潘正茂,王紅梅,貢慶勇,段 瑩,董帥廳,梁寶萍
(1.駐馬店市農(nóng)業(yè)科學(xué)院,河南駐馬店 463000;2.正陽(yáng)縣大林鎮(zhèn)農(nóng)業(yè)服務(wù)中心,河南正陽(yáng) 463600)
小麥?zhǔn)鞘澜缟献钪匾募Z食作物之一,是世界上種植面積最廣的糧食作物。小麥也在我國(guó)糧食作物中占有重要地位,在我國(guó)播種面積最大,總產(chǎn)與單產(chǎn)僅次于水稻,居于第2位,在糧食生產(chǎn)和消費(fèi)中歷來(lái)處于主導(dǎo)地位。過(guò)去的30年中,小麥面積占我國(guó)糧食總面積的30%左右,小麥產(chǎn)量占糧食總產(chǎn)量的40%左右,占谷物總產(chǎn)量的45%左右,占商品糧的50%左右。小麥的產(chǎn)量受多種產(chǎn)量性狀共同作用,但各種產(chǎn)量性狀對(duì)產(chǎn)量影響程度不同,這對(duì)小麥高產(chǎn)育種和小麥高產(chǎn)栽培都具有重要意義。產(chǎn)量育種既是小麥育種的主要目標(biāo),又是品質(zhì)抗性等育種的基礎(chǔ)。不同產(chǎn)量水平、不同基因型及不同地域氣候特點(diǎn)條件下,影響產(chǎn)量的主要因素不同,小麥的所有性狀都與產(chǎn)量有直接和間接的關(guān)系,在目前小麥的高產(chǎn)水平下,產(chǎn)量三要素構(gòu)成的研究空間逐漸變小,而對(duì)單株穗數(shù)、主莖穗長(zhǎng)、主莖小穗數(shù)、主莖穗粒數(shù)和主莖穗粒重將是今后提高產(chǎn)量的重要方向。隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和人口的增長(zhǎng),世界對(duì)小麥的需求量呈增長(zhǎng)趨勢(shì),而耕地面積卻呈下降的趨勢(shì)。小麥生產(chǎn)與需求存在嚴(yán)重的供需不平衡,需要提高小麥產(chǎn)量。在目前耕地面積減少的情況下,增加糧食的總產(chǎn)量,在國(guó)內(nèi)最有效可靠的途徑是提高單位面積的產(chǎn)量。保證小麥的高產(chǎn)和穩(wěn)產(chǎn),既可促進(jìn)河南經(jīng)濟(jì)發(fā)展,也可促進(jìn)我國(guó)糧食產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展,更有利于保證國(guó)家糧食的安全。因此,選育和培育高產(chǎn)的小麥新品種在生產(chǎn)中具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。鑒于此,筆者調(diào)查了河南省新選育的52份小麥品種和黃淮南片麥區(qū)其他組成省份新選育的42份小麥品種的主要產(chǎn)量性狀,并探討了不同來(lái)源小麥品種主要產(chǎn)量性狀之間的相關(guān)性。
試驗(yàn)材料為2020—2021年度黃淮南片麥區(qū)區(qū)域試驗(yàn)的全套小麥參試品種,其中來(lái)源于河南的參試品種有52份,來(lái)源于其他省份的參試品種有42份。供試材料具體信息詳見(jiàn)表1。
試驗(yàn)材料于2020—2021年度種植在駐馬店市農(nóng)業(yè)科學(xué)試驗(yàn)站,每個(gè)品種種4行,行長(zhǎng)2 m,單粒點(diǎn)播,株距10 cm,播種期為2020年10月20日。在小麥灌漿后期,每個(gè)小區(qū)在中間區(qū)域隨機(jī)選取10株調(diào)查其株高和穗數(shù)以及主莖穗長(zhǎng)、小穗數(shù)和穗粒數(shù),成熟時(shí)測(cè)定千粒重和主莖穗粒重。
