不同季节播种和割苗对大麦优良品种农艺性状的影响

卢映吉 杨晓梦 普晓英 李霞 杨丽娥 杨砚斌 曾亚文

（1 云南大学资源植物研究院，650500，云南昆明；2 云南省农业科学院生物技术与种质资源研究所，650205，云南昆明）

大麦（Hordeum vulgareL.）属禾本科植物，在世界谷类作物中，其种植面积和产量均位居第四[1]。大麦是喜温长日照作物，种质资源和品种类型丰富，在许多高海拔地区作为粮食作物扮演着重要的角色[2]。大麦最有营养的部分是大麦苗，其中含有丰富的蛋白质、维生素、粗纤维、黄酮、生物碱、超氧化物歧化酶和γ-氨基丁酸等[3]成分，有助于改善睡眠质量、增强免疫力、提高记忆力、促进伤口愈合、解毒、抗抑郁和对抗20 多种慢性疾病等[4]。大麦苗期分蘖力强，幼苗刈割后残茎再生苗可正常获得籽粒，但不同时期割苗，可能获较高的干麦苗产量，也可能降低有效穗数和生物产量，且再生麦的秸秆与籽粒产量也相对较高[5]，但再生能力的增长范围有限，频繁割苗对群体的干物质生产仍表现出不良影响[6]，且相关研究表明，割苗可防止群体倒伏[7]，显著影响再生麦的农艺性状[8]。

农艺性状是指生长发育习性、产量性状及植物学发育特征等[9]，与产量和品质性状之间存在着正相关或负相关。云南属低纬高原秋播大麦生产区，生态环境复杂多样，海拔梯度大，降雨量适中，大部分地区冬春气候温暖，尤其是滇中高海拔地区具备秋播、春播和夏繁的气候优势，适合种植大麦[10]。目前，关于不同季节种植和割苗对大麦农艺性状影响的研究较少，本研究以云南省选育的48 个大麦优良品种为试验材料，结合云南省生态特点，研究合理利用季节和割苗对不同大麦品种12 个农艺性状的影响，使大麦的育种工程向选育优质高效专用新品种的方向发展[11]，也为今后培育优质大麦[12]提供理论参考和科学依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料

供试48 份材料（表1）是云南省农业科学院生物技术与种质资源研究所选育的啤、饲大麦及其青稞品种，其中35 个已完成国家非主要农作物品种登记。

表1 供试材料名称Table 1 Names of tested materials

1.2 试验设计

试验地点位于昆明市盘龙区滇源镇南营村试验基地（海拔1973m），是南方秋播大麦区正季秋播、夏繁加代的理想基地。试验地土壤肥力中等。试验采用田间随机区组设计，小区面积1.2m2，行距0.3m，单行小区长2m，宽0.3m，二行区，播种时间分为秋播（2019 年11 月1 日）、冬播（2020年2 月1 日）、春播（2020 年5 月1 日）3 次。设置秋播割苗处理Ⅰ（A1，割苗时间为2020 年1 月9 日）、割苗处理Ⅱ（B1，割苗时间为2020 年2月29 日，每个材料主茎小穗为1cm）、未割苗对照处理（CK1）；冬播割苗处理Ⅰ（A2，割苗时间为2020 年3 月23 日）、割苗处理Ⅱ（B2，割苗时间为2020 年4 月5-13 日，每个材料主茎小穗为1cm）、未割苗对照处理（CK2）；春播割苗处理Ⅰ（A3，割苗时间为2020 年5 月30 日）、割苗处理Ⅱ（B3，割苗时间为2020 年6 月6 日-20 日，每个材料主茎小穗为1cm）、未割苗对照处理（CK3），共9 个处理。栽培措施及田间管理与当地大田常规管理一致，记录和考种执行统一标准。

1.3 性状调查

供试材料农艺性状均按照大麦种质资源数据质量控制规范统一观察记载。大麦考种指标包括株高、有效穗数、主穗总粒、主穗实粒、千粒重、主穗长、单株粒重、单株秆重、单株重、单株穗重、无效穗数、主穗空粒数等。

