不同年代小麥品種干物質(zhì)運轉(zhuǎn)和產(chǎn)量的差異

王賀正 董方方 馬超

摘要：選用不同年代育成和推廣的碧碼6號、豐產(chǎn)3號、阿勃33、豫麥49、洛旱2號、矮抗58和洛旱11號等7個適宜旱作區(qū)小麥品種為材料，研究了各品種干物質(zhì)運轉(zhuǎn)和產(chǎn)量的變化規(guī)律。結(jié)果表明，早期品種的穗粒數(shù)較高，但產(chǎn)量較低;近現(xiàn)代品種的有效穗數(shù)、千粒質(zhì)量較高，產(chǎn)量較高。不同年代小麥品種不同器官對籽粒的貢獻率無明顯規(guī)律，近現(xiàn)代品種總干物質(zhì)運轉(zhuǎn)對籽粒的貢獻率表現(xiàn)為降低趨勢，但營養(yǎng)器官的干物質(zhì)積累較多，表明近現(xiàn)代品種主要靠提高花后干物質(zhì)積累量來實現(xiàn)產(chǎn)量的提高。

關鍵詞：小麥;育種;品種改良;;干物質(zhì)運轉(zhuǎn);產(chǎn)量

中圖分類號： S512.103 ?文獻標志碼： A ?文章編號：1002-1302（2019）17-0098-03

我國小麥產(chǎn)量的穩(wěn)步增長，雖然是種植面積增加、農(nóng)業(yè)技術進步、氣候條件變化等諸多因素共同作用的結(jié)果，但是最主要是因為品種更替[1-2]。不同年代小麥品種生長性狀、發(fā)育規(guī)律不同。研究表明，隨著育種水平的提高，現(xiàn)代小麥品種節(jié)間縮短明顯，株高降幅較大，基部節(jié)間稈壁加厚，葉傾角和葉子長寬比值減小，株型更加合理;品種單株根數(shù)、根干質(zhì)量及根冠干質(zhì)量比等性狀有所增加，抽穗期和成熟期提前[3-5]。在單株產(chǎn)量形成方面，隨著品種育成年份推延，灌漿時間、有效穗數(shù)、穗粒數(shù)、千粒質(zhì)量和產(chǎn)量呈增加趨勢。新品種干物質(zhì)向穗部的轉(zhuǎn)移速率和數(shù)量明顯高于老品種，穗數(shù)、穗粒數(shù)、千粒質(zhì)量及收獲指數(shù)的提高是新品種增產(chǎn)的主要原因[6-7]。干物質(zhì)生產(chǎn)、積累與分配是作物產(chǎn)量形成的基礎，而小麥干物質(zhì)運轉(zhuǎn)量、干物質(zhì)運轉(zhuǎn)效率和干物質(zhì)運轉(zhuǎn)對籽粒的貢獻率因品種遺傳差異而變化[8]，因此，研究小麥品種的干物質(zhì)生產(chǎn)、積累與分配等性狀隨品種更替的變化特征對未來小麥育種方向具有重要指導意義。本試驗以20世紀50年代以來推廣的適宜旱作的代表性小麥品種為材料，研究了各品種的干物質(zhì)運轉(zhuǎn)和產(chǎn)量特性，以期為小麥育種和品種改良提供參考。

1 材料與方法

1.1 供試材料

選用不同時期育成和推廣的適宜旱作的小麥品種7個，分別為碧碼6號（20世紀50年代）、豐產(chǎn)3號（20世紀60年代）、阿勃33（20世紀70年代）、豫麥49（20世紀90年代）、洛旱2號和矮抗58（21世紀初小麥新品種）、洛旱11號（現(xiàn)代小麥新品種）。

1.2 試驗設計

試驗于2010—2011年在河南科技大學農(nóng)學院試驗農(nóng)場進行，試驗地堿解氮含量66.3 mg/kg，速效磷含量 8.92 mg/kg，速效鉀含量237 mg/kg，有機質(zhì)含量1.45%，陽離子交換量19.9 mol/kg，pH值為7.13。小區(qū)面積10 m2（2 m×5 m），重復3次，隨機排列。氮肥240 kg/hm2，按基追比5 ∶ 5進行施用，追氮時期安排在小麥拔節(jié)期。P2O5 138 kg/hm2，K2O 165 kg/hm2，作底肥一次性施入。氮肥為尿素，磷肥為過磷酸鈣，鉀肥為氯化鉀。正常季節(jié)播種，按常規(guī)栽培措施管理。

1.3 測定項目與方法

1.3.1 產(chǎn)量及穗部性狀 于成熟期每小區(qū)取10株，分別考查穗下節(jié)長、穗長、結(jié)實小穗數(shù)、不孕小穗數(shù)、千粒質(zhì)量等性狀。小區(qū)按實收株數(shù)測產(chǎn)。

