小黑麥新品系在甘肅省隴中冬小麥區(qū)的種子產(chǎn)量及產(chǎn)量構(gòu)成因素的研究

陳麗霞，田新會，杜文華

(甘肅農(nóng)業(yè)大學 草業(yè)學院/草業(yè)生態(tài)系統(tǒng)教育部重點實驗室/甘肅省草業(yè)工程實驗室/中-美草地畜牧業(yè)可持續(xù)發(fā)展研究中心，甘肅 蘭州 730070)

小黑麥新品系在甘肅省隴中冬小麥區(qū)的種子產(chǎn)量及產(chǎn)量構(gòu)成因素的研究

陳麗霞，田新會，杜文華

(甘肅農(nóng)業(yè)大學 草業(yè)學院/草業(yè)生態(tài)系統(tǒng)教育部重點實驗室/甘肅省草業(yè)工程實驗室/中-美草地畜牧業(yè)可持續(xù)發(fā)展研究中心，甘肅 蘭州 730070)

以小黑麥新品系P1為試驗材料，研究了該品系在甘肅省隴中冬小麥區(qū)的種子產(chǎn)量及產(chǎn)量穩(wěn)定性，并分析了種子產(chǎn)量構(gòu)成因素(穗粒數(shù)，穗粒質(zhì)量，小穗數(shù)，穗長)與種子產(chǎn)量的相關性。研究結(jié)果表明：小黑麥新品系P1抗倒伏，生育期比2個對照縮短7～14 d；除株高和小穗數(shù)外，小黑麥新品系P1的種子產(chǎn)量(4 464.49 kg/hm2)、穗粒數(shù)(42.93個)、穗長(9.39 cm)和穗粒質(zhì)量(1.66 g)均顯著高于其他2個對照品種；3個試點中，臨夏點小黑麥種質(zhì)的平均種子產(chǎn)量最高(4 513.47 kg/hm2)，蘭州點小黑麥的穗長最長(9.49 cm)。綜合分析顯示，小黑麥新品系P1在3個試驗點種子產(chǎn)量較穩(wěn)定，在臨夏點種子產(chǎn)量最高(5 280.70 kg/hm2)，為最適宜種植區(qū)。

小黑麥;種子產(chǎn)量;產(chǎn)量構(gòu)成因素

小黑麥(Triticale)是由小麥屬(Triticum)和黑麥屬(Secale)經(jīng)屬間雜交，應用染色體工程育種人工育成的第一個新物種，為一年生禾本科植物[1,2]。我國1975年小黑麥的種植面積為 467 hm2，1980年面積達5.5萬hm2，2000年發(fā)展為10.80萬hm2，2002達 30.33萬hm2。1990年之前，小黑麥全部為糧用，1990年飼用小黑麥僅占0.7%，2000年已占小黑麥種植面積的88.9%，2002年已占95.7%[3]。小黑麥生物量高，適口性好，畜禽喜食，因此，既可以生產(chǎn)糧食又能夠獲得大量秸稈或優(yōu)質(zhì)青草，在很大程度上解決了養(yǎng)殖業(yè)粗飼料、青飼料和精飼料短缺問題[4-6]。推廣種植高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)小黑麥能夠有效緩解我國北方地區(qū)由于季節(jié)原因而出現(xiàn)的飼草料短缺問題[7,8]。

