曹燕燕 巴 磊 张 璐 黄 杰 葛昌斌 李雷雷 卢雯瑩 廖平安
(河南省漯河市农业科学院,漯河 462300)
小麦作为三大谷物之一,是人类营养的重要来源,其高产稳产对于国民生活、经济发展和国家粮食安全有举足轻重的意义。耕地面积不足、水资源短缺以及气候变化等对小麦生产的制约日趋突出。因此,选育更多高产、稳产、抗逆、广适的小麦新品种是增加农产品有效供给、保障国家粮食安全的重要途径。近年来,许多学者对不同小麦主产区小麦品种性状变化规律和趋势进行了研究。佟汉文等[1]对2001-2016 年湖北省审定的27 个小麦品种的主要农艺性状进行了分析,提出应把增加有效穗数和千粒重、解决有效穗数和穗粒数间的矛盾作为湖北省小麦高产育种的主攻方向。刘兆晔等[2]、严威凯[3]指出,小麦株高并非越低越好,矮秆虽然有利于提高收获指数并降低倒伏风险,但也会缩小增产空间,影响产量。张海娟等[4]指出丰产性、稳产性以及适应性成为评价作物新品种或引进品种在区域试验的基础指标,抗逆性和专用品种特性成为评价新品种的加分项。因此分析区域试验中参试品种的丰产性、稳产性、适应性、抗逆性以及品质状况,对新品种的推广和应用具有重要的指导意义。
黄淮麦区是我国小麦的主产区,而国家黄淮南片小麦区域试验涉及陕西、河南、安徽和江苏4 省,各省份均有独特的生态条件和品种类型,是研究小麦综合特性的优秀样本。目前关于国审麦漯麦47的生产特性研究还未见报道,分析漯麦47 的综合特性,对促进小麦育种及品种推广具有重大的意义。
漯麦47 是漯河市农业科学院小麦研究所于2011 年以漯麦6010(2013 年通过湖北省审定)为母本、远缘材料一粒葡(一粒小麦×葡萄牙野燕麦杂交后代)为父本,采用有性杂交、系谱法选育而成的小麦新品种,2021 年通过湖北省审定(审定编号:鄂审麦20210007),2023 年通过国家审定(审定编号:国审麦20230075)。该品种在湖北、河南、江苏、安徽以及陕西等多年多点的试验中,均表现出高产、稳产、抗逆等优点。为了使漯麦47 在大面积推广应用中发挥更大价值,本研究以2018-2020 年2 年度参加湖北省小麦品种试验(生产试验与区域试验同步)和2019-2022 年3 年度参加国家小麦良种联合攻关黄淮南片试验共6 组试验结果为依据,采用变异系数法和高稳系数法,对漯麦47 的丰产稳产性、适应性、抗逆性以及品质进行分析,旨在为该品种在生产上的大面积推广提供理论和实践支撑。
1.1 材料试验材料为漯麦47,系谱来源为漯麦6010×一粒葡。数据来源于2018-2020 年2 年度湖北省小麦品种试验结果和2019-2022 年3 年度国家小麦良种联合攻关黄淮南片试验结果。共计99个点次试验,汇总97 点次试验,湖北省区域试验和黄淮南片对照品种分别为郑麦9023 和周麦18。
1.2 方法
1.2.1 丰产性分析利用与同组各试点参试品种平均产量与区域试验对照的平均产量增产(或减产)百分数相比较的方法,分析该参试品种的丰产性能[5]。
1.2.2 变异系数(CV)法采用Francis 等[6]提出的以品种平均产量为参数的方法来度量参试品种的稳定性。CV值小,说明该品种在不同的环境中变化越小,静态稳定性好,但不利于品种的高产栽培[7];CV值大,静态稳定性差;CV值小且平均产量高的品种稳定性好[8]。CV计算公式如下:CVi=Si/Xi×100%。式中CVi为第i 个参试品种的变异系数,Si为第i 个参试品种的标准差,Xi为第i 个参试品种多点的平均产量。
1.2.3 高稳系数(HSC)法采用温振民等[9]提出的高稳系数法来度量品种的高产性和稳产性。HSC计算公式如下[10]:HSCi=(Xi-Si)/1.1Xck×100%,式中Xi为第i 个参试品种的平均产量,Si为第i 个参试品种的标准差,Xck为CK 的平均产量。HSC值越大,表示品种的高产稳产性越好。
1.2.4 适应性分析采用适应度来分析品种的适应性。适应度是各品种超过平均产量的环境数占试验总环境数的百分比,反映了该品种超过平均生产水平的基本广适性,适应度值越大,品种的适应性越好[7]。
