河南省主推小麥品種產量及其構成因素的相互關系分析

朱紅彩，黃金華，范永勝，馬海濤，王玲燕，張素平，竇士樹

(河南省新鄉(xiāng)市農業(yè)科學研究院，河南 新鄉(xiāng) 453003)

小麥是我國重要的糧食作物，收獲面積和總產居世界第一。河南省是全國小麥第一生產大省，“十三五”期間，河南省小麥年種植面積預計穩(wěn)定在 540 萬 hm2左右，小麥總產量占全國的l/4，且以半冬性小麥品種為主。河南省是我國小麥主要的商品糧生產基地,素有“河南熟,天下足”之稱，河南省小麥的豐產豐收已經密切關乎國家糧食安全和人民溫飽問題，提高河南省小麥產量對于保障我國糧食安全具有重要戰(zhàn)略意義[1]。

培育高產小麥新品種能夠有效緩解人口持續(xù)增加和土地減少的矛盾。因此，高產一直是小麥育種者的主要目標，只有在保證一定程度高產的基礎上，再選擇具有優(yōu)質、多抗、廣適等優(yōu)良性狀的品種才有實際意義。小麥單位面積的經濟產量是由單位面積上的有效穗數(shù)、穗粒數(shù)和千粒重三因素共同作用的結果，一個合理的群體，必須是三者乘積的最大值。前人對此進行過較多研究，但因研究地區(qū)或研究材料不同，結果也不盡相同[2-5]。本文探討了 2018 年度河南省主要推廣的半冬性小麥品種產量及產量構成三因素之間的相互關系，以期為河南省小麥高產品種的選育和高產栽培的主攻方向提供理論依據。

1 材料與方法

1.1 材料

以 2018 年度河南省主要推廣的 40 個半冬性小麥品種(2005—2018 年間審定的品種)為研究對象，資料來源于各審定品種區(qū)域試驗數(shù)據。

1.2 方法

采用簡單相關分析、偏相關分析和通徑分析相結合的方法對產量及產量構成三因素(單位面積的有效穗數(shù)、穗粒數(shù)、千粒重)的相互關系進行分析。利用 Excel、DPSv7.05 處理軟件對試驗數(shù)據進行統(tǒng)計分析。

2 結果與分析

2.1 產量構成因素性狀表現(xiàn)及其變異性

由表1可以看出，產量及產量構成三因素的變異系數(shù)大小為穗粒數(shù)>千粒重>有效穗數(shù)>產量，其中產量的變異系數(shù)最小(3.6%)。各品種的平均產量是8 090.9 kg·hm-2，為7 387.5～8 745.0 kg·hm-2，說明河南省主要推廣小麥品種產量水平比較穩(wěn)定。千粒重和有效穗數(shù)的變異系數(shù)較大(6.2%和6.0%)；而產量三因素的變異系數(shù)最大的是穗粒數(shù)(6.8%)，各品種平均穗粒數(shù)為34.2粒，為27～38粒，穗粒數(shù)的變異程度大，說明該性狀受外部環(huán)境條件影響較大，在栽培上是個較活躍的因子，生產中通過改善栽培條件等措施來增加穗粒數(shù)比通過提高千粒重和有效穗數(shù)來提高產量更容易。

表1 河南主推小麥品種的平均產量及構成三因素的變異系數(shù)

2.2 產量與產量構成因素的相關性

2.2.1 簡單相關

由表2可知，產量構成三因素中以千粒重與產量的相關系數(shù)最大(0.304)，穗粒數(shù)次之(0.116)，均呈正相關，有效穗數(shù)與產量的相關系數(shù)最小(-0.036)，且呈負相關。表明河南省當前推廣的小麥品種千粒重是產量的主要制約因素，由此推斷河南省目前生態(tài)條件下，通過增加千粒重較易獲得增產，而依靠增加穗粒數(shù)和有效穗數(shù)來提高產量相對較難。

表2 河南主推小麥品種產量與產量三因素間的相關系數(shù)

注：x1為有效穗，x2為穗粒數(shù)，x3為千粒重，y為產量。表3～4同。

由表2還可以看出，產量構成三因素間的相關系數(shù)均為負值，表明產量三因素間存在一定的相互制約關系，說明提高三要素之間任何一個因素都會對其他因素造成不利影響，其中，穗粒數(shù)與有效穗數(shù)(-0.590)和千粒重(-0.411)彼此制約較大，增加穗粒數(shù)會嚴重降低有效穗數(shù)和千粒重；有效穗數(shù)和千粒重呈較小負相關(-0.189)。當前推廣的小麥品種要想獲得高產，應通過栽培措施構建合理群體，同時要處理好產量三要素的協(xié)調發(fā)展。

