2010-2014年黃淮北片小麥預(yù)試品種主要性狀變化趨勢(shì)

肖磊，侯慶迎，裴艷婷

(1.邯鄲市農(nóng)業(yè)科學(xué)院，河北 邯鄲 056001；2.泰安市汶農(nóng)種業(yè)有限責(zé)任公司，山東 泰安 271026；3.德州市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究院，山東 德州 253000)

2010-2014年黃淮北片小麥預(yù)試品種主要性狀變化趨勢(shì)

肖磊1，侯慶迎2*，裴艷婷3

(1.邯鄲市農(nóng)業(yè)科學(xué)院，河北 邯鄲 056001；2.泰安市汶農(nóng)種業(yè)有限責(zé)任公司，山東 泰安 271026；3.德州市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究院，山東 德州 253000)

[目的]通過(guò)研究2010-2014年間黃淮北片水地組預(yù)備試驗(yàn)小麥參試品種的變化趨勢(shì)，為聯(lián)合體工作的順利開展、新品種選育及參試品種的篩選提供參考依據(jù)。[方法]選取各年份產(chǎn)量排名前30%的參試品種，以年份為單位計(jì)算各主要性狀平均值，橫向分析、并比較5 a間參試品種主要性狀變化趨勢(shì)。[結(jié)果]5 a間參試品種產(chǎn)量波動(dòng)性較大，以2012年更換對(duì)照品種后，產(chǎn)量持續(xù)降低3年，之后出現(xiàn)突破性飛躍。畝穗數(shù)以更換對(duì)照品種后，呈穩(wěn)定提高趨勢(shì)；穗粒數(shù)呈曲折遞減趨勢(shì)，5 a間共計(jì)減少3.47粒，年均減少0.69粒；千粒重呈曲折上升趨勢(shì)，累積提高3.24 g，年均增加0.65 g；株高5 a間曲折升高，累積增加5.35 cm，年均增加1.07 cm；生育期呈現(xiàn)遞減趨勢(shì)，4 a間共計(jì)降低7.3 d；熟相以1級(jí)為主，由向3級(jí)轉(zhuǎn)變的趨勢(shì)；生長(zhǎng)習(xí)性以3級(jí)為主，占參試品種的75%以上。[結(jié)論]分析主要性狀變化趨勢(shì)，發(fā)現(xiàn)5 a間黃淮北片水地組預(yù)備試驗(yàn)小麥新品種逐漸向穩(wěn)穗數(shù)、增粒重、提株高和縮生育期的方向發(fā)展。

黃淮北片；小麥；預(yù)備試驗(yàn)；主成分

Abstract:[Objective]To study the variation tendency of tested wheat trial varieties in the preliminary experiment of wheat water and soil group from the North of Yellow and Huai Valley of China from 2010 to 2014 years and provide theoretical basis for the successful development of the consortium work, provide a new varieties breeding,select the tested varieties.[Methods]The varieties of the top 30% in yield were selected in the preliminary experiment of wheat water and soil group from the North of Yellow and Huai Valley of China from 2010 to 2014 years and calculated the average value of the principal characters for every variety in each year. According to this result, principal characters of the tested varieties during 5 years were compared and analyzed.[Results]The results showed that: the yields of tested varieties exist obvious fluctuations; the yields sustained to decline for three years after replacing the control varieties in 2012 following with a breakthrough leap; the spike number per mu showed a steady increase trend after the replacement of control varieties; Kernels per spike of the tested varieties appeared a tortuous descending trend with cumulative reduction of 3.47 grains during 5 years and averagely decreasing 0.69 grains per year; TKW (Thousand Kernel Weight) appeared a tortuous rising trend with cumulative increasing of 3.24 gram during 5 years and averagely increasing 0.65 gram per year. Plant height appeared a tortuous rising trend with cumulative increasing of 5.35 cm during 5 years and averagely increasing 1.07 cm per year; growth period appeared a tortuous descending trend with cumulative reduction of 7.3 days during 4 years; the maturing phase was mainly at level 1, and had a trend to change to level 3; the growth habit was mainly at level 3 accounting for more than 75% tested varieties.[Conclusion]The new wheat varieties in the preliminary experiment from the North of Yellow and Huai Valley of China had the trends to steady spike number, increase grain weight and plant height and reduce growth period from 2010 to 2014.

