小麥高產(chǎn)品種的主要性狀比較與相關(guān)性分析

馮素偉,胡鐵柱,姜小苓,張自陽,李小軍,茹振鋼

（河南科技學(xué)院,河南新鄉(xiāng)453003）

大田生產(chǎn)條件下的麥田是一個(gè)群體,由許多個(gè)體集合而成.近年來河南省小麥新品種不斷更新?lián)Q代,對(duì)新近育成的、生產(chǎn)中大面積推廣的小麥高產(chǎn)新品種的群體與個(gè)體生長(zhǎng)動(dòng)態(tài)和產(chǎn)量形成規(guī)律的研究是目前研究的熱點(diǎn).認(rèn)為小麥群體的大小是群體結(jié)構(gòu)的主要內(nèi)容,是分析群體結(jié)構(gòu)、制定栽培措施、調(diào)節(jié)群體與個(gè)體關(guān)系的重要指標(biāo)[1].蔡文良認(rèn)為,產(chǎn)量3因素協(xié)調(diào)和莖蘗消長(zhǎng)動(dòng)態(tài)合理是超高產(chǎn)小麥的合理群體結(jié)構(gòu)特征[2].李娜娜等研究表明,合理的群體結(jié)構(gòu)和高產(chǎn)特征受到品種基因型的制約[3].表現(xiàn)在外部特征及群體結(jié)構(gòu)上,對(duì)高產(chǎn)小麥品種產(chǎn)量的最終表現(xiàn)有較大影響的農(nóng)藝性狀主要有：群體莖蘗動(dòng)態(tài)[4]、群體葉面積指數(shù)（LAI）[5],單株干物質(zhì)積累量[6]以及單株次生根量[7]等.一般認(rèn)為,超高產(chǎn)品種都具有高生物量和高經(jīng)濟(jì)系數(shù)的特點(diǎn).近幾年,對(duì)小麥在不同環(huán)境下與措施下的結(jié)構(gòu)特征,對(duì)不同高產(chǎn)品種的合理結(jié)構(gòu)特征研究,特別是新品種的結(jié)構(gòu)特征研究較少.本試驗(yàn)研究了不同高產(chǎn)品種的群體與個(gè)體動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)變化以及產(chǎn)量性狀,旨在為小麥新品種在生產(chǎn)中的應(yīng)用提供理論依據(jù),為良種良法配套栽培提供技術(shù)參考.

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

供試的7個(gè)高產(chǎn)小麥品種分別為周麥18、百農(nóng)矮抗58、溫麥6號(hào)、周麥22、鄭麥9023、平安6號(hào)、豫麥18,均為生產(chǎn)中應(yīng)用面積較大的品種,其中鄭麥9023、平安6號(hào)與豫麥18為弱春性小麥品種,其他均為半冬性品種.供試材料均由河南科技學(xué)院小麥中心提供.

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)與方法

試驗(yàn)于2010-2011年度在河南科技學(xué)院試驗(yàn)田進(jìn)行.試驗(yàn)田土質(zhì)為中壤,肥力中等.試驗(yàn)采用隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì),3次重復(fù),小區(qū)面積8.05 m2,12行區(qū).于10月5日播種,播量為255萬/hm2,返青期結(jié)合灌水追施尿素225 kg/hm2,其他管理同一般大田生產(chǎn).

1.3 測(cè)定項(xiàng)目與方法

1.3.1 莖蘗動(dòng)態(tài) 用定點(diǎn)調(diào)查法分別于出苗期、越冬期、返青期、拔節(jié)期、成熟期測(cè)定小區(qū)內(nèi)有代表性的種植行1行的群體莖數(shù)情況、單株分蘗成穗情況,再折算成單位面積平均值.

1.3.2 LAI采用人工直尺測(cè)定法.分別于冬前分蘗期、越冬期、返青期、拔節(jié)期、抽穗期、灌漿期、成熟期測(cè)定LAI.各水平隨機(jī)取樣10株用直尺量取單株葉片的長(zhǎng)和寬,求得葉面積,再折算成單位面積平均值.

1.3.3 單株干物質(zhì)積累及單株根量 分別于苗期、越冬期、返青期、拔節(jié)期、抽穗期用不間斷取樣法取小麥植株10株,沖凈根部泥土,數(shù)取單株根條數(shù),再用干熱鼓風(fēng)干燥箱烘干法測(cè)定其地上部植株干重.

