小麥功能葉對(duì)產(chǎn)量及其構(gòu)成因素的影響

鈕力亞，王偉偉，王 偉，王奉芝，趙松山，于 亮

（滄州市農(nóng)林科學(xué)院，河北滄州 061001）

小麥產(chǎn)量是受多基因控制的數(shù)量性狀，是多個(gè)性狀共同作用的結(jié)果。小麥產(chǎn)量的高低與其產(chǎn)量性狀有關(guān)。單位面積穗數(shù)、穗粒數(shù)、千粒重是構(gòu)成小麥產(chǎn)量的主要因素，小麥產(chǎn)量的進(jìn)一步提高主要依賴產(chǎn)量因素的協(xié)調(diào)增長(zhǎng)。宋健民等［1］研究表明，提高成穗率、增加單位面積穗數(shù)是進(jìn)一步提高產(chǎn)量潛力的關(guān)鍵。有研究［2～5］表明，超高產(chǎn)小麥產(chǎn)量構(gòu)成應(yīng)該在穩(wěn)定穗數(shù)的基礎(chǔ)上，提高穗粒數(shù)和千粒重，只有穗大、穗勻、穗粒數(shù)多才能建立高產(chǎn)群體結(jié)構(gòu)的框架。今后我國(guó)超高產(chǎn)小麥的育種目標(biāo)應(yīng)是通過(guò)增加穗粒數(shù)來(lái)提高小麥的單穗重［6，7］。在生長(zhǎng)后期，小麥主要靠旗葉、倒二葉和倒三葉的光合作用供給籽粒養(yǎng)料。在前人研究的基礎(chǔ)上，本研究對(duì)16個(gè)小麥品種（系）上3葉的長(zhǎng)度、寬度、面積等進(jìn)行分析，探討其與產(chǎn)量及單位面積穗數(shù)、穗粒數(shù)、千粒重的相關(guān)程度，以為小麥新品種選育提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

試驗(yàn)于2015～2016年在河北省獻(xiàn)縣試驗(yàn)基地進(jìn)行，試驗(yàn)地土壤肥力中上。參試材料為16個(gè)不同基因型品種：臨優(yōu)7287、臨遠(yuǎn)8號(hào)、堯麥16（山西省農(nóng)業(yè)科學(xué)院），石麥22號(hào)、石優(yōu)20、石麥19（石家莊市農(nóng)科院），冀5265（河北省農(nóng)林科學(xué)院糧油作物研究所），邢麥7號(hào)、邢麥6號(hào)（邢臺(tái)市農(nóng)科院），泰山5366（泰安農(nóng)科院），煙農(nóng)0428（煙臺(tái)農(nóng)科院），衡136、衡4399（河北省農(nóng)林科學(xué)院旱作所），滄麥028（滄州市農(nóng)科院）和邯08－6012（邯鄲農(nóng)科院），以石4185為對(duì)照品種。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

采用隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，3次重復(fù)。試驗(yàn)小區(qū)長(zhǎng)5.3 m，寬2.5 m，面積13.33 m2，6行區(qū)，行距 17.5 cm，小區(qū)間距30 cm。灌漿期每小區(qū)隨機(jī)選取莖稈高度基本一致、穗大小均等而無(wú)病蟲(chóng)害的20個(gè)單株，測(cè)定上3葉長(zhǎng)、寬，成熟后收獲單株，室內(nèi)考種?？挤N項(xiàng)目包括穗粒數(shù)、千粒重、穗粒重，各性狀以小區(qū)平均數(shù)為單位進(jìn)行方差分析。田間管理和施肥水平同當(dāng)?shù)卮筇锷a(chǎn)。

試驗(yàn)數(shù)據(jù)用Excel和Spss進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 小麥功能葉、產(chǎn)量及產(chǎn)量構(gòu)成因素的變異分析

由表1可以看出，旗葉、倒二葉、倒三葉及產(chǎn)量性狀的變幅和變異系數(shù)各不相同，變幅和變異系數(shù)越大，說(shuō)明品種間的變異越大。從變幅角度看，功能葉性狀中，旗葉面積的變幅最大，為11.92 cm2，產(chǎn)量構(gòu)成因素中，千粒重的變幅最大，為12.1 g；從變異系數(shù)上看，旗葉葉面積變異系數(shù)最大，為30.01%，其次是倒二葉葉面積，為24.25%。旗葉的葉面積變幅和變異系數(shù)均為最大，說(shuō)明品種間的差異性在旗葉葉面積上表現(xiàn)突出。上3片功能葉性狀變異的大小依次為：旗葉面積＞倒二葉面積＞倒三葉面積＞倒三葉寬＞旗葉長(zhǎng)＞倒二葉寬＞旗葉寬＞倒二葉長(zhǎng)＞倒三葉長(zhǎng)。產(chǎn)量及產(chǎn)量構(gòu)成因素變異的大小依次為：穗粒數(shù)＞產(chǎn)量＞千粒重＞小穗數(shù)＞穗長(zhǎng)，產(chǎn)量性狀指標(biāo)變異系數(shù)較小，不同參試品系間產(chǎn)量性狀間有較高的相似性，說(shuō)明小麥產(chǎn)量構(gòu)成模式（穗粒數(shù)、千粒重、單位面積穗數(shù)）具有多樣性。

