小麦功能叶对产量及其构成因素的影响

钮力亚，王伟伟，王 伟，王奉芝，赵松山，于 亮

（沧州市农林科学院，河北沧州 061001）

小麦产量是受多基因控制的数量性状，是多个性状共同作用的结果。小麦产量的高低与其产量性状有关。单位面积穗数、穗粒数、千粒重是构成小麦产量的主要因素，小麦产量的进一步提高主要依赖产量因素的协调增长。宋健民等［1］研究表明，提高成穗率、增加单位面积穗数是进一步提高产量潜力的关键。有研究［2～5］表明，超高产小麦产量构成应该在稳定穗数的基础上，提高穗粒数和千粒重，只有穗大、穗匀、穗粒数多才能建立高产群体结构的框架。今后我国超高产小麦的育种目标应是通过增加穗粒数来提高小麦的单穗重［6，7］。在生长后期，小麦主要靠旗叶、倒二叶和倒三叶的光合作用供给籽粒养料。在前人研究的基础上，本研究对16个小麦品种（系）上3叶的长度、宽度、面积等进行分析，探讨其与产量及单位面积穗数、穗粒数、千粒重的相关程度，以为小麦新品种选育提供依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料

试验于2015～2016年在河北省献县试验基地进行，试验地土壤肥力中上。参试材料为16个不同基因型品种：临优7287、临远8号、尧麦16（山西省农业科学院），石麦22号、石优20、石麦19（石家庄市农科院），冀5265（河北省农林科学院粮油作物研究所），邢麦7号、邢麦6号（邢台市农科院），泰山5366（泰安农科院），烟农0428（烟台农科院），衡136、衡4399（河北省农林科学院旱作所），沧麦028（沧州市农科院）和邯08－6012（邯郸农科院），以石4185为对照品种。

1.2 试验设计

采用随机区组设计，3次重复。试验小区长5.3 m，宽2.5 m，面积13.33 m2，6行区，行距 17.5 cm，小区间距30 cm。灌浆期每小区随机选取茎秆高度基本一致、穗大小均等而无病虫害的20个单株，测定上3叶长、宽，成熟后收获单株，室内考种。考种项目包括穗粒数、千粒重、穗粒重，各性状以小区平均数为单位进行方差分析。田间管理和施肥水平同当地大田生产。

试验数据用Excel和Spss进行统计分析。

2 结果与分析

2.1 小麦功能叶、产量及产量构成因素的变异分析

由表1可以看出，旗叶、倒二叶、倒三叶及产量性状的变幅和变异系数各不相同，变幅和变异系数越大，说明品种间的变异越大。从变幅角度看，功能叶性状中，旗叶面积的变幅最大，为11.92 cm2，产量构成因素中，千粒重的变幅最大，为12.1 g；从变异系数上看，旗叶叶面积变异系数最大，为30.01%，其次是倒二叶叶面积，为24.25%。旗叶的叶面积变幅和变异系数均为最大，说明品种间的差异性在旗叶叶面积上表现突出。上3片功能叶性状变异的大小依次为：旗叶面积＞倒二叶面积＞倒三叶面积＞倒三叶宽＞旗叶长＞倒二叶宽＞旗叶宽＞倒二叶长＞倒三叶长。产量及产量构成因素变异的大小依次为：穗粒数＞产量＞千粒重＞小穗数＞穗长，产量性状指标变异系数较小，不同参试品系间产量性状间有较高的相似性，说明小麦产量构成模式（穗粒数、千粒重、单位面积穗数）具有多样性。

F测验表明，品种间性状都达到了0.01显著水平，这说明产量性状与上3叶性状的关系可以作相关分析。

表1 小麦功能叶、产量及产量构成因素的变异分析与F测验Table 1 F exam variation of functional leaf and yield and yield com ponents of wheat

2.2 小麦功能叶与产量及其构成因素的相关分析

从表2可以看出，旗叶叶面积、旗叶宽、倒二叶宽及叶面积和倒三叶宽与单位面积穗数、穗粒数、千粒重、产量存在不同程度显著或极显著正相关关系，随着上3叶的叶面积和宽度增大，产量及产量构成因素呈增长趋势；在功能叶性状中，旗叶叶面积与穗粒数的相关系数最大，说明其对穗粒数的影响最为明显，其次为产量、千粒重和单位面积穗数。而旗叶、倒二叶、倒三叶的长度与产量及产量构成因素的正相关性较小或负相关，这说明小麦叶片的长度不宜过长，选育新品种时应选择植株紧凑、叶片较小的材料，以利于小麦群体透光，充分利用空间。

表2 小麦功能叶与产量及其构成因素的相关系数Table 2 Correlation between functional leaves and yield com ponents of wheat

2.3 小麦功能叶与产量及其构成因素的回归分析

灌浆期旗叶、倒二叶、倒三叶性状与产量及其构成因素的相关和回归分析结果（表3）表明，从叶面积与单位面积穗数的关系看，倒三叶叶面积对单位面积穗数的影响最大，其次为旗叶叶面积；从叶片长宽与单位面积穗数的关系来看，倒三叶的长宽对单位面积穗数的影响较倒二叶和旗叶的长宽的影响大。考察功能叶性状对穗粒数、千粒重及产量的影响，结果表明，旗叶叶面积和倒二叶叶面积对穗粒数的影响较大；旗叶叶面积对产量和千粒重的影响最大，倒二叶和倒三叶对其影响较小。可见，减小旗叶的长度和倒三叶的宽度有助于增加田间透光性，提高光合效率，从而使小麦增产。

表3 小麦功能叶性状与产量及其构成因素的回归分析Table 3 Regression analysis of three leaf traits and yield and its com ponents in wheat

3 讨论

前人的研究表明，小麦籽粒产量主要源于小麦开花后叶片光合作用的产物，而灌浆期植株的光合器官主要是旗叶、倒二叶、倒三叶，其光合作用最强，籽粒20%～30%以上的干物质来自于开花后旗叶、倒二叶和倒三叶的光合产物，特别是旗叶［8～10］。本试验结果表明，小麦品种间功能叶性状存在差异，其中旗叶的叶面积变幅最大；在产量构成因素中产量的变异系数最大，说明品种间性状差异较大，选择潜力较大。

对各性状的相关和回归分析表明，随着旗叶叶面积的增大，产量及产量构成因素呈增长趋势，但是旗叶、倒二叶、倒三叶的叶长对产量及产量构成因素的综合影响较小，说明小麦叶片过长对产量的提高并不能起到促进作用，因此选育小麦新品种时应选择叶片紧凑型材料。减小旗叶的长度和倒三叶的宽度有助于提高产量，可见灌浆期增加田间的透光性能，能提高光合效率，从而提高小麦产量。

小麦旗叶、倒二叶、倒三叶性状对产量的形成至关重要，旗叶、倒二叶、倒三叶长宽及叶面积均与产量及产量构成因素正相关，表明上3叶的合理配置对产量有重要影响，只有旗叶、倒二叶、倒三叶长宽比例配置合理，才能扩大群体对光、热、气等资源的利用空间，提高冬小麦产量。