù)，大穗型品種也必須在一定穗數(shù)的基礎(chǔ)上才能在產(chǎn)量方面有所突破。穗粒數(shù)提高的潛力在于提高結(jié)實率，從而實現(xiàn)大穗目標(biāo)；粒重取決于籽粒灌漿速率和灌漿持續(xù)時間[7-8]。于振文等[9]對兩種類型的品種進(jìn)行超高產(chǎn)潛力研究，發(fā)現(xiàn)分蘗成穗率低的大穗型品種和分蘗成穗率高的中穗型品種均具有9000kg/hm2的產(chǎn)量潛力，只是群體結(jié)構(gòu)和產(chǎn)量結(jié)構(gòu)不同?？梢?，產(chǎn)量提高是三因素共同作用的結(jié)果，三因素之間互相影響、互相制約，在“源”穩(wěn)定一致的情況下，使穗數(shù)、穗粒數(shù)和千粒重同步增長，可能是今后小麥育種突破的主攻方向。

目前對小麥產(chǎn)量及構(gòu)成因素的研究多是圍繞單一環(huán)境和品種，從宏觀角度研究小麥產(chǎn)量及構(gòu)成因素的報道較少。本研究對2015-2018 年間黃淮冬麥區(qū)北片區(qū)試品種的產(chǎn)量及構(gòu)成因素進(jìn)行變異分析、相關(guān)分析、回歸分析和通徑分析，旨在探索黃淮冬麥區(qū)北片小麥產(chǎn)量及構(gòu)成因素的變化趨勢和相互關(guān)系，為實現(xiàn)小麥高產(chǎn)甚至超高產(chǎn)提供參考依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗材料數(shù)據(jù)來源于2015-2016、2016-2017 和2017-2018 年度黃淮冬麥區(qū)北片區(qū)域試驗，山西省新絳縣原種場試驗點。3年參試品種共32個，品種詳細(xì)信息見表1。

表1 參試品種信息

1.2 試驗實施與測定方法每年10 月中旬整地播種，隨旋耕機施復(fù)合肥后劃分為長6.67m，寬2m 的小區(qū)。每個小區(qū)種植9 行，行距為20cm，每個小區(qū)重復(fù)3 次，各重復(fù)隨機區(qū)組排列，其他管理與大田相同。成熟前調(diào)查成穗數(shù)，隨機取100 穗測定穗粒數(shù)，脫粒后實測產(chǎn)量和千粒重。

1.3 數(shù)據(jù)分析采用Microsoft Excel 對數(shù)據(jù)進(jìn)行整理，利用SPSS Statistics 20.0 對每年的參試品種產(chǎn)量構(gòu)成因素進(jìn)行相關(guān)分析、回歸分析和通徑分析[10-11]。

2 結(jié)果與分析

2.1 小麥產(chǎn)量構(gòu)成因素的變異性分析由表2 可知，32 個小麥品種的產(chǎn)量平均為9165.7kg/hm2，變幅為7343.8～10947.0kg/hm2，整體上看，黃淮冬麥區(qū)北片小麥品種的產(chǎn)量水平較高，高產(chǎn)潛力大。產(chǎn)量變異系數(shù)為11.69%，說明黃淮冬麥區(qū)北片品種間產(chǎn)量變化范圍大。有效穗數(shù)的均值為700.9 萬穗/hm2，變幅為567.0～819.0 萬穗/hm2，穗粒數(shù)均值為34.9粒，變幅為30.0～40.9 粒；千粒重均值為42.1g，變幅為35.5～47.9g。產(chǎn)量構(gòu)成三因素的變異系數(shù)由大到小依次為：有效穗數(shù)＞千粒重＞穗粒數(shù)，說明在品種選育過程中，較為注重有效穗數(shù)這一性狀。

表2 小麥產(chǎn)量相關(guān)性狀的變異分析

2.2 小麥產(chǎn)量構(gòu)成因素間及其與產(chǎn)量的相關(guān)性分析了解產(chǎn)量構(gòu)成三因素與產(chǎn)量的關(guān)系，有利于確定今后的育種方向。由表3 可以得出，有效穗數(shù)、穗粒數(shù)和千粒重與產(chǎn)量均呈正相關(guān)關(guān)系，有效穗數(shù)和千粒重與產(chǎn)量呈極顯著正相關(guān)，相關(guān)性大小為：有效穗數(shù)＞千粒重＞穗粒數(shù)，表明有效穗數(shù)對產(chǎn)量的影響最大，對產(chǎn)量提高貢獻(xiàn)最大，其次是千粒重?？梢姰?dāng)前黃淮冬麥區(qū)北片小麥產(chǎn)量應(yīng)以提高有效穗數(shù)和千粒重為主要目標(biāo)。

