云南省不同時期小麥品種產(chǎn)量潛力和產(chǎn)量性狀差異性的初步分析

黃竹劉繼學(xué)于亞雄楊金華程加省丁禮云王志偉

(1.云南農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)學(xué)與生物技術(shù)學(xué)院，云南昆明650201;2.云南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院糧食作物研究所，云南昆明650205; 3.麗江市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所，云南麗江674100)

云南省不同時期小麥品種產(chǎn)量潛力和產(chǎn)量性狀差異性的初步分析

黃竹1，2劉繼學(xué)3于亞雄2楊金華2程加省2丁禮云3王志偉2

(1.云南農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)學(xué)與生物技術(shù)學(xué)院，云南昆明650201;2.云南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院糧食作物研究所，云南昆明650205; 3.麗江市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所，云南麗江674100)

對云南省不同時期22個小麥主栽品種的產(chǎn)量潛力和產(chǎn)量性狀進(jìn)行了研究。結(jié)果表明:不同時期小麥品種的產(chǎn)量潛力具有顯著差異，代表21世紀(jì)初的小麥品種產(chǎn)量潛力最高(7 293.9 kg/hm2)，代表20世紀(jì)70年代的次之(6 975 kg/ hm2)，代表20世紀(jì)50至60年代的小麥品種產(chǎn)量潛力最低(5 858.55 kg/hm2)。對不同時期小麥品種產(chǎn)量性狀的分析表明，穗粒數(shù)有所增加，株高明顯降低，對產(chǎn)量潛力有一定影響。相關(guān)性分析表明，品種年代與產(chǎn)量有顯著的線性正相關(guān)關(guān)系，與株高存在顯著的線性負(fù)相關(guān)關(guān)系。根據(jù)歐式平方距離將22個小麥品種聚為三大類群，其中77.3％(17個)的品種歸入第三大類，且同一時期的小麥品種并未歸為一類。

小麥;產(chǎn)量潛力;產(chǎn)量性狀;不同時期

小麥?zhǔn)窃颇鲜H次于水稻、玉米之后居第三位的主要糧食作物，近幾年小麥種植面積達(dá)70萬hm2，單產(chǎn)2 253 kg/hm2，比50年代初(小麥種植面積為18萬hm2，單產(chǎn)僅750 kg/hm2)的單產(chǎn)提高3倍，種植區(qū)域遍及云南省126個縣市，海拔300～3 600 m的地方均有分布，小麥面粉是居民的主要食品原料之一［1，2］。20世紀(jì)50年代以來，云南高原地區(qū)小麥品種，由于銹菌生理小種的變異和產(chǎn)量水平的提高，一般都進(jìn)行過四五次更換，階段分明。綜觀新中國成立以來本地區(qū)小麥品種改良大體上經(jīng)歷了兩個階段:一是20世紀(jì)50年代初至60年代末，主要是引進(jìn)國內(nèi)外優(yōu)良品種，經(jīng)鑒定篩選提供生產(chǎn)利用;同時廣泛征集國內(nèi)外優(yōu)良種質(zhì)用以創(chuàng)造、貯備育種材料，并在引進(jìn)的優(yōu)良品種中開展系統(tǒng)選種。二是70年代末至21世紀(jì)初，引種和雜交育種并重，自育工作得到明顯加強(qiáng)，二者都有明顯成效［2］。

目前，有關(guān)云南省不同時期小麥品種產(chǎn)量潛力和產(chǎn)量性狀差異性的研究較少，因此，綜合分析云南省不同時期小麥品種產(chǎn)量潛力和產(chǎn)量性狀的差異性，了解不同時期小麥品種的變化趨勢，對于今后有目的地選配雜交組合、選育新品種、提高育種成效具有重要意義。本文于2009年在麗江市農(nóng)科所試驗基地對云南省不同時期的22個小麥主栽品種的產(chǎn)量潛力和產(chǎn)量性狀進(jìn)行了分析研究，旨在初步探討其產(chǎn)量潛力和產(chǎn)量性狀的差異性，為今后小麥新品種的選育提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1供試材料

供試材料為云南省不同時期的22個小麥主栽品種。各品種的名稱、來源地及其代表年代詳見表1。

1.2實驗設(shè)計和田間管理

田間試驗于2009年在云南省麗江市農(nóng)科所試驗基地進(jìn)行，該地海拔2 400 m，東經(jīng)100°26＇，北緯26°52＇，試驗地前作為蔬菜，肥力中等。采用隨機(jī)區(qū)組設(shè)計，重復(fù)3次;小區(qū)長3.57 m，寬1.87 m，小區(qū)面積6.67 m2;采用窄行條播方式，每小區(qū)8行，播種量按225萬/hm2基本苗設(shè)計，根據(jù)發(fā)芽率和田間出苗率(80％)公式計算播種量，稱(數(shù))種到行。播種期11月20日。

