小麥邊際效應及其對育種選擇的影響

郭宗學 張增為

（山東省冠縣農(nóng)業(yè)局技術(shù)站，冠縣 252500）（山東冠豐種業(yè)有限公司，冠縣 252500）

小麥邊際效應及其對育種選擇的影響

郭宗學 張增為

（山東省冠縣農(nóng)業(yè)局技術(shù)站，冠縣 252500）（山東冠豐種業(yè)有限公司，冠縣 252500）

模擬小麥雜交育種F3種植模式下的邊際效應，結(jié)果表明：小麥有效穗數(shù)和千粒重的邊際效應非常明顯，達到1%的極顯著水平；兩者均為邊Ⅰ行的邊行優(yōu)勢最強，邊Ⅲ行的邊行優(yōu)勢最弱。小麥穗粒數(shù)無明顯的邊行優(yōu)勢。因此，為更準確地對小麥F3的各株行進行選擇，以小麥有效穗數(shù)和千粒重作為選擇目標時，可參考其邊行與內(nèi)行優(yōu)勢的變化，消除其邊際效應的影響，以增加選擇的可靠性。而以穗粒數(shù)作為選擇目標時，選擇結(jié)果會相當可靠。

小麥；邊際效應；育種；有效穗數(shù)；千粒重

小麥、水稻、玉米等許多作物都有邊際效應，到目前為止，對作物邊際效應的研究大多是有關(guān)栽培方面的，諸如套種模式對作物產(chǎn)量構(gòu)成因素及產(chǎn)量等的影響；而有關(guān)邊際效應對育種選擇方面的影響研究較少，尤其在小麥育種選擇方面的報道更為少見。

在小麥雜交育種過程中，因在F2所選擇的單株或單穗的種子數(shù)量較少，在F3種植時，僅能種植單行且播種長度非常有限，這勢必在同一畦中要種植數(shù)個不同的株行。由于邊際效應的存在，對這些株行進行鑒定和選擇時就會產(chǎn)生誤差，鑒于此，本試驗研究了小麥F3種植模式下產(chǎn)量構(gòu)成三要素的邊際效應，以期增加對以產(chǎn)量三要素作為選擇目標的可靠性，為培育出小麥新品種打好基礎。

1 材料與方法

1.1材料 本試驗選用魯西地區(qū)近年來生產(chǎn)上應用面積較大的2個小麥品種：濟麥22、魯原502。

1.2方法 試驗于2015-2016年在山東冠縣冠豐種業(yè)試驗田進行，土壤肥力中等。試驗采用隨機區(qū)組設計，重復6次；每小區(qū)播種1個品種，共10行；小區(qū)行長3m，行距30cm，株距5cm，每株人工點播2粒，種植行向為南北方向。每一小區(qū)均調(diào)查東邊5行，自東向西逐行依次編號為：Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ。每行選中間2m用以調(diào)查小麥有效穗數(shù)、穗粒數(shù)、千粒重。

試驗數(shù)據(jù)采用DPS 7.05軟件進行統(tǒng)計分析，用Microsoft Excel 處理數(shù)據(jù)并繪圖。

2 結(jié)果與分析

2.1方差分析 經(jīng)方差分析可知，小麥有效穗數(shù)各行間在1%極顯著水平上差異顯著（表1）；穗粒數(shù)各行之間在5%顯著水平上差異不顯著（表2）；千粒重各行間在1%極顯著水平上差異顯著（表3）。

表1 小麥有效穗數(shù)的方差分析結(jié)果

表2 小麥穗粒數(shù)的方差分析結(jié)果

表3 小麥千粒重的方差分析結(jié)果

2.2不同行間小麥產(chǎn)量三要素的邊際效應 從表4可知，小麥各行之間有效穗數(shù)在1%水平上差異極顯著，其大小順序為：Ⅰ＞Ⅴ＞Ⅳ＞Ⅱ＞Ⅲ。該5行從邊行至內(nèi)行的有效穗數(shù)呈現(xiàn)出類似字母“V”的趨勢變化：邊Ⅰ行有效穗數(shù)最多，邊行優(yōu)勢最強；邊Ⅲ行最少，邊行優(yōu)勢最弱。小麥各行之間穗粒數(shù)在5%顯著水平上無顯著差異，即邊行的穗粒數(shù)對內(nèi)行無明顯的邊行優(yōu)勢。小麥各行之間千粒重在1%水平上差異極顯著，其優(yōu)勢大小順序為：Ⅰ＞Ⅱ＞Ⅳ＞Ⅴ＞Ⅲ，可見邊Ⅰ行千粒重最大，邊行優(yōu)勢最強；邊Ⅲ行最小，邊行優(yōu)勢最弱。

