淮北地區(qū)不同年代小麥品種性狀演進(jìn)分析

趙太宇+劉國浩+張存嶺+陳歡+張景華

摘 要：通過開展淮北地區(qū)不同年代小麥品種比較試驗(yàn)，結(jié)果表明：隨著品種更替，產(chǎn)量和穗粒數(shù)、穗粒重、千粒重、單莖質(zhì)量、經(jīng)濟(jì)系數(shù)顯著提高，基節(jié)增粗，株高降低，基二節(jié)、倒二節(jié)和穗下節(jié)縮短，穗長、結(jié)實(shí)小穗和小穗數(shù)增加，抗病性增強(qiáng)，而分蘗成穗、生育期沒有明顯變化。因此，今后高產(chǎn)育種要主攻穗粒數(shù)，提高穗粒重。

關(guān)鍵詞：小麥；品種更替；農(nóng)藝性狀；淮北地區(qū)

中圖分類號 S512.1 文獻(xiàn)標(biāo)識碼 A 文章編號 1007-7731（2017）17-0039-03

種子是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)最基本、最重要的生產(chǎn)資料，也是現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展重要的載體與起點(diǎn)[1]。人類農(nóng)業(yè)的發(fā)展史，實(shí)質(zhì)上是一部品種改良的演變史，一部科技進(jìn)步史。小麥在淮北地區(qū)已有幾千年的栽培歷史，是該區(qū)域第一大糧食作物，也是城鄉(xiāng)人民的主食。本文通過20世紀(jì)50年代以來各年代大面積推廣小麥品種的比較試驗(yàn)，探討了品種更替過程中主要農(nóng)藝性狀的演進(jìn)規(guī)律，旨在為小麥育種提供參考。

1 材料與方法

1.1 供試品種 選用20世紀(jì)50年代以來各年代推廣應(yīng)用面積較大的品種13個(gè)（表1），通過3個(gè)施氮水平（0、120和225kg/hm2）下的田間試驗(yàn)，分析比較主要農(nóng)藝性狀的變化走向。

1.2 試驗(yàn)方法 裂區(qū)設(shè)計(jì)，主處理為施氮量。隨機(jī)區(qū)組排列，重復(fù)3次，小區(qū)面積4m2（1.6m×2.5m）。2016—2017年度在楊柳農(nóng)業(yè)科學(xué)實(shí)驗(yàn)站進(jìn)行，土壤砂姜黑土，質(zhì)地粘壤土，肥力中等，前茬大豆，收獲后拔除根茬，旋耕耙實(shí)。10月12日人工開溝條播，基本苗215萬～270萬/hm2。3月11日追肥，3月13日微噴40min。田間管理按高產(chǎn)田要求進(jìn)行。三葉期選擇出苗均勻一致、有代表性的2個(gè)1m行段定點(diǎn)，數(shù)取基本苗。于越冬始期、返青、拔節(jié)、挑旗、揚(yáng)花和成熟期數(shù)取莖蘗數(shù)。全區(qū)收獲計(jì)產(chǎn)。收獲前樣點(diǎn)植株連根取回，隨機(jī)取20個(gè)單莖，考察植株性狀（株高、伸長節(jié)數(shù)、基節(jié)直徑和基一節(jié)、基二節(jié)、倒二節(jié)、穗下節(jié)長度，單莖質(zhì)量）和穗部性狀（穗長、結(jié)實(shí)小穗、不實(shí)小穗、穗粒數(shù)、穗粒重）。利用EXCEL2003進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和作圖，利用DPS v7.05進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，對各處理主要性狀的平均數(shù)依年份、施氮量進(jìn)行回歸分析。變化的方向和顯著性由相關(guān)系數(shù)r來判定：r值正為上升，負(fù)為下降；│r│

