11个燕麦品种种子产量与主要农艺性状的通径分析

郭兴燕，田 忠，梁丹妮，伏兵哲，3，4，兰 剑，3，4＊

（1.宁夏大学草业科学研究所，宁夏 银川750021；2.宁夏石嘴山国营简泉农场，宁夏 石嘴山753002；3.宁夏大学西北土地退化与生态恢复省部共建国家重点实验室培育基地，宁夏 银川750021；4.宁夏大学西北退化生态系统恢复与重建教育部重点实验室，宁夏 银川750021）

燕麦（Avenasativa）是我国北方干旱、半干旱地区一年生粮饲兼用作物，不仅适应性强、营养价值高，而且还耐盐碱、耐寒旱［1-3］。全世界燕麦种植面积居第6位，仅次于主要粮食作物小麦、玉米、水稻等，因而又被称为小杂粮［4-5］。近些年，更是由于燕麦保健食品的出现，越来越受到人们的青睐。研究发现，燕麦种子既可食用也可用于精饲料，其蛋白质含量丰富，高达15%～17%，是家畜的优质精饲料［6-7］；且含有人体所需的多种维生素、氨基酸、亚油酸和葡聚糖等，具有降血压、血脂等功效［8-9］。然而由于我国燕麦品种较少，种子生产技术落后，选育工作不到位等，使其种子产量较低。为了研究燕麦种子产量及其构成因素，前人多用相关和回归分析，而运用通径分析的甚少。因此，试验选取国内外11个燕麦品种，在品种比较的同时对其种子产量与主要农艺性状进行相关和通径分析，探讨影响燕麦种子产量的主要因素，旨在为宁夏引黄灌区燕麦高产品种的筛选及进一步的育种工作的开展提供科学依据。

1 材料与方法

1.1 试验地概况

试验位于宁夏银川市平吉堡国家示范区，地理位置 N 38°26'，E 106°02'，海拔1111.5m，地处银川平原引黄灌区中部。年平均气温8.4℃，日温差13.5℃，平均降水量198mm，年日照时数2969h，无霜期185d左右。土壤类型为壤土，田间土壤饱和含水率为22%（占干土重%），有机质15.44 g·kg-1，碱解氮51.20mg·kg-1，速效磷17.84 mg·kg-1，速效钾135.23mg·kg-1，全盐为0.40 g·kg-1，pH 为7.40。

1.2 试验材料及试验设计

供试11个燕麦品种如表1所示。

表1 试验材料Table 1 List of experimental materials in this study

试验田选用随机区组设计，小区面积为3m×5 m，设3次重复。于2015年5月31日播种，人工开沟条播，行距20cm，小区间距1m，播种量为180 kg·hm-2，覆土3～4cm，生育期间人工除草2次，施肥1次，适时浇水。

1.3 测定项目及方法

成熟期收获，每小区取6株进行室内考种，测定株高、穗长、有效分蘖、枝梗数、小穗数、小花数、穗粒数、穗粒重。

1.4 数据分析

用EXCEL 2003初步整理数据，并用DPS 14.5中的Duncan法对各数据进行多重比较及方差分析，对各指标数据作通径分析。

2 结果与分析

2.1 不同燕麦品种产量及构成因素的比较

燕麦种子产量的构成因素很多，包括株高、穗长、有效分蘖、小花数、穗粒数、穗重等因素，本研究测试结果如见表2所示。

由表2知，不同燕麦品种单株产量之间差异极显著（P＜0.01），其中，‘牧马人’的单株产量显著高于其他品种，为9.42g，其每小穗小花数和每小穗粒数均最多，分别为2.54和1.88，且种子产量也最高，为6328kg·hm-2；‘大燕麦’单株产量最低为4.47g，比‘牧马人’低52.55%，其产量最低，仅为3441.7kg·hm-2，说明单株产量对种子产量具有决定作用，且小花数的多少直接影响种子的结实率，从而影响种子产量的高低。而构成种子产量的各因子如株高、穗长、有效分蘖和每穗节数差异极显著（P＜0.01）；枝梗数、每节穗数、每小穗粒数和单穗重等4个指标差异不显著，且变化规律也不一致。其中株高最高的是‘大燕麦’，为111.33cm，有轻微倒伏；有效分蘖数3～5不等，其中‘牧马人’的有效分蘖数最多，为5.04，显著（P＜0.05）高于其他10个品种，‘大燕麦’最少，仅为3.46；品种‘牧乐思’的穗长显著（P＜0.05）高于其他品种，为28.07cm，而‘贝勒’的穗长最短，比‘牧乐思’短37.91%；每穗节数最多的为‘锋利’和‘牧乐思’，均有7个小节，其穗长也较长，即节数变化和穗长有一定关系，节数越多，穗长越长。

