2006-2018年北京市審定冬小麥品種的綜合性狀分析

王漢霞，單福華，田立平，馬巧云，張風(fēng)廷

(北京市農(nóng)林科學(xué)院，北京雜交小麥工程技術(shù)研究中心，北京 100097)

在我國，小麥?zhǔn)莾H次于玉米和水稻的第三大糧食作物，是主要的商品糧和戰(zhàn)略儲(chǔ)備糧，發(fā)展小麥生產(chǎn)對(duì)保障國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展和人民生活水平具有重要意義[1]。我國人多地少矛盾突出，小麥育種者始終把產(chǎn)量作為首要選擇目標(biāo)。北部冬麥區(qū)是我國冬小麥的主要產(chǎn)區(qū)之一，北京地區(qū)育成的小麥品種不僅在該地區(qū)生產(chǎn)上占主導(dǎo)地位，而且作為重要親本資源在全國廣泛應(yīng)用[2]。

分析小麥主要農(nóng)藝產(chǎn)量性狀的演變規(guī)律，對(duì)促進(jìn)小麥育種和遺傳改良具有重要意義。國內(nèi)外已有許多學(xué)者就不同地區(qū)小麥品種演變規(guī)律進(jìn)行了大量研究。周 陽等[2]分析了1965年以來北部冬麥區(qū)育成的10個(gè)主栽品種，指出品種產(chǎn)量年遺傳進(jìn)展為64.63 kg·hm-2或1.20%，穗粒數(shù)有所增加，千粒重和收獲指數(shù)大幅度提高。楊洪強(qiáng)等[3]分析了1982-2010年河南省旱地小麥品種主要農(nóng)藝性狀的演變特點(diǎn)，指出河南省旱地小麥品種產(chǎn)量的提高是在保證穗數(shù)的基礎(chǔ)上，通過增加穗粒數(shù)、提高千粒重來實(shí)現(xiàn)的。張中州等[4]分析了2005-2012年河南省審定的半冬性小麥品種狀況，提出小麥育種和高產(chǎn)栽培應(yīng)在大群體的基礎(chǔ)上，主攻千粒重，將大群體與大穗相結(jié)合，同時(shí)注意產(chǎn)量三要素的協(xié)調(diào)發(fā)展。高明輝等[5]分析了2001-2009年中國北部冬小麥的生育期和產(chǎn)量變化，指出選育生育期較短但生殖生長階段較長、千粒重大的高產(chǎn)品種是該地區(qū)小麥品種的改良方向。溫輝芹等[6]分析了山西省近年審定的41個(gè)小麥品種的產(chǎn)量、品質(zhì)和抗病性，指出小麥品種產(chǎn)量總體呈逐步上升趨勢(shì)，應(yīng)把面團(tuán)穩(wěn)定時(shí)間作為品質(zhì)育種的主攻方向，需要引進(jìn)抗病資源，同步提高產(chǎn)量和品質(zhì)水平。

近年來，北京市審定了幾十個(gè)小麥品種，但對(duì)這些品種主要農(nóng)藝性狀的演變規(guī)律少有研究。為此，本研究對(duì)2006-2018年北京市審定的49個(gè)冬小麥新品種的區(qū)域試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行了分析，以探究近13年北京市小麥產(chǎn)量及主要農(nóng)藝性狀的演變規(guī)律，為北京市小麥新品種選育提供參考依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

試驗(yàn)材料為 2006-2018 年北京市農(nóng)作物品種審定委員會(huì)審定的 49個(gè)冬性小麥品種(去掉兩個(gè)特用小麥品種：農(nóng)大3753和紫糯麥1號(hào)；2016年沒有審定品種)，其中節(jié)水小麥品種26個(gè)，對(duì)照品種為京冬8號(hào)；高肥水小麥品種23個(gè)，2006-2013年對(duì)照品種為京411，2014年以后對(duì)照品種改為中麥175。審定品種名稱來源于每年編寫的農(nóng)作物審定品種目錄，產(chǎn)量、主要農(nóng)藝性狀和品質(zhì)性狀相關(guān)數(shù)據(jù)為該品種參加北京市區(qū)域試驗(yàn)的平均值。