穗粒數(shù)與有效穗數(shù)呈極顯著負(fù)相關(guān)，表明在當(dāng)前栽培條件下有效穗數(shù)的增減會顯著影響穗粒數(shù)；穗粒數(shù)和千粒重之間也相互制約。在育種過程中要協(xié)調(diào)好有效穗數(shù)和穗粒數(shù)的關(guān)系，同時也要注重千粒重。

表3 產(chǎn)量構(gòu)成因素間及其與產(chǎn)量的相關(guān)分析

2.3 產(chǎn)量構(gòu)成因素對產(chǎn)量的回歸分析以有效穗數(shù)（X1）、穗粒數(shù)（X2）和千粒重（X3）為自變量，產(chǎn)量（Y）為因變量進(jìn)行回歸分析，建立了產(chǎn)量在7343.8～10947.0kg/hm2范圍內(nèi)的三元一次回歸方程Y=-21261.89+15.77X1+274.67X2+232.81X3（表4）。對回歸方程進(jìn)行顯著性檢驗發(fā)現(xiàn)，有效穗數(shù)（X1）、穗粒數(shù)（X2）和千粒重（X3）的偏回歸系數(shù)的顯著性均小于0.05，說明變量X 與Y 之間存在極顯著的線性回歸關(guān)系。此外，回歸方程表明，在其他兩個因素不變時，穗粒數(shù)每增減1 粒，產(chǎn)量分別增減274.67kg/hm2；有效穗數(shù)每增減1 萬穗/hm2，產(chǎn)量分別增減15.77kg/hm2；千粒重每增減1g，產(chǎn)量分別增減232.81kg/hm2。

表4 產(chǎn)量構(gòu)成因素對產(chǎn)量的回歸分析

2.4 產(chǎn)量構(gòu)成因素對產(chǎn)量的通徑分析有效穗數(shù)、穗粒數(shù)和千粒重對產(chǎn)量的直接作用均為正值（表5），表明提高三因素的任何一個，都可以提高產(chǎn)量，單位面積有效穗數(shù)作用最大（Py=0.864），穗粒數(shù)的作用最?。≒y=0.626）。有效穗數(shù)、穗粒數(shù)和千粒重對產(chǎn)量的直接作用大小為：有效穗數(shù)＞千粒重＞穗粒數(shù)，這與相關(guān)分析和回歸分析的結(jié)果基本一致。此外，有效穗數(shù)與穗粒數(shù)，穗粒數(shù)與有效穗數(shù)，穗粒數(shù)與千粒重及千粒重與穗粒數(shù)對產(chǎn)量的間接作用有較大的負(fù)效應(yīng)（表5），說明產(chǎn)量構(gòu)成三因素之間存在較強的制約關(guān)系，任何一因素的變化都會影響其他兩因素。

表5 產(chǎn)量構(gòu)成因素對產(chǎn)量的通徑系數(shù)

3 結(jié)論與討論

分析3 年來黃淮冬麥區(qū)北片參與區(qū)試品種的產(chǎn)量及相關(guān)性狀的關(guān)系表明，黃淮冬麥區(qū)北片品種的有效穗數(shù)的變異最大，穗粒數(shù)和千粒重變異較小，與多數(shù)學(xué)者研究結(jié)果一致[12-13]。這可能與有效穗數(shù)的遺傳力低，受環(huán)境條件的影響較大有關(guān)。產(chǎn)量三因素與產(chǎn)量之間的多元回歸方程的偏相關(guān)系數(shù)均呈極顯著，表明變量X 與Y 之間存在極顯著的線性回歸關(guān)系。相關(guān)分析和通徑分析的結(jié)果一致，表明產(chǎn)量三因素對產(chǎn)量均有正向作用，以有效穗數(shù)對產(chǎn)量的作用最大，其次是千粒重，與多數(shù)學(xué)者研究結(jié)果基本吻合[14-15]，進(jìn)一步證明在育種中首先要重視有效穗數(shù)，同時還需協(xié)調(diào)穗粒數(shù)和千粒重之間的關(guān)系。本文研究結(jié)果表明，今后小麥品種應(yīng)在有效穗數(shù)700.9 萬～819.0 萬穗/hm2，在此范圍內(nèi)重視千粒重，從而實現(xiàn)產(chǎn)量最大化。