表2 不同燕麦品种产量构成因素的变化Table 2 The change of yield components of different oat varieties

2.2 燕麦单株种子产量与各农艺性状间的相关性

对9个性状与单株种子产量进行分析（表3）。

结果表明，相关系数大小依次为有效分蘖＞每小穗小花数＞单穗重＞株高＞枝梗数＞每穗节数＞穗长＞每小穗粒数＞每节穗数。其中，有效分蘖数、每小穗小花数和单穗重与单株产量之间呈极显著正相关（P＜0.01），而株高和枝梗数与单株产量呈极显著负相关（P＜0.01），其他性状与单株产量的相关系数均不显著。

表3 燕麦各产量性状间的相关系数Table 3 Correlation coefficients between some agronomic characters of oats

续表3

各性状之间，株高与穗长、枝梗数、每穗节数呈显著正相关（P＜0.05），而与有效分蘖、每小穗小花数、单穗重呈显著（P＜0.05）或极显著（P＜0.01）负相关，即株高越高，小花数与穗重越低；穗长与枝梗数、每穗节数和每节穗数呈显著正相关（P＜0.05），即穗长越长，每穗节数越多，枝梗数越多，每节平均小穗数也就越多；每小穗小花数与每小穗粒数、单穗重的相关系数呈显著正相关（P＜0.05），即可育小花数越多，其每小穗粒数也越多，单穗就越重。

2.3 燕麦单株种子产量与各性状的多元回归及通径分析

由逐步回归分析得到燕麦单株种子产量的最优方程为：

结果表明，株高、穗长、有效分蘖、枝梗数、每穗节数、每小穗小花数、单穗重与单株产量有密切关系。当试验中其他条件不变时，穗长、有效分蘖、枝梗数、每穗节数、每小穗小花数、单穗重每增加一个单位，单株种子产量分别增加0.156，2.451，0.215，1.324和1.712g；而株高和每穗节数每增加一个单位，单株产量却减少0.019和0.493g。

对由逐步回归筛选出来的7个性状与单株种子产量作通径分析（表4）。

表4 燕麦主要农艺性状与单株种子产量的通径分析Table 4 Path-coefficiert analysis of seed yield with some agronomic characters in oats

7个性状对燕麦种子产量的直接效应大小顺序为：有效分蘖数＞每小穗粒数＞单穗重＞每穗节数＞株高＞每小穗小花数＞穗长。各性状对单株产量的间接影响除株高和每穗节数为负值外，其余均为正值。有效分蘖数与单株种子产量的相关系数（0.8323）和直接通径系数（0.8297）均居于7个性状之首，并且有效分蘖数（X3）通过其他6个性状对种子产量的间接作用也均较大。因此，有效分蘖数对单株种子产量的贡献率最大，单穗重和每小穗粒数的贡献率次之。所以，要提高种子产量，在保持一定密度的前提下，首先应考虑提高有效分蘖数即单株穗数，其次是增加单穗重和每小穗粒数。株高与单株种子产量的相关系数和直接通径系数均为负值，说明株高越高，产量越低。因此，在实际生产中，既要增加有效分蘖数与单穗重，又要注意合理施肥与浇水，控制植株高度，防止倒伏而造成减产。