Keywords:North of Yellow and Huai Valley of China, Wheat, Preliminary experiment, Principal characters

社會(huì)發(fā)展以及自然環(huán)境的不斷變化對(duì)小麥用種提出了更多要求。進(jìn)入推廣應(yīng)用的門戶途徑“品種審定制度”滿足不了社會(huì)的需求，需要增添新的品種審定途徑。聯(lián)合體是一種新型品種審定渠道，在社會(huì)發(fā)展初期，參照的仍然是原審定制度標(biāo)準(zhǔn)。區(qū)域試驗(yàn)(區(qū)試)作為品種審定制度的重要程序，是對(duì)新育成品種的豐產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)性、適應(yīng)性、抗逆性及品質(zhì)性狀的全面鑒定，為評(píng)價(jià)品種的優(yōu)劣提供依據(jù)，是品種能否推廣應(yīng)用的基礎(chǔ)[1]。近年來(lái)，關(guān)于小麥區(qū)試的研究相對(duì)較多，在研究?jī)?nèi)容和方法方面存在重大差異。產(chǎn)量及其構(gòu)成因素的相關(guān)及通徑分析是近幾年的研究熱點(diǎn)[2～6]，豐產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)性分析的研究方法較多，有秩次分析法[7]、AMMI模型[8]、高穩(wěn)系數(shù)法[9～11]、回歸系數(shù)法[9,10]和變異系數(shù)法[10,11]等。此外，變異系數(shù)法在區(qū)試點(diǎn)區(qū)辨力研究中也有廣泛應(yīng)用[12]，“模糊綜合評(píng)判”法多用于參試品種穩(wěn)產(chǎn)性、早熟性、產(chǎn)量及其構(gòu)成因素的評(píng)價(jià)[13]，在品質(zhì)、遺傳背景和抗性方面，所運(yùn)用的分析方法主要有主成分和聚類分析[14]、親緣系數(shù)法[15,16]。在區(qū)試中，農(nóng)藝性狀是品種優(yōu)劣的重要評(píng)價(jià)指標(biāo)，有關(guān)此方面研究也有相關(guān)報(bào)道，趙倩等[17]運(yùn)用均值法研究了2012-2013年山東省區(qū)試苗頭品系，就農(nóng)藝性狀各指標(biāo)的均值與對(duì)照品種濟(jì)麥22進(jìn)行了對(duì)比。然而，運(yùn)用均值比較法分析多年參試品種農(nóng)藝性狀均值變化規(guī)律的研究鮮見報(bào)道。本文根據(jù)最近5 a(2010-2014)參加國(guó)家黃淮北片水地組小麥預(yù)備試驗(yàn)結(jié)果，選取每年產(chǎn)量排名前30%(一般是升級(jí)品種)的品種的主要性狀，依年份為單位，取各性狀的平均值進(jìn)行橫向比較，探尋年度間品種的變化規(guī)律，以期為聯(lián)合體工作的順利開展、新品種選育和參試品種的篩選提供理論基礎(chǔ)。

