河南省主推小麦品种产量及其构成因素的相互关系分析

朱红彩，黄金华，范永胜，马海涛，王玲燕，张素平，窦士树

(河南省新乡市农业科学研究院，河南 新乡 453003)

小麦是我国重要的粮食作物，收获面积和总产居世界第一。河南省是全国小麦第一生产大省，“十三五”期间，河南省小麦年种植面积预计稳定在 540 万 hm2左右，小麦总产量占全国的l/4，且以半冬性小麦品种为主。河南省是我国小麦主要的商品粮生产基地,素有“河南熟,天下足”之称，河南省小麦的丰产丰收已经密切关乎国家粮食安全和人民温饱问题，提高河南省小麦产量对于保障我国粮食安全具有重要战略意义[1]。

培育高产小麦新品种能够有效缓解人口持续增加和土地减少的矛盾。因此，高产一直是小麦育种者的主要目标，只有在保证一定程度高产的基础上，再选择具有优质、多抗、广适等优良性状的品种才有实际意义。小麦单位面积的经济产量是由单位面积上的有效穗数、穗粒数和千粒重三因素共同作用的结果，一个合理的群体，必须是三者乘积的最大值。前人对此进行过较多研究，但因研究地区或研究材料不同，结果也不尽相同[2-5]。本文探讨了 2018 年度河南省主要推广的半冬性小麦品种产量及产量构成三因素之间的相互关系，以期为河南省小麦高产品种的选育和高产栽培的主攻方向提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 材料

以 2018 年度河南省主要推广的 40 个半冬性小麦品种(2005—2018 年间审定的品种)为研究对象，资料来源于各审定品种区域试验数据。

1.2 方法

采用简单相关分析、偏相关分析和通径分析相结合的方法对产量及产量构成三因素(单位面积的有效穗数、穗粒数、千粒重)的相互关系进行分析。利用 Excel、DPSv7.05 处理软件对试验数据进行统计分析。

2 结果与分析

2.1 产量构成因素性状表现及其变异性

由表1可以看出，产量及产量构成三因素的变异系数大小为穗粒数>千粒重>有效穗数>产量，其中产量的变异系数最小(3.6%)。各品种的平均产量是8 090.9 kg·hm-2，为7 387.5～8 745.0 kg·hm-2，说明河南省主要推广小麦品种产量水平比较稳定。千粒重和有效穗数的变异系数较大(6.2%和6.0%)；而产量三因素的变异系数最大的是穗粒数(6.8%)，各品种平均穗粒数为34.2粒，为27～38粒，穗粒数的变异程度大，说明该性状受外部环境条件影响较大，在栽培上是个较活跃的因子，生产中通过改善栽培条件等措施来增加穗粒数比通过提高千粒重和有效穗数来提高产量更容易。

表1 河南主推小麦品种的平均产量及构成三因素的变异系数

2.2 产量与产量构成因素的相关性

2.2.1 简单相关

由表2可知，产量构成三因素中以千粒重与产量的相关系数最大(0.304)，穗粒数次之(0.116)，均呈正相关，有效穗数与产量的相关系数最小(-0.036)，且呈负相关。表明河南省当前推广的小麦品种千粒重是产量的主要制约因素，由此推断河南省目前生态条件下，通过增加千粒重较易获得增产，而依靠增加穗粒数和有效穗数来提高产量相对较难。

表2 河南主推小麦品种产量与产量三因素间的相关系数

注：x1为有效穗，x2为穗粒数，x3为千粒重，y为产量。表3～4同。

由表2还可以看出，产量构成三因素间的相关系数均为负值，表明产量三因素间存在一定的相互制约关系，说明提高三要素之间任何一个因素都会对其他因素造成不利影响，其中，穗粒数与有效穗数(-0.590)和千粒重(-0.411)彼此制约较大，增加穗粒数会严重降低有效穗数和千粒重；有效穗数和千粒重呈较小负相关(-0.189)。当前推广的小麦品种要想获得高产，应通过栽培措施构建合理群体，同时要处理好产量三要素的协调发展。

2.2.2 偏相关

偏相关分析又称净相关分析，是排除其他自变量影响后某一自变量与因变量的相关，由于消除了自变数相互间的混淆，因而能够表现出自变数和依变数的单独关系[6]。因此，在多变量条件下，偏相关系数能真实反映这两个变量间直接相关程度与性质[7]。

由表3可以看出，产量与产量三因素的偏相关系数均呈正相关，产量与千粒重的偏相关系最大(0.509)，其次是穗粒数(0.442)，产量与有效穗数的偏向系数最低(0.358)。

表3 河南主推小麦品种产量与其构成因素的偏相关分析

2.2.3 通径分析

虽然相关系数与偏相关数在一定程度上反映了各变量间的相关程度，但要弄清楚其对产量的作用大小，还必须作进一步的通径分析。通径分析可将相关系数分解直接作用和间接作用，从而清楚地显示各因素的相关关系大小和相对重要性。

由表4可以看出，产量构成三因素对产量的直接通径系数都为正值，说明产量三因素对产量都有直接的正效应，如果控制其他因素不变，提高三因素中的任何一个因素，均对产量起到积极作用。其中千粒重(0.692)的直接作用最大，其次是穗粒数(0.683)，而有效穗数(0.501)的作用最小。这与相关分析、偏相关分析结果是一致的。经上述分析，根据河南省地区小麦生态条件的特点，培育半冬性小麦高产育种应增加千粒重，稳定穗粒数，挖掘有效穗数的潜力。

表 4 河南主推小麦品种产量与产量三因素间的通径系数

从表4还可以看出，三因素对产量的间接通径系数均为负值，其中以有效穗数通过穗粒数对产量的负作用最大(-0.408)，穗粒数通过有效穗数(-0.295)和千粒重(-0.281)对产量的负作用次之，而有效穗数通过千粒重对产量的负作用最小(-0.095)。这说明，若小麦群体有效穗数过多，会影响穗粒数增加和千粒重提高，从而影响产量的提高。

3 小结与讨论

对河南省主要推广的小麦产量及其构成三因素的变异性分析结果表明，当前推广的小麦品种产量水平已达到比较稳定的水平，品种差异化比较小；产量构成三因素的变异系数大小顺序为穗粒数>千粒重>有效穗数，穗粒数的变异系数最大，说明此性状容易通过栽培措施加以改变。但产量因素在不同地区、不同年份、不同条件下的相对重要性及其改善潜力不同，产量的提高取决于产量各因素的协调发展[3]。

产量构成三因素与产量的简单相关分析、偏相关分析和通径分析结果是一致的，其相关程度大小顺序均为千粒重>穗粒数>有效穗数；偏相关系数和直接通径系数均为正值，产量三因素与产量呈正相关；产量构成三因素间的相关系数和间接通径系数均为负值，产量三因素间存在一定的相互制约关系，这也更能说明在多变量材料中，偏相关系数才能真实反映两变量间的相关程度与性质。

综上分析表明，河南省目前推广的小麦品种的千粒重与产量的关系最密切，它对产量的影响最大。在小麦高产育种性状选择时，应重点考虑育种材料的千粒重，将这一性状放在首要位置。穗粒数的直接作用较大，其对产量的影响为正值，因此，在小麦高产育种性状选择时，保持合适的穗粒数是高产的基础。有效穗数对产量影响的直接作用最小，可以放宽对有效穗数的选择，但也应作为小麦高产育种选择性状之一。在小麦高产栽培中，应采取合理的肥水管理措施，以提高千粒重为主导，构建好合理的群体结构，稳定穗粒数，保证足够的有效群体，以此来争取小麦的高产[2，8-9]。