1.4 数据处理

采用Excel 和Origin 软件处理数据和绘制图表，采用SPSS 软件进行数据相关分析。

2 结果与分析

2.1 大麦农艺性状表现

2.1.1 不同季节播种大麦农艺性状表现 由表2 可知，不同季节播种对48 份大麦材料的12 个主要农艺性状有显著影响。冬播大麦的株高平均值均大于秋播和春播，其中，冬播与秋播的株高差异不显著，但两者的株高均显著高于春播。秋播大麦生物产量性状（单株穗重、单株重、单株秆重）均显著高于冬播和春播。秋播大麦籽粒产量性状（有效穗数、主穗实粒数、千粒重、单株粒重、主穗长、主穗总粒数）平均值均大于冬播和春播，其中，秋播大麦的有效穗数、千粒重、单株粒重与冬播和春播差异显著；主穗实粒、主穗总粒数和主穗长则表现为冬播与秋播差异不显著，但两者均显著高于春播。秋播大麦无效穗数和主穗空粒数平均值分别小于冬播和春播。说明延迟播种季节会增加大麦无效穗数和主穗空粒数，在一定程度上会降低大麦产量。不同农艺性状间变异较大，株高的变异系数最小，变异幅度为11.76%～18.02%，无效穗数的变异系数最大，变异幅度为66.27%～101.54%，说明农艺性状不仅受季节的影响，还受品种基因型差异的影响。

表2 不同播种季节大麦农艺性状表现及变异分析Table 2 Analysis of agronomic characteristics and variation of barley in different sowing seasons

2.1.2 不同时期割苗处理大麦农艺性状表现由表3 可以看出，与对照相比割苗及割苗时期对48个大麦材料的12 个主要农艺性状有一定影响。对株高来说，割苗使再生麦株高显著降低，说明在种植早期进行割苗处理可以控制株高，从而增强大麦抗倒伏性。对于生物产量性状（单株穗重、单株重、单株秆重）来说，总体呈下降趋势，且割苗Ⅱ与割苗Ⅰ、未割苗对照间差异均显著，说明在割苗Ⅰ时期割苗对生物产量提高有促进作用。对于籽粒产量性状（有效穗数、主穗实粒数、千粒重、单株粒重、主穗长、主穗总粒数）来说，随割苗期的延迟，总体呈现下降趋势，割苗Ⅰ与未割苗对照差异不显著，与割苗Ⅱ之间差异显著；对于无效穗数和主穗空粒数来说，无效穗数和主穗空粒数会随着割苗时期的推迟而增加，且不同割苗时期（割苗Ⅰ和割苗Ⅱ）呈差异显著，割苗Ⅰ会导致籽粒产量和生物产量下降，但同时也减少无效穗数和主穗空粒数，一定程度上可有效提高大麦的品质。

表3 不同割苗处理下参试材料主要农艺性状表现Table 3 Performance of main agronomic characteristics of tested materials under different seedling cutting treatments

2.2 主要农艺性状相关性分析

2.2.1 不同季节播种大麦农艺性状间相关性分析 以秋、冬、春3 季播种的48 个优良大麦品种的12个农艺性状数据为研究对象，对3 个不同季节播种的大麦不同农艺性状间进行双因素相关性分析。结果（图1）显示，秋、冬（图1a）播种对比有45对性状达到极显著相关（P＜0.01），3 对性状达到显著相关（P＜0.05），其中单株穗重与单株粒重（r=0.99）、主穗实粒数与主穗总粒数（r=0.98）、单株秆重与单株穗重（r=0.86）、单株重与单株秆重（r=0.83）达极显著正相关；秋、春（图1b）播种对比有66 对性状达到极显著相关，1 对性状达到显著相关，其中单株粒重与单株穗重（r=0.99）、单株重与单株秆重（r=0.96）、单株粒重（r=0.92）、单株穗重（r=0.94）达极显著正相关；冬、春（图1c）播种对比有55 对性状达到极显著相关，11 对性状达到显著相关，其中单株株重与单株秆重（r=0.95）、单株穗重（r=0.92）达到极显著正相关；无效穗数与株高、籽粒产量、生物产量之间呈极显著或显著负相关。相关结果表明，不同播种季节大麦农艺性状之间相关系数存在一定差异，说明农艺性状受品种基因型差异影响的同时，也明显受不同播种期等条件的影响。

图1 不同播种季节间12 个大麦农艺性状相关性分析Fig.1 Correlation analysis of 12 agronomic characteristics of barley sown in different seasons

2.2.2 不同割苗期大麦农艺性状间相关性分析 以不同时期割苗处理的48 个优良大麦品种的12 个农艺性状数据为研究对象，并对其进行双因素相关性分析。结果（图2）显示，有49 对性状达到极显著相关（P＜0.01），有5 对性状达到显著相关（P＜0.05）。其中主穗实粒数与主穗总粒数（r=0.97）、单株粒重与单株穗重（r=0.89）、单株秆重与单株重（r=0.89）达到极显著正相关，主穗空粒数与株高、有效穗数、主穗长、千粒重，有效穗数与主穗总粒数、主穗实粒数、主穗空粒数，无效穗数与籽粒产量（主穗总粒数、主穗实粒数、千粒重、单株粒重）之间呈显著负相关，延迟割苗会降低大麦籽粒产量，增加无效穗数、主穗空粒数。2 个不同时期割苗处理的农艺性状成分的相关性对比结果，说明不同割苗处理对大麦不同农艺性状间影响较大。

