曹亚伟,王 健,刘 坤,唐跃辉,张 怡,张 菊,徐克东,李晓丽,于德水, 齐 静,胡小玉,原 鑫,张思馨,高倩倩
(周口师范学院a植物遗传与分子育种重点实验室,b生命科学与农学学院,河南 周口 466000)
小麦倒伏是小麦减产的主要原因之一,倒伏成为制约小麦高产育种的瓶颈[1]。外界条件通过作用于小麦植株的茎叶,使小麦发生倒伏现象[2]。一般情况下,通过植株矮化、降低重心可使小麦抗倒伏能力增强。也有研究表明,小麦植株的抗倒伏能力主要取决于茎秆质量的优劣,而不一定取决于植株的高矮[1]。小麦矮化固然能在一定范围内提高小麦产量,但是小麦植株过度矮化,产量不增反减的现象也颇为普遍。刘兆晔等[3-4]研究认为,矮化能提高小麦的抗倒性和收获指数,也会带来一些不利影响,对株高的选取应在一定的范围进行。傅兆麟[5]研究认为,矮化育种缩短节间会引起叶片、叶鞘长度的降低,导致叶面积系数可能变小,根系变小,以及矮秆带来的其他器官也变小等现象。为此,对30个冬小麦品种(系)进行定量分析研究,分析株高与小麦产量及其构成因素的关系,以期为冬小麦高产品种(系)的选育提供参考依据。
供试30个小麦品种(系)分别为小偃6号、高19、轮01-11、陕星63、矮秆高产王、兰硬粒小麦、皖麦19、漯麦9号、科农199、YC22/泉麦26、豫麦57、石4185、小偃81、郑麦7698、经科168、YDC81/温麦968、YC45/豫圣麦21、众麦1号、YC5许麦6号、周麦22、洛麦22、金丰33号、周麦27、鹿麦1号、百农160、YC30/百农201、YC36/豫农508、百农AK58、矮抗先锋和矮抗58。
试验于2016年10月至2017年6月在河南省植物遗传与分子育种重点实验室试验田进行。以供试材料为处理,随机区组排列,重复3次,小区面积为6 m2(长4 m,宽1.5 m),各小区间隔为0.6 m过道。每个小区种6行,行距0.25 m,株距0.03 m。试验田按常规施肥,土壤肥力中等。
在收获前,各小区取样10株进行拷种。测量项目为株高、节间长度、穗长、穗粒数、穗粒重。小区收获籽粒自然风干后,按实计产,并测定千粒重。
数据采用Excel和SPSS进行统计分析。
对30个不同小麦品种(系)的株高进行聚类分析,结果(表1)划分为2大类6小类。
图1 30个小麦品种(系)株高的聚类分析
由表1可知,6种类型小麦品种穗粒数、穗粒重、穗长、千粒重、产量性状,类型间均达显著差异。
表1 6种类型小麦各性状的方差分析
注:*表示0.05水平上显著,**表示0.01水平上极显著。
表2看出,产量、穗粒数、穗粒重较高为B类型,株高为68.1 cm。千粒重较高为E类型,株高为83.2 cm。产量较低为D、F类型,株高分别为57.3和86.9 cm,为6种类型中株高较低和较高的2种类型。E与F小麦品种类型,株高较相近,但其产量差距极大,E类型远远高于F类型。C、D类型株高相距不大,产量差距则较大。
表2 6种类型小麦产量的分析
从小麦株高的视角,对30个小麦品种,6种株高类型进行研究,株高较高类型间的比较,株高较高产量较低。株高较低类型间的比较,株高较低产量较低。这与闵东红等[1]的“矮中选高”“高中选矮”可利于提高产量的研究成果相符。D类型中,矮抗先锋、矮抗58产量低,可能与植株过矮及叶层密集有关,因而导致冬小麦群体内光照不足,且难以通风而减产[6]。矮秆小麦具有明显的早衰现象,导致减产[7]。小麦产量的提升并不仅仅取决于某一产量要素的日趋完善,而是在于多个产量要素的协调均衡发展[8]。
在育种中株高矮化已不合时宜,并不能完全解决小麦倒伏现状,反而会降低小麦产量。株高过高,虽可提高小麦生产潜力,但易引起倒伏现象。株高高于90 cm不利于提高收获指数,且高于90 cm,植株越高,收获指数越低[9-10]。本研究认为,株高合理控制在70~80 cm均可获得高产,实际产量的收获,则与其他产量因素的协调程度相关。
高产与倒伏现象的研究应聚集在提高茎秆质量和根系上。在茎秆质量、根系数量和根系扎根深度达到一定程度后,可提高小麦株高,即可更大程度利用小麦生产空间,达到高产的目的。