國外對小黑麥的研究和利用主要集中在籽粒產(chǎn)量和品質(zhì)方面，國內(nèi)對小黑麥的研究主要集中在飼草產(chǎn)量和品質(zhì)方面，對種子產(chǎn)量和產(chǎn)量構(gòu)成因素研究比較少[9-11]。小黑麥由于其籽粒的蛋白質(zhì)含量高，含18種氨基酸，其中有10種家畜必需氨基酸，飼喂小黑麥時可減少其他蛋白質(zhì)飼料的投入比例，降低飼養(yǎng)成本，提高經(jīng)濟效益[7]。舒煥麟等[12]研究表明，利用雜交育種和誘變育種，并輔以高效選擇技術，有可能獲得細胞學穩(wěn)定的六倍體小黑麥新材料。張彩霞等[13]研究了小黑麥3個不育系和恢復系的雜種優(yōu)勢和配合力。王瑞清等[14]研究了不同小黑麥親本的單株產(chǎn)量、株高、穗下節(jié)間長、穗粒數(shù)、穗長和千粒質(zhì)量6個產(chǎn)量性狀的配合力，篩選出了較好的育種親本。田錫箴等[15]報道，在小黑麥育種實踐中應嚴格選擇結(jié)實率這一關鍵農(nóng)藝性狀。王瑞清等[16]得出，小黑麥種子產(chǎn)量構(gòu)成性狀的遺傳除株高和穗長外，其他性狀均受加性效應和非加性效應共同控制。李誠等[17]報道，超高產(chǎn)兼用小黑麥新品種-新小黑麥5號在新疆地區(qū)中上等水肥條件下，籽粒產(chǎn)量較高。甘肅省小黑麥種子產(chǎn)量方面的研究報道較少[18]。通過試驗研究小黑麥新品系P1甘肅省隴中冬小麥區(qū)的種子產(chǎn)量和產(chǎn)量構(gòu)成因素，三個地區(qū)的氣候條件各不相同，蘭州地區(qū)的饅頭山屬于年降雨量少，年均溫相對較高，無霜期長，其土壤類型為灰鈣土。定西地區(qū)的臨洮縣屬于年降雨量相對較高，年均溫適中，土壤類型為黒麻土。臨夏地區(qū)屬于年降雨量適中，年均溫相對偏低，其土壤類型為黃麻土。該試驗以篩選獲得較高種子產(chǎn)量的適宜種植區(qū)域；通過分析產(chǎn)量構(gòu)成因素(穗粒數(shù)，穗粒質(zhì)量，小穗數(shù)，穗長)和小黑麥種子產(chǎn)量的相關性，以明確決定種子產(chǎn)量的主要構(gòu)成因素，為制定適宜的田間管理措施奠定基礎。

1 材料和方法

1.1 試驗地概況

定西試驗點位于甘肅省定西市臨洮縣農(nóng)校，E 103°87′，N 35°37′。海拔1 892 m，年降水量562 mm，年均溫7.0℃，無霜期153 d。試驗地土壤為黑麻土，肥力均勻，地勢平坦，有灌溉條件，前茬作物為玉米。播種日期：2014年3月9日。

蘭州試驗點位于甘肅省蘭州市甘肅省草原技術推廣總站饅頭山試驗站，E 104°07′，N 36°05′，海拔1 685 m。年降水量330 mm，年均溫9.3℃，無霜期172 d，年有效積溫(≥10℃)3 200℃。試驗地土壤為灰鈣土類，肥力均勻，地勢平坦，有灌溉條件，前茬作物為大豆。2014年4月1日播種。

臨夏試驗點位于甘肅臨夏回族自治州廣河縣三甲集鎮(zhèn)水家村，E 102°23′，N 35°28′，海拔1 953 m，年降水量493 mm，年均溫6.4℃，無霜期142 d。試驗地土壤為黃麻土，有灌溉條件，前茬作物為玉米。2014年3月20日播種。

1.2 試驗材料

試驗以甘肅農(nóng)業(yè)大學草業(yè)學院選育的小黑麥新品系P1為試驗材料，對照為國家草品種審定委員會規(guī)定的小黑麥區(qū)域試驗統(tǒng)一對照：石大1號小黑麥(CK1)和中飼1048小黑麥(CK2)。

