江蘇淮南麥區(qū)近17年小麥品種產(chǎn)量性狀及聚類分析

陳次娥，張安存, 王先如，鄧世峰，吳 明

(江蘇省大華種業(yè)集團(tuán)有限公司育種研究院鹽城所，江蘇 東臺(tái) 224236)

小麥?zhǔn)鞘澜缟显耘嘧罟爬?、種植面積最廣、生產(chǎn)量最高的糧食作物之一，全世界有35%～40%的人口以小麥為主糧。江蘇省小麥常年播種面積在220萬(wàn)hm2左右，總產(chǎn)量100億kg以上，約占全省糧食總產(chǎn)的30%，是僅次于水稻的第二大糧食作物，對(duì)全省糧食生產(chǎn)的穩(wěn)定和發(fā)展具有舉足輕重的作用[1-2]。

江蘇省淮南麥區(qū)包括太湖、里下河、沿江、丘陵、高沙土及沿海旱地等5個(gè)麥作亞區(qū)。建國(guó)以來(lái)，淮南小麥品種先后進(jìn)行了6～7次大更換，所育成的小麥品種在提高產(chǎn)量、改善品質(zhì)、提高綜合抗性水平等幾個(gè)方面都取得了突破性的進(jìn)展[3-4]，為促進(jìn)小麥生產(chǎn)做出了重大貢獻(xiàn)。江蘇淮南麥區(qū)建國(guó)前至建國(guó)初期，以農(nóng)家品種為主，主要有方六柱、大黃皮、火燒天、忘水白等[5]；20世紀(jì)50年代中后期至60年代，地方品種不適應(yīng)生產(chǎn)的要求，主要以引進(jìn)的南大2149和阿夫、吉利為主，抗性及豐產(chǎn)性有很大改進(jìn)；20世紀(jì)70年代淮南地區(qū)小麥飛躍發(fā)展，南大2419和阿夫等品種不適應(yīng)生產(chǎn)要求，被揚(yáng)麥1號(hào)、武麥1號(hào)等品種取代；20世紀(jì)70年代中后期大面積推廣了揚(yáng)麥3號(hào)和高產(chǎn)品種寧麥3號(hào)等；20世紀(jì)80年代開始推廣豐產(chǎn)性較好、赤霉病發(fā)生輕的揚(yáng)麥4號(hào)和中后期灌漿速度快、抗倒伏、產(chǎn)量較高的揚(yáng)麥5號(hào)；20世紀(jì)90年代以豐產(chǎn)性好、高產(chǎn)且綜合性狀較好的揚(yáng)麥158作為當(dāng)家品種[6]；21世紀(jì)初以高抗白粉病、中抗紋枯病、耐高溫、灌漿速率快的揚(yáng)麥11和灌漿速度快、熟相好、抗白粉病、紋枯病輕、耐肥抗倒的揚(yáng)麥13為主。

分析小麥產(chǎn)量及主要農(nóng)藝性狀的演變規(guī)律，對(duì)于促進(jìn)小麥育種和高產(chǎn)栽培具有指導(dǎo)意義。本研究分析了江蘇省2002—2018年審定的小麥新品種產(chǎn)量及其主要農(nóng)藝性狀，總結(jié)近年來(lái)江蘇省淮南小麥育種現(xiàn)狀，以期為今后的小麥育種和生產(chǎn)提供借鑒。

1 材料與方法

1.1 數(shù)據(jù)來(lái)源

2002—2018年數(shù)據(jù)來(lái)源于江蘇種業(yè)信息網(wǎng)(http://www.jsseed.cn/))發(fā)布審定相關(guān)資料。

1.2 分析方法

對(duì)2002—2018年江蘇省小麥品種產(chǎn)量、株高、生育期、穗數(shù)、粒數(shù)、千粒重等性狀進(jìn)行分析，全部數(shù)據(jù)在DPSV 9.1軟件和Excel 2016軟件上進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 產(chǎn)量分析

近17年江蘇省淮南區(qū)域試驗(yàn)產(chǎn)量水平得到很大的提高，審定品種平均產(chǎn)量為459.2 kg/667 m2，2002—2006年育成品種的平均產(chǎn)量391.4 kg/667 m2，2007—2011年育成品種的平均產(chǎn)量477.8 kg/667 m2，2012—2016年育成品種的平均產(chǎn)量471.3 kg/667 m2，產(chǎn)量稍有下降，2017—2018年育成品種的平均產(chǎn)量489.7 kg/667 m2(表1)。品種間產(chǎn)量主要變幅頻率最高在470.1～490 kg之間，其次在490.1～510.0 kg之間(圖1)。

表1 近17年淮南麥區(qū)區(qū)試產(chǎn)量及構(gòu)成因素分析

2.2 產(chǎn)量構(gòu)成因素及農(nóng)藝性狀分析

1)有效穗數(shù)呈逐漸增加的趨勢(shì)，近年來(lái)新育成品種的有效穗數(shù)一般在31萬(wàn)/667 m2左右，高的可達(dá)37萬(wàn)/667 m2左右。

2)每穗粒數(shù)呈不穩(wěn)定趨勢(shì)，變化比較大，每穗粒數(shù)多在39粒左右，高的在44粒左右。

3)千粒重逐漸增加，育成品種的千粒重多在41 g以上，高的可達(dá)46 g。

上述結(jié)果表明，每穗粒數(shù)、千粒重的增加是促使江蘇省淮南小麥品種產(chǎn)量提高的重要因素。

2.3 產(chǎn)量構(gòu)成因素及農(nóng)藝性狀相關(guān)性

從表2可以看出，近17年淮南小麥46個(gè)品種產(chǎn)量及農(nóng)藝性狀中，品種間生育期變異數(shù)非常小，僅1.8%,生育期的表現(xiàn)最為穩(wěn)定。產(chǎn)量標(biāo)準(zhǔn)差45.0，變異系數(shù)9.8%，說(shuō)明江蘇省淮南小麥產(chǎn)量水平有較大差異。而從產(chǎn)量結(jié)構(gòu)因素分析，變異系數(shù)為千粒重>穗數(shù)>粒數(shù)。

表2 近17年淮南麥區(qū)品種產(chǎn)量及農(nóng)藝性狀的變異特點(diǎn)

從表3可看出，產(chǎn)量與千粒重呈極顯著正相關(guān)，與粒數(shù)呈顯著正相關(guān)，說(shuō)明近17年江蘇省淮南小麥產(chǎn)量提升與千粒重、粒數(shù)的增加密不可分；產(chǎn)量與株高呈顯著負(fù)相關(guān)，說(shuō)明株高的增加對(duì)產(chǎn)量有一定影響。株高與穗數(shù)呈極顯著負(fù)相關(guān)，說(shuō)明兩者制約關(guān)系，提高江蘇省淮南小麥產(chǎn)量只有通過(guò)二者相互協(xié)調(diào)，找到一個(gè)最佳平衡點(diǎn)，才能真正實(shí)現(xiàn)超高產(chǎn)。千粒重與粒數(shù)、穗數(shù)間呈負(fù)相關(guān)，說(shuō)明產(chǎn)量三要素間有制約關(guān)系，協(xié)調(diào)產(chǎn)量三要素對(duì)小麥高產(chǎn)育種有關(guān)鍵作用。至于產(chǎn)量與穗數(shù)相關(guān)性沒(méi)有達(dá)到顯著水平，可能與淮南麥區(qū)生態(tài)特點(diǎn)和株葉型有關(guān)，穗數(shù)過(guò)多