小黑麦新品系在甘肃省陇中冬小麦区的种子产量及产量构成因素的研究

陈丽霞，田新会，杜文华

(甘肃农业大学 草业学院/草业生态系统教育部重点实验室/甘肃省草业工程实验室/中-美草地畜牧业可持续发展研究中心，甘肃 兰州 730070)

小黑麦新品系在甘肃省陇中冬小麦区的种子产量及产量构成因素的研究

陈丽霞，田新会，杜文华

(甘肃农业大学 草业学院/草业生态系统教育部重点实验室/甘肃省草业工程实验室/中-美草地畜牧业可持续发展研究中心，甘肃 兰州 730070)

以小黑麦新品系P1为试验材料，研究了该品系在甘肃省陇中冬小麦区的种子产量及产量稳定性，并分析了种子产量构成因素(穗粒数，穗粒质量，小穗数，穗长)与种子产量的相关性。研究结果表明：小黑麦新品系P1抗倒伏，生育期比2个对照缩短7～14 d；除株高和小穗数外，小黑麦新品系P1的种子产量(4 464.49 kg/hm2)、穗粒数(42.93个)、穗长(9.39 cm)和穗粒质量(1.66 g)均显著高于其他2个对照品种；3个试点中，临夏点小黑麦种质的平均种子产量最高(4 513.47 kg/hm2)，兰州点小黑麦的穗长最长(9.49 cm)。综合分析显示，小黑麦新品系P1在3个试验点种子产量较稳定，在临夏点种子产量最高(5 280.70 kg/hm2)，为最适宜种植区。

小黑麦;种子产量;产量构成因素

小黑麦(Triticale)是由小麦属(Triticum)和黑麦属(Secale)经属间杂交，应用染色体工程育种人工育成的第一个新物种，为一年生禾本科植物[1,2]。我国1975年小黑麦的种植面积为 467 hm2，1980年面积达5.5万hm2，2000年发展为10.80万hm2，2002达 30.33万hm2。1990年之前，小黑麦全部为粮用，1990年饲用小黑麦仅占0.7%，2000年已占小黑麦种植面积的88.9%，2002年已占95.7%[3]。小黑麦生物量高，适口性好，畜禽喜食，因此，既可以生产粮食又能够获得大量秸秆或优质青草，在很大程度上解决了养殖业粗饲料、青饲料和精饲料短缺问题[4-6]。推广种植高产优质小黑麦能够有效缓解我国北方地区由于季节原因而出现的饲草料短缺问题[7,8]。

国外对小黑麦的研究和利用主要集中在籽粒产量和品质方面，国内对小黑麦的研究主要集中在饲草产量和品质方面，对种子产量和产量构成因素研究比较少[9-11]。小黑麦由于其籽粒的蛋白质含量高，含18种氨基酸，其中有10种家畜必需氨基酸，饲喂小黑麦时可减少其他蛋白质饲料的投入比例，降低饲养成本，提高经济效益[7]。舒焕麟等[12]研究表明，利用杂交育种和诱变育种，并辅以高效选择技术，有可能获得细胞学稳定的六倍体小黑麦新材料。张彩霞等[13]研究了小黑麦3个不育系和恢复系的杂种优势和配合力。王瑞清等[14]研究了不同小黑麦亲本的单株产量、株高、穗下节间长、穗粒数、穗长和千粒质量6个产量性状的配合力，筛选出了较好的育种亲本。田锡箴等[15]报道，在小黑麦育种实践中应严格选择结实率这一关键农艺性状。王瑞清等[16]得出，小黑麦种子产量构成性状的遗传除株高和穗长外，其他性状均受加性效应和非加性效应共同控制。李诚等[17]报道，超高产兼用小黑麦新品种-新小黑麦5号在新疆地区中上等水肥条件下，籽粒产量较高。甘肃省小黑麦种子产量方面的研究报道较少[18]。通过试验研究小黑麦新品系P1甘肃省陇中冬小麦区的种子产量和产量构成因素，三个地区的气候条件各不相同，兰州地区的馒头山属于年降雨量少，年均温相对较高，无霜期长，其土壤类型为灰钙土。定西地区的临洮县属于年降雨量相对较高，年均温适中，土壤类型为黒麻土。临夏地区属于年降雨量适中，年均温相对偏低，其土壤类型为黄麻土。该试验以筛选获得较高种子产量的适宜种植区域；通过分析产量构成因素(穗粒数，穗粒质量，小穗数，穗长)和小黑麦种子产量的相关性，以明确决定种子产量的主要构成因素，为制定适宜的田间管理措施奠定基础。