歷年北京市冬小麥區(qū)域試驗(yàn)品種抗病性鑒定由中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院植物保護(hù)研究所主持完成，采用人工接種鑒定。每個(gè)品種播1 m行長，行間距33 cm，中間設(shè)接種行，每20個(gè)品種設(shè)一個(gè)誘發(fā)行(高感對(duì)照品種)，田間管理采用高肥水，以促進(jìn)發(fā)病。供試的條銹病混合圃鑒定菌系由中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院植物保護(hù)研究所提供的當(dāng)前主要條銹菌小種或致病類型，即CYR28、CYR30、CYR31、CYR33、CYR34、水4、17100①、17133①、17150、17565、17586、17591、17599和18201-4-1，每年4月中旬人工接種感病品種誘發(fā)行，在銘賢169充分發(fā)病(旗葉嚴(yán)重度達(dá)到80%以上，普遍率100%)后調(diào)查；葉銹菌小種為PHT和THT，按 1 g葉銹菌∶1 000 mL無毒輕量礦物油的比例于4月中旬均勻噴霧接種到誘發(fā)行，晾干2 h后噴水保濕16 h，5月下旬、6月上旬調(diào)查；白粉菌為混合菌株(其毒性為V1a、V1e、V3a、V3b、V3c、V3f、V3e、V4a、V4b、V5a、V6、V7、V8、V17、V19、V25、V30、V34和VXBD)，分別于11月中旬、3月中旬接種，5月中旬和下旬各調(diào)查一次。銘賢169(銹病)和京雙16(白粉病)為高感對(duì)照品種。鑒定方法和調(diào)查記載標(biāo)準(zhǔn)參見《小麥抗病蟲性評(píng)價(jià)技術(shù)規(guī)范》系列標(biāo)準(zhǔn)(NY/T1443-2007)。

1.2 分析方法

數(shù)據(jù)采用Excel 2007和DPS v7.05軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 產(chǎn)量及主要性狀的變化趨勢(shì)

從表1可以看出，2006-2018年北京市審定的冬小麥品種平均產(chǎn)量總體呈逐步上升趨勢(shì)，但是上升趨勢(shì)不大，且年度間波動(dòng)較大。與對(duì)照品種相比，審定品種的增產(chǎn)幅度逐年上升趨勢(shì)明顯，增幅為1.91%～9.64%，平均增幅為6.12%。線性擬合結(jié)果表明，2006-2018年期間北京市審定的冬小麥品種的平均產(chǎn)量為5 847.11 kg·hm-2，年增長63.11 kg·hm-2，2017年最高，達(dá)7 548.30 kg·hm-2，比2006年增產(chǎn) 24.03%。

2006-2018年小麥品種的穗粒數(shù)總體呈上升趨勢(shì)，年增長率為0.09%；株高、穗數(shù)和千粒重總體上均呈下降趨勢(shì)，年平均分別減少0.27%、0.61%和0.22%。產(chǎn)量構(gòu)成要素中，穗數(shù)的變異系數(shù)最大，其次為穗粒數(shù)和千粒重(表1)。

表1 2006-2018年北京市審定小麥品種農(nóng)藝和產(chǎn)量性狀Table 1 Agronomic and yield traits of the registered wheat varieties in Beijing from 2006 to 2018

2.2 產(chǎn)量與主要農(nóng)藝性狀間的相關(guān)性分析

表2結(jié)果表明，各農(nóng)藝性狀均與產(chǎn)量呈極顯著正相關(guān)，但相關(guān)程度不同，大小順序?yàn)樗肓?shù)(0.694 5)>穗數(shù)(0.572 2)>千粒重(0.475 6)>株高(0.439 7)；各性狀之間也都呈正相關(guān)，其中千粒重和穗數(shù)與株高的相關(guān)性達(dá)到極顯著水平。這說明，穗粒數(shù)和穗數(shù)是北京市小麥產(chǎn)量增加的主要因素。在育種時(shí)，需要協(xié)同考慮穗粒數(shù)和穗數(shù)，兼顧千粒重，使產(chǎn)量三要素協(xié)調(diào)發(fā)展。同時(shí)，株高相對(duì)較高的品種，穗數(shù)較多，千粒重較高。

表2 2006-2018年北京市審定小麥品種的產(chǎn)量及主要農(nóng)藝性狀相關(guān)性分析Table 2 Correlation analysis between yield and main agronomic traits of the registered wheat varieties in Beijing from 2006 to 2018