1 材料與方法

1.1 材料

根據(jù)2010-2014年黃淮北片水地組小麥新品種試驗(yàn)預(yù)備試驗(yàn)報(bào)告(泰安市大汶口農(nóng)業(yè)科學(xué)技術(shù)研究所試點(diǎn))，選取每年產(chǎn)量排名前30%的品種(不包含對(duì)照。一般情況，產(chǎn)量排名前30%的品種作為升級(jí)品種，會(huì)進(jìn)入下一年的區(qū)試試驗(yàn))，2010年預(yù)備試驗(yàn)參試品種24個(gè)，選取7個(gè)；2011年預(yù)備試驗(yàn)參試品種33個(gè)，選取10個(gè)；2012年預(yù)備試驗(yàn)參試品種30個(gè)，選取9個(gè)；2013年預(yù)備試驗(yàn)參試品種36個(gè)，選取11個(gè)；2014年預(yù)備試驗(yàn)參試品種55個(gè)，選取17個(gè)(由于該年的預(yù)備試驗(yàn)改為品種比較試驗(yàn)，參試品種較多)。

1.2 試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)地位于山東省泰安市，地處東經(jīng)116°02′至117°59′、北緯35°38′至36°28′之間，屬于溫帶半濕潤(rùn)大陸性季風(fēng)氣候，年平均氣溫13 ℃，降水量697 mm。前茬作物為玉米，土質(zhì)為沙壤土。播種前整地并施基肥，其他管理措施參照國(guó)家黃淮北片小麥試驗(yàn)要求。

1.3 方法

選取參試品種的主要性狀指標(biāo)：產(chǎn)量、畝穗數(shù)、穗粒數(shù)、千粒重、株高、生育期、熟相和生長(zhǎng)習(xí)性，其中，熟相：根據(jù)莖葉落黃情況分為1(好)、3(中)、5(差)三級(jí)值計(jì)；生長(zhǎng)習(xí)性也按1(匍匐)、3(半匍匐)、5(直立)三級(jí)值計(jì)，計(jì)算各級(jí)品種所占百分比，其他指標(biāo)以品種指標(biāo)的平均值計(jì)算。以年份為橫坐標(biāo)，主要性狀為縱坐標(biāo)做圖，分析各指標(biāo)性狀的變化趨勢(shì)和規(guī)律。

1.4 統(tǒng)計(jì)分析

利用SPSS 13.0和Excel 2003版軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析和圖表繪制。采用鄧肯氏新復(fù)極差法(Duncan′s Multiple-Range test，P<0.05)進(jìn)行各性狀均值的多重比較。

2 結(jié)果與分析

2.1 產(chǎn)量隨年份變化趨勢(shì)

由表1和圖1可見，參試品種平均產(chǎn)量年度間差異較大，2010年<2011年，但2者間差異未達(dá)顯著水平(P>0.05)。2011、2012、2013和2014年份間差異顯著(P<0.05)，由高到低的順序?yàn)?014>2011>2012>2013，可見近5年黃淮北片水地組小麥預(yù)備試驗(yàn)參試品種的平均產(chǎn)量波動(dòng)較大，出現(xiàn)產(chǎn)量2大轉(zhuǎn)折點(diǎn)，一是2011年后產(chǎn)量逐年降低，可能是2011年后更換了對(duì)照品種，由良星99替換了石4185，良星99的千粒重較石4185高2 g，育種家根據(jù)對(duì)照品種的更換實(shí)時(shí)調(diào)整參試品種，但由于產(chǎn)量三要素間協(xié)調(diào)欠佳，致使產(chǎn)量逐年降低；另一轉(zhuǎn)折點(diǎn)出現(xiàn)在2014年，是更換對(duì)照品種后的第三個(gè)年份，由2013年每公頃產(chǎn)量最低值8 666.85 kg，提高至2014年的每公頃產(chǎn)量最高值10 288.20 kg，年度間每公頃產(chǎn)量增幅達(dá)1 621.35 kg。

表1 近5年黃淮北片小麥預(yù)備試驗(yàn)主要性狀變化趨勢(shì)Table 1 Trends in principal characters of wheat prepared trials in northern part of Huang-Huai plain in recent five years

圖1 小麥品種產(chǎn)量隨年份的變化Fig.1 The change trend of yield of wheat in different year

2.2 畝穗數(shù)、穗粒數(shù)和千粒重隨年份變化趨勢(shì)