2.2.2 偏相關

偏相關分析又稱凈相關分析，是排除其他自變量影響后某一自變量與因變量的相關，由于消除了自變數(shù)相互間的混淆，因而能夠表現(xiàn)出自變數(shù)和依變數(shù)的單獨關系[6]。因此，在多變量條件下，偏相關系數(shù)能真實反映這兩個變量間直接相關程度與性質[7]。

由表3可以看出，產量與產量三因素的偏相關系數(shù)均呈正相關，產量與千粒重的偏相關系最大(0.509)，其次是穗粒數(shù)(0.442)，產量與有效穗數(shù)的偏向系數(shù)最低(0.358)。

表3 河南主推小麥品種產量與其構成因素的偏相關分析

2.2.3 通徑分析

雖然相關系數(shù)與偏相關數(shù)在一定程度上反映了各變量間的相關程度，但要弄清楚其對產量的作用大小，還必須作進一步的通徑分析。通徑分析可將相關系數(shù)分解直接作用和間接作用，從而清楚地顯示各因素的相關關系大小和相對重要性。

由表4可以看出，產量構成三因素對產量的直接通徑系數(shù)都為正值，說明產量三因素對產量都有直接的正效應，如果控制其他因素不變，提高三因素中的任何一個因素，均對產量起到積極作用。其中千粒重(0.692)的直接作用最大，其次是穗粒數(shù)(0.683)，而有效穗數(shù)(0.501)的作用最小。這與相關分析、偏相關分析結果是一致的。經上述分析，根據河南省地區(qū)小麥生態(tài)條件的特點，培育半冬性小麥高產育種應增加千粒重，穩(wěn)定穗粒數(shù)，挖掘有效穗數(shù)的潛力。

表 4 河南主推小麥品種產量與產量三因素間的通徑系數(shù)

從表4還可以看出，三因素對產量的間接通徑系數(shù)均為負值，其中以有效穗數(shù)通過穗粒數(shù)對產量的負作用最大(-0.408)，穗粒數(shù)通過有效穗數(shù)(-0.295)和千粒重(-0.281)對產量的負作用次之，而有效穗數(shù)通過千粒重對產量的負作用最小(-0.095)。這說明，若小麥群體有效穗數(shù)過多，會影響穗粒數(shù)增加和千粒重提高，從而影響產量的提高。

3 小結與討論

對河南省主要推廣的小麥產量及其構成三因素的變異性分析結果表明，當前推廣的小麥品種產量水平已達到比較穩(wěn)定的水平，品種差異化比較小；產量構成三因素的變異系數(shù)大小順序為穗粒數(shù)>千粒重>有效穗數(shù)，穗粒數(shù)的變異系數(shù)最大，說明此性狀容易通過栽培措施加以改變。但產量因素在不同地區(qū)、不同年份、不同條件下的相對重要性及其改善潛力不同，產量的提高取決于產量各因素的協(xié)調發(fā)展[3]。

產量構成三因素與產量的簡單相關分析、偏相關分析和通徑分析結果是一致的，其相關程度大小順序均為千粒重>穗粒數(shù)>有效穗數(shù)；偏相關系數(shù)和直接通徑系數(shù)均為正值，產量三因素與產量呈正相關；產量構成三因素間的相關系數(shù)和間接通徑系數(shù)均為負值，產量三因素間存在一定的相互制約關系，這也更能說明在多變量材料中，偏相關系數(shù)才能真實反映兩變量間的相關程度與性質。

綜上分析表明，河南省目前推廣的小麥品種的千粒重與產量的關系最密切，它對產量的影響最大。在小麥高產育種性狀選擇時，應重點考慮育種材料的千粒重，將這一性狀放在首要位置。穗粒數(shù)的直接作用較大，其對產量的影響為正值，因此，在小麥高產育種性狀選擇時，保持合適的穗粒數(shù)是高產的基礎。有效穗數(shù)對產量影響的直接作用最小，可以放寬對有效穗數(shù)的選擇，但也應作為小麥高產育種選擇性狀之一。在小麥高產栽培中，應采取合理的肥水管理措施，以提高千粒重為主導，構建好合理的群體結構，穩(wěn)定穗粒數(shù)，保證足夠的有效群體，以此來爭取小麥的高產[2，8-9]。