1.3 生產(chǎn)周期氣候條件 2016年10月中旬至2017年5月氣候異常，利弊參半。日照時(shí)數(shù)1313.7h，比歷年平均少58h，總體正常。1月上旬前（含）僅305.4h，比歷年平均少185.0h；4月中旬至5月下旬469.8h，比歷年平均多94.8h。平均氣溫10.5℃，比歷年平均9.5℃高1.0℃，總體異常偏高。6旬比歷年平均低0.1～3.3℃，1旬異常偏低；8旬異常偏高。5月17—22、25—31日最高氣溫≥29.5℃，26—30日相對濕度≤50%，伴隨輕度干熱風(fēng)。受氣溫偏高和輕度干熱風(fēng)的影響，小麥灌漿期縮短，千粒重降低。2016年10月到翌年5月，降水量393.5mm，比歷年平均多118.7mm，異常偏多。1月前降水301.5mm，比歷年平均多199.5mm，異常偏多；2—5月降水92.0mm，比歷年平均少80.7mm，異常偏少。受降水異常影響，部分麥田晚播或重播，延誤追肥；麥苗受漬，發(fā)育不良，根系淺，吸肥能力弱，返青開始即現(xiàn)黃苗，轉(zhuǎn)旺緩慢。拔節(jié)后光溫條件優(yōu)越，病害較輕，對穗分化和灌漿有利。

2 淮北小麥品種更替過程

新中國成立以來，淮北平原幾乎每10年就完成一次品種更替過程。品種更替的總體趨勢是冬性比例減少，株高變矮，產(chǎn)量顯著上升，抗病能力增強(qiáng)，耐肥能力提高[2]。

2.1 20世紀(jì)50年代 生產(chǎn)上農(nóng)家品種和改良品種并存。該期引進(jìn)推廣了碧螞1號、西農(nóng)6028、矮粒多、早洋麥等，產(chǎn)量水平只有750～1125kg/hm2。

2.2 20世紀(jì)60年代 主要是引進(jìn)推廣高產(chǎn)良種，并逐步實(shí)現(xiàn)品種配套。先后引進(jìn)推廣了10多個(gè)小麥品種，如萬年2號、北京8號、阿夫、阿勃、吉利麥等。

2.3 20世紀(jì)70年代 逐漸完善品種配套，農(nóng)家品種退出市場。在此期間，由于生產(chǎn)上應(yīng)用的品種數(shù)量較多，一些地方開始出現(xiàn)“多、亂、雜”現(xiàn)象。

2.4 20世紀(jì)80年代 主要是推廣矮稈高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)優(yōu)質(zhì)良種。從80年代開始，安徽省淮北小麥生產(chǎn)向中產(chǎn)邁進(jìn)，推廣的主要品種有博愛74-22、西安8號、寶豐7228、安農(nóng)2號等。這一時(shí)期，冬性品種幾乎絕跡，半冬性品種比例最大，抗銹病能力大大提高，產(chǎn)量水平上升到3000～4500kg/hm2。

2.5 20世紀(jì)90年代 高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)品種和優(yōu)質(zhì)專用品種并行發(fā)展，開始從數(shù)量增長型向質(zhì)量效益型轉(zhuǎn)變[3]。90年代淮北小麥生產(chǎn)水平進(jìn)一步提高，較大面積實(shí)現(xiàn)5250～6000kg/hm2。這期間推廣的代表品種有皖麥19、豫麥18、豫麥21和皖麥38、鄭麥9023等。

2.6 21世紀(jì)前10年 更替為高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)耐粗放管理品種，代表品種有煙農(nóng)19、皖麥52、泛麥5號等。

2.7 2010年至今 主要是高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)抗赤霉病品種。目前較具代表性的耐肥高產(chǎn)品種有濟(jì)麥22、周麥27等，高產(chǎn)且抗（耐）赤霉病的品種有淮麥29、安農(nóng)0711等。