1.3.2 干物質(zhì)積累與分配 分別于拔節(jié)期、抽穗期、灌漿初期、灌漿中期、灌漿末期和成熟期進行，每個小區(qū)取10株，分葉、莖、鞘和穗，于105 ℃殺青1 h，80 ℃烘干至恒質(zhì)量，稱質(zhì)量求其均值。參照楊建昌的方法[9]計算：

某器官的物質(zhì)轉(zhuǎn)運值=該器官的最大干質(zhì)量-該器官成熟時的干質(zhì)量;

轉(zhuǎn)運率=（轉(zhuǎn)運值/最大干質(zhì)量）×100%;

莖鞘貯藏物質(zhì)對穗的貢獻率=（莖鞘貯藏物質(zhì)轉(zhuǎn)運值/穗干質(zhì)量）×100%。

1.3.3 灌漿速率 抽穗期選同一日開花的單穗進行標記，自開花期始每隔5 d取樣1次，每重復取10穗，分別剝?nèi)∽蚜＃?05 ℃殺青10 min后，80 ℃烘干至恒質(zhì)量，稱質(zhì)量并計算籽粒灌漿速率。

1.4 數(shù)據(jù)處理與分析

文中圖表均用Excel制作，試驗數(shù)據(jù)用SPSS 11.5進行統(tǒng)計分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同年代小麥品種的產(chǎn)量及其構(gòu)成因素

表1表明，不同年代小麥品種的產(chǎn)量及其構(gòu)成因素差異明顯。有效穗數(shù)以豫麥49最高，除與矮抗58差異不顯著外，顯著高于其他品種，碧碼6號、洛旱2號和阿勃33之間差異不顯著，總體表現(xiàn)為豫麥49>矮抗58>洛旱11號>豐產(chǎn)3號>碧碼6號>洛旱2號>阿勃33。穗粒數(shù)除豫麥49與碧碼6號之間差異不顯著外，品種間均差異顯著。千粒質(zhì)量表現(xiàn)為隨著育種年代的更替逐漸增加，表現(xiàn)為洛旱11號>矮抗58>豫麥49>豐產(chǎn)3號>阿勃33>洛旱2號>碧碼6號。產(chǎn)量表現(xiàn)為豫麥49、矮抗58、洛旱11號（除與豐產(chǎn)3號差異不顯著外）均顯著高于其他品種。近現(xiàn)代品種的有效穗數(shù)、千粒質(zhì)量較高，具有較高的產(chǎn)量水平。但由于洛旱2號在本試驗條件下產(chǎn)量三要素均較低，產(chǎn)量較低。

2.2 不同年代小麥品種的穗部性狀

不同年代小麥品種的穗部性狀不同（表2）。隨著育種年限的推進，穗下節(jié)長逐漸降低。穗長表現(xiàn)為阿勃33最長，且與其他品種差異顯著，洛旱11號與矮抗58、碧碼6號、豐產(chǎn)3號差異顯著。結(jié)實小穗數(shù)以碧碼6號最多，矮抗58次之，洛旱2號再次之，3品種均與豐產(chǎn)3號、豫麥49和洛旱11號差異顯著。不孕小穗數(shù)以洛旱11號最高，豫麥49次之，矮抗58再次之，且3品種間差異顯著。

2.3 不同年代小麥品種的灌漿速率

圖1表明，不同年代小麥品種籽粒灌漿速率隨灌漿進程呈先升后降的趨勢?；ê笞蚜９酀{速率隨時間推進逐漸增加，5月16日達到峰值，隨后降低。品種之間比較，峰值時及以后各時期均以洛旱11號最高，且與其他品種差異明顯，分別比碧碼6號、豐產(chǎn)3號、阿勃33、豫麥49、洛旱2號和矮抗58提高了42.3%、27.7%、32.9%、17.9%、19.2%和6.1%。

2.4 不同年代小麥品種的干物質(zhì)積累量

表3表明，同一生育時期不同品種的干物質(zhì)量差異明顯。拔節(jié)期以豫麥49最高，矮抗58和阿勃33其次，洛旱2號最低。成熟期矮抗58最高，除與洛旱11號差異不顯著外，與其他品種差異顯著;豫麥49和豐產(chǎn)3號間差異不顯著，但與阿勃33、碧碼6號、洛旱2號差異顯著。結(jié)果表明，矮抗58、洛旱11號和豫麥49積累的干物質(zhì)較多，為籽粒形成提供較多的碳源。

2.5 不同年代小麥品種的葉干物質(zhì)運轉(zhuǎn)