1.3 数据统计与分析利用WPS Office 和DPS 15.10 进行数据统计和分析。
2.1 产量结构分析根据2018-2022 年4 年度麦区区域试验和生产试验中,漯麦47 产量构成因素及产量与相应的对照品种进行对比分析(表1),在产量三要素上,漯麦47 与对照郑麦9023(CK)相比,平均有效穗数降低了4.40%,但穗粒数和千粒重分别提高了8.97%和9.46%,平均产量增加10.00%;漯麦47 与对照周麦18(CK)相比较,穗粒数降低了5.09%,但有效穗数和千粒重分别提高了0.42%和6.38%,平均产量增加5.53%。在湖北省地区,漯麦47 产量达到7400kg/hm2的产量三要素结构为:有效穗数478 万穗/hm2左右,每穗粒数33 粒左右,千粒重52g 以上。黄淮南片冬麦区,漯麦47 产量达到9000kg/hm2的产量三要素结构为:有效穗数600万穗/hm2左右,每穗粒数35 粒左右,千粒重50g 以上。通过多年多点多区域试验联合比较发现,漯麦47 的千粒重均高于对照郑麦9023 和周麦18,说明漯麦47 的千粒重在不同年份和不同环境条件中,相对稳定性比有效穗数和穗粒数较好,因此,在适宜区域内,保持千粒重,增加有效穗数和穗粒数是漯麦47 取得高产的最重要的措施。
2.2 丰产性分析从表2 中可看出,湖北省小麦品种区域试验D 组试验中,漯麦47 比对照郑麦9023分别增产9.06%、12.09%和8.84%;国家小麦良种联合攻关黄淮南片区域试验中,漯麦47 分别比对照周麦18 增产4.77%、5.92%和5.91%。97 个点次中有91 个点次平均产量比对照增产,平均增产点率达94.8%。在2 组试验中,漯麦47 分别在参试品种中平均排名第2 和第6,且最高产量达9549.00kg/hm2。以上结果可知,漯麦47 是一个丰产性很好的小麦品种,具有良好的市场推广前景。
表2 漯麦47 在不同区组中产量表现
2.3 稳产性和适应性分析漯麦47 及各组对照在2018-2022 年度6 组试验中的稳产性和适应性分析见表3。漯麦47 在2018-2019 年度湖北省小麦区域试验和2021-2022 年度国家小麦良种联合攻关黄淮南片生产试验中,变异系数分别较试验对照低0.32%和0.41%;其他几组试验中,漯麦47 变异系数相比各组试验对照相对较高,但整体均值不高,在4.76~11.54 之间,说明漯麦47 虽然静态稳定性一般,但利于高产栽培,能实现较高的产量目标;而产量结果也验证了这一理论,在6 组试验中漯麦47 产量均值均高于相应对照的产量,增产显著。适应度反应了一个品种基本的广适性,漯麦47 在湖北省小麦品种区域试验和国家小麦良种联合攻关黄淮南片区域试验中,适应度分别为60.04%和53.69%,高于或等于对应对照,平均产量也居参试品种第2 和第6,较对照品种增产显著,说明漯麦47 具有广泛的适应性,也超过了湖北省麦区和黄淮南片冬麦区平均水平。
表3 漯麦47 在不同区组中稳产性和适应性分析
利用高稳系数对漯麦47 进行综合评价,在6 组不同的试验中,漯麦47 的高稳系数均高于相应对照品种的HSC值,说明漯麦47 在不同年份和地区中具有较高的稳产性。
2.4 抗逆性分析由漯麦47 不同年度抗病性鉴定结果可知(表4),该品种在2018-2019 年、2019-2020 年湖北省小麦品种区域试验D 组试验中,中抗/中感赤霉病,中感白粉病和纹枯病,中感/高感条锈病,平均株高89.5cm,非严重倒伏点率分别为99.5% 和85.6%;在2019-2020 年、2020-2021 年国家小麦良种联合攻关黄淮南片区域试验中,中感赤霉病、白粉病,高感纹枯病,中抗条锈病,平均株高92.4cm,非严重倒伏点率均为95.7%。
表4 漯麦47 在不同区组中抗逆性表现
