2013—2015 年黃淮北片小麥區(qū)試品種主成分變化趨勢與分析

李麗麗，侯慶迎，肖 磊

（1.邯鄲市農(nóng)業(yè)科學院，河北邯鄲056001；2.泰安市汶農(nóng)種業(yè)有限責任公司，山東泰安271026）

國家黃淮北片小麥區(qū)域試驗包括山東省的全部、河北省的中南部和山西省的南部區(qū)域，是這些地方的小麥品種進入生產(chǎn)推廣的門戶途徑。近年來，有關(guān)區(qū)試研究的工作也較多見。從單區(qū)試點數(shù)據(jù)研究到多區(qū)試點數(shù)據(jù)分析[1-6]；從單年份的數(shù)據(jù)探討到多年份的數(shù)據(jù)總結(jié)[1-4，7]；此外，在研究的方法與側(cè)重點方面也有所不同[4，8-9]。生態(tài)條件因區(qū)域的不同形成差異，會導致小麥表現(xiàn)出不同的響應。黃淮北片泰安試點位于泰山腳下，受到泰山的影響，當?shù)厣鷳B(tài)條件和氣象因子不同于其他試點。筆者以泰安試點近3 a 的黃淮北片小麥品種區(qū)試數(shù)據(jù)為基礎，運用均值比較、相關(guān)分析和最優(yōu)尺度分析法研究了該區(qū)域的試驗數(shù)據(jù)，以期為黃淮北片小麥新品種的選育以及參試品種的篩選提供參考依據(jù)。

1 材料和方法

1.1 試驗地概況

試驗地位于山東省中部的泰安市，地處東經(jīng)116°02′～117°59′、北緯35°38′～36°28′，屬溫帶半濕潤大陸性季風氣候區(qū)，年平均氣溫13 ℃，年平均降水量697 mm。試驗地前茬作物為玉米，土質(zhì)為沙壤土。播種前整地施基肥。其他管理措施參照國家黃淮北片小麥區(qū)試標準要求。

1.2 供試材料

2013 年國家黃淮北片水地組小麥新品種區(qū)域試驗分A 和B 兩組，每組14 個品種，共計28 個品種（包括對照良星99）；2014 年區(qū)域試驗分A 和B兩組，每組13 個品種，共計26 個品種（包括對照良星99）；2015 年區(qū)域試驗分A 和B 兩組，每組15 個品種，共計30 個品種（包括對照良星99）。

1.3 研究方法

選取品種的主成分指標有產(chǎn)量、公頃穗數(shù)、穗粒數(shù)、千粒質(zhì)量、株高和生育期，計算這些指標的平均值，分析近3 a 小麥參試品種主成分的變化趨勢。對各年份的這些指標進行相關(guān)性分析，并就不同年份指標的相關(guān)性進行比較。運用最優(yōu)尺度回歸分析法，研究各指標對產(chǎn)量的重要性，并綜合分析參試品種中應注意的幾項重要性狀。

2 結(jié)果與分析

2.1 近3 a 小麥品種主成分變化趨勢

從表1 可以看出，近3 a 小麥區(qū)試品種的公頃產(chǎn)量均在9 000 kg 以上，各年份間產(chǎn)量差值在75～105 kg/hm2。公頃穗數(shù)、最大分蘗數(shù)的變化與產(chǎn)量的變化趨勢類似，均是2014 年＞2015 年＞2013 年，公頃穗數(shù)年度間差值在15 萬～45 萬穗/hm2，最大分蘗數(shù)年度間差值在150 萬個/hm2左右。穗粒數(shù)與生育期的變化趨勢類似，在3 a 間處于升高趨勢；千粒質(zhì)量的變化與穗粒數(shù)相反，3 a 間逐漸下降。3 a間區(qū)試品種的株高在85 cm 左右，以2015 年的最低，2014 年的最高。

表1 近3 a 小麥品種主成分的變化

2.2 近3 a 小麥品種主成分間的相關(guān)性分析

從表2 可以看出，2013—2015 年間，小麥品種產(chǎn)量三要素公頃穗數(shù)、穗粒數(shù)和千粒質(zhì)量與產(chǎn)量間基本保持正相關(guān)趨勢，其中，2015 年的公頃穗數(shù)、千粒質(zhì)量與產(chǎn)量間的相關(guān)性達極顯著水平，因此，2015 年的公頃穗數(shù)和千粒質(zhì)量成為產(chǎn)量提高的重要因子，這進一步解釋了表1 中2015 年的公頃穗數(shù)比2014 年少30 萬穗左右，千粒質(zhì)量分別比2014、2013 年低0.89、6.52 g。在穗粒數(shù)方面，2013、2014、2015 年的產(chǎn)量與穗粒數(shù)分別呈顯著正相關(guān)、極顯著正相關(guān)和不顯著的正相關(guān)，因此，2013 年和2014 年的穗粒數(shù)成為產(chǎn)量提高的限制因子。2014 年的產(chǎn)量與千粒質(zhì)量呈不顯著的負相關(guān)，原因可能是2014 年的絕大多數(shù)小麥品種由于千粒質(zhì)量過高，而產(chǎn)量三因素方面未能協(xié)調(diào)好，引起許多品種千粒質(zhì)量較高而產(chǎn)量相對較低。