2.3 產(chǎn)量與主要農(nóng)藝性狀間的偏相關(guān)性分析

偏相關(guān)分析結(jié)果(表3)表明，產(chǎn)量構(gòu)成因素與產(chǎn)量之間呈極顯著正相關(guān)，穗粒數(shù)與產(chǎn)量偏相關(guān)程度最高(r=0.710 5)，穗數(shù)次之(r= 0.599 5)，千粒重最小(r=0.450 8)，但穗數(shù)、穗粒數(shù)、千粒重之間均呈負(fù)向偏相關(guān)，說明它們之間存在相互制約關(guān)系。

表3 2006-2018年北京市審定小麥品種的產(chǎn)量及主要農(nóng)藝性狀偏相關(guān)分析Table 3 Partial correlation analysis between yield and main agronomic traits of the registered wheat varieties in Beijing from 2006 to 2018

2.4 產(chǎn)量與主要農(nóng)藝性狀的通徑分析

通徑分析結(jié)果(表4)表明，株高、穗數(shù)、穗粒數(shù)和千粒重對(duì)產(chǎn)量均具有直接的正向效應(yīng)，對(duì)產(chǎn)量直接貢獻(xiàn)的大小依次為穗粒數(shù)(P3=0.528 4)>穗數(shù)(P2=0.417 0)>千粒重(P4=0.299 4)>株高(P1=0.009 7)，這與相關(guān)分析和偏相關(guān)分析得到的趨勢(shì)是一致的。由間接通徑系數(shù)可知，各因素對(duì)產(chǎn)量的間接作用的大小和程度不盡相同，其中株高→穗數(shù)→產(chǎn)量的間接正向效應(yīng)最大，株高→千粒重→產(chǎn)量的間接正向效應(yīng)次之，效應(yīng)最小的是穗粒數(shù)→株高→產(chǎn)量。因此，北京地區(qū)冬小麥品種的育種目標(biāo)應(yīng)是提高穗粒數(shù)，增加穗數(shù)，穩(wěn)定千粒重。

表4 2006-2018年北京市審定小麥品種產(chǎn)量及其構(gòu)成因素間的通徑系數(shù)分析Table 4 Path coefficient analysis of yield and its component factors of the registered wheat varieties in Beijing from 2006 to 2018

2.5 品質(zhì)性狀分析

從表5可以看出，近12年來北京市審定小麥品種容重平均值為790.47 g·L-1，蛋白質(zhì)平均含量為15.46%，濕面筋平均含量為34.76%，面團(tuán)平均穩(wěn)定時(shí)間為4.62 min。其中，有5個(gè)品種的蛋白質(zhì)含量大于14%，濕面筋含量大于30%，面團(tuán)穩(wěn)定時(shí)間大于9.00 min，達(dá)到強(qiáng)筋小麥標(biāo)準(zhǔn)，這5個(gè)品種分別為中優(yōu)206、京花9號(hào)、農(nóng)優(yōu)3號(hào)、中麥14、農(nóng)大5363，占比為10.20%；有19個(gè)品種的蛋白質(zhì)含量為14.40%～17.04%，濕面筋含量為31.20%～39.10%，面團(tuán)穩(wěn)定時(shí)間為 3.00～7.80 min，達(dá)到了中筋小麥標(biāo)準(zhǔn)，占比為 38.78%；有25個(gè)品種的面團(tuán)穩(wěn)定時(shí)間低于3.00 min，未達(dá)到中筋小麥標(biāo)準(zhǔn)，占比為51.02%。面團(tuán)穩(wěn)定時(shí)間的變異系數(shù)最大，說明改良的空間較大。農(nóng)大5363的濕面筋含量高達(dá)42.50%，蛋白質(zhì)含量達(dá)到18.71%，中優(yōu)206的面團(tuán)穩(wěn)定時(shí)間高達(dá)41.00 min。合理利用這些品種的優(yōu)異性狀，組配雜交種，對(duì)提高北京市小麥的品質(zhì)具有重要意義。

表5 2006-2018年北京市審定小麥品種的品質(zhì)指標(biāo)Table 5 Quality indices of the registered wheat varieties in Beijing from 2006 to 2018