图2 不同割苗处理大麦对12 个农艺性状相关性分析Fig.2 Correlation analysis of 12 agronomic characteristics under different cutting treatments

2.3 适宜麦苗及籽粒生产的优良品种筛选

综合考虑供试大麦12 个主要农艺性状，以高于平均值作为选择优异两用型大麦的标准，筛选出最优的5 个大麦品种，分别为矮思500、云啤15号、腾云麦4 号、云饲麦10 号、云饲麦13 号，其主要农艺性状见表4，不同播种季节（春、秋、冬），秋播是最适播种季节，对比不同割苗时期（割苗处理Ⅰ和割苗处理Ⅱ）大麦农艺性状变化，矮思500、云啤15 号、腾云麦4 号、云饲麦10 号、云饲麦13号和V43 割苗Ⅰ的籽粒产量和生物产量均高于割苗处理Ⅱ。

表4 筛选出的大麦品种不同割苗处理产量性状比较Table 4 Comparison of yield characteristics of selected barley varieties under different seedling cutting treatments

3 讨论

农艺性状是作物品种评价的直观依据，与产量和品种密切相关[13]。优良大麦品种是大麦生产的基础[14]，正确合理分析和评价不同大麦品种是对其合理利用的前提[15]。本研究以云南省的48 个大麦优良品种为研究对象，对比不同季节播种和割苗处理，并对其12 个主要农艺性状进行测量统计和分析，结果表明，对比秋、冬、春3 季播种结果，秋播株高、无效穗数、主穗空粒数平均值均依次小于冬播、春播；有效穗数、单株秆重、单株重、主穗长、主穗总粒数、主穗实粒数、单株穗重、单株粒重、千粒重平均值均大于冬播、春播；籽粒产量（有效穗数、千粒重、单株粒重）和生物产量（单株穗重、单株重、单株秆重）在3 个不同播种季节间差异均显著；延迟播种时间会降低大麦产量，与党爱华等[16]结果相似，但播种季节对主产量影响不显著，只对单株产量的农艺性状影响显著，秋播大麦整体水平高于冬播大麦，种质资源创新及品种改良潜力更大。割苗处理导致株高平均值降低，不同割苗处理间差异显著，且郜战宁等[17]认为，株高与产量呈负相关，因此割苗不仅对株高影响显著且可提高产量，与杜娟等[18]认为割苗会显著提高籽粒产量、生物产量结果相似。割苗处理导致单株重、单株秆重、单株穗重和单株粒重平均值降低，说明割苗处理可降低大麦单株产量；第1 个时期割苗处理后，无效穗数、主穗空粒数的平均值低于第2 个时期割苗处理，第1 时期割苗处理在一定程度上可有效降低无效穗数和主穗空粒数，割苗一定程度上提高大麦品质；不同时期割苗处理，各农艺性状变异系数变化明显，遗传变异丰富性程度对植物适应性及进化研究具有重要意义[19]，因此研究割苗处理对农艺性状的影响巨大。本试验在不同播种季节和割苗处理条件下，大麦的12 个主要农艺性状的相关分析表明，12 个主要农艺性状之间关系密切，有效穗数与产量的相关性最大[17]，与主穗长、单株穗重、单株粒重、单株重、单株秆重、千粒重均呈极显著正相关，并且不同时期割苗处理对大麦无效穗数影响比不同季节影响更大。但不同性状筛选优良种质难度不同[20]，且性状之间关系复杂，只考虑单一性状变化，也会影响大麦产量[21]。因此在选择大麦高产品种性状时，将有效穗数放在首位，把与有效穗数关系密切的性状也作为筛选条件之一来进行判断。

4 结论

不同季节播种对大麦的生长有显著影响，在秋、冬、春3 季播种中，部分籽粒产量和生物产量的农艺性状在3 个不同播种季节间差异均显著，且秋播是最适播种期，大麦产量和品质最优。割苗处理会降低株高和单株产量，但第1 个时期割苗会减少无效穗和主穗空粒数，提高大麦品质。在冬大麦产区，冬季播种会缩短生育期，降低大麦产量。初步筛选出割苗处理下产量性状较好的大麦品种为云饲麦10 号、云饲麦13 号、V43、云啤15 号和矮思500。