利用Excel軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)分析。每個(gè)品種計(jì)算各性狀的平均數(shù)、標(biāo)準(zhǔn)差、變異范圍和變異系數(shù),并分為河南省小麥品種和其他省份小麥品種,分析各性狀的表現(xiàn)以及性狀間的相關(guān)系數(shù)。
表1 試驗(yàn)材料
由表2可知,從平均數(shù)來(lái)看,河南省小麥品種主莖穗長(zhǎng)、主莖小穗數(shù)和主莖穗粒數(shù)大于其他省份的小麥品種,但單株穗數(shù)、株高、千粒重和主莖穗粒重小于其他省份的小麥品種;從變異范圍來(lái)看,河南省小麥品種的主莖穗粒數(shù)大于其他省份的小麥品種,但單株穗數(shù)、株高、主莖穗長(zhǎng)、主莖小穗數(shù)、千粒重和主莖穗粒重均小于其他省份的小麥品種;從變異系數(shù)來(lái)看,河南省小麥品種的主莖小穗數(shù)和主莖穗粒數(shù)大于其他省份的小麥品種,但單株穗數(shù)、株高、主莖穗長(zhǎng)、千粒重和主莖穗粒重均小于其他省份的小麥品種。
河南省。河南省小麥品種產(chǎn)量性狀間的簡(jiǎn)單相關(guān)分析(表3)顯示,有2對(duì)性狀相關(guān)達(dá)到極顯著水平,即主莖穗粒數(shù)與主莖穗粒重、千粒重與主莖穗粒重,其他性狀間相關(guān)性不顯著。①單株穗數(shù)與株高、主莖穗長(zhǎng)、主莖穗粒數(shù)、千粒重和主莖穗粒重呈正相關(guān),與主莖小穗數(shù)呈負(fù)相關(guān)。②株高與主莖穗長(zhǎng)和單株穗數(shù)呈正相關(guān),與主莖小穗數(shù)、主莖穗粒數(shù)、千粒重和主莖穗粒重呈負(fù)相關(guān)。③主莖穗長(zhǎng)與單株穗數(shù)、株高、主莖小穗數(shù)、主莖穗粒數(shù)和主莖穗粒重呈正相關(guān),與千粒重呈負(fù)相關(guān)。④主莖小穗數(shù)與主莖穗長(zhǎng)、主莖穗粒數(shù)和主莖穗粒重呈正相關(guān),與單株穗數(shù)、株高和千粒重呈負(fù)相關(guān)。⑤主莖穗粒數(shù)與單株穗數(shù)、主莖穗長(zhǎng)、主莖小穗數(shù)和主莖穗粒重呈正相關(guān),與株高和千粒重呈負(fù)相關(guān)。⑥千粒重與單株穗數(shù)和主莖穗粒重呈正相關(guān),與株高、主莖穗長(zhǎng)、主莖小穗數(shù)和主莖穗粒數(shù)呈負(fù)相關(guān)。⑦主莖穗粒重與單株穗數(shù)、主莖穗長(zhǎng)、主莖小穗數(shù)、主莖穗粒數(shù)和千粒重呈正相關(guān),與株高呈負(fù)相關(guān)。
其他省份。其他省份小麥品種產(chǎn)量性狀間的簡(jiǎn)單相關(guān)分析(表4)顯示,有6對(duì)性狀達(dá)到極顯著水平:主莖穗粒數(shù)與株高、主莖穗長(zhǎng)和主莖小穗數(shù);主莖穗粒重與主莖穗數(shù)、主莖穗粒數(shù)和千粒重呈極顯著相關(guān)。有2對(duì)性狀達(dá)到顯著水平:千粒重與株高、主莖穗長(zhǎng)與主莖小穗數(shù)呈顯著相關(guān),其他性狀相關(guān)性不顯著。①單株穗數(shù)與株高呈正相關(guān),與主莖穗長(zhǎng)、主莖小穗數(shù)、主莖穗粒數(shù)、千粒重和主莖穗粒重呈負(fù)相關(guān);②株高與單株穗數(shù)、主莖穗長(zhǎng)和千粒重呈正相關(guān),與主莖小穗數(shù)主莖穗粒數(shù)和主莖穗粒重呈負(fù)相關(guān);③主莖穗長(zhǎng)與主莖小穗數(shù)、主莖穗粒數(shù)、千粒重、主莖穗粒重呈正相關(guān),與單株穗數(shù)和株高呈負(fù)相關(guān);④主莖小穗數(shù)與主莖穗長(zhǎng)、主莖穗粒數(shù)和主莖穗粒重呈正相關(guān),與單株穗數(shù)、株高和千粒重呈負(fù)相關(guān);⑤主莖穗粒數(shù)與主莖穗長(zhǎng)、主莖小穗數(shù)和主莖穗粒重呈正相關(guān),與單株穗數(shù)、株高和主莖穗粒數(shù)呈負(fù)相關(guān);⑥千粒重與株高、主莖穗長(zhǎng)和主莖穗粒數(shù)呈正相關(guān),與單株穗數(shù)、主莖小穗數(shù)和主莖穗粒數(shù)呈負(fù)相關(guān);⑦主莖穗粒重與主莖穗長(zhǎng)、主莖小穗數(shù)、主莖穗粒數(shù)和千粒重呈正相關(guān),與單株穗數(shù)和株高呈負(fù)相關(guān)。