由表1和圖2可見，近5 a小麥參試品種畝穗數(shù)的峰值出現(xiàn)在2011年，顯著高于2010、2012和2013年，但與2014年差異不顯著，2013年不顯著的高于2012年，說(shuō)明從2012-2014年份間畝穗數(shù)呈現(xiàn)升高趨勢(shì)。分析原因可能是：與2011年相比，2012年更換對(duì)照品種，育種家根據(jù)對(duì)照品種的產(chǎn)量三要素特性做出調(diào)整，過(guò)多重視了千粒重，而忽視了畝穗數(shù)；在2012-2014年份間，育種家是在穩(wěn)步提高畝穗數(shù)的基礎(chǔ)上開展新品種選育工作。

圖2 小麥品種畝穗數(shù)隨年份的變化Fig.2 The change trend of spike numbers of wheat in different year

圖3 小麥品種穗粒數(shù)隨年份的變化Fig.3 The change trend of panicle numbers of wheat in different year

由表1和圖3可見，參試品種穗粒數(shù)由高到低順序?yàn)?011>2010>2013>2014>2012,前兩者間差異不顯著，但兩者均顯著的高于其他年份，2012、2013和2014年份間差異性達(dá)顯著水平(P<0.05)?？梢婞S淮北片水地組小麥預(yù)備試驗(yàn)參試品種的穗粒數(shù)隨時(shí)間推進(jìn)呈現(xiàn)曲折下降趨勢(shì)，由2010年的40.51粒減少至2014年的37.04粒，累積減少3.47粒，平均每年減少0.69粒，表明近5年小麥育種家沒有將穗粒數(shù)作為新品種選育的主攻方向。

5年間黃淮北片水地組小麥預(yù)備試驗(yàn)新品種的平均千粒重如表1，最高值(46.64 g)與最低值(39.67 g)分別出現(xiàn)在2014年和2013年，除2012與2010、2011年外，各年份間千粒重差異性達(dá)顯著水平(P<0.05)。變化趨勢(shì)如圖4所示，2010-2014年度間隨著時(shí)間的推進(jìn)，千粒重呈現(xiàn)曲折上升趨勢(shì)，由2010年的43.40 g增加至2014年的46.64 g，累計(jì)增加3.24 g，平均每年增加0.65 g。這說(shuō)明近5 a黃淮北片水地組小麥預(yù)備試驗(yàn)的參試品種千粒重逐漸增加，進(jìn)一步表明育種家在這五年中已經(jīng)將千粒重作為奪取產(chǎn)量的主攻目標(biāo)。

圖4 小麥品種千粒重隨年份的變化Fig.4 The change trend of 1000-grain weight of wheat in different year

2.3 株高和生育期隨年份變化趨勢(shì)

從表1和圖5可見，相鄰年份間株高大小呈現(xiàn)升高-降低-升高趨勢(shì)，且相鄰年份間差異性達(dá)顯著水平(P<0.05)，最高值(85.73 cm)與最低值(79.00 cm)分別出現(xiàn)于2010和2013年，可見近5 a黃淮北片預(yù)備試驗(yàn)參試品種的株高呈現(xiàn)逐漸升高變化，由2010年的最低79 cm提到至2014年的84.35 cm，累計(jì)增加5.35 cm，年均增加1.07 cm。這說(shuō)明近5 a黃淮北片水地組預(yù)備試驗(yàn)小麥參試品種的株高逐漸升高。

圖5 小麥品種株高隨年份的變化Fig.5 The change trend of height of wheat in different year

圖6 小麥品種生育期隨年份的變化Fig.6 The change trend of growth period of wheat in different year

