马燕欣,杨硕,郎淑平
(嘉兴市农业科学研究院,浙江 嘉兴 314016)
嘉兴地处浙北平原地区,是浙江省小麦主产区,近年来该市小麦常年种植面积维持在4万hm2左右,约占浙江省小麦种植面积的48%,小麦667 m2产量水平也高于浙江省平均水平[1]。小麦作为嘉兴地区乃至浙江省传统冬季作物和第二大粮食作物,在保障当地粮食安全和农业可持续发展中发挥着重要作用。但在21世纪初,受种植业结构调整和工业化迅速发展的影响,嘉兴地区乃至整个浙江省小麦种植面积经历了断崖式下滑,小麦育种工作也处于停滞状态。近年来,由于国家层面对粮食安全问题十分重视,各级政府相继出台了各项保障粮食安全的政策,浙江省小麦种植面积开始恢复性增长,目前已达到13.3万hm2[2]。
农作物品种在生产中的综合表现是基因型与环境互作效应的外在体现,因此,同一品种在不同地区综合表现上可能会出现差异[3]。品种区域试验是对育成品种的丰产性、稳产性和适应性进行全面鉴定,是品种审定的重要依据[4]。为客观、公正评价小麦新品种(系)在嘉兴地区的丰产性、稳产性、适应性、抗病性等其他性状,为浙江省小麦新品种审定和推广应用提供科学依据,同时助力该地区小麦产业高质量发展,本研究在嘉兴进行2022—2023年度浙江省小麦新品种(系)区域试验,现将相关试验结果报道如下。
试验在嘉兴市农业科学研究院古塘试验田进行,试验田土质为青紫泥,土壤肥力中等,试验条件能较好代表当地生产一般水平。耕层土壤基本理化性状如下:有机质含量32.7 g·kg-1、全氮含量0.16%、碱解氮含量41 mg·kg-1、有效磷含量2.57 mg·kg-1、速效钾含量134 mg·kg-1、pH值6.26[5]。前茬作物为单季晚稻,排灌方便。供试品种12个,其中对照品种1个,具体名称及来源详见表1。
表1 供试小麦新品种(系)名称及来源Table 1 Names and sources of tested new wheat varieties (lines)
试验过程中1个品种(系)设为1个处理,每处理3次重复,随机区组排列。小区面积为13.3 m2,每个小区按长5.55 m,宽2.4 m(带沟20 cm)人工开沟作畦,土块均匀分布畦面,四周设保护行。
播种方式为免耕撒播,2022年11月5日播种,播种量为165.0 kg·hm-2。
田间管理按照当地生产习惯进行,播种前施三元复合肥(N 15%、P2O515%、K2O 15%)375.0 kg·hm-2作基肥,2022年12月20日施尿素225.0 kg·hm-2,2023年2月25日施尿素150.0 kg·hm-2。
根据田间虫害和杂草发生情况,分别于2023年1月1日和2月20日用异丙隆+苯磺隆兑水喷施除草,3月5日用一遍净喷雾防治蚜虫。
2023年5月26日全区人工收割,脱粒,晒干测定产量。
观察记载各试验材料出苗期、抽穗期和成熟期。每小区定点调查基本苗、最高苗、有效穗,每小区随机取10株测量株高、穗长,成熟后每小区随机取代表性穗30个统计每穗实粒数,1 000粒风干种子称重,重复2次,计算千粒重。
根据表2可知,参试的12个小麦新品种(系)平均生育期184.6 d,变异系数0.4%,金1558生育期最短184 d,温麦2056生育期最长186 d;基本苗平均值为330.4万·hm-2,变异系数9.4%,浙杭麦18基本苗数最低270.0万·hm-2,科运麦868基本苗数最高373.5万·hm-2;最高苗平均值为1 036.0万·hm-2,变异系数9.9%,温麦2056最高苗最低876.0万·hm-2,科运麦868最高苗数最高1 239.0万·hm-2;有效穗平均值为488.7万·hm-2,变异系数8.8%,浙杭麦18有效穗最低435.0万·hm-2,金1558有效穗最高601.5万·hm-2;株高平均值90.3,变异系数4.7%,金1558株高最矮84.6 cm,浙紫麦2号株高最高101.3 cm;穗长平均值9.1 cm,变异系数7.1%,浙农麦3号穗长最短7.9 cm,浙农麦6号穗长最长9.9 cm;每穗实粒数平均值为36.1粒,变异系数9.3%,浙华麦1969每穗实粒数最低32.1粒,浙农麦3号每穗实粒数最高41.2粒;千粒重平均值50.8 g,变异系数9.5%,温麦2056千粒重最低40.3 g,科运麦868千粒重最高59.2 g。
表2 参试小麦品种(系)农艺性状Table 2 Agronomic traits of tested wheat varieties (lines)
在抗倒性方面,抗倒性好的参试品种(系)有4个,分别为金1558、浙农麦3号、浙杭麦18和浙麦34,科运麦868和浙紫麦2号抗倒性差。