2.6 抗病性分析

2.6.1 條銹病抗性

從表6和表7可知，49個(gè)審定品種中，抗條銹病的品種有21個(gè)，占 42.86%；感病品種有28個(gè)，占57.14%?？共∑贩N中，有6個(gè)品種條銹病的抗性達(dá)到高抗，分別為京冬17、中麥12、農(nóng)大多系1號(hào)、中麥533、中麥14和科遺6259，占所有審定品種的12.25%；京冬18、京冬20、中優(yōu)206、農(nóng)大413等15個(gè)品種達(dá)到中抗，占所有審定品種的30.61%；28個(gè)感病品種中，16個(gè)品種達(dá)到中 感，12個(gè)品種高感，占比分別為32.65%和 24.49%。

2.6.2 葉銹病抗性

從表6和表7可知，49個(gè)品種中，抗葉銹病的品種有16個(gè)，占 32.65%；感病品種有33個(gè)，占67.35%。在抗病品種中，京冬23、農(nóng)大多系1號(hào)、中麥1197和中麥3284這4個(gè)品種表現(xiàn)高抗；京冬18、京冬20、中麥12、京花9號(hào)等11個(gè)品種表現(xiàn)中抗，分別占比為8.16%和24.49%；33個(gè)感病品種中，9個(gè)品種表現(xiàn)中感，24個(gè)品種表現(xiàn)高感，分別占比為 18.37%和 48.98%。表明近年來北京市審定的小麥品種對(duì)葉銹病抗性較差。

2.6.3 白粉病抗性

從表6和表7可知，49個(gè)品種中對(duì)白粉病表現(xiàn)感病的品種有46個(gè) (93.88%)，僅有3個(gè)品種表現(xiàn)抗病，其中2個(gè)品種表現(xiàn)高抗(農(nóng)大413和中麥12)，占4.08%,1個(gè)品種表現(xiàn)中抗(中麥1197)，占2.04%；有28個(gè)品種表現(xiàn)中感，占 59.18%；18個(gè)品種表現(xiàn)高感，占34.70%。感病品種數(shù)目遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于抗病品種，說明2006-2018年北京市審定的小麥品種對(duì)白粉病抗性普遍較差。

表6 2006-2018年北京市審定小麥品種的抗病性Table 6 Disease resistant of registered wheat varieties in Beijing from 2006 to 2018

表7 2006-2018年北京市審定小麥品種的抗病性Table 7 Disease resistant of registered wheat varieties in Beijing from 2006 to 2018

通過抗病性鑒定發(fā)現(xiàn)，在49個(gè)審定小麥品種中，兼抗條銹病和葉銹病的有9個(gè)品種，分別為京冬17、京冬18、農(nóng)大多系1號(hào)、航麥901、農(nóng)大5363、農(nóng)大68412、囤麥378、農(nóng)大5181、京麥8號(hào)；兼抗條銹病和白粉病的只有農(nóng)大413；兼抗葉銹病和白粉病的僅有中麥1197；只有中麥12表現(xiàn)為兼抗條銹病、葉銹病和白粉病。

3 討 論

2006-2018年，北京市審定的小麥品種的平均產(chǎn)量總體呈上升趨勢(shì)，但年度間有波動(dòng)，尤其在2012和2013年，這可能與當(dāng)年不利的氣候條件有關(guān)(2012年1月下旬至2月中旬，北京平均氣溫較常年同期偏低2℃，部分抗寒性較差的品種凍害較重，產(chǎn)量降低；2013年冬前積溫不足造成分蘗數(shù)減少，且6月份氣溫偏低、日照偏少，影響小麥灌漿，產(chǎn)量降低)。線性擬合結(jié)果表明，北京市審定的小麥品種的平均產(chǎn)量年遞增63.11 kg·hm-2，除穗粒數(shù)外，穗數(shù)、千粒重及株高呈逐年下降趨勢(shì)，這與蔣 進(jìn)等[7]的研究結(jié)果一致。而張中州等[4]的研究表明，2005-2012年河南省審定的半冬性小麥品種各農(nóng)藝性狀年際變化規(guī)律中株高和千粒重呈逐年上升趨勢(shì)，穗數(shù)和穗粒數(shù)呈逐年下降趨勢(shì)。這差異可能與研究對(duì)象的冬春性以及生態(tài)環(huán)境不同有關(guān)。張俊靈等[8]認(rèn)為，北部冬麥區(qū)旱地小麥主要農(nóng)藝性狀演變趨勢(shì)為株高降低，穗粒數(shù)略有減少，有效穗數(shù)和千粒重呈逐漸增加趨勢(shì)，這與本研究的結(jié)果不太一致，這可能與試驗(yàn)點(diǎn)的單一選擇(僅選長治區(qū)試點(diǎn))和旱地的土壤條件有關(guān)。產(chǎn)量構(gòu)成三要素中，變異系數(shù)大小順序?yàn)樗霐?shù)>穗粒數(shù)>千粒重，說明北京市近年來小麥品種演變過程中，穗數(shù)對(duì)提升產(chǎn)量潛力最大。