1.3.4 產(chǎn)量、成產(chǎn)因素及經(jīng)濟(jì)系數(shù) 成熟期,調(diào)查1 m雙行的總穗數(shù),折算成單位面積總穗數(shù)；選取代表行不間斷數(shù)取30個(gè)單莖,調(diào)查每穗粒數(shù)；成熟期用直尺量取1 m行長(zhǎng)的小麥植株,稱取總生物量及籽粒產(chǎn)量,計(jì)算經(jīng)濟(jì)系數(shù),數(shù)取千粒重.

1.4 試驗(yàn)數(shù)據(jù)處理

用Excel和DPS進(jìn)行有關(guān)數(shù)據(jù)的處理、分析和作圖.

2 結(jié)果與分析

2.1 不同高產(chǎn)小麥品種各生育期莖蘗動(dòng)態(tài)變化

7個(gè)高產(chǎn)小麥品種各生育期莖蘗動(dòng)態(tài)變化見表1.

表1 不同小麥品種各生育期莖蘗動(dòng)態(tài)變化Tab.1 Dynamic changes ofpopulation ofdifferent varieties at different growth stages （104/hm2）

由表1可知,不同高產(chǎn)品種間的莖蘗群體動(dòng)態(tài)均表現(xiàn)出一致的規(guī)律性,越冬期群體達(dá)到年前分蘗的第一個(gè)高峰,進(jìn)入越冬期后群體增加緩慢,返青后分蘗繼續(xù)發(fā)生,至拔節(jié)期群體達(dá)到最大,拔節(jié)后群體向兩極分化,大蘗成穗小蘗消亡,抽穗開花期小麥群體基本趨于平穩(wěn),此時(shí)的群體可代表該品種的最終群體.但不同品種間各生育期莖蘗群體變化有很大差異,在基本苗一致的情況下,分蘗力強(qiáng)的品種冬前就形成一定的群體,周麥18的越冬期群體達(dá)到了991.35萬/hm2,其次為平安6號(hào)和百農(nóng)矮抗58,冬前群體分別為956.55萬/hm2和952.20萬/hm2,鄭麥9023與溫麥6號(hào)的年前群體較小；返青期后,半冬性品種周麥18、溫麥6號(hào)和百農(nóng)矮抗58的群體增加較為迅速,至拔節(jié)期分別達(dá)到了2 254.05萬/hm2、2 055.75萬/hm2和2 031.45萬/hm2；成熟期的群體與產(chǎn)量關(guān)系較為密切,百農(nóng)矮抗58的成穗數(shù)達(dá)到了720.00萬/hm2（折合47.89萬/667m2）,屬于典型多穗型品種.而弱春性品種平安6號(hào)、豫麥18、鄭麥9023的分蘗成穗率較高,分別達(dá)到了39.39%、41.24%和48.16%.

2.2 不同高產(chǎn)小麥品種LAI動(dòng)態(tài)變化

LAI變化是反映作物群體大小較好的動(dòng)態(tài)指標(biāo).7個(gè)高產(chǎn)小麥品種LAI動(dòng)態(tài)變化見圖1.

圖1 不同高產(chǎn)小麥品種LAI動(dòng)態(tài)Fig.1 The dynamic changes of LAI ofdifferent wheat varieties

由圖1可知,不同品種的LAI動(dòng)態(tài)變化基本一致,返青前植株LAI較小,有的品種在越冬期出現(xiàn)了下降的趨勢(shì),返青后LAI增長(zhǎng)較為迅速,抽穗期達(dá)到全生育期的高峰值,其后又逐漸下降,直至成熟.但不同品種之間相同生育期LAI變化有很大差異,前期的LAI與品種葉片大小有很大關(guān)系,而后期的LAI與莖蘗群體關(guān)系較為密切.抽穗期百農(nóng)矮抗58的LAI最大,達(dá)到了10.03,其次為平安6號(hào)與周麥22,分別為9.68和9.49.周麥18成熟期的LAI最大,為4.00,其次是百農(nóng)矮抗58為3.08.

2.3 不同高產(chǎn)小麥品種單株干物質(zhì)積累動(dòng)態(tài)

7個(gè)高產(chǎn)小麥品種單株干物質(zhì)積累動(dòng)態(tài)見圖2.