播種前施底肥:三元復(fù)合肥(N∶P∶K=15∶15∶15)450 kg/hm2，折合含純氮150 kg/hm2。種肥施尿素75 kg/hm2，追肥施尿素兩次，分別為225 kg/hm2和75 kg/hm2。生育期內(nèi)共灌水4次。人工除草2次。

每個材料隨機(jī)取20株進(jìn)行田間調(diào)查和室內(nèi)考種，考察的性狀包括穗粒數(shù)、有效穗(萬/hm2)、千粒重(g)、穗長(cm)及株高(cm)等。分小區(qū)收割，測定產(chǎn)量(kg/hm2)。

1.3數(shù)據(jù)分析

運(yùn)用統(tǒng)計分析軟件SPSS11.5，進(jìn)行方差分析、相關(guān)性分析和聚類分析等。

表1 小麥品種的名稱、來源地及其代表年代

2 結(jié)果與分析

2.1不同時期小麥品種產(chǎn)量潛力和產(chǎn)量性狀的方差分析

2.1.1產(chǎn)量潛力的方差分析

參試品種產(chǎn)量(kg/hm2)、穗粒數(shù)、有效穗(萬/hm2)、千粒重(g)、穗長(cm)及株高(cm)等產(chǎn)量性狀的方差分析見表2。從表2可知，不同時期小麥品種的產(chǎn)量具有顯著差異(P=0.039＜0.05)。針對各時期小麥品種的產(chǎn)量潛力進(jìn)行具體分析(表3，圖1)，代表20世紀(jì)50至60年代的小麥品種產(chǎn)量潛力最低，其產(chǎn)量為5 858.55 kg/hm2;代表21世紀(jì)初的小麥品種產(chǎn)量潛力最高，其產(chǎn)量為7 293.9 kg/hm2，比20世紀(jì)50、60年代小麥品種的產(chǎn)量增長24.5％;代表20世紀(jì)70年代的次之，其產(chǎn)量為6 975 kg/hm2，比20世紀(jì)50、60年代小麥品種的產(chǎn)量增長19.1％;代表20世紀(jì)80年代至21世紀(jì)初的小麥品種的產(chǎn)量潛力呈上升趨勢。

在22個參試品種中，代表20世紀(jì)50、60代的小麥品種阿勃的產(chǎn)量最低，為4 999.5 kg/hm2，代表20世紀(jì)70年代的小麥品種墨波的產(chǎn)量最高，為7 924.5 kg/hm2，此時，云南高原地區(qū)進(jìn)行了小麥品種的第三次大更換，使得20世紀(jì)70年代的小麥品種在生產(chǎn)上起到了很大的增產(chǎn)作用;與之相比，20世紀(jì)80年代的小麥品種產(chǎn)量潛力有所下降，但相對于20世紀(jì)50、60年代的小麥品種來說略有增長，且此期間的小麥品種的加工品質(zhì)好［2］;隨后的小麥品種的產(chǎn)量潛力在逐漸提高，到21世紀(jì)初，產(chǎn)量潛力達(dá)到最高值。

表2 不同時期小麥品種產(chǎn)量潛力和產(chǎn)量性狀的方差分析

表3 不同時期的小麥品種產(chǎn)量潛力的比較

2.1.2產(chǎn)量性狀分析

對不同時期小麥品種的穗粒數(shù)、有效穗(萬/ hm2)、千粒重(g)、穗長(cm)及株高(cm)等進(jìn)行統(tǒng)計，其統(tǒng)計結(jié)果如表4和圖1。代表21世紀(jì)初的小麥品種的穗粒數(shù)最多，為47.0，代表20世紀(jì)50至60年代的小麥品種的穗粒數(shù)最少，為37.3，雖然20世紀(jì)80年代小麥品種的穗粒數(shù)有所減少，但總的來說，穗粒數(shù)處于增長趨勢，這與產(chǎn)量潛力的變化趨勢一致，說明穗粒數(shù)的增長會直接導(dǎo)致產(chǎn)量的提高。有效穗從20世紀(jì)50、60年代的597.00萬/hm2逐漸下降到21世紀(jì)初的489.00萬/hm2，說明五六十年來，小麥品種的有效穗水平普遍下降。而產(chǎn)量潛力卻有所提高，若在以后的育種過程中，能提高有效穗的量，產(chǎn)量潛力將會得到進(jìn)一步提高。代表20世紀(jì)70年代的小麥品種的千粒重水平最高，為35.85 g，代表20世紀(jì)80年代的小麥品種的千粒重水平下降至33.45 g，達(dá)到最低，之后逐漸上升。20世紀(jì)50、60年代到90年代的小麥品種的穗長逐漸增長，但代表21世紀(jì)初的小麥品種的穗長大幅度下降至8.25 cm，達(dá)到最短，說明20世紀(jì)的小麥品種的穗長較長，但21世紀(jì)的小麥品種的穗長普遍有所下降。代表20世紀(jì)50至60年代的小麥品種的株高為最高值115.67 cm，之后大幅度降低并維持在較低水平，代表21世紀(jì)初的小麥品種的株高下降至最低值91.46 cm，說明從20世紀(jì)70年代實現(xiàn)了小麥品種的第三次大更換后，小麥品種的株高處于較低水平，具有良好的抗倒伏能力。

