不同年代小麦品种干物质运转和产量的差异

王贺正 董方方 马超

摘要：选用不同年代育成和推广的碧码6号、丰产3号、阿勃33、豫麦49、洛旱2号、矮抗58和洛旱11号等7个适宜旱作区小麦品种为材料，研究了各品种干物质运转和产量的变化规律。结果表明，早期品种的穗粒数较高，但产量较低;近现代品种的有效穗数、千粒质量较高，产量较高。不同年代小麦品种不同器官对籽粒的贡献率无明显规律，近现代品种总干物质运转对籽粒的贡献率表现为降低趋势，但营养器官的干物质积累较多，表明近现代品种主要靠提高花后干物质积累量来实现产量的提高。

关键词：小麦;育种;品种改良;;干物质运转;产量

中图分类号： S512.103  文献标志码： A  文章编号：1002-1302（2019）17-0098-03

我国小麦产量的稳步增长，虽然是种植面积增加、农业技术进步、气候条件变化等诸多因素共同作用的结果，但是最主要是因为品种更替[1-2]。不同年代小麦品种生长性状、发育规律不同。研究表明，随着育种水平的提高，现代小麦品种节间缩短明显，株高降幅较大，基部节间秆壁加厚，叶倾角和叶子长宽比值减小，株型更加合理;品种单株根数、根干质量及根冠干质量比等性状有所增加，抽穗期和成熟期提前[3-5]。在单株产量形成方面，随着品种育成年份推延，灌浆时间、有效穗数、穗粒数、千粒质量和产量呈增加趋势。新品种干物质向穗部的转移速率和数量明显高于老品种，穗数、穗粒数、千粒质量及收获指数的提高是新品种增产的主要原因[6-7]。干物质生产、积累与分配是作物产量形成的基础，而小麦干物质运转量、干物质运转效率和干物质运转对籽粒的贡献率因品种遗传差异而变化[8]，因此，研究小麦品种的干物质生产、积累与分配等性状随品种更替的变化特征对未来小麦育种方向具有重要指导意义。本试验以20世纪50年代以来推广的适宜旱作的代表性小麦品种为材料，研究了各品种的干物质运转和产量特性，以期为小麦育种和品种改良提供参考。

1 材料与方法

1.1 供试材料

选用不同时期育成和推广的适宜旱作的小麦品种7个，分别为碧码6号（20世纪50年代）、丰产3号（20世纪60年代）、阿勃33（20世纪70年代）、豫麦49（20世纪90年代）、洛旱2号和矮抗58（21世纪初小麦新品种）、洛旱11号（现代小麦新品种）。

1.2 试验设计

试验于2010—2011年在河南科技大学农学院试验农场进行，试验地碱解氮含量66.3 mg/kg，速效磷含量 8.92 mg/kg，速效钾含量237 mg/kg，有机质含量1.45%，阳离子交换量19.9 mol/kg，pH值为7.13。小区面积10 m2（2 m×5 m），重复3次，随机排列。氮肥240 kg/hm2，按基追比5 ∶ 5进行施用，追氮时期安排在小麦拔节期。P2O5 138 kg/hm2，K2O 165 kg/hm2，作底肥一次性施入。氮肥为尿素，磷肥为过磷酸钙，钾肥为氯化钾。正常季节播种，按常规栽培措施管理。

1.3 测定项目与方法

1.3.1 产量及穗部性状 于成熟期每小区取10株，分别考查穗下节长、穗长、结实小穗数、不孕小穗数、千粒质量等性状。小区按实收株数测产。

1.3.2 干物质积累与分配 分别于拔节期、抽穗期、灌浆初期、灌浆中期、灌浆末期和成熟期进行，每个小区取10株，分叶、茎、鞘和穗，于105 ℃杀青1 h，80 ℃烘干至恒质量，称质量求其均值。参照杨建昌的方法[9]计算：

某器官的物质转运值=该器官的最大干质量-该器官成熟时的干质量;

轉运率=（转运值/最大干质量）×100%;

茎鞘贮藏物质对穗的贡献率=（茎鞘贮藏物质转运值/穗干质量）×100%。

1.3.3 灌浆速率 抽穗期选同一日开花的单穗进行标记，自开花期始每隔5 d取样1次，每重复取10穗，分别剥取籽粒，105 ℃杀青10 min后，80 ℃烘干至恒质量，称质量并计算籽粒灌浆速率。

1.4 数据处理与分析

文中图表均用Excel制作，试验数据用SPSS 11.5进行统计分析。

2 结果与分析

2.1 不同年代小麦品种的产量及其构成因素

表1表明，不同年代小麦品种的产量及其构成因素差异明显。有效穗数以豫麦49最高，除与矮抗58差异不显著外，显著高于其他品种，碧码6号、洛旱2号和阿勃33之间差异不显著，总体表现为豫麦49>矮抗58>洛旱11号>丰产3号>碧码6号>洛旱2号>阿勃33。穗粒数除豫麦49与碧码6号之间差异不显著外，品种间均差异显著。千粒质量表现为随着育种年代的更替逐渐增加，表现为洛旱11号>矮抗58>豫麦49>丰产3号>阿勃33>洛旱2号>碧码6号。产量表现为豫麦49、矮抗58、洛旱11号（除与丰产3号差异不显著外）均显著高于其他品种。近现代品种的有效穗数、千粒质量较高，具有较高的产量水平。但由于洛旱2号在本试验条件下产量三要素均较低，产量较低。