1 材料和方法

1.1 试验地概况

定西试验点位于甘肃省定西市临洮县农校，E 103°87′，N 35°37′。海拔1 892 m，年降水量562 mm，年均温7.0℃，无霜期153 d。试验地土壤为黑麻土，肥力均匀，地势平坦，有灌溉条件，前茬作物为玉米。播种日期：2014年3月9日。

兰州试验点位于甘肃省兰州市甘肃省草原技术推广总站馒头山试验站，E 104°07′，N 36°05′，海拔1 685 m。年降水量330 mm，年均温9.3℃，无霜期172 d，年有效积温(≥10℃)3 200℃。试验地土壤为灰钙土类，肥力均匀，地势平坦，有灌溉条件，前茬作物为大豆。2014年4月1日播种。

临夏试验点位于甘肃临夏回族自治州广河县三甲集镇水家村，E 102°23′，N 35°28′，海拔1 953 m，年降水量493 mm，年均温6.4℃，无霜期142 d。试验地土壤为黄麻土，有灌溉条件，前茬作物为玉米。2014年3月20日播种。

1.2 试验材料

试验以甘肃农业大学草业学院选育的小黑麦新品系P1为试验材料，对照为国家草品种审定委员会规定的小黑麦区域试验统一对照：石大1号小黑麦(CK1)和中饲1048小黑麦(CK2)。

1.3 试验设计

3个试验点试验设计相同。随机区组设计，A因素为小黑麦种质，设3个水平，A1(P1)，A2(CK1)，A3(CK2)；B因素为试验点，设3个水平，B1(兰州点)，B2(临夏点)，B3(定西点)。4次重复，条播，行距20 cm，播种量按600万基本苗/hm2计算，播种深度4～5 cm，小区面积5 m×3 m。播种前施底肥N 50 kg/hm2。其他田间管理均同当地小麦大田生产。

1.4 测定项目及方法

物候期 试验期间观测各试验点的生育时期，包括出苗期、分蘖期、拔节期、抽穗期、开花期和成熟期，各生育时期的记载标准参照文献[19,20]。并计算生育期。

倒伏率 成熟期调查3个试验点每个小区中小黑麦种质的抗倒伏性。记载标准和倒伏率，计算方法参照文献[21,22]进行。

株高 成熟期测定，测量从地面到穗顶(不包括芒)的自然高度。

种子产量 成熟期刈割各试验点各小区地上部分茎秆(除去试验小区两侧边行及小区两头各50 cm之内的部分)，田间晾晒，干燥后分别脱粒，称重。

室内考种 成熟期收获种子前，分别从3个试验点每个小区中随机选取10株主茎的单穗，齐地面剪下带回实验室进行考种。考种指标包括穗长、小穗数、穗粒数、穗粒质量，10个主穗各指标的平均值作为该指标值。

1.5 数据处理

利用SPSS 19.0软件和Excel进行数据统计和分析。

2 结果与分析

2.1 物候期

3个小黑麦种质在不同试点的生育时期和生育期不同。P1的生育期比CK1和CK2短7～14 d，生育时期见表1。

2.2 倒伏率

3个小黑麦种质在不同试点的倒伏率不同。P1未出现倒伏，CK1的倒伏率为20%(定西点)～70%(兰州点)，CK2的倒伏率为50%(定西点)～80%(兰州点，临夏点)。