從表4可以看出，開花期葉干質(zhì)量表現(xiàn)為洛旱2號=洛旱11號>矮抗58=豐產(chǎn)3號>阿勃33=豫麥49>碧碼6號。成熟期表現(xiàn)為豫麥49>矮抗58=洛旱11號=豐產(chǎn)3號>洛旱2號=阿勃33>碧碼6號。轉(zhuǎn)運量和轉(zhuǎn)運率以洛旱2號最高，豫麥49最低。不同品種間葉干質(zhì)量對籽粒的貢獻率表現(xiàn)為洛旱2號>阿勃33>碧碼6號>豐產(chǎn)3號>豫麥49>洛旱11號>矮抗58。結(jié)果表明，花后葉片干物質(zhì)積累能力較弱的品種，能夠提高花前葉片干物質(zhì)向籽粒的轉(zhuǎn)運。

2.6 不同年代小麥品種的莖干物質(zhì)運轉(zhuǎn)

表5表明，莖干物質(zhì)轉(zhuǎn)運量表現(xiàn)為洛旱2號>豫麥49>豐產(chǎn)3號>矮抗58>碧碼6號>洛旱11號>阿勃33。轉(zhuǎn)運率表現(xiàn)為洛旱2號>豫麥49=豐產(chǎn)3號>碧碼6號>矮抗58>洛旱11號>阿勃33。莖的干物質(zhì)轉(zhuǎn)運對籽粒的貢獻率以洛旱2號最高，豫麥49居于第2位，矮抗58、 洛旱11號較低。結(jié)果表明，籽粒產(chǎn)量的高低與莖干物質(zhì)向籽粒的轉(zhuǎn)運量、轉(zhuǎn)運率及其對籽粒的貢獻率有關。

2.7 不同年代小麥品種的鞘干物質(zhì)運轉(zhuǎn)

不同年代小麥鞘干物質(zhì)運轉(zhuǎn)及其對小麥籽粒的貢獻率不同（表6）。鞘干物質(zhì)質(zhì)量在開花期表現(xiàn)為豐產(chǎn)3號>洛旱2號=洛旱11號>矮抗58>阿勃33=碧碼6號>豫麥49，成熟期表現(xiàn)為洛旱11號>矮抗58>豐產(chǎn)3號>碧碼6號>阿勃33=豫麥49>洛旱2號。轉(zhuǎn)運量和轉(zhuǎn)運率以洛旱2號最大，豫麥49最小。對籽粒的貢獻率洛旱2號高達14.5%，豫麥49、矮抗58、洛旱11號分別為3.0%、4.0%和3.3%。

2.8 不同年代小麥品種的總干物質(zhì)運轉(zhuǎn)

不同年代小麥品種的總干物質(zhì)轉(zhuǎn)運量表現(xiàn)為豐產(chǎn)3號>洛旱2號>豫麥49>矮抗58>碧碼6號>洛旱11號>阿勃33;干物質(zhì)轉(zhuǎn)運率表現(xiàn)為豐產(chǎn)3號=洛旱2號>豫麥49>碧碼6號>矮抗58>阿勃33>洛旱11號;對籽粒的貢獻率表現(xiàn)為洛旱2號>碧碼6號>豐產(chǎn)3號>阿勃33>豫麥49>矮抗58>洛旱11號（表7）。表明總干物質(zhì)運轉(zhuǎn)的貢獻率表現(xiàn)為近現(xiàn)代品種趨向于降低。

3 結(jié)論

隨著育種時間的推進，小麥品種的有效穗數(shù)、千粒質(zhì)量逐漸提高，產(chǎn)量也向更高的方向發(fā)展。20世紀50年代和60年代品種由于具有較高的穗粒數(shù)，在一定程度上保證了產(chǎn)量。研究表明，不同年代小麥品種產(chǎn)量與農(nóng)藝性狀間的相關性不是很大，產(chǎn)量的提高主要是通過協(xié)調(diào)產(chǎn)量構(gòu)成因素間的關系實現(xiàn)的。本研究表明，近現(xiàn)代品種矮抗58、洛旱11號和豫麥49干物質(zhì)積累能力較強，為產(chǎn)量的提高提供了較多的碳源。不同年代小麥品種不同器官的轉(zhuǎn)運量以莖最高，葉其次，鞘最低;轉(zhuǎn)運率葉最高，莖其次，鞘最低;對籽粒的貢獻率與轉(zhuǎn)運量規(guī)律相同。近現(xiàn)代品種的總干物質(zhì)運轉(zhuǎn)對籽粒的貢獻率表現(xiàn)為降低趨勢，說明近現(xiàn)代品種主要靠提高花后干物質(zhì)積累量實現(xiàn)高產(chǎn)。

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