11 个小麦品种产量与主要产量性状关系的分析

崔天宇，王振国，李 岩，李 默，崔凤娟，吕静波，王海泽

（通辽市农牧科学研究所，内蒙古 通辽 028015）

小麦起源于亚洲，两河流域是世界上最早种植小麦的地区。我国是最早种植小麦的国家之一，距今已有上万年的栽培历史。小麦是重要粮食作物和经济作物，是世界上三大粮食作物之一。随着社会的不断发展，人口日益增加，土地资源逐渐减少，培育高产、优质的小麦品种依旧是重要的育种目标，小麦产量的提高，在保障生活需求的同时对粮食安全也起着重要的影响。

我国是“蒸煮食品”消费大国，小麦是我国第二大口粮作物，仅次于水稻，在我国小麦的年消费量达1 亿t 以上，是我国城乡居民的主要粮食产物，其消费量约占全球20%。随着我国食品加工业的不断发展以及我国人民生活质量的日益提高，我国的小麦产需供求缺口也在逐年增大。为此，2017 年的中央一号文件中曾明确提出，要重点发展小麦产业，对适宜小麦种植的主产区提供相应帮扶。

影响小麦生产发展的主要因素有很多，1)技术因素，即如何继续提高单产水平；2)效益因素，即如何稳定和提高小麦生产效益，这是影响小麦产业发展的关键因素，其中包括改良品种、提高品质。立足我国多元发展需求，创新品种选育方法。在小麦种植过程中，品种的选择是提升小麦单产和保障总产值的关键因素。因此，通过将小麦生长与产业发展密切整合，再采取针对性的措施来有效解决小麦生产的技术问题。通过对小麦优良品种的选育、品种的不断更新、栽培技术的推广、病虫害防治能力的提升，实现小麦产量和品质的提高。针对不同时期、不同生态区影响小麦产量和品质的制约因素，不断培育新的品种，更换病虫害严重、产量下降的退化品种，从而保证小麦产量的持续增长和品质的不断提高。

小麦产量受小麦多种性状的协同影响，但不同性状对产量的影响程度不同。株高、单株穗数、每穗粒数和千粒重等性状是影响产量的主要因素，株高是反映植株生长情况的重要指标，研究发现，在一定范围内小麦株高与产量呈显著正相关[1-2]。曾浙荣等[3]通过对冬小麦品种进行研究表明，千粒重是影响产量的重要因素。本试验对11 个小麦品种的产量及其相关性状进行差异分析、相关性分析和主成分分析，选取适宜当地推广种植的高产品种，并为小麦高产育种和生产提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 试验概况

于2023 年3—7 月进行试验，试验地位于钱家店镇通辽市农牧科学研究所试验田，该地区海拔203 m，122°37′E，43°43′N，属温带大陆性气候，试验区土地平整、肥力均匀，土质为白五花土，前茬作物为黄豆。

1.2 试验设计

试验材料由通辽市农牧科学研究所提供（见表1），于2023 年3 月12 日进行播种，试验材料出苗正常，生育过程中采取常规田间管理方式，于2023 年7 月5 日收获。每个试验设置2 次重复，采用随机区组排列方式，小区长6.0 m、宽2.5 m，每小区均种植10 行，小区面积15 m2。

表1 11 个小麦品种的基本概况

1.3 测定项目

小麦成熟前进行田间调查，每个小区选取1 个“1 m”行，调查1 m 内的有效穗数，再折合计算出每公顷的有效穗数。每个试验区选取10 株进行测量和考种，记录各品种的株高、穗长、有效穗数、穗粒数、千粒重和体积质量，并算出其平均值，根据考种数据计算各品种的单产量。

