小麦边际效应及其对育种选择的影响

郭宗学 张增为

（山东省冠县农业局技术站，冠县 252500）（山东冠丰种业有限公司，冠县 252500）

小麦边际效应及其对育种选择的影响

郭宗学 张增为

（山东省冠县农业局技术站，冠县 252500）（山东冠丰种业有限公司，冠县 252500）

模拟小麦杂交育种F3种植模式下的边际效应，结果表明：小麦有效穗数和千粒重的边际效应非常明显，达到1%的极显著水平；两者均为边Ⅰ行的边行优势最强，边Ⅲ行的边行优势最弱。小麦穗粒数无明显的边行优势。因此，为更准确地对小麦F3的各株行进行选择，以小麦有效穗数和千粒重作为选择目标时，可参考其边行与内行优势的变化，消除其边际效应的影响，以增加选择的可靠性。而以穗粒数作为选择目标时，选择结果会相当可靠。

小麦；边际效应；育种；有效穗数；千粒重

小麦、水稻、玉米等许多作物都有边际效应，到目前为止，对作物边际效应的研究大多是有关栽培方面的，诸如套种模式对作物产量构成因素及产量等的影响；而有关边际效应对育种选择方面的影响研究较少，尤其在小麦育种选择方面的报道更为少见。

在小麦杂交育种过程中，因在F2所选择的单株或单穗的种子数量较少，在F3种植时，仅能种植单行且播种长度非常有限，这势必在同一畦中要种植数个不同的株行。由于边际效应的存在，对这些株行进行鉴定和选择时就会产生误差，鉴于此，本试验研究了小麦F3种植模式下产量构成三要素的边际效应，以期增加对以产量三要素作为选择目标的可靠性，为培育出小麦新品种打好基础。

1 材料与方法

1.1材料 本试验选用鲁西地区近年来生产上应用面积较大的2个小麦品种：济麦22、鲁原502。

1.2方法 试验于2015-2016年在山东冠县冠丰种业试验田进行，土壤肥力中等。试验采用随机区组设计，重复6次；每小区播种1个品种，共10行；小区行长3m，行距30cm，株距5cm，每株人工点播2粒，种植行向为南北方向。每一小区均调查东边5行，自东向西逐行依次编号为：Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ。每行选中间2m用以调查小麦有效穗数、穗粒数、千粒重。

试验数据采用DPS 7.05软件进行统计分析，用Microsoft Excel 处理数据并绘图。

2 结果与分析

2.1方差分析 经方差分析可知，小麦有效穗数各行间在1%极显著水平上差异显著（表1）；穗粒数各行之间在5%显著水平上差异不显著（表2）；千粒重各行间在1%极显著水平上差异显著（表3）。

表1 小麦有效穗数的方差分析结果

表2 小麦穗粒数的方差分析结果

表3 小麦千粒重的方差分析结果

2.2不同行间小麦产量三要素的边际效应 从表4可知，小麦各行之间有效穗数在1%水平上差异极显著，其大小顺序为：Ⅰ＞Ⅴ＞Ⅳ＞Ⅱ＞Ⅲ。该5行从边行至内行的有效穗数呈现出类似字母“V”的趋势变化：边Ⅰ行有效穗数最多，边行优势最强；边Ⅲ行最少，边行优势最弱。小麦各行之间穗粒数在5%显著水平上无显著差异，即边行的穗粒数对内行无明显的边行优势。小麦各行之间千粒重在1%水平上差异极显著，其优势大小顺序为：Ⅰ＞Ⅱ＞Ⅳ＞Ⅴ＞Ⅲ，可见边Ⅰ行千粒重最大，边行优势最强；边Ⅲ行最小，边行优势最弱。

表4 不同行间小麦产量三要素的多重比较

3 结论与讨论

小麦产量构成三要素的边际效应为：有效穗数和千粒重的边行优势明显，而穗粒数的边行优势不明显。

有效穗数的边行优势主要是因为在小麦苗期边行利用了较大土壤空间中充足的水肥等条件[1]，使苗期小麦次生根数量增加、根系活力增强、生长健壮，分蘖增加[2]，最终单位面积有效穗数增多，即边行小麦在苗期长期竞争优势条件下，为有效穗数的边行优势打下了基础。在本研究的试验条件下，边Ⅰ行优势最大；边Ⅱ行由于边Ⅰ行的竞争，优势明显减弱；边Ⅲ行受外两行的竞争而较边Ⅰ行处于劣势[3]；边Ⅳ行、边Ⅴ行受边Ⅰ行的影响减弱，有效穗数较边Ⅲ行增加。

在小麦产量构成三要素的边行优势方面，王树林等[4]认为单位面积穗数、穗粒数、千粒重均有明显优势；安玉林[5]认为增产的主要因素是穗粒数较多和千粒重较高；杨铁刚等[6]则认为小麦边行效应主要反映在单位面积成穗数方面，而对小麦的穗粒数和千粒重无明显影响；柏立超等[7]认为边行较内行增产，其中单位面积穗数的贡献最大。以上各种不同的试验结果可能是由于各自试验中选用的品种[8]、种植方式等不同造成的[9]。本试验是在采用了2个小麦品种、行距固定在30cm的条件下进行的，若增加品种数量、采用多个不同的行距，则试验结果会更加可靠。

鉴于小麦边行优势的存在，在小麦育种过程中，对杂交后代F3株行进行选择时，应注意有效穗数和千粒重的边行优势影响，若以其作为选择目标，可参考边行与内行优势的变化进行合理选择，以增加选择的可靠性。其中，边Ⅰ行单位面积穗数和千粒重的边行优势最强，作为选择目标的可靠性最差，选择时应剔除其边行优势部分；边Ⅲ行的边行优势最弱，可靠性最大。而以穗粒数作为选择目标进行选择时，因其受边行优势的影响不显著，作为选择目标时选择结果会相当可靠。

[1] 孙守家，桑玉强，孟平，等．华北低山丘陵区农林间作系统中小麦根系时空分布及边行效应研究[J]．河南农业大学学报，2011，45（6）：640-646

[2] 杨习文，常丽丽，贺德先．小麦产量与根系的边际效应[J]．西北农业学报，2015（7）：28-36

[3] 陈雨海，余松烈，于振文．小麦边行优势及其利用的研究[J]．耕作与栽培，2002（6）：3-4

[4] 王树林，祁虹，王燕，等．不同小麦品种在麦棉套作模式中的边行优势及产量分析 [J]．山东农业科学，2015，47（4）：34-36

[5] 安玉林．边、内行小麦的灌浆特性以及与产量的关系[J]．种子世界，2006（8）：32-33

[6] 杨铁刚，黄树梅，刘佩霞，等．麦棉套种形式对小麦产量的影响[J]．河南农业科学，2000（2）：3-5

[7] 柏立超，邵运辉，岳俊芹，等．垄作模式下冬小麦边际效应研究[J]．河南农业科学，2009（6）：42-48

[8] 赵秉强，余松烈，李凤超，等．冬小麦边际效应研究：Ⅰ．品种与小麦边际效应相关规律 [J]．耕作与栽培，1997，30（4）：4-7

[9] 杜心田，王同朝．作物群体边际效应规律及其应用[J]．应用生态学报，1998，9（5）：475-480

2017-06-05）