1.3 試驗設計

3個試驗點試驗設計相同。隨機區(qū)組設計，A因素為小黑麥種質(zhì)，設3個水平，A1(P1)，A2(CK1)，A3(CK2)；B因素為試驗點，設3個水平，B1(蘭州點)，B2(臨夏點)，B3(定西點)。4次重復，條播，行距20 cm，播種量按600萬基本苗/hm2計算，播種深度4～5 cm，小區(qū)面積5 m×3 m。播種前施底肥N 50 kg/hm2。其他田間管理均同當?shù)匦←湸筇锷a(chǎn)。

1.4 測定項目及方法

物候期 試驗期間觀測各試驗點的生育時期，包括出苗期、分蘗期、拔節(jié)期、抽穗期、開花期和成熟期，各生育時期的記載標準參照文獻[19,20]。并計算生育期。

倒伏率 成熟期調(diào)查3個試驗點每個小區(qū)中小黑麥種質(zhì)的抗倒伏性。記載標準和倒伏率，計算方法參照文獻[21,22]進行。

株高 成熟期測定，測量從地面到穗頂(不包括芒)的自然高度。

種子產(chǎn)量 成熟期刈割各試驗點各小區(qū)地上部分莖稈(除去試驗小區(qū)兩側(cè)邊行及小區(qū)兩頭各50 cm之內(nèi)的部分)，田間晾曬，干燥后分別脫粒，稱重。

室內(nèi)考種 成熟期收獲種子前，分別從3個試驗點每個小區(qū)中隨機選取10株主莖的單穗，齊地面剪下帶回實驗室進行考種?？挤N指標包括穗長、小穗數(shù)、穗粒數(shù)、穗粒質(zhì)量，10個主穗各指標的平均值作為該指標值。

1.5 數(shù)據(jù)處理

利用SPSS 19.0軟件和Excel進行數(shù)據(jù)統(tǒng)計和分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 物候期

3個小黑麥種質(zhì)在不同試點的生育時期和生育期不同。P1的生育期比CK1和CK2短7～14 d，生育時期見表1。

2.2 倒伏率

3個小黑麥種質(zhì)在不同試點的倒伏率不同。P1未出現(xiàn)倒伏，CK1的倒伏率為20%(定西點)～70%(蘭州點)，CK2的倒伏率為50%(定西點)～80%(蘭州點，臨夏點)。

2.3 株高

運用SPSS軟件中多點區(qū)域試驗的方差分析法對試驗所得的小黑麥的株高進行差異顯著性分析。結(jié)果表明，種質(zhì)間、試點間差異極顯著，種質(zhì)×試點互作間差異不顯著(表2)。

2.3.1 種質(zhì)間 3個小黑麥種質(zhì)，P1的株高最低，與對照間有顯著差異(P<0.05)，CK1的株高大于CK2，但無顯著差異(表3)。

2.3.2 試點間 3個試點中，定西點株高最高，與臨夏點和蘭州點有顯著差異(P<0.05)，臨夏點的株高大于蘭州點，但無顯著差異(表3)。

表1 參試小黑麥種質(zhì)的物候期Table 1 The growth stages of tested triticale genotypes

表2 小黑麥株高、種子產(chǎn)量、穗長、小穗數(shù)、穗粒數(shù)和穗粒質(zhì)量的方差分析Table 2 Variance analysis of the plant height,seed yield,spike length,the number of the spikelet,the number of the grain and the grain weight per spike of triticale genotypes

注：*表示差異達顯著水平(P<0.05)，**表示差異達極顯著水平(P<0.01)，下同

表3 各小黑麥種質(zhì)和試點的株高、種子產(chǎn)量、穗長、小穗數(shù)、穗粒數(shù)和穗粒質(zhì)量Table 3 The plant height,seed yield,spike length,the number of the spikelet,the number of the grain and the grain weight per spike for triticale genotypes growing at different sites

注：種質(zhì)和試點間同列不同小寫字母表示差異顯著(P<0.05)

