付庆云+杨金华+杨靖
摘要:采用来自四川和河南两地区的主栽小麦(Triticum aestivum Linn.)品种和2012年两地部分区试小麦品系共27个材料,在河南辉县地区种植,随机区组法2次重复,生长期间和收获后调查产量结构性状,研究南方和北方生态区小麦品种产量构成的差异。比较分析结果表明:①四川品种在北方种植,其产量明显低于北方品种;②四川品种的穗粒数高于北方品种,但穗数和粒重低于北方品种;③北方的多穗型品种在北方生态区种植易获得高产,大穗型品种在产量结构合理的条件下也能获得较高产量;④单位面积穗数是北方冬麦区构成小麦产量的第一因素;⑤大穗型品种播量对单位面积穗数调节效果不明显。上述结果说明,不同类型生态区小麦最佳产量结构差异较大,北方品种高产主导因素是单位面积穗数,南方品种优势倾向于穗粒数。
关键词:小麦(Triticum aestivum Linn.);南方品种;北方品种;产量结构;多穗型;大穗型
中图分类号:S512.1 文献标识码:A 文章编号:0439-8114(2014)20-4817-04
DOI:10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2014.20.012
Comparison of Main Yield Traits of Wheat Varieties (Lines) from the Ecological Zone of Sichuan and Huang Huai Ecotope
FU Qing-yun,YANG Jin-hua,YANG Jing
(Henan Institute of Science and Technology , School of Life Science and Technology, Xinxiang 453003, Henan,China)
Abstract: To study the differences of wheat yield components between the ecology districts of the North and the South, the yield traits were analyzed with a total of 27 wheat varieties(lines) collected from Sichuan and Henan provinces, planted in Hui county of Henan province with randomized block design of 2 repeats. The results showed that the yield of Southern wheat varieties was significantly lower than that of northern varieties when planted in North area. The numbers of grain per ear of South varieties was more than that of North varieties. The ears per plant and grain weight was significantly lower than that of northern varieties. Multi-ears type of varieties was suitable for cultivation in northern region. The large ear type of varieties were productive in a reasonable yield components. The number of ears per unit area was the most important factor of the yield in northern region. The effect of number of ear per unit area was not obvious, by means of seeding rate for the large ear type. It is indicated that there were obvious differences of yield components different types of wheat ecological zones. The dominant factor of the northern species was the number of ears per unit area. Grains per ear of the southern varieties was important.
Key words: Wheat(Triticum aestivum Linn.); northern varieties; southern varieties;Yield structure; the large ear type; the number of ear type
小麦(Triticum aestivum Linn.)是中国主要粮食作物之一,常年种植面积约0.18亿hm2。将小麦种植划分为10个产区,其中黄淮和北方地区有7个,南方地区有3个。在面积和产量方面,北方及黄淮麦区优势明显,约占全国总面积和总产量的3/4,南方麦区约占1/4[1,2]。因地理、生态和气候等原因,北方黄淮地区小麦产量相对较高,且表现稳定,南方小麦单产不均衡且较低,尤其是西南地区,因此具有较大的增产潜力。南方地区小麦产量较低的主要原因是单位面积穗数少,病害较重导致粒重不稳,且品质较差[3-6]。由此可见,提高南方低产地区的小麦产量,在注重栽培技术研究的基础上,培育适宜南方生态环境的高产稳产型品种是根本出路。小麦产量构成因素是单位面积穗数、每穗粒数及千粒重。我国南方冬季气温较高,小麦不越冬,穗分化不停止,因此容易形成大穗,穗粒数较多[7],但这些品种往往分蘖成穗率较低,单位面积穗数偏少。北方品种分蘖成穗率较高,属中型穗,但穗粒数少,此特性构成南北方不同类型生态区小麦品种特有的生态特征和产量结构特征。为了探讨这些特征,本试验选取南北方目前正在利用的典型品种和区试优良品系,调查比较其产量结构,分析品种的共同特性和差异,为培育南方高产稳产型小麦品种提供品种特性的理论依据。
1 材料与方法
1.1 种植的品种品系材料