該試驗(yàn)結(jié)果顯示,河南省小麥品種產(chǎn)量性狀變異系數(shù)中,單株穗數(shù)、主莖穗粒數(shù)和主莖穗粒重變異程度較高,都超過(guò)了10.00%,說(shuō)明這3個(gè)性狀具有比較豐富的遺傳變異,其遺傳力較大,選擇效果好;主莖穗長(zhǎng)和主莖小穗數(shù)的變異系
表2 河南省及其他省份小麥品種產(chǎn)量性狀的比較
表3 河南省小麥品種產(chǎn)量性狀間的相關(guān)系數(shù)
表4 其他省份小麥品種產(chǎn)量性狀間的相關(guān)系數(shù)
數(shù)較低,說(shuō)明這2個(gè)性狀具有較高的遺傳穩(wěn)定性,要改良和提高這些性狀,必須廣泛收集和積極創(chuàng)造新的種質(zhì)資源,擴(kuò)大遺傳變異度,提高育種效果;主莖穗長(zhǎng)跟千粒重變異度居中,對(duì)其進(jìn)行選擇有一定效果;該試驗(yàn)結(jié)果顯示,其他省份小麥品種產(chǎn)量性狀變異系數(shù)中,單株穗數(shù)、株高、主莖穗粒數(shù)、千粒重和主莖穗粒重變異程度較高,主莖小穗數(shù)變異系數(shù)低,主莖穗長(zhǎng)變異度居中。地方小麥品種是種質(zhì)資源的重要組成部分。評(píng)價(jià)小麥種質(zhì)資源的遺傳多樣性,對(duì)于及時(shí)調(diào)整育種策略有重要意義。該研究首先驗(yàn)證了主莖穗粒重對(duì)千粒重和主莖穗粒數(shù)的正相關(guān)影響,在河南小麥品種和其他地區(qū)小麥品種上,增加主莖穗粒重,千粒重和主莖穗粒數(shù)都顯著增加。其次驗(yàn)證了主莖穗長(zhǎng)和主莖小穗數(shù)對(duì)主莖穗粒數(shù)的正相關(guān)影響,在河南小麥品種上,增加主莖穗長(zhǎng)和主莖小穗數(shù)對(duì)主莖穗粒數(shù)的增加不明顯,但其他地區(qū)小麥品種上則極顯著增加。最后驗(yàn)證了主莖穗長(zhǎng)對(duì)主莖穗粒重的正相關(guān)影響,在河南小麥品種上,增加主莖穗長(zhǎng),對(duì)主莖穗粒重的增加不明顯,但其他地區(qū)小麥品種的主莖穗粒重則極顯著增加。在小麥產(chǎn)量構(gòu)成因素中,穗數(shù)是自動(dòng)調(diào)節(jié)能力、對(duì)產(chǎn)量補(bǔ)償能力最強(qiáng)的因素,但當(dāng)單位面積穗數(shù)達(dá)到一定范圍時(shí),其增產(chǎn)效應(yīng)已達(dá)臨界值。由于受到品種遺傳特性和環(huán)境條件的制約,穗粒重的增加幅度也相對(duì)有限。因此,在選擇時(shí)不能單純地追求穗數(shù),必須兼顧其他性狀。值得一提的是,在河南省小麥品種中,單株穗數(shù)與主莖穗長(zhǎng)、主莖穗粒數(shù)、千粒重和主莖穗粒重呈正相關(guān),而在其他地區(qū)小麥品種中,單株穗數(shù)與主莖穗長(zhǎng)、主莖小穗數(shù)、主莖穗粒數(shù)、千粒重和主莖穗粒重呈負(fù)相關(guān);在河南省小麥品種中,株高與千粒重呈負(fù)相關(guān),而在其他地區(qū)小麥品種中呈正相關(guān);主莖穗長(zhǎng)與千粒重呈負(fù)相關(guān),而在其他地區(qū)小麥品種中呈正相關(guān)。這說(shuō)明在主要產(chǎn)量性狀上,河南小麥品種與其他地區(qū)小麥品種有較大差異。