表4 各年代小麥品種產(chǎn)量性狀的平均值

圖1 代表不同時期的小麥品種產(chǎn)量潛力和產(chǎn)量性狀的比較注:“1”:代表20世紀(jì)50至60年代的小麥品種;“2”:代表20世紀(jì)70年代的小麥品種;“3”:代表20世紀(jì)80年代的小麥品種;“4”:代表20世紀(jì)90年代的小麥品種;“5”:代表21世紀(jì)初的小麥品種

2.2不同時期小麥品種產(chǎn)量潛力和產(chǎn)量性狀的相關(guān)性分析

運(yùn)用統(tǒng)計分析軟件SPSS11.5，對不同時期小麥品種的產(chǎn)量潛力和產(chǎn)量性狀進(jìn)行相關(guān)性分析。從表5中可以看出，品種年代與產(chǎn)量的相關(guān)系數(shù)r= 0.454，P=0.034＜0.05，差異顯著，即兩者存在顯著的線性正相關(guān)關(guān)系;品種年代與株高的相關(guān)系數(shù)r=－0.455，P=0.033＜0.05，差異顯著，即兩者存在顯著的線性負(fù)相關(guān)關(guān)系;其余的產(chǎn)量潛力和產(chǎn)量性狀間的P值均大于0.05，即它們的相關(guān)關(guān)系不明顯。品種年代與產(chǎn)量存在顯著的線性正相關(guān)關(guān)系，說明自20世紀(jì)50至60年代以來，云南省小麥品種經(jīng)歷了4～5次品種更換，這對提高云南省小麥的產(chǎn)量水平起到了重要的推進(jìn)作用。品種年代與株高存在顯著的線性負(fù)相關(guān)關(guān)系，說明在不同時期的品種更換中，株高這個性狀都得到了很好的控制，使近60年的小麥品種具有良好的抗倒伏能力。

表5 不同時期小麥品種產(chǎn)量潛力和產(chǎn)量性狀的相關(guān)性分析

2.3小麥品種基于產(chǎn)量潛力和產(chǎn)量性狀的聚類分析

運(yùn)用統(tǒng)計分析軟件SPSS11.5，根據(jù)各小麥品種的產(chǎn)量、穗粒數(shù)、有效穗、千粒重、穗長和株高等性狀進(jìn)行系統(tǒng)聚類，建立了聚類樹狀圖(圖2)。從圖中可以看出，同一時期的小麥品種并未歸為一類。在歐式平方距離(Squared Euclidean distance)為13時可以將22個小麥品種分為3大類群:第一類群只有1個品種，阿勃，是參試品種中產(chǎn)量最低的品種(4 999.5 kg/hm2)，其穗粒數(shù)(50.4)大于第二類群;第二類群包含4個品種，即墨波、精選9號、E001和云麥42，其產(chǎn)量是參試品種中最高的4個品種，遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于第一類群;第三類群包含余下的17個品種。第三類群又在歐式平方距離為7處分為2個亞群:第一亞群有6個品種，即0483、0103、靖麥7號、鳳麥24、滇西洋麥和國際13，第二亞群有11個品種，即德麥4號、云選2號、綿陽20、0230、云選11－12、鳳麥13、南原1號、云麥39、云麥47、778和墨沙，第二亞群的產(chǎn)量(6 838.5 kg/hm2)高于第一亞群的產(chǎn)量(5 979 kg/hm2)。綜合以上結(jié)果可知，同一時期的小麥品種并未歸為一類。