3 小麥品種更替中的性狀變化

3.1 產(chǎn)量性狀變化 產(chǎn)量的增加是品種的生產(chǎn)能力、適應(yīng)性得到演進(jìn)和提高的結(jié)果[4]。試驗(yàn)條件下，39個(gè)處理的產(chǎn)量表現(xiàn)為：有效穗350.0萬～847.5萬/hm2，穗粒數(shù)15.5～42.0粒，千粒重22.0～68.3g，穗粒重0.47～1.81g，經(jīng)濟(jì)系數(shù)0.25～0.56，產(chǎn)量6679.2～11650.0kg/hm2。20世紀(jì)80年代以前的老品種在現(xiàn)在的生產(chǎn)條件下也可以實(shí)現(xiàn)7500kg/hm2，當(dāng)然出現(xiàn)了倒伏現(xiàn)象。20世紀(jì)70年代以前與21世紀(jì)前10年以后品種相比，穗數(shù)減少12.4%，穗粒數(shù)增加20.7%，千粒重提高19.3%，穗粒重增加46.96%。這說明產(chǎn)量的提升主要是穗粒數(shù)、千粒重同步提高引起的[5]。相關(guān)分析表明：品種年代與產(chǎn)量、穗粒數(shù)、穗粒重和經(jīng)濟(jì)系數(shù)顯著或極顯著正相關(guān)（表2），而千粒重與品種年代、施氮量顯著偏相關(guān)（ry=0.3314*，rN=-0.3739*），年代每后移10a，產(chǎn)量提升349.9kg/hm2，穗粒數(shù)增加1.72粒，穗粒重增加0.13g，千粒重提高1.53g，經(jīng)濟(jì)系數(shù)提升0.02。利用同一品種最高產(chǎn)量處理進(jìn)行分析，則適宜施氮量與品種年代極顯著正相關(guān)，r=0.635**，年均增長2.7kg/hm2。這說明品種的耐肥能力隨年代逐步提高。多元相關(guān)分析表明：穗粒重（SG）與穗粒數(shù)（SN）、千粒重（G）二元直線正相關(guān)，SG=-1.06+0.044SN+0.024G，rn=0.976**，rG=0.946**。且通徑系數(shù)（SC）以直接作用為主，SCn=0.868，SCG=0.572。

3.2 單莖和穗部性狀變化 試驗(yàn)條件下，39個(gè)處理的伸長節(jié)數(shù)4.5～5.9個(gè)，基一節(jié)直徑2.9～4.8mm，基一節(jié)長3.1～14.9cm，基二節(jié)6.6～22.7cm，倒二節(jié)16.4～33.4cm，穗下節(jié)21.9～53.1cm，株高72.0～142.3cm，單莖質(zhì)量1.7～4.4g。

相關(guān)分析表明：品種年代與基節(jié)直徑、單莖質(zhì)量極顯著正相關(guān)，而與株高和基二節(jié)、基1～2節(jié)、倒二節(jié)、穗下節(jié)長度極顯著負(fù)相關(guān)；施氮量與伸長節(jié)數(shù)極顯著正相關(guān)，與倒二節(jié)（b2）、穗下節(jié)（gn）長度偏相關(guān)（rb2=-0.278，rgn=-0.276，表3）。年代每后移10a，株高降低7.8cm，基節(jié)直徑增大0.19mm，基二節(jié)縮短1.6cm，基1～2節(jié)縮短1.9cm，倒二節(jié)縮短1.5cm，穗下節(jié)縮短1.9cm，單莖質(zhì)量增加0.21g。

20世紀(jì)70年代以前與2000年以后品種相比，株高降低25.3%，基一節(jié)縮短14.0%，基二節(jié)縮短35.4%，倒二節(jié)縮短24.2%，穗下節(jié)縮短24.9%?；?jié)縮短最多。逐步回歸分析表明：株高（PH）與伸長節(jié)數(shù)（ES）和基二節(jié)（Lb2）、倒二節(jié)（Lp2）、穗下節(jié)（Lgn）長度多元直線相關(guān)，pH=-80.86+17.741ES+2.399Lb2+1.208Lp2+1.044Lpn，rES=0.804**，rb2=0.924**，rp2=0.625**，rgn=0.763**。伸長節(jié)數(shù)、倒二節(jié)長度對株高的通徑系數(shù)以直接作用為主，倒二節(jié)長則以間接作用為主，穗下節(jié)直接、間接相近（表4）。

試驗(yàn)條件下，39個(gè)處理穗長4.8～9.5cm，結(jié)實(shí)小穗10.9～17.9個(gè)，不實(shí)小穗2.5～8.4個(gè)，總小穗數(shù)16.4～23.5個(gè)。相關(guān)分析表明：品種年代與穗長、結(jié)實(shí)小穗數(shù)、總小穗數(shù)顯著或極顯著正相關(guān)（表5），與不實(shí)小穗弱相關(guān)，穗長、總小穗數(shù)與品種年代、施氮量偏相關(guān)（rS=0.682**，rN=0.368*；rS=0.405*，rN=0.330*）。年代每后移10a，穗長增加0.41cm，結(jié)實(shí)小穗增加0.62個(gè)，不實(shí)小穗減少0.25個(gè)，總小穗數(shù)增加0.37個(gè)。