從表1和圖6可知，2010、2011、2013及2014年份間，生育期最大值(247.71 d)出現(xiàn)在2010年,顯著高于2013(243.45 d)和2014(240.41 d)年，與2011(247.30 d)年差異不顯著，2013年>2014年，且兩者差異性達(dá)顯著水平(P<0.05)?？梢妳⒃嚻贩N平均生育期呈現(xiàn)遞減趨勢(shì)，從2010年最高值247.71 d，降低至2014年最低值240.41 d，4年間生育期共降低7.3 d。說(shuō)明育種家在這期間一直向縮短生育期的方向努力，并且取得了顯著效果。2012年的氣候較特殊，在五月份降雨量較往年偏大，致使5月26日幾乎全部品種倒伏(僅有2個(gè)品種未倒伏)，距收獲還有15 d左右，此年未做分析。

2.4 熟相和生長(zhǎng)習(xí)性隨年份變化趨勢(shì)

由表2和圖7可以看出，2012年之前(更換對(duì)照品種前)，70%以上的小麥參試品種熟相以1級(jí)為主，2012年之后(含2012年)，參試品種熟相1級(jí)所占比重降低，3級(jí)的比重升高，最終兩者所占比例趨向于50%。這說(shuō)明近幾年黃淮北片小麥預(yù)備試驗(yàn)參試品種的熟相有由1級(jí)向3級(jí)轉(zhuǎn)變的趨勢(shì)。

在生長(zhǎng)習(xí)性方面，各年份參試品種以3級(jí)所占比例較高，達(dá)75%以上，5級(jí)所占比例次之，1級(jí)所占比例最低(表2；圖8)。這說(shuō)明近5年育種家在小麥生長(zhǎng)習(xí)性方面以選育半匍匐型品種為主，而沒有將匍匐型品種作為新品種選育的主攻方向。

表2近5年黃淮北片小麥預(yù)備試驗(yàn)參試品種熟相和生長(zhǎng)習(xí)性各級(jí)別所占百分比/%
Table2 The percentage of different levels of mature phase and growth habit in prepared trial of northern part of Huang-Huai plain in recent five years

年份Year熟相Maturephase生長(zhǎng)習(xí)性Growthhabit135135201071.4328.570085.7114.2920119010010900201266.6722.2211.11077.7822.22201345.4545.469.09081.8218.18201452.9447.0605.8982.3511.76

圖7 小麥品種熟相隨年份的變化Fig.7 The change trend of mature phase of wheat in different year

圖8 小麥品種生長(zhǎng)習(xí)性隨年份的變化Fig.8 The change trend of growth habit of wheat in different year

3 討論與結(jié)論

小麥品種審定制度是通過(guò)預(yù)備試驗(yàn)、區(qū)域試驗(yàn)和生產(chǎn)試驗(yàn)程序來(lái)評(píng)價(jià)品種的優(yōu)劣。其中，預(yù)備試驗(yàn)是品種區(qū)域試驗(yàn)工作的基礎(chǔ)，也是小麥新品系能否成為推廣品種的首關(guān)鑒定程序，在小麥審定中占據(jù)重要地位。長(zhǎng)期以來(lái)，追尋高產(chǎn)一直是小麥育種家的基本目標(biāo)，優(yōu)質(zhì)、廣適、多抗等目標(biāo)均是以高產(chǎn)為基礎(chǔ)開展工作[6]。因此，本文以產(chǎn)量為導(dǎo)向，對(duì)參加國(guó)家黃淮北片水地組小麥預(yù)備試驗(yàn)材料進(jìn)行研究，探尋預(yù)試品種主要性狀年度間的變化規(guī)律，將對(duì)聯(lián)合體工作開展、新品種選育及參試品種的篩選具有現(xiàn)實(shí)意義和理論基礎(chǔ)。