2.4 種子產(chǎn)量

小黑麥種子產(chǎn)量的差異顯著性分析結(jié)果表明，種質(zhì)間、試點間、種質(zhì)×試點互作間差異極顯著(表2)。

2.4.1 種質(zhì)間 參試小黑麥種質(zhì)間種子產(chǎn)量有顯著差異。P1的種子產(chǎn)量最高，與對照間有顯著差異(P<0.05)，CK1的種子產(chǎn)量大于CK2，但無顯著差異(表3)。

2.4.2 試點間 3個試點間種子產(chǎn)量有顯著差異(表3)。臨夏點的種子產(chǎn)量最高，其次為定西點。

2.4.3 試點×種質(zhì) 種質(zhì)×試點交互作用的種子產(chǎn)量有顯著差異(圖1)。A1B2(臨夏點P1)的平均種子產(chǎn)量最高(5 280.70 kg/hm2)，除與A2B2(臨夏點CK1)的種子產(chǎn)量(4 652.37 kg/hm2)無顯著差異外，與其他處理間均有顯著差異(P<0.05)。A1B3(蘭州點CK2)的種子產(chǎn)量最低(853.37 kg/hm2)，除與A1B2(蘭州點CK1)不顯著外，與其他處理均有顯著差異(P<0.05)。

圖1 小黑麥種質(zhì)和試點交互作用下其種子產(chǎn)量Fig.1 The influence of the interaction between triticale genotypes and experimental sites on the seed yield of triticale

2.5 產(chǎn)量構(gòu)成因素

2.5.1 穗長 方差分析表明小黑麥種質(zhì)間、試點間穗長的差異極顯著，種質(zhì)×試點互作間無顯著差異(表2)。P1的穗長最長，與對照有顯著差異(P<0.05)，CK1的穗長大于CK2，但無顯著差異；3個試點中，蘭州點的穗長顯著大于定西點和臨夏點(P<0.05)；臨夏點小黑麥的穗長和定西點相同(表3)。

2.5.2 小穗數(shù) 方差分析表明，小黑麥種質(zhì)間、試點間小穗數(shù)的差異極顯著，P1的小穗數(shù)顯著大于CK1(P<0.05)，與CK2間無顯著差異；3個試點中，定西點小黑麥的小穗數(shù)顯著大于臨夏點(P<0.05)，與蘭州點無顯著差異(表3)。種質(zhì)×試點互作間無顯著差異(表2)。

2.5.3 穗粒數(shù) 方差分析表明，小黑麥種質(zhì)間的穗粒數(shù)差異極顯著，P1的穗粒數(shù)顯著大于2個對照品種(P<0.05)；試點間和種質(zhì)×試點互作間穗粒數(shù)無顯著差異(表2，3)。

2.5.4 穗粒質(zhì)量 方差分析表明，小黑麥種質(zhì)間、試點間穗粒質(zhì)量的差異極顯著，P1的穗粒質(zhì)量顯著大于兩對照品種(P<0.05)；3個試點中，臨夏點的穗粒質(zhì)量顯著高于蘭州點和定西點(P<0.05)(表3)。種質(zhì)×試點互作間無顯著差異(表2)。

3 種子產(chǎn)量與產(chǎn)量構(gòu)成因素的相關性

相關性分析可知，蘭州點種子產(chǎn)量與穗粒數(shù)和穗粒質(zhì)量極顯著正相關，穗粒數(shù)與穗粒質(zhì)量和小穗數(shù)及極顯著正相關，與穗長顯著正相關。臨夏點小穗數(shù)與穗長、穗粒數(shù)與穗粒質(zhì)量、穗粒數(shù)與小穗數(shù)極顯著正相關，穗長與穗粒數(shù)顯著正相關。定西點種子產(chǎn)量與穗粒質(zhì)量極顯著正相關，與穗粒數(shù)和小穗數(shù)顯著正相關，產(chǎn)量構(gòu)成因素間均極顯著相關(表4)。

表4 各供試點小黑麥種子產(chǎn)量與產(chǎn)量構(gòu)成因素的相關分析Table 4 Correlation analysis on the seed yields and yield components of 3 triticale genotypes