3.3 分蘗能力及成穗變化 試驗(yàn)條件下，39個(gè)處理最高莖蘗數(shù)772.5萬～2281.7萬/hm2，分蘗成穗率11.2%～46.9%，穗數(shù)350.0～847.5%。相關(guān)分析表明：最高莖蘗數(shù)、分蘗成穗率和穗數(shù)隨年代有降低趨勢，但未達(dá)顯著水平；施氮量與最高莖蘗數(shù)弱相關(guān)，與分蘗成穗率、有效穗數(shù)極顯著正相關(guān)（表6）。這說明小麥品種的分蘗能力和成穗率沒有隨品種更替而發(fā)生變化，分蘗與成穗主要受施氮量的影響。這是因?yàn)樾←溓o蘗發(fā)生接近斐波那契數(shù)列。

試驗(yàn)條件下，個(gè)別處理的死穗率高達(dá)30.2%。回歸分析表明：死穗率（M）與品種年代、施氮量偏相關(guān)（M=209.95-0.1056S+0.0396N，rS=0.311*，rN=0.566**），年代每后移10a，死穗率降低1.06個(gè)百分點(diǎn)。這說明隨著品種更替，抗病性有所提高。

3.4 生育期變化 39個(gè)處理出苗—分蘗13.0～23.3d，出苗—拔節(jié)121.0～146.0d，拔節(jié)—抽穗30.3～57.7d，抽穗—成熟41.0～48.0d，生育期220.0～224.0d。相關(guān)分析表明：生育期隨品種年代沒有明顯變化；隨著施氮量的增加，分蘗起始時(shí)間明顯提前，生育期趨于延長（表7）。

4 結(jié)論與討論

（1）優(yōu)良品種選育和推廣是提高產(chǎn)量、改善品質(zhì)、增強(qiáng)抗逆性的重要措施[6]。新中國成立以來，淮北平原大概10年完成一次品種更替過程，每一次品種更替，都會推動單產(chǎn)、總產(chǎn)提高。濉溪縣小麥單產(chǎn)由1949年的555kg/hm2提高到2017年的7845kg/hm2，接近翻4番，年遞增3.97%。已連續(xù)4a高于7500kg/hm2，成為名符其實(shí)的“千斤縣”。

（2）3個(gè)施氮水平、13個(gè)不同年代小麥品種比較試驗(yàn)表明：隨著品種更替，產(chǎn)量和穗粒數(shù)、穗粒重、千粒重、單莖質(zhì)量、經(jīng)濟(jì)系數(shù)顯著提高，基節(jié)增粗，株高降低，基二節(jié)、倒二節(jié)和穗下節(jié)縮短，穗長、結(jié)實(shí)小穗和小穗數(shù)增加，抗病性增強(qiáng)，而分蘗和成穗、生育期變化不明顯。

（3）當(dāng)前，小麥品種更換對品種特性提出了包括高產(chǎn)、廣適、抗（耐）赤霉病、抗倒伏、免晾曬等更高、更全面的要求。穗數(shù)的自身調(diào)節(jié)是對產(chǎn)量補(bǔ)償最強(qiáng)的因素，高產(chǎn)田的有效穗數(shù)已趨于飽和[7]，千粒重在遺傳上是最可靠的產(chǎn)量構(gòu)成因素，而穗粒數(shù)還有一定的增長空間[8]。今后高產(chǎn)育種應(yīng)重點(diǎn)挖掘穗部潛力，在主攻穗粒數(shù)和有效小穗數(shù)的基礎(chǔ)上，提高穗粒重。選用抽穗早、灌漿早、灌漿時(shí)間長、灌漿速率快而平穩(wěn)的材料作為骨干親本，選擇抽穗早、株高適中而莖稈韌性好、穗型較長、抗逆性好、旗葉短寬厚挺的高代材料。

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（責(zé)編：張宏民）endprint