2.5 品质分析由漯麦47 不同区组间品质指标检测分析结果可知(表5),该品种容重较高,变幅在807~825g/L 之间,籽粒角质,商品性好。粗蛋白质含量为14.5%~16.6%,湿面筋含量31.9%~37.1%,稳定时间在2.4~7.8min,主要品质指标达中筋小麦标准。
表5 漯麦47 在不同区组中品质分析
丰产性、稳产性和适应性是选育优良品种的基本依据。一个好的小麦品种应该具有高产、稳产和适应性广等基本特性,才能在复杂多变的栽培环境中满足生产的需要,具有较高的推广应用价值,而品种的区域试验是鉴定品种在不同环境条件下丰产性、稳产性及适应性最基本、有效的手段[11]。本研究利用2018-2020 年2 个年度湖北省小麦品种区域试验结果和2019-2022 年3 个年度国家小麦良种联合攻关黄淮南片区域试验结果为依据,对漯麦47的丰产性、稳产性和适应性进行分析是可信可行的。
小麦产量三因素协调是提高新品种高产的最有效的途径[11]。本研究中漯麦47 在湖北省小麦试验中,与对照郑麦9023 相比平均有效穗数降低4.40%,穗粒数和千粒重分别提高了8.97%和9.46%;在稳定穗粒数和千粒重两个要素的前提下,增加有效穗数可使漯麦47 实现更高产。与佟汉文等[1]提出的当前湖北省小麦产量育种的主攻方向是增加有效穗数,解决有效穗数和穗粒数间的矛盾结论相一致。在国家小麦良种联合攻关黄淮南片区域试验中,漯麦47 与对照周麦18 相比较,穗粒数降低了5.09%,但有效穗数和千粒重分别提高了0.42%和6.38%。6 组试验中漯麦47 比对照增产4.77%~12.09%,平均增产点率达94.8%,分别在参试品种中平均排名第2 和第6,且最高产量达9549.00kg/hm2。结合多年多点多区域试验联合结果,漯麦47 是一个丰产性很好的小麦品种,具有良好的市场推广前景。在适宜区域内,保持千粒重,增加有效穗数和穗粒数,并协调好两者之间的矛盾是漯麦47 取得高产的最重要的措施。
研究中漯麦47 变异系数在4.76~11.54 之间,相比各组试验对照较高,但高稳系数均高于相应对照品种,适应度也均高于对应对照,分别为60.04%和53.69%,说明漯麦47 具有较高的稳产性和广泛的适应性。
株高直接影响小麦植株的空间形态,增加株高不仅增加小麦纵向占据的空间,同时也使占据的横向空间增加[3],适当增加株高可以提高小麦地上生物量和产量,有利于高产。小麦育种工作中,在确保品种抗倒伏能力的前提下,应充分重视扩大其可能占有的空间[12]。漯麦47 在湖北省小麦品种区域试验和国家小麦良种联合攻关黄淮南片区域试验中,平均株高分别为89.5cm 和92.4cm,平均非严重倒伏点率为92.6%和95.7%,比相应对照均增产显著,说明漯麦47 不仅抗倒性好,也很好解决了株高与产量和倒伏之间的矛盾。贺洁等[13]对漯麦47 茎秆显微结构、木质素含量及纤维素含量进行分析,发现该品种在茎秆显微结构和生化指标方面表现突出,可作为今后强秆育种的重要亲本资源,更从另一方面说明漯麦47 虽然株高较高,但茎秆强度强,抗倒性强,生产应用价值大。
受全球气候变化等影响,小麦赤霉病、锈病等病害发生频繁,严重影响小麦产量和品质。尤其是赤霉病的发生逐渐北扩西移,对黄淮南片小麦生产造成严重的危害,而选育抗赤霉病的小麦品种也成了育种者的主要目标。本研究中,漯麦47 中感/中抗赤霉病,对赤霉病的抗性好,减少了赤霉病对小麦产量及品质的危害。可能受环境及其他因素的影响,漯麦47 抗条锈鉴定结果年度间有差异,但张一搏[1]对漯麦47 抗条锈病基因分子标记检测研究发现,漯麦47 携带Yr9+Yr78,Yr9为全生育期抗性基因(苗期抗性基因),Yr78为成株期抗病基因,漯麦47 因携带Yr78基因在各环境均表现出较稳定的成株期抗病性,可作为抗病育种核心基因并多样化使用,以达到防治小麦条锈病的目的。
通过对漯麦47 连年多点试验数据采用产量对比、变异系数、高稳系数、适应度来分析其丰产、稳产及适应性等,并结合多年多点抗逆性和品质分析,表明漯麦47 是一个兼具丰产、稳产、广适性、抗倒、抗赤霉病的中筋小麦品种,具有很大的市场潜力和应用价值。