2.2 不同年代小麦品种的穗部性状

不同年代小麦品种的穗部性状不同（表2）。随着育种年限的推进，穗下节长逐渐降低。穗长表现为阿勃33最长，且与其他品种差异显著，洛旱11号与矮抗58、碧码6号、丰产3号差异显著。结实小穗数以碧码6号最多，矮抗58次之，洛旱2号再次之，3品种均与丰产3号、豫麦49和洛旱11号差异显著。不孕小穗数以洛旱11号最高，豫麦49次之，矮抗58再次之，且3品种间差异显著。

2.3 不同年代小麦品种的灌浆速率

图1表明，不同年代小麦品种籽粒灌浆速率随灌浆进程呈先升后降的趋势。花后籽粒灌浆速率随时间推进逐渐增加，5月16日达到峰值，随后降低。品种之间比较，峰值时及以后各时期均以洛旱11号最高，且与其他品种差异明显，分别比碧码6号、丰产3号、阿勃33、豫麦49、洛旱2号和矮抗58提高了42.3%、27.7%、32.9%、17.9%、19.2%和6.1%。

2.4 不同年代小麦品种的干物质积累量

表3表明，同一生育时期不同品种的干物质量差异明显。拔节期以豫麦49最高，矮抗58和阿勃33其次，洛旱2号最低。成熟期矮抗58最高，除与洛旱11号差异不显著外，与其他品种差异显著;豫麦49和丰产3号间差异不显著，但与阿勃33、碧码6号、洛旱2号差异显著。结果表明，矮抗58、洛旱11号和豫麦49积累的干物质较多，为籽粒形成提供较多的碳源。

2.5 不同年代小麦品种的叶干物质运转

从表4可以看出，开花期叶干质量表现为洛旱2号=洛旱11号>矮抗58=丰产3号>阿勃33=豫麦49>碧码6号。成熟期表现为豫麦49>矮抗58=洛旱11号=丰产3号>洛旱2号=阿勃33>碧码6号。转运量和转运率以洛旱2号最高，豫麦49最低。不同品种间叶干质量对籽粒的贡献率表现为洛旱2号>阿勃33>碧码6号>丰产3号>豫麦49>洛旱11号>矮抗58。结果表明，花后叶片干物质积累能力较弱的品种，能够提高花前叶片干物质向籽粒的转运。

2.6 不同年代小麦品种的茎干物质运转

表5表明，茎干物质转运量表现为洛旱2号>豫麦49>丰产3号>矮抗58>碧码6号>洛旱11号>阿勃33。转运率表现为洛旱2号>豫麦49=丰产3号>碧码6号>矮抗58>洛旱11号>阿勃33。茎的干物质转运对籽粒的贡献率以洛旱2号最高，豫麦49居于第2位，矮抗58、 洛旱11号较低。结果表明，籽粒产量的高低与茎干物质向籽粒的转运量、转运率及其对籽粒的贡献率有关。

2.7 不同年代小麦品种的鞘干物质运转

不同年代小麦鞘干物质运转及其对小麦籽粒的贡献率不同（表6）。鞘干物质质量在开花期表现为丰产3号>洛旱2号=洛旱11号>矮抗58>阿勃33=碧码6号>豫麦49，成熟期表现为洛旱11号>矮抗58>丰产3号>碧码6号>阿勃33=豫麦49>洛旱2号。转运量和转运率以洛旱2号最大，豫麦49最小。对籽粒的贡献率洛旱2号高达14.5%，豫麦49、矮抗58、洛旱11号分别为3.0%、4.0%和3.3%。

2.8 不同年代小麦品种的总干物质运转

不同年代小麦品种的总干物质转运量表现为丰产3号>洛旱2号>豫麦49>矮抗58>碧码6号>洛旱11号>阿勃33;干物质转运率表现为丰产3号=洛旱2号>豫麦49>碧码6号>矮抗58>阿勃33>洛旱11号;对籽粒的贡献率表现为洛旱2号>碧码6号>丰产3号>阿勃33>豫麦49>矮抗58>洛旱11号（表7）。表明总干物质运转的贡献率表现为近现代品种趋向于降低。

3 结论

随着育种时间的推进，小麦品种的有效穗数、千粒质量逐渐提高，产量也向更高的方向发展。20世纪50年代和60年代品种由于具有较高的穗粒数，在一定程度上保证了产量。研究表明，不同年代小麦品种产量与农艺性状间的相关性不是很大，产量的提高主要是通过协调产量构成因素间的关系实现的。本研究表明，近现代品种矮抗58、洛旱11号和豫麦49干物质积累能力较强，为产量的提高提供了较多的碳源。不同年代小麦品种不同器官的转运量以茎最高，叶其次，鞘最低;转运率叶最高，茎其次，鞘最低;对籽粒的贡献率与转运量规律相同。近现代品种的总干物质运转对籽粒的贡献率表现为降低趋势，说明近现代品种主要靠提高花后干物质积累量实现高产。

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