2.3 株高

运用SPSS软件中多点区域试验的方差分析法对试验所得的小黑麦的株高进行差异显著性分析。结果表明，种质间、试点间差异极显著，种质×试点互作间差异不显著(表2)。

2.3.1 种质间 3个小黑麦种质，P1的株高最低，与对照间有显著差异(P<0.05)，CK1的株高大于CK2，但无显著差异(表3)。

2.3.2 试点间 3个试点中，定西点株高最高，与临夏点和兰州点有显著差异(P<0.05)，临夏点的株高大于兰州点，但无显著差异(表3)。

表1 参试小黑麦种质的物候期Table 1 The growth stages of tested triticale genotypes

表2 小黑麦株高、种子产量、穗长、小穗数、穗粒数和穗粒质量的方差分析Table 2 Variance analysis of the plant height,seed yield,spike length,the number of the spikelet,the number of the grain and the grain weight per spike of triticale genotypes

注：*表示差异达显著水平(P<0.05)，**表示差异达极显著水平(P<0.01)，下同

表3 各小黑麦种质和试点的株高、种子产量、穗长、小穗数、穗粒数和穗粒质量Table 3 The plant height,seed yield,spike length,the number of the spikelet,the number of the grain and the grain weight per spike for triticale genotypes growing at different sites

注：种质和试点间同列不同小写字母表示差异显著(P<0.05)

2.4 种子产量

小黑麦种子产量的差异显著性分析结果表明，种质间、试点间、种质×试点互作间差异极显著(表2)。

2.4.1 种质间 参试小黑麦种质间种子产量有显著差异。P1的种子产量最高，与对照间有显著差异(P<0.05)，CK1的种子产量大于CK2，但无显著差异(表3)。

2.4.2 试点间 3个试点间种子产量有显著差异(表3)。临夏点的种子产量最高，其次为定西点。

2.4.3 试点×种质 种质×试点交互作用的种子产量有显著差异(图1)。A1B2(临夏点P1)的平均种子产量最高(5 280.70 kg/hm2)，除与A2B2(临夏点CK1)的种子产量(4 652.37 kg/hm2)无显著差异外，与其他处理间均有显著差异(P<0.05)。A1B3(兰州点CK2)的种子产量最低(853.37 kg/hm2)，除与A1B2(兰州点CK1)不显著外，与其他处理均有显著差异(P<0.05)。

图1 小黑麦种质和试点交互作用下其种子产量Fig.1 The influence of the interaction between triticale genotypes and experimental sites on the seed yield of triticale

2.5 产量构成因素

2.5.1 穗长 方差分析表明小黑麦种质间、试点间穗长的差异极显著，种质×试点互作间无显著差异(表2)。P1的穗长最长，与对照有显著差异(P<0.05)，CK1的穗长大于CK2，但无显著差异；3个试点中，兰州点的穗长显著大于定西点和临夏点(P<0.05)；临夏点小黑麦的穗长和定西点相同(表3)。

2.5.2 小穗数 方差分析表明，小黑麦种质间、试点间小穗数的差异极显著，P1的小穗数显著大于CK1(P<0.05)，与CK2间无显著差异；3个试点中，定西点小黑麦的小穗数显著大于临夏点(P<0.05)，与兰州点无显著差异(表3)。种质×试点互作间无显著差异(表2)。

2.5.3 穗粒数 方差分析表明，小黑麦种质间的穗粒数差异极显著，P1的穗粒数显著大于2个对照品种(P<0.05)；试点间和种质×试点互作间穗粒数无显著差异(表2，3)。

2.5.4 穗粒质量 方差分析表明，小黑麦种质间、试点间穗粒质量的差异极显著，P1的穗粒质量显著大于两对照品种(P<0.05)；3个试点中，临夏点的穗粒质量显著高于兰州点和定西点(P<0.05)(表3)。种质×试点互作间无显著差异(表2)。