圖2 不同高產(chǎn)小麥品種單株干物質(zhì)積累動(dòng)態(tài)Fig.2 The accumulative dynamic ofindividualplant dry matter ofdifferent wheat varieties

由圖2可知,不同高產(chǎn)品種的單株干物質(zhì)積累動(dòng)態(tài)抽穗前變化趨勢(shì)基本一致,而生育后期差異較大,個(gè)別品種出現(xiàn)了先下降后增高的變化趨勢(shì),可能與品種的干物質(zhì)運(yùn)轉(zhuǎn)分配有關(guān).圖2表明,返青前單株干物質(zhì)積累較少,僅占全生育干物質(zhì)積累的20%左右,返青后干物質(zhì)增加較快,抽穗期達(dá)到高峰值,這與LAI的變化趨勢(shì)基本一致.不同品種間的干物質(zhì)積累有很大差異,越冬期百農(nóng)矮抗58的單株干物質(zhì)量較大,為7.07 g/株,返青期周麥18的單株干物質(zhì)積累較多,達(dá)到了9.00 g/株；生育后期,百農(nóng)矮抗58、周麥18和平安6號(hào)的單株干物質(zhì)積累呈現(xiàn)先降低后升高的趨勢(shì),而豫麥18的單株干物質(zhì)積累量全生育期均較低.

2.4 不同高產(chǎn)小麥品種單株次生根生長(zhǎng)動(dòng)態(tài)

7個(gè)高產(chǎn)小麥品種單株次生根生長(zhǎng)動(dòng)態(tài)見圖3.

圖3 不同高產(chǎn)小麥品種單株次生根生長(zhǎng)動(dòng)態(tài)Fig.3 The growth dynamic of individualplant secondary roots ofdifferent wheat varieties

由圖3可知,不同高產(chǎn)品種單株次生根生長(zhǎng)動(dòng)態(tài)大致呈“S”型曲線,返青前次生根增長(zhǎng)較慢,返青后迅速增加,抽穗期達(dá)到高峰,此后略有下降,直至成熟.不同品種之間次生根數(shù)量有很大差異,返青前的次生根數(shù)量差異不大,返青后百農(nóng)矮抗58、平安6號(hào)的次生根量增加較快,抽穗期平安6號(hào)的單株次生根達(dá)到了28.10條,其次為百農(nóng)矮抗58、周麥22,分別為25.30條/株與23.30條/株；生育后期單株次生根量是粒大粒重的基礎(chǔ)保證,籽粒灌漿成熟期,平安6號(hào)的單株次生根量較多,其次為周麥22與百農(nóng)矮抗58.

2.5 不同高產(chǎn)小麥品種產(chǎn)量結(jié)構(gòu)與經(jīng)濟(jì)系數(shù)分析

7個(gè)高產(chǎn)小麥品種產(chǎn)量結(jié)構(gòu)與經(jīng)濟(jì)系數(shù)分析見表2.

表2 不同小麥品種間的產(chǎn)量構(gòu)成及經(jīng)濟(jì)系數(shù)Tab.2 The yield components and economic coefficient between different wheat varieties

由表2可知,不同品種間的產(chǎn)量構(gòu)成因素有一定差異,百農(nóng)矮抗58的成穗數(shù)最多,達(dá)到了720.00萬穗/hm2,與其他品種相比達(dá)到了顯著差異,其次為溫麥6號(hào),成穗數(shù)為687.90萬穗/hm2.周麥18的穗粒數(shù)較多,每穗粒數(shù)為40.17粒,其次為百農(nóng)矮抗58和溫麥6號(hào),穗粒數(shù)分別為38.83粒和38.37粒；周麥18的千粒重最大,為46.07 g,其次為鄭麥9023與豫麥18,分別為45.21 g與44.65 g.經(jīng)方差分析可知,百農(nóng)矮抗58的實(shí)際產(chǎn)量為10 519.65 kg/hm2,與周麥18、周麥22之間差異不顯著,與其他品種之間達(dá)到了顯著水平.百農(nóng)矮抗58的經(jīng)濟(jì)系數(shù)最大,達(dá)到了0.502,與其他6個(gè)品種相比均達(dá)到了顯著水平.

2.6 高產(chǎn)小麥品種不同農(nóng)藝性狀與產(chǎn)量的相關(guān)性

不同生育時(shí)期的農(nóng)藝性狀與產(chǎn)量之間有一定的關(guān)系,其中越冬期與拔節(jié)期是影響產(chǎn)量的關(guān)鍵時(shí)期,影響產(chǎn)量的關(guān)鍵因素為越冬期的群體與干物質(zhì)及拔節(jié)期的群體.7個(gè)高產(chǎn)小麥品種不同農(nóng)藝性狀與產(chǎn)量的相關(guān)性見表3.