在籽粒饱满度方面,饱满度好的参试品种(系)有5个,分别为金1558、嘉麦191、浙农麦3号、浙紫麦2号和扬麦20(CK),饱满度中等的参试品种(系)有2个,分别为科运麦868和浙麦34。
由表3可知,参试12个小麦品种(系)产量平均值5 914.4 kg·hm-2,变异系数为7.4%,温麦2056产量最低为4 917.8 kg·hm-2,相比对照扬麦20减产18.3%;比对照扬麦20(折算产量6 017.8 kg·hm-2)增产的品种有6个:浙农麦3号、金1588、嘉麦191、浙麦34、嘉麦208和浙农麦6号,分别比对照扬麦20增产4.6%、4.2%、3.7%、3.6%、3.4%和2.1%。
表3 参试小麦品种(系)产量Table 3 Yield of tested wheat varieties (lines)
从表4可以看出,有效穗、每穗实粒数、千粒重与产量正相关,其中每穗实粒数和千粒重与产量中度相关;生育期、基本苗、穗长和株高与产量负相关。
表4 2022—2023年度嘉兴试点小麦品种(系)主要农艺性状与产量Pearson系数Table 4 Pearson coefficient of main agronomic traits and yield of tested wheat varieties (lines) from 2022 to 2023 in Jiaxing
小麦产量构成三要素为有效穗、穗粒数和粒重,三者协同互作才能发挥品种的高产潜能。张明响[6]认为,充足的穗数是高产的基础,一定范围内产量随着单位面积穗数的增加而提高,有效穗在产量构成要素中占主导地位。熊淑萍等[7]研究认为,在河南省小麦产量构成三要素中,穗数对产量的贡献最大,但穗粒数和千粒重对产量的贡献则因种植区域及种植条件、品种、年份的不同,存在较大的差异。王金艳等[8]对2017—2022年黄淮麦区新育成小麦品种研究认为,产量三要素中,穗粒数对产量的贡献最大。施德云等[2]研究结果显示,在嘉兴地区小麦千粒重与小麦产量呈显著正相关。本试验中有效穗、穗粒数和千粒重与产量相关性由高到低依次是千粒重(r=0.6)、穗粒数(r=0.5)和有效穗数(r=0.1)。本试验中,有效穗数对产量的贡献不明显,分析原因是试验按照当地种植习惯保证基本苗数,使得参试品种有效穗数保持在较高水平。参试品种(系)在穗粒数和千粒重上存在差异,在嘉兴地区二者对产量的贡献较有效穗数高,其中又以千粒重的贡献更大。因此,千粒重高、穗粒数多的小麦品种在嘉兴地区更容易获得高产。因为本试验是以每穗实粒数作为分析对象,生产上还应该考虑结实率的影响。
高产是小麦最重要的育种目标。矮化育种主导的“绿色革命”使小麦产量大幅度提高,但是矮秆基因往往和一些不良性状连锁,且株高降低后植株光能利用率低,限制了小麦产量的进一步提高。因此,小麦理想株型成为育种家关注的重点之一,株高是小麦株型改良的重要内容之一,小麦理想株型的株高为70~80 cm。傅大雄等[9]研究表明,株高与单株粒重高度正相关,株高每增加1 cm,单株粒重增加0.24 g。Law等[10]研究认为,株高和产量呈显著正相关,理想株型应该是抗倒的高秆、高产品种。本研究中,株高和小麦产量呈负相关,r=-0.2,分析原因是参试品种株高在84.6~101.3 cm,平均值为90.3 cm,植株高度明显高于小麦理想株型株高,生产上容易造成倒伏,影响产量。
小麦籽粒灌浆期是决定小麦籽粒产量的关键时期,最适温度是20~25 ℃,30 ℃以上的高温天气是对小麦籽粒灌浆造成影响的主要限制因子[11-12]。小麦灌浆乳熟遇高温天气,灌浆速率减慢,甚至灌浆提前停止,对淀粉粒的形成造成严重影响,致使小麦籽粒饱满度变差,降低产量[13]。有研究认为,小麦灌浆期日均温度每增加1 ℃,灌浆持续时间将缩短3.2 d,粒重下降2.78 mg[14-15]。2022—2023年,嘉兴地区小麦抽穗期和灌浆前期整体气温偏低,小麦齐穗期较往年推迟。但在5月份有10 d最高温度超过25 ℃,其中有5 d最高温超过30 ℃。不适宜的高温使得小麦灌浆期提前停止,小麦生育期与往年持平。灌浆期高温天气导致一些生育期长的品种(系)的籽粒饱满度或者粒重降低,进而影响产量。试验数据也表现出了生育期和产量性状负相关(r=-0.5)。同时本研究也注意到,一些品种(系)虽然生育期早,但是由于籽粒大的原因,需要更长的时间进行灌浆成熟,但是在嘉兴地区5月中下旬容易受高温影响,缩短了这类品种的灌浆期,因此,也影响籽粒饱满度。
综上,本研究认为株高90 cm以下,生育期适中,每穗实粒数高、千粒重50 g左右的小麦品种(系)在嘉兴地区容易获得高产。12个参试品种(系)中,金1558、浙农麦3号、嘉麦208、嘉麦191和浙麦34这5个小麦新品种(系)在嘉兴地区产量高于对照扬麦20,结合倒伏发生情况、田间病害,认为这5个品种在嘉兴地区具有较好的丰产性。