F測(cè)驗(yàn)表明，品種間性狀都達(dá)到了0.01顯著水平，這說(shuō)明產(chǎn)量性狀與上3葉性狀的關(guān)系可以作相關(guān)分析。

表1 小麥功能葉、產(chǎn)量及產(chǎn)量構(gòu)成因素的變異分析與F測(cè)驗(yàn)Table 1 F exam variation of functional leaf and yield and yield com ponents of wheat

2.2 小麥功能葉與產(chǎn)量及其構(gòu)成因素的相關(guān)分析

從表2可以看出，旗葉葉面積、旗葉寬、倒二葉寬及葉面積和倒三葉寬與單位面積穗數(shù)、穗粒數(shù)、千粒重、產(chǎn)量存在不同程度顯著或極顯著正相關(guān)關(guān)系，隨著上3葉的葉面積和寬度增大，產(chǎn)量及產(chǎn)量構(gòu)成因素呈增長(zhǎng)趨勢(shì)；在功能葉性狀中，旗葉葉面積與穗粒數(shù)的相關(guān)系數(shù)最大，說(shuō)明其對(duì)穗粒數(shù)的影響最為明顯，其次為產(chǎn)量、千粒重和單位面積穗數(shù)。而旗葉、倒二葉、倒三葉的長(zhǎng)度與產(chǎn)量及產(chǎn)量構(gòu)成因素的正相關(guān)性較小或負(fù)相關(guān)，這說(shuō)明小麥葉片的長(zhǎng)度不宜過(guò)長(zhǎng)，選育新品種時(shí)應(yīng)選擇植株緊湊、葉片較小的材料，以利于小麥群體透光，充分利用空間。

表2 小麥功能葉與產(chǎn)量及其構(gòu)成因素的相關(guān)系數(shù)Table 2 Correlation between functional leaves and yield com ponents of wheat

2.3 小麥功能葉與產(chǎn)量及其構(gòu)成因素的回歸分析

灌漿期旗葉、倒二葉、倒三葉性狀與產(chǎn)量及其構(gòu)成因素的相關(guān)和回歸分析結(jié)果（表3）表明，從葉面積與單位面積穗數(shù)的關(guān)系看，倒三葉葉面積對(duì)單位面積穗數(shù)的影響最大，其次為旗葉葉面積；從葉片長(zhǎng)寬與單位面積穗數(shù)的關(guān)系來(lái)看，倒三葉的長(zhǎng)寬對(duì)單位面積穗數(shù)的影響較倒二葉和旗葉的長(zhǎng)寬的影響大?？疾旃δ苋~性狀對(duì)穗粒數(shù)、千粒重及產(chǎn)量的影響，結(jié)果表明，旗葉葉面積和倒二葉葉面積對(duì)穗粒數(shù)的影響較大；旗葉葉面積對(duì)產(chǎn)量和千粒重的影響最大，倒二葉和倒三葉對(duì)其影響較小?？梢?jiàn)，減小旗葉的長(zhǎng)度和倒三葉的寬度有助于增加田間透光性，提高光合效率，從而使小麥增產(chǎn)。

表3 小麥功能葉性狀與產(chǎn)量及其構(gòu)成因素的回歸分析Table 3 Regression analysis of three leaf traits and yield and its com ponents in wheat

3 討論

前人的研究表明，小麥籽粒產(chǎn)量主要源于小麥開(kāi)花后葉片光合作用的產(chǎn)物，而灌漿期植株的光合器官主要是旗葉、倒二葉、倒三葉，其光合作用最強(qiáng)，籽粒20%～30%以上的干物質(zhì)來(lái)自于開(kāi)花后旗葉、倒二葉和倒三葉的光合產(chǎn)物，特別是旗葉［8～10］。本試驗(yàn)結(jié)果表明，小麥品種間功能葉性狀存在差異，其中旗葉的葉面積變幅最大；在產(chǎn)量構(gòu)成因素中產(chǎn)量的變異系數(shù)最大，說(shuō)明品種間性狀差異較大，選擇潛力較大。

對(duì)各性狀的相關(guān)和回歸分析表明，隨著旗葉葉面積的增大，產(chǎn)量及產(chǎn)量構(gòu)成因素呈增長(zhǎng)趨勢(shì)，但是旗葉、倒二葉、倒三葉的葉長(zhǎng)對(duì)產(chǎn)量及產(chǎn)量構(gòu)成因素的綜合影響較小，說(shuō)明小麥葉片過(guò)長(zhǎng)對(duì)產(chǎn)量的提高并不能起到促進(jìn)作用，因此選育小麥新品種時(shí)應(yīng)選擇葉片緊湊型材料。減小旗葉的長(zhǎng)度和倒三葉的寬度有助于提高產(chǎn)量，可見(jiàn)灌漿期增加田間的透光性能，能提高光合效率，從而提高小麥產(chǎn)量。

小麥旗葉、倒二葉、倒三葉性狀對(duì)產(chǎn)量的形成至關(guān)重要，旗葉、倒二葉、倒三葉長(zhǎng)寬及葉面積均與產(chǎn)量及產(chǎn)量構(gòu)成因素正相關(guān)，表明上3葉的合理配置對(duì)產(chǎn)量有重要影響，只有旗葉、倒二葉、倒三葉長(zhǎng)寬比例配置合理，才能擴(kuò)大群體對(duì)光、熱、氣等資源的利用空間，提高冬小麥產(chǎn)量。