3 小結(jié)與討論

小麥品種的不斷育成和更新，促進(jìn)了小麥育種水平的提高和小麥生產(chǎn)的發(fā)展，對小麥品種產(chǎn)量的要求也在不斷提高。本研究發(fā)現(xiàn)代表云南省不同時期的小麥品種在產(chǎn)量潛力上存在顯著差異。代表20世紀(jì)50至60年代的小麥品種產(chǎn)量潛力最低，其代表品種阿勃的產(chǎn)量(4 999.5 kg/hm2)為參試品種中產(chǎn)量最低的品種，這與莊巧生認(rèn)為的阿勃是高抗條中13號生理小種，豐產(chǎn)性能好，小面積高產(chǎn)田可達(dá)7 500 kg/hm2以上［2］的論斷存在差異，其原因可能為該階段的小麥品種已不能適應(yīng)現(xiàn)今的生產(chǎn)環(huán)境。代表20世紀(jì)70年代的小麥品種產(chǎn)量潛力大幅度增長，可能原因是20世紀(jì)70年代引進(jìn)了墨西哥小麥品種，其穗長和穗粒數(shù)得到提高，且墨西哥小麥品種為矮桿品種，抗倒伏能力大大提高，使得小麥產(chǎn)量大幅度提高;隨著小麥品種的退化，其產(chǎn)量也隨之下降;經(jīng)過云南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院多年不懈的努力，研究得到了自育小麥品種，并加以推廣，由于自育小麥品種在抗病性、抗逆性及廣泛適應(yīng)性等方面具有優(yōu)勢，因此，自20世紀(jì)80年代起，小麥的產(chǎn)量潛力得到逐步提高，并在21世紀(jì)初達(dá)到最高值(7 293.9 kg/hm2)。

圖2 小麥品種的聚類樹狀圖

品種的變化趨勢往往反映了不同時期的育種目標(biāo)。本研究中，從品種產(chǎn)量性狀的年代變化可以發(fā)現(xiàn)，自20世紀(jì)50至60年代始，小麥品種的穗粒數(shù)逐漸增加，而有效穗和株高呈下降趨勢，說明近60年，云南省小麥品種的育種工作在穗粒數(shù)和株高這兩個性狀上的研究取得了一定的成果，對小麥產(chǎn)量的提高和抗倒伏能力的增強(qiáng)起到了重要的促進(jìn)作用。小麥品種的有效穗水平從20世紀(jì)50至60年代開始逐漸下降，而產(chǎn)量潛力卻有所提高，若在以后的育種過程中，能提高有效穗的量，產(chǎn)量潛力將會得到進(jìn)一步提高。

豐富的遺傳多樣性是品種選育的物質(zhì)基礎(chǔ)［3］。本研究對云南省近60年小麥品種更換中的22個主栽品種進(jìn)行了調(diào)查，并根據(jù)品種性狀間的相似性(歐式平方距離)進(jìn)行了聚類分析，結(jié)果發(fā)現(xiàn)同一時期的小麥品種并未歸為一類，在歐式平方距離為13時，22個小麥品種可聚為三大類群，其中第三大類群聚集了22個品種的77.3％，這反映出近60年來云南省小麥品種的遺傳基礎(chǔ)較為狹窄，其原因可能是育種過程中高強(qiáng)度的人為選擇起到了重要影響［4］。而國際上幾個小麥主產(chǎn)國的小麥品種遺傳豐富度較高［5－11］，因此，對于今后云南省小麥品種的改良，可以在育種工作中有目的地多選用地方品種和國外品種作為親本材料。

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The Preliminary Analysis of Difference of Yield Potentialities and Yield Characters of Wheat Varieties Representing Different Periods in Yunnan Province

HUANG Zhu12，LIU Ji－xue3，YU Ya－xiong2*，YANG Jin－h(huán)ua2，CHENG Jia－sheng2，DING Li－yun3，WANG Zhi－wei2
(1.College of Agronomy and Biotechnology，Yunnan Agriculture University，Kunming 650201，China; 2.Food Crops Research Institute，Yunnan Academy of Agricultural Sciences，Kunming 650205，China; 3.Lijiang Institution of Agricultural Sciences，Lijiang 674100，China)

The 22 main cultivars ofwheatwere selected to investigate yield potentialities and yield characters．The result demonstrated that the yield potentialities of wheatwere significant．The wheat varieties representing the beginning of 21st century gained the highest yield potentialities(7 293.9 kg/hm2)，representing the 20th century 70s gained lower(6 975 kg/hm2)，representing the 20th century 50s and 60s gained minimum(5 858.55 kg/ hm2)．The analysis of yield characters of wheat varieties revealed that the grain number per spike was increased and plant heightwas remarkably reduced and had some influence on yield potentialities．Correlations revealed that periodswere significant positive linear correlation with yield，and were significant negative linear correlation with plant height．Based on Squared Euclidean distance method，all the cultivars could be clustered into 3 major groups，ofwhich the third group contained 17 cultivars and accounts for 80.8％of all accessions tested．The cultivars representing the same period did not clustered into the samemajor group．

Wheat;Yield potentialities;Yield characters;Different periods

2010－11－15

云南省重點新產(chǎn)品開發(fā)計劃(2010BB005)，國家小麥支撐計劃(云南子課題)。

黃竹(1986－)，女，在讀碩士研究生，主要從事小麥育種研究。

于亞雄(1959－)，男，研究員，主要從事小麥遺傳育種研究。