1.4 数据处理与分析

使用Excel 2019 和DPS 11.0 对数据进行处理和分析。

2 结果与分析

2.1 11个小麦品种生育期和抗性表现

由表2 可看出，11 个小麦品种中，京紫麦3 号和河套1908 的生育期大于90 d，其余9 个品种的生育期为83～89 d，哲麦90 的生育期最短，为83 d。河套1908 的株高最低，为75 cm。蒙紫麦3 号的株高为99 cm，在11 个品种中最高。11 个品种均具有好的熟相和易落粒性。试验区内，蒙紫麦3 号植株倒伏率较高，哲麦90 中抗叶锈病。

表2 11 个小麦品种生育表现

11 个小麦品种中，宁硕一号的穗长最长，为10.7 cm，农麦3550 和蒙科麦NK2 的穗长仅次于宁硕一号，分别为9.9 cm 和9.1 cm，河套1908 的穗长最短，为6.0 cm。11 个小麦品种均表现为长芒、白壳色、纺锤形，且各品种的籽粒饱满度均表现优异，详见表3。

2.2 主要产量性状的变异分析

11 个小麦品种平均产量为5 552.47 kg/hm2，所测品种的产量分别比平均产量增加-3.30%、7.81%、3.73%、11.72%、1.03%、-5.10%、1.09%、-9.84%、1.27%、-3.96%、-4.44%。由表4 可看出，产量前3 位的分别是蒙科麦NK2（6 203.10 kg/hm2）、蒙蜀麦1602（5 986.33 kg/hm2）和农麦3550（5 759.55 kg/hm2）。其中，哲麦90 和京紫麦3 号单产表现比较差，分别是5 269.30 kg/hm2和5 005.83 kg/hm2。在本试验区播种的11 个品种中，适宜推广种植蒙科麦NK2。

通过对试验材料的产量性状进行变异分析，由表5 可看出，所测8 个产量性状之间存在较大的变异，变异系数为1.14%～20.63%，由此看出变异幅度较大。其中有效穗数的变异系数最大，为20.63%，其余依次为穗长、穗粒数、千粒重、株高、有效成穗率、产量和体积质量，变异系数分别为14.88%、15.55%、11.15%、7.64%、7.23%、6.21%和1.14%。体积质量的变异系数最小说明其离散程度较小，具有较好的稳定性，而有效穗数的变异系数最大则说明其稳定性相对较差，离散程度也较大。

表5 11 个小麦品种产量性状的变异分析

2.3 主要产量性状与产量的相关性分析

通过表6 可以看出，8 个产量性状与产量的相关性从大到小依次是千粒重（0.93**）、体积质量（0.84**）、穗粒数（0.37）、穗长（0.32）、有效成穗率（-0.16）、株高（-0.12）和有效穗数（-0.07）。各品种的产量性状与产量呈现正相关或负相关，千粒重、体积质量、穗粒数和穗长与产量呈现正相关，有效成穗率、株高和有效穗数与产量呈现负相关，其中千粒重和产量的相关系数高达0.93**，由此说明千粒重对小麦产量有着重要影响，千粒重越大，产量就越高。

表6 11 个小麦品种产量性状的相关性分析

同时对各性状间的相关性进行分析后可知，株高和穗粒数呈极显著正相关，相关系数为0.74**；与穗长和有效成穗率呈显著正相关，相关系数分别为0.62*和0.65*；与有效穗数呈现不显著正相关；与千粒重和体积质量呈现不显著负相关。穗长与穗粒数和有效成穗率呈显著正相关，相关系数分别为0.65*和0.70*；与千粒重和体积质量呈不显著正相关；与有效穗数呈不显著负相关。穗粒数与有效穗数、有效成穗率、千粒重和体积质量均呈现不显著正相关。有效成穗率与千粒重呈不显著正相关，相关系数为0.02；与体积质量呈不显著负相关，相关系数为-0.38。千粒重与体积质量呈现极显著正相关，相关系数为0.82**，由此说明，千粒重越高，体积质量越大，千粒重和体积质量彼此之间相互协作，因此在选育该地区适宜种植的小麦品种时，不应只考虑单一因素，而是要考虑多个性状之间的协作效应。