相關(guān)分析表明，穗粒數(shù)與產(chǎn)量的關(guān)系最為密切，所有農(nóng)藝性狀與產(chǎn)量的關(guān)系均呈正相關(guān)，這表明穗粒數(shù)是北京市小麥產(chǎn)量增加的主要因素。產(chǎn)量三要素對(duì)產(chǎn)量的直接通徑系數(shù)均為正值，對(duì)產(chǎn)量直接貢獻(xiàn)的大小依次為穗粒數(shù)>穗數(shù)>千粒重，與偏關(guān)分析得到的趨勢(shì)一致，這與孟麗梅等[9]的研究結(jié)果不太一致，這可能與研究對(duì)象和麥區(qū)生態(tài)環(huán)境不同以及旱地小麥少澆水有關(guān)。本研究發(fā)現(xiàn)，2006-2018年北京市審定的冬小麥品種產(chǎn)量潛力的提高主要是因?yàn)樗肓?shù)的提高，但是千粒重與穗數(shù)均與產(chǎn)量呈正相關(guān)關(guān)系。而張中州等[4]認(rèn)為，穗粒數(shù)是河南省小麥產(chǎn)量提高的制約因素，主要以增加單位面積穗數(shù)和千粒重來獲取高產(chǎn)，與本研究的結(jié)果不一致，這可能是研究對(duì)象不同造成的，本研究中主要以北京市冬小麥品種為研究對(duì)象，而前者是針對(duì)河南省半冬性小麥品種做的分析。偏相關(guān)分析和通徑分析結(jié)果均為正向效應(yīng)，說明產(chǎn)量三要素比較協(xié)調(diào)，與溫輝芹等[6]旱地小麥的表現(xiàn)一致。這說明在目前的栽培管理?xiàng)l件下，北京市選育的小麥品種主要是以增加穗粒數(shù)和單位面積穗數(shù)來獲取高產(chǎn)，這要求育種者在選育新品種時(shí)，要注意選育大穗與多穗型大群體小麥品種相結(jié)合，同時(shí)注意產(chǎn)量三要素的協(xié)調(diào) 發(fā)展。

北京近年審定小麥品種中有19個(gè)為中筋小麥品種，只有5個(gè)小麥品種達(dá)到了強(qiáng)筋小麥標(biāo)準(zhǔn)，其中中優(yōu)206穩(wěn)定時(shí)間41.0 min，拉伸面積191 cm2，最大抗延阻力804 E.U，面包體積810 mL，面包評(píng)分84.5分。49個(gè)品種中，97.96%的品種蛋白質(zhì)含量超過30.00%，95.92%的品種濕面筋含量超過30.00%，但面團(tuán)穩(wěn)定時(shí)間較短，平均時(shí)間為4.62 min，有25個(gè)品種的面團(tuán)穩(wěn)定時(shí)間小于3.00 min，未達(dá)到中筋小麥標(biāo)準(zhǔn)，占審定品種數(shù)的51.02%。因此應(yīng)把提高面團(tuán)穩(wěn)定性作為提高小麥品質(zhì)的主攻方向。

小麥條銹病、葉銹病和白粉病是影響小麥生產(chǎn)的主要病害，審定的49個(gè)小麥品種中，只有中麥12高抗條銹病和白粉病，中抗葉銹病；11個(gè)小麥品種兼抗兩種病害；只有3個(gè)小麥品種對(duì)白粉病表現(xiàn)抗性，因此北京市審定的小麥品種整體對(duì)白粉病抗性表現(xiàn)較差，應(yīng)重視抗白粉病小麥品種的選育。培育高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、多抗小麥新品種是今后北京市小麥新品種培育的主要發(fā)展方向。