3 种子产量与产量构成因素的相关性

相关性分析可知，兰州点种子产量与穗粒数和穗粒质量极显著正相关，穗粒数与穗粒质量和小穗数及极显著正相关，与穗长显著正相关。临夏点小穗数与穗长、穗粒数与穗粒质量、穗粒数与小穗数极显著正相关，穗长与穗粒数显著正相关。定西点种子产量与穗粒质量极显著正相关，与穗粒数和小穗数显著正相关，产量构成因素间均极显著相关(表4)。

表4 各供试点小黑麦种子产量与产量构成因素的相关分析Table 4 Correlation analysis on the seed yields and yield components of 3 triticale genotypes

注：x1 穗粒质量/g；x2 穗粒数/粒；x3 小穗数/个；x4 穗长/cm；y 种子产量/(kg/hm2);**表示相关极显著，*表示相关显著

4 讨论与结论

1)株高对小黑麦种子产量有重要影响。适当降低株高可以提高其收获指数，但并不是株高越低种子产量越高，株高太低会影响植株的正常生长发育[25]。CK1和CK2虽然株高较高，但种子产量低，是由于2个品种开花期和成熟期倒伏极其严重，影响种子的结实率和饱满度。相反，P1株高较低，种子结实率较高、籽粒饱满，成熟期籽粒脱落比较少。

2)3个小黑麦种质中，新品系P1的种子产量最高，主要是因为该品系的穗长、穗粒数和穗粒质量均显著大于2个对照(表3)。小黑麦抗寒性强，临夏点相对于兰州点和定西点而言，年平均气温比较低，更适合其生长发育，发挥增产潜力，获得较高种子产量。

3)小黑麦籽粒的形成，除了受自身遗传特性的控制外，还与环境、自身营养条件和田间管理有关[24]。该试验中种子产量与穗粒质量、穗粒数、穗长均正相关，穗粒质量越大种子越饱满，发育越完全，种子产量相对较高[25]。在小黑麦种植过程中，只有在确保一定小穗数的基础上，适当提高穗粒质量和穗粒数，才能获得较高种子产量。

4)小黑麦新品系P1抗倒伏，生育期比2个对照短7～14d；除株高和小穗数外，小黑麦新品系P1的种子产量、穗粒数、穗长和穗粒质量均显著高于两个对照；3个试点中，临夏点小黑麦种质的平均种子产量最高，兰州点小黑麦的穗长最长。综合分析表明，小黑麦新品系P1在3个试验点种子产量较稳定，临夏点种子产量最高(5 280.70kg/hm2)，为最适宜种植区。

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CHEN Li-xia,TIAN Xin-hui,DU Wen-hua

(CollegeofPrataculturalScience，GansuAgriculturalUniversity/KeyLaboratoryofGrasslandEcosystem,MinistryofEducation，Lanzhou730070，China)

The seed yield and its correlations with yield affecting factors of a new triticale line P1 was studied in in the winter wheat grown area of Longzhong region, Gansu province.The results indicated that the new triticale line P1 was resistant to the lodging and the growth period was 7 to 14 days shorter than the two controls.The parameters including,seed yield,spike length,the number of grain and grain weight per spike were significantly higher than the two controls except for the plant height and number of the spikelet per spike.Among 3 experimental sites,the highest average seed yield (4513.47 kg/hm2) and spike length (9.49 cm) were obtained at Linxia and Lanzhou,respectively.Comprehensive analysis showed that the new triticale line P1 had high seed yield,the yield was stable in 3 different areas,and Linxia was the best area to produce the triticale seed.

triticale;seed yield;yield components

2015-05-28；

2015-06-19

国家自然科学基金(31360577)；教育部博士点基金(20136202110005)；公益性行业(农业)科研专项(201003019)；现代农业产业技术体系建设专项资金资助(CARS-40-09B)资助

陈丽霞(1989-)，女，甘肃定西人，在读硕士生。 E-mail：1150107009@qq.com 杜文华为通讯作者。

S 512.4

A

1009-5500(2015)05-0070-06