2.4 主要产量性状与产量的主成分分析

试验提取前四个主成分，由表7 可看出，累计贡献率达96.84%，概括了11 个小麦品种产量形状的大部分遗传信息。通过分析发现，第一主成分因子的特征根为3.44，且第一主成分的贡献率最大，为43.01%；第二主成分因子的特征根为2.63，其贡献率为32.90%，位列第二；第三和第四主成分因子的特征根分别为1.31 和0.37。

表7 8 个产量性状的特征根和特征向量

在第一主成分对应的8 个特征向量中，除有效穗数的载荷为负值以外都为正载荷值。千粒重的载荷值最大，为0.450 6，其次为穗粒数、穗长和产量，载荷值分别为0.435 1、0.432 4 和0.401 1，有效穗数的载荷值为-0.172 6。说明千粒重越大，穗粒数、穗长和产量也越高，合理提高株高、有效成穗率和体积质量等性状也能够提高产量。在第一主成分中，千粒重的载荷值最大，因此可以称之为粒重因子。第二主成分的特征值为2.63，对应的特征向量中为正载荷值的共有4 个，分别是有效成穗率（0.514 9）、株高（0.462 6）、穗长（0.296 0）和穗粒数（0.148 5），载荷值为负的是体积质量、产量、千粒重和有效穗数，载荷值分别为-0.416 1、-0.366 6、-0.288 7 和-0.142 7。说明有效成穗率增加，穗粒数也随之增加，因此可称第二主成分为成穗率因子。在第三主成分中，特征向量载荷较高且为正值的是有效穗数、株高、穗粒数和体积质量，其中有效穗数的载荷值最高，为0.759 3，株高和穗粒数的载荷次之，分别为0.415 0 和0.403 8。载荷为负值的特征向量是有效成穗率（-0.226 4）、穗长（-0.135 9）、千粒重（-0.116 2）和产量（-0.021 1）。说明有效穗数增加，穗粒数和体积质量也增加，而穗长下降，因此可称第三主成分为穗数因子。第四主成分对应的特征向量中，有效穗数、产量、有效成穗率、千粒重和穗长为正向量，载荷值分别为0.478 4、0.394 1、0.354 9、0.340 1 和0.118 1。体积质量、穗粒数和株高表现为负向量，分别为-0.440 2、-0.404 0和-0.063 6。说明提高有效穗数，可提高产量，故称第四主成分为产量因子。

3 讨论与结论

目前，已有多篇文章对产量因素对小麦产量构成的影响进行研究[4-7]。本试验结果表明，小麦主要产量性状变异较大，产量形状的变异系数反映出数据间的离散程度，二者间呈现正相关关系，说明性状的变异系数越大，其变异程度也就越大[8]。有效穗数、穗长、穗粒数和千粒重的变异幅度较大，说明这四个性状的离散程度较大，稳定性也较差，有较大的改良利用空间。而有效成穗率和体积质量的变异系数较小，则说明其对于品种改良没有太大利用价值。通过对产量性状进行相关分析可知，上述11 个小麦品种的主要产量性状与其产量差异较大，部分产量因子间相互影响制约，并对产量造成不同程度的直接或间接影响。千粒重与产量的相关系数最大，体积质量次之，二者均与产量呈极显著正相关，说明千粒重和体积质量是影响产量重要因子，这与王曙光等人的结果不同[9-13]，王曙光研究结果表示与产量具有最大相关性的性状是每穗粒数，这可能与不同品种和不同条件有关[14-16]。黄兴蛟等[17]研究结果表明小麦产量与千粒重呈极显著正相关，这与本试验结果相同。上述主成分分析结果表明，四个主成分分别为粒重因子、成穗率因子、穗数因子和产量因子，四个主成分的累计贡献率达96.84%，综合这四部分的信息能够反映出小麦品种绝大部分的遗传信息，为选取高产品种提供依据。

有效穗数和千粒重是影响产量的重要因素，通过改良这两个性状能够提高小麦产量，同时要兼顾体积质量和穗粒数这两个性状，综合选择品种，达到提高小麦产量的目的。