表2 2013—2015 年小麥品種主成分間的相關(guān)性分析

2013—2015 年最大分蘗數(shù)、株高、生育期與產(chǎn)量的相關(guān)性較為復雜，年度間的差異較大。其中，2013 年，產(chǎn)量與株高呈顯著負相關(guān)，與最大分蘗數(shù)和生育期的相關(guān)性不顯著；2014 年，產(chǎn)量與最大分蘗數(shù)呈極顯著正相關(guān)，而與生育期呈顯著負相關(guān)，與株高的相關(guān)性不顯著；2015 年，產(chǎn)量與株高呈顯著正相關(guān)，與最大分蘗數(shù)和生育期呈不顯著的正相關(guān)。

產(chǎn)量三要素公頃穗數(shù)、穗粒數(shù)和千粒質(zhì)量間表現(xiàn)出兩者之間存在負相關(guān)的趨勢，這與許多研究者的結(jié)果有相似之處[5-7]，其中，2013 年的公頃穗數(shù)和穗粒數(shù)間呈現(xiàn)極顯著的負相關(guān)，千粒質(zhì)量與公頃穗數(shù)、穗粒數(shù)間的相關(guān)性不顯著；2014 年，穗粒數(shù)和千粒質(zhì)量間相關(guān)性達極顯著水平，公頃穗數(shù)與穗粒數(shù)、千粒質(zhì)量的相關(guān)性不顯著；2015 年，公頃穗數(shù)和穗粒數(shù)間的相關(guān)性達極顯著水平，千粒質(zhì)量與公頃穗數(shù)、穗粒數(shù)間呈現(xiàn)不顯著的正相關(guān)。綜上分析可以看出，產(chǎn)量三要素只有2 項指標間呈現(xiàn)極顯著的負相關(guān)，其他指標間差異不顯著。

最大分蘗數(shù)、生育期、株高間的相關(guān)性未達顯著水平。其中，2013、2014 年，最大分蘗數(shù)與生育期間呈現(xiàn)不顯著的負相關(guān)，2015 年的最大分蘗數(shù)與株高也呈現(xiàn)不顯著的負相關(guān)，而各年份的生育期與株高間呈現(xiàn)不顯著的正相關(guān)。

2.3 近3 a 小麥品種各主成分對產(chǎn)量貢獻的重要性分析

由表3 可知，2013 年，對產(chǎn)量貢獻的重要性由高到低的順序為穗粒數(shù)＞千粒質(zhì)量＞株高＞公頃穗數(shù)＞生育期＞最大分蘗數(shù)；2014 年，對產(chǎn)量貢獻的重要性由高到低的順序為穗粒數(shù)＞公頃穗數(shù)＞最大分蘗數(shù)＞生育期＞株高＞千粒質(zhì)量；2015 年，對產(chǎn)量貢獻的重要性由高到低的順序為千粒質(zhì)量＞公頃穗數(shù)＞株高＞最大分蘗數(shù)＞生育期＞穗粒數(shù)。

表3 近3 a 小麥品種各主成分對產(chǎn)量的影響程度

通過以上分析可以看出，各年份對產(chǎn)量貢獻重要性的前兩位均為產(chǎn)量三要素的其中兩要素，另一要素由于未協(xié)調(diào)好三者關(guān)系，遠次于前兩位的作用。最大分蘗數(shù)和株高對產(chǎn)量的貢獻也較大，在參試品種篩選中應引起注意。而生育期對產(chǎn)量的貢獻也不應忽視。詹秋文等[11]研究表明，小麥生育期越長，產(chǎn)量越高，原因可能是生育期長的品種能延長干物質(zhì)積累的時間，進而增加小麥的產(chǎn)量。

3 結(jié)論與討論

本研究表明，2013—2015 年黃淮北片小麥品種各項參數(shù)因年份的變化而存在差異。其中，各年份的小麥公頃產(chǎn)量保持在9 000 kg 以上，株高維持在85 cm 左右，較其他參數(shù)相對穩(wěn)定。穗粒數(shù)和生育期在3 a 間處于升高的趨勢，而千粒質(zhì)量處于降低的趨勢；對各項參數(shù)的相關(guān)性分析表明，近3 a 的小麥產(chǎn)量與其構(gòu)成三要素間存在正相關(guān)趨勢，但三要素之間存在負相關(guān)趨勢，最大分蘗數(shù)、株高及生育期與產(chǎn)量的相關(guān)性因年度的變化相差較大；為明確各項參試指標對產(chǎn)量的影響程度，運用最優(yōu)尺度回歸法分析了各年份產(chǎn)量影響因子的作用程度，3 a間產(chǎn)量三要素中的兩要素對產(chǎn)量的影響程度最大，最大分蘗數(shù)、株高及生育期對產(chǎn)量的影響程度也較大，今后在小麥新品種選育中，不應忽視最大分蘗數(shù)、株高和生育期。

一般認為，株高越高，生育期越長，產(chǎn)量也越高[10-12]。其中，株高每增加1 cm，單株粒質(zhì)量可增加0.24 g[13]，而株高的降低，會導致大量無效分蘗的產(chǎn)生，并能引起葉片間遮光和競爭，進而限制了產(chǎn)量的提高[14]；生育期長的品種能夠延長干物質(zhì)積累的時間，進而增加產(chǎn)量。本研究表明，株高相對高的品種可能沒有株高低的品種產(chǎn)量高。這是由于產(chǎn)量是一個多因素控制的綜合性狀，受遺傳背景和生態(tài)環(huán)境條件的制約[15]。同樣，生育期長的品種產(chǎn)量低，可能是由于生育期延長后，雖然干物質(zhì)積累的時間得到延長，但干物質(zhì)消耗的量大于積累的量，所以，生育期對小麥產(chǎn)量的影響除受時間的影響外，還取決于干物質(zhì)積累與消耗所占的比例。