小麥產(chǎn)量是多種性狀共同作用的結(jié)果[18]。穗數(shù)、穗粒數(shù)和千粒重是小麥產(chǎn)量構(gòu)成三要素，對(duì)小麥產(chǎn)量的貢獻(xiàn)最大。研究表明，產(chǎn)量三要素均對(duì)小麥產(chǎn)量起正向作用，但三要素間呈負(fù)相關(guān)趨勢(shì)[3,4]。本試驗(yàn)為揭示年度間主要性狀變化規(guī)律表明，5 a間參試品種的穗粒數(shù)和千粒重分別呈現(xiàn)曲折遞減和上升趨勢(shì)，畝穗數(shù)以更換對(duì)照品種后，呈現(xiàn)穩(wěn)定增加趨勢(shì)，三要素的不穩(wěn)定性引起5 a間參試品種產(chǎn)量出現(xiàn)較大波動(dòng)。株高、熟相等外觀性狀的差異反映了品種間粒重的不同，傅大雄等[19]研究表明，株高每增加 1 cm，單株粒重可增加 0.24 g，對(duì)于熟相，綠熟型品種籽粒飽滿度好，充實(shí)程度高，而黃熟型品種次之[20]，本試驗(yàn)條件下，株高在5 a間出現(xiàn)曲折升高趨勢(shì)，熟相以1級(jí)為主，由向3級(jí)轉(zhuǎn)變的趨勢(shì)，這進(jìn)一步說(shuō)明5a間育種家通過(guò)增加株高和熟相的選育而改善粒重。對(duì)于生育期，一般認(rèn)為，生育期越長(zhǎng)，產(chǎn)量也越高[21]。但在一年(小麥、玉米)兩熟制的黃淮北片麥區(qū)，全年的無(wú)霜期較短(平均200 d左右)。為增加產(chǎn)量而單方面延長(zhǎng)小麥的生育期，從而被迫縮短玉米的生育期，使得玉米的產(chǎn)量明顯降低。從全年單位面積耕地上的糧食產(chǎn)量來(lái)看，單靠延長(zhǎng)小麥的生育期來(lái)獲得糧食增產(chǎn)得不償失。為此，國(guó)家也制定了相關(guān)政策。即：參試品種比對(duì)照“良星99”晚熟超過(guò)0.5 d一票否決。本試驗(yàn)條件下，生育期呈現(xiàn)遞減趨勢(shì)，4 a間共降低7.3 d。于靜等[22]研究指出，生長(zhǎng)習(xí)性在小麥抗寒性中具有重要意義。匍匐型品種的抗寒性強(qiáng)，半匍匐型品種的抗寒性中等，直立型品種的抗寒性最弱。本試驗(yàn)條件下，生長(zhǎng)習(xí)性以3級(jí)為主，占參試品種的75%以上，1級(jí)所占比例最低，因而，從近幾年小麥參試品種生長(zhǎng)習(xí)性各級(jí)所占比例看，育種家注重選擇中等抗寒性的品種，而忽視了抗寒性強(qiáng)的品種選育，分析原因可能是受全球氣候變暖的大背景影響。由以上主要性狀的變化趨勢(shì)分析可知，5 a間黃淮北片水地組預(yù)備試驗(yàn)小麥新品種逐漸向穩(wěn)定畝穗數(shù)、增加千粒重、提高株高和縮短生育期的方向發(fā)展。

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PrincipalcharactersvariationtendencyofwheattrialcultivarsfromtheNorthofYellowandHuaiValleyofChinafrom2010to2014

Xiao Lei1, Hou Qingying2*, Pei Yanting3

(1.HandanAcademyofAgriculturalSciences,Handan056001，China; 2.WennongseedLimitedCompanyofTaian,Taian, 271026，China; 3.DezhouAgriculturalScienceResearchInstitute，Dezhou253000，China)

S512.1

A

1671-8151(2017)10-0695-06

2017-02-16

2017-05-10

肖磊(1981-)，男(漢)，山東惠民人，助理研究員，碩士，研究方向：小麥育種與栽培技術(shù)

*通信作者：侯慶迎，高級(jí)農(nóng)藝師，Tel：0538-8711481；E-mail：tawnzy@163.com