3 讨论

单株种子产量及构成因素对种子产量起决定性作用，通过对其分析研究可找出促进和限制燕麦种子增产的因子，为生产中获得高产提供理论依据。研究指出，构成种子产量的因素主要包括有效分蘖数、穗长、小穗数、穗粒数和穗粒重等，这些因素的变化均会影响种子产量的高低［10-11］。而不同品种，产量性状差异很大，其适应性也有明显的不同［12-13］。栽培条件相同的情况下，品种不同，其性状表现也不同，且不同品种对穗粒数和千粒重的影响差异极显著（P＜0.01）［14］。本研究中，11个燕麦品种在宁夏地区的株高、有效分孽数、穗长、每小穗粒数、每小穗小花数、单穗重和种子产量等性状均表现不同。

进一步由逐步回归分析得出各指标之间的相关系数可知，供试燕麦品种单株种子产量与有效分蘖数呈极显著正相关。可见有效分蘖对种子产量的贡献是比较大的，有效分蘖多，就意味着能产生更多的有效穗子，增加穗粒数，从而提高种子产量。但经常在实际生产中发现，燕麦分蘖能力极强，从分蘖期到成熟期，不断产生新的分蘖，甚至有的品种主穗种子已经成熟，但基部仍有新的分蘖产生。这样就会消耗本该转运到生殖器官的光合产物，从而降低种子产量。本研究中，‘牧乐思’、‘甜燕1号’和当地燕麦中就存在上述情况。每小穗小花数和单穗重与单株种子产量呈极显著正相关，即每小穗粒数和单穗重的增加有助于提高燕麦种子产量，而每小穗有效小花数是决定每穗粒数的关键。赵桂琴等［15］指出燕麦同一小穗内部也存在竞争关系，通常每个小穗有2～5朵小花，但只有2～3朵小花能结实，而其中2小花结实的品种种子质量和产量均较高，从而使秕粒和空壳率降低。本研究中也发现不同燕麦品种每小穗可育小花数为1.67～2.54，这与报道的结果一致。其中‘牧马人’的每小穗可育小花数最高，其每穗粒数也较多，当地燕麦的最低。另外，刘彦明等［16］研究得出，产量与单株种子数相关性最高，是产量构成的关键因素，而单株分蘖数和千粒重对燕麦种子产量也起到一定作用，但不是产量的最终决定因素，本试验与其研究结果类似。

为了更加明确种子产量构成因素的各因子对产量产生的直接和间接效应量，从而明确各产量构成因子的相对重要性，以便更好的为增产做贡献。根据通径分析的原理，每个因子对种子产量的相关系数由该因子对种子产量的直接作用和间接作用组成［17-18］。德科加等［19］研究发现单株有效分蘖数、小穗数、穗粒数等因素直接影响禾本科植物种子产量。赵宁等［20］也发现，单株有效分蘖数对燕麦的生长发育具有重要作用，有效分蘖数的多少从一定程度上决定其生产性能和抗逆性的高低。柴继宽等［21］研究发现株高对种子产量具有负效应，高植株产量通常不高。本研究通过通径分析得出各指标的直接通径系数与间接通径系数，其中有效分蘖、单穗重、每小穗粒数的直接通径系数较大，对单株种子产量的贡献率较大。说明在燕麦的各个产量构成因子中，有效分蘖是第一重要因子，其次是单穗重和每小穗粒数。而株高对产量的直接通径系数为负效应，说明株高越高，产量越低，这与他们的研究结果一致。因此在保证结实率的同时，应尽量提高单株有效分蘖数，降低株高，从而获得较高的种子产量。

4 结论

11个燕麦品种种子产量差异极显著（P＜0.01），其中‘牧马人’种子产量最高，达6328.6kg·hm-2，应为当地首推燕麦品种。通过对11个燕麦品种种子生产性能进行逐步回归和通径分析表明，株高、穗长、有效分蘖数、枝梗数、每穗节数、每小穗小花数、单穗重与单株产量有密切关系。其相关系数大小依次为有效分蘖＞每小穗小花数＞单穗重＞株高＞枝梗数＞每穗节数＞穗长＞每小穗粒数＞每节穗数。同时，有效分蘖、每小穗粒数和单穗重3

个指标的直接通经系数均较大，对种子产量的贡献率大，而株高对种子产量具有负效应。由此可知，在选择高产品种的同时应考虑到影响其产量的一些负效应，如株高等。而在实际生产中应选择矮杆、多穗、多粒和种子饱满的燕麦品种。综合考虑，试验中‘牧马人’为最佳品种。