表3 高產(chǎn)小麥品種農(nóng)藝性狀與產(chǎn)量之間的相關(guān)分析Tab.3 The correlation analysis ofhigh yield wheat varieties between agronomic characteristics and yield

由表3可知,高產(chǎn)小麥品種的產(chǎn)量與越冬期的群體及干物質(zhì)積累呈顯著正相關(guān),與拔節(jié)期的群體呈顯著正相關(guān).高產(chǎn)品種各生育時(shí)期的LAI和單株根量與產(chǎn)量均無顯著相關(guān).

3 結(jié)論與討論

小麥的分蘗成穗特性是調(diào)控群體數(shù)量和質(zhì)量的重要依據(jù),直接影響群體結(jié)構(gòu)的形成.而小麥的分蘗成穗特性受到基因型的調(diào)控[3],不同的品種群體結(jié)構(gòu)有很大差異.本試驗(yàn)研究表明,在基本苗一致的情況下,各品種的分蘗特性不盡相同,百農(nóng)矮抗58的最終成穗數(shù)最多,而分蘗成穗率較低,說明百農(nóng)矮抗58前期的分蘗能力較強(qiáng),屬于多穗型小麥品種.由于弱春性品種群體增加主要集中在年前,越冬后生長(zhǎng)發(fā)育較快,年后分蘗較少,因此,分蘗成穗率較高.

群體適宜LAI是小麥高產(chǎn)群體質(zhì)量的基礎(chǔ)指標(biāo),但LAI因品種不同而有一定的差異[8].2010-2011年冬季干燥嚴(yán)寒,在越冬期致使大部分品種的葉片受凍,葉面積減小,在莖蘗群體增加緩慢的情況下,LAI下降.抽穗期LAI達(dá)到最大值,百農(nóng)矮抗58的LAI達(dá)到了10.03,這與曹宏鑫等[8]研究的小麥最適LAI有出入,現(xiàn)在大面積推廣的高產(chǎn)小麥品種的最大LAI為8～9；生育后期,合理的LAI動(dòng)態(tài)是高產(chǎn)的保證,LAI過小會(huì)影響光合物質(zhì)的積累,營(yíng)養(yǎng)匱乏,過大容易引起貪青晚熟,遭遇干熱風(fēng)的危害,從而影響最終產(chǎn)量.從本試驗(yàn)研究結(jié)果看,高產(chǎn)品種灌漿期LAI為4～5,成熟期為2～3.

較高的單株干物質(zhì)積累量與單株次生根量也是高產(chǎn)品種的重要指標(biāo).茹振鋼研究表明,在收獲指數(shù)基本不變的情況下,通過提高植株的生物產(chǎn)量,獲得高的籽粒產(chǎn)量,是小麥高產(chǎn)育種的重要途徑[9].研究表明,產(chǎn)量與越冬期的單株干物質(zhì)積累量和群體呈顯著正相關(guān).因此,在小麥管理中應(yīng)加強(qiáng)越冬前的管理,促使小麥形成足夠的群體和較大的干物質(zhì)積累量.單株次生根量與基因型關(guān)系密切,但根量的多少并不直接影響產(chǎn)量[10].而后期根量大的品種抗倒性較強(qiáng),且后期成熟落黃好,從而間接影響小麥的產(chǎn)量與品質(zhì).試驗(yàn)中個(gè)別品種抽穗后單株干物質(zhì)量有下降趨勢(shì),可能是因?yàn)槌樗牒笙虏咳~片逐漸死亡所致,灌漿后期干物質(zhì)量隨著籽粒的增長(zhǎng)及莖葉光合物質(zhì)的運(yùn)轉(zhuǎn)又有所增加.

不同品種的產(chǎn)量因素受品種的影響較大,試驗(yàn)中,百農(nóng)矮抗58的產(chǎn)量最高,達(dá)到了10 519.65 kg/hm2,且經(jīng)濟(jì)系數(shù)最大.高產(chǎn)品種均具有高經(jīng)濟(jì)系數(shù)的特點(diǎn)[2,4],這與本試驗(yàn)的研究結(jié)果一致,且可作為小麥高產(chǎn)及超高產(chǎn)育種的選擇指標(biāo)[11].

總之,小麥品種的高產(chǎn)特性雖然是由基因型控制的,不同的品種產(chǎn)量結(jié)構(gòu)不同,表現(xiàn)出的其他農(nóng)藝性狀亦有所不同,但各個(gè)農(nóng)藝性狀之間是相互聯(lián)系、相互影響的.生產(chǎn)中,在選擇高產(chǎn)品種的同時(shí),應(yīng)加強(qiáng)栽培措施使小麥達(dá)到一個(gè)合理的群體、個(gè)體生長(zhǎng)特征,實(shí)現(xiàn)良種良法配套,達(dá)到高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)高效的目的.

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