注：x1 穗粒質(zhì)量/g；x2 穗粒數(shù)/粒；x3 小穗數(shù)/個；x4 穗長/cm；y 種子產(chǎn)量/(kg/hm2);**表示相關極顯著，*表示相關顯著

4 討論與結(jié)論

1)株高對小黑麥種子產(chǎn)量有重要影響。適當降低株高可以提高其收獲指數(shù)，但并不是株高越低種子產(chǎn)量越高，株高太低會影響植株的正常生長發(fā)育[25]。CK1和CK2雖然株高較高，但種子產(chǎn)量低，是由于2個品種開花期和成熟期倒伏極其嚴重，影響種子的結(jié)實率和飽滿度。相反，P1株高較低，種子結(jié)實率較高、籽粒飽滿，成熟期籽粒脫落比較少。

2)3個小黑麥種質(zhì)中，新品系P1的種子產(chǎn)量最高，主要是因為該品系的穗長、穗粒數(shù)和穗粒質(zhì)量均顯著大于2個對照(表3)。小黑麥抗寒性強，臨夏點相對于蘭州點和定西點而言，年平均氣溫比較低，更適合其生長發(fā)育，發(fā)揮增產(chǎn)潛力，獲得較高種子產(chǎn)量。

3)小黑麥籽粒的形成，除了受自身遺傳特性的控制外，還與環(huán)境、自身營養(yǎng)條件和田間管理有關[24]。該試驗中種子產(chǎn)量與穗粒質(zhì)量、穗粒數(shù)、穗長均正相關，穗粒質(zhì)量越大種子越飽滿，發(fā)育越完全，種子產(chǎn)量相對較高[25]。在小黑麥種植過程中，只有在確保一定小穗數(shù)的基礎上，適當提高穗粒質(zhì)量和穗粒數(shù)，才能獲得較高種子產(chǎn)量。

4)小黑麥新品系P1抗倒伏，生育期比2個對照短7～14d；除株高和小穗數(shù)外，小黑麥新品系P1的種子產(chǎn)量、穗粒數(shù)、穗長和穗粒質(zhì)量均顯著高于兩個對照；3個試點中，臨夏點小黑麥種質(zhì)的平均種子產(chǎn)量最高，蘭州點小黑麥的穗長最長。綜合分析表明，小黑麥新品系P1在3個試驗點種子產(chǎn)量較穩(wěn)定，臨夏點種子產(chǎn)量最高(5 280.70kg/hm2)，為最適宜種植區(qū)。

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CHEN Li-xia,TIAN Xin-hui,DU Wen-hua

(CollegeofPrataculturalScience，GansuAgriculturalUniversity/KeyLaboratoryofGrasslandEcosystem,MinistryofEducation，Lanzhou730070，China)

The seed yield and its correlations with yield affecting factors of a new triticale line P1 was studied in in the winter wheat grown area of Longzhong region, Gansu province.The results indicated that the new triticale line P1 was resistant to the lodging and the growth period was 7 to 14 days shorter than the two controls.The parameters including,seed yield,spike length,the number of grain and grain weight per spike were significantly higher than the two controls except for the plant height and number of the spikelet per spike.Among 3 experimental sites,the highest average seed yield (4513.47 kg/hm2) and spike length (9.49 cm) were obtained at Linxia and Lanzhou,respectively.Comprehensive analysis showed that the new triticale line P1 had high seed yield,the yield was stable in 3 different areas,and Linxia was the best area to produce the triticale seed.

triticale;seed yield;yield components

2015-05-28；

2015-06-19

國家自然科學基金(31360577)；教育部博士點基金(20136202110005)；公益性行業(yè)(農(nóng)業(yè))科研專項(201003019)；現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)技術體系建設專項資金資助(CARS-40-09B)資助

陳麗霞(1989-)，女，甘肅定西人，在讀碩士生。 E-mail：1150107009@qq.com 杜文華為通訊作者。

S 512.4

A

1009-5500(2015)05-0070-06