表4 不同行間小麥產(chǎn)量三要素的多重比較

3 結(jié)論與討論

小麥產(chǎn)量構(gòu)成三要素的邊際效應為：有效穗數(shù)和千粒重的邊行優(yōu)勢明顯，而穗粒數(shù)的邊行優(yōu)勢不明顯。

有效穗數(shù)的邊行優(yōu)勢主要是因為在小麥苗期邊行利用了較大土壤空間中充足的水肥等條件[1]，使苗期小麥次生根數(shù)量增加、根系活力增強、生長健壯，分蘗增加[2]，最終單位面積有效穗數(shù)增多，即邊行小麥在苗期長期競爭優(yōu)勢條件下，為有效穗數(shù)的邊行優(yōu)勢打下了基礎。在本研究的試驗條件下，邊Ⅰ行優(yōu)勢最大；邊Ⅱ行由于邊Ⅰ行的競爭，優(yōu)勢明顯減弱；邊Ⅲ行受外兩行的競爭而較邊Ⅰ行處于劣勢[3]；邊Ⅳ行、邊Ⅴ行受邊Ⅰ行的影響減弱，有效穗數(shù)較邊Ⅲ行增加。

在小麥產(chǎn)量構(gòu)成三要素的邊行優(yōu)勢方面，王樹林等[4]認為單位面積穗數(shù)、穗粒數(shù)、千粒重均有明顯優(yōu)勢；安玉林[5]認為增產(chǎn)的主要因素是穗粒數(shù)較多和千粒重較高；楊鐵剛等[6]則認為小麥邊行效應主要反映在單位面積成穗數(shù)方面，而對小麥的穗粒數(shù)和千粒重無明顯影響；柏立超等[7]認為邊行較內(nèi)行增產(chǎn)，其中單位面積穗數(shù)的貢獻最大。以上各種不同的試驗結(jié)果可能是由于各自試驗中選用的品種[8]、種植方式等不同造成的[9]。本試驗是在采用了2個小麥品種、行距固定在30cm的條件下進行的，若增加品種數(shù)量、采用多個不同的行距，則試驗結(jié)果會更加可靠。

鑒于小麥邊行優(yōu)勢的存在，在小麥育種過程中，對雜交后代F3株行進行選擇時，應注意有效穗數(shù)和千粒重的邊行優(yōu)勢影響，若以其作為選擇目標，可參考邊行與內(nèi)行優(yōu)勢的變化進行合理選擇，以增加選擇的可靠性。其中，邊Ⅰ行單位面積穗數(shù)和千粒重的邊行優(yōu)勢最強，作為選擇目標的可靠性最差，選擇時應剔除其邊行優(yōu)勢部分；邊Ⅲ行的邊行優(yōu)勢最弱，可靠性最大。而以穗粒數(shù)作為選擇目標進行選擇時，因其受邊行優(yōu)勢的影響不顯著，作為選擇目標時選擇結(jié)果會相當可靠。

[1] 孫守家，桑玉強，孟平，等．華北低山丘陵區(qū)農(nóng)林間作系統(tǒng)中小麥根系時空分布及邊行效應研究[J]．河南農(nóng)業(yè)大學學報，2011，45（6）：640-646

[2] 楊習文，常麗麗，賀德先．小麥產(chǎn)量與根系的邊際效應[J]．西北農(nóng)業(yè)學報，2015（7）：28-36

[3] 陳雨海，余松烈，于振文．小麥邊行優(yōu)勢及其利用的研究[J]．耕作與栽培，2002（6）：3-4

[4] 王樹林，祁虹，王燕，等．不同小麥品種在麥棉套作模式中的邊行優(yōu)勢及產(chǎn)量分析 [J]．山東農(nóng)業(yè)科學，2015，47（4）：34-36

[5] 安玉林．邊、內(nèi)行小麥的灌漿特性以及與產(chǎn)量的關(guān)系[J]．種子世界，2006（8）：32-33

[6] 楊鐵剛，黃樹梅，劉佩霞，等．麥棉套種形式對小麥產(chǎn)量的影響[J]．河南農(nóng)業(yè)科學，2000（2）：3-5

[7] 柏立超，邵運輝，岳俊芹，等．壟作模式下冬小麥邊際效應研究[J]．河南農(nóng)業(yè)科學，2009（6）：42-48

[8] 趙秉強，余松烈，李鳳超，等．冬小麥邊際效應研究：Ⅰ．品種與小麥邊際效應相關(guān)規(guī)律 [J]．耕作與栽培，1997，30（4）：4-7

[9] 杜心田，王同朝．作物群體邊際效應規(guī)律及其應用[J]．應用生態(tài)學報，1998，9（5）：475-480

2017-06-05）