征集和选用的小麦品种(系)共27个,北方品种为黄淮麦区主要品种(系),包括周麦18、中麦895、百麦10-8、百麦11-37、矮抗58、百麦11-21、百麦11-31、A182及A185共9个,由本实验室和百农小麦研究室提供;南方品种为四川省品种(系),包括10-F6-609、F6-529、F7-1781、F6-373、F6-525、F6-389、R342、F6-049、09-F7-965-3、F7-1789、R372、F6-057、F6-2013、R372-1、F6-2021、F6-2601、R350及R320共18个,由四川农业大学农学院任正隆教授课题组提供。
以上品种中,南方品种特性大体一致,北方品种中,A185为大穗型,其余为多穗型。A185设3个密度,分别为300万株/hm2、375万株/hm2、450万株/hm2基本苗,分别编号为A185-1、A185-2、A185-3;A182设2个密度,分别为300万株/hm2和375万株/hm2基本苗,分别编号为A182-1、A182-2;共30个样本材料。
1.2 材料种植与数据调查
试验材料种植在河南科技学院辉县试验基地。前茬作物为玉米,参考河南省冬水组预试规格设计,试验小区行长6.0 m,行宽0.2 m,6行区,小区面积7.2 m2。根据各品种的千粒重和发芽率,小区播种量为300万株/hm2基本苗,均匀人工撒播,随机区组排列[8],设2次重复,2011年10月7日播种,实行高肥水水平施肥、浇水的田间管理。
固定1 m行长为调查和取样点,出苗后调查基本苗,12月20日调查冬前群体,3月30日调查春季最高群体,收获前调查总成穗数,成熟期6月1日至3日收获中间4行,面积为4.8 m2,为小区产量,折合产量,并称量千粒重。
1.3 数据处理
调查数据用SASInstitute 2001软件进行处理。
2 结果与分析
2.1 产量性状分析
2个重复的产量方差分析如表1所示。由表1可知,各品种间产量差异极显著。对各品种产量水平进行多重比较分析如表2所示。由表2可知,百麦10-8产量最高,排名前10位的品种,北方品种8个,南方品种2个。南方品种在北方种植,产量总体偏低。为了探讨产量性状的构成,分别对产量结构数据进行分析结果如表2所示。
2.2 单位面积穗数性状分析
以公顷为单位面积,穗数性状的方差分析和多重比较结果如表1和表2所示。由表1可知,穗数在品种间差异极显著。分蘖成穗最高的是中麦895,与该品种的产量水平特征一致。排名前10位分蘖成穗高的品种中,北方品种有8个,与产量排名前10位重叠的有6个,没有重叠的是排名第4的A182-2和排名第5的A182-1,二者在产量中分别排第12位和第13位。成穗排名前10位的南方品种仅有2个,即F7-1789和R372-1,说明南方品种在北方种植单位面积穗数少,这是南方品种产量受影响的重要因素。
2.3 千粒重分析
对各品种的千粒重进行方差分析如表1所示。由表1可知,千粒重在品种间存在极显著差异。多重比较结果显示,①千粒重排名前10位中,与产量排名前10位重叠的有6个,分别是A185-2、矮抗58、百麦11-31、百麦11-37、中麦895、周麦18,该6个品种中除了A185-2以外其他5个品种在单位面积穗数中也排名前10位,说明这5个品种的高产性,不仅是单位面积穗数,也是粒重较高的结果;②南方品种在该范围中仅有1个品系即R342,说明南方品种到北方种植,仍表现为大穗型,但粒重表现不稳。
2.4 穗粒数分析
对穗粒数进行方差分析如表1所示。由表1可知,穗粒数在品种间存在显著差异。多重比较的排序显示(表2):①穗粒数排名前10位与产量前10位比较,其中包括2个种植密度下的A185,但该品种产量不是最高;②产量最高的品种不是穗粒数高的品种(系);③穗粒数排名前10位,其中7个是南方品种,另外3个是不同密度播种的北方大穗型品种A185,由以上结果可知,南方品种以大穗多粒为优势性状,北方的大穗型也表现多粒性,但都不是高产优势特征。
3 小结与讨论
3.1 产量水平
系统分析品种的产量结构,对认识品种的高产途径、确定培育品种类型具有重要意义。由分析结果可见,高产类型品种如百麦11-31、百麦11-37、中麦895及周麦18在产量、单位面积穗数和千粒重的排名中均居前10位,且除百麦11-37品种以外,其他3个品种在单株分蘖数的排名中也位于前10位,说明多穗型品种具有稳定和最优的产量结构[9]。相比之下,南方品种(系)的产量均偏低。
3.2 产量构成
根据产量构成因素,小麦品种可分为3个类型,分别为多穗型、大穗型和中间型[10],多穗型以单位面积穗数为主导,大穗型以穗粒数为主导,中间型兼顾3个因素[11]。在实际生产中,该3个类型都能取得高产,但对不同地区不同类型品种有特殊适应性。本研究所用的品种中,A185品系壮秆大穗,但单株成穗数即分蘖成穗率低,该品系设计3个播量的目的是通过调节播量提高单位面积穗数,但实际调节效果不明显,说明小麦单位面积穗数性状即容穗率具有较高遗传性,分蘖成穗率低的品种通过提高播量增加单位面积穗数的效果有限。
3.3 品种培育方向
小麦产量决定于单位面积的有效穗数、每穗粒数和千粒重[12]。从取样观察的原始数据和方差分析结果可见,高产品种(系)多属多穗类型,并且有较高的千粒重,因此,在供试地区高产类型应为多穗型品种。大穗型品种在三要素合理的前提下,也能获得高产,如A185-2,设计播种密度为375万株/hm2,该播种密度下单位面积穗数排名25,但粒重和粒数排名第2和第9,产量排名第2,说明大穗型品种在产量结构合理的条件下,也有取得高产的可能性[13]。北方品种多属多穗型和中间型,因此容易获得高产,南方品种的单位面积穗数偏低,因此该因素是制约产量的主导因素。王金鸾等[14]对豫南地区小麦产量构成因素进行相关分析与通径分析,结果表明,单位面积穗数是构成小麦产量的重要因素,适当提高单位面积穗数可显著提高产量,本试验结果与该结果吻合。分析可知,所有品种产量三因素对产量均表现正向效应,其中穗数对产量的贡献最大,不仅多穗型品种必须依靠穗数,而且大穗型品种也必须以一定穗数为高产基础[15-20]。本研究中南方品种多为大穗型,但单位面积穗数偏低,导致低产,而北方品种虽穗粒数普遍低于南方品种,但穗数和粒重都较高,结果产量高于南方品种。有效穗数与产量呈极显著正相关,对产量的贡献大,有效穗的微小变化可能引起实际产量的显著改变。小麦的产量决定于单位面积穗数、千粒重和穗粒数三者的乘积,过分偏重有效穗可能导致千粒重和穗粒数的减少,从而使产量降低。因此,从高产育种角度看,应在优先考虑有效穗数的基础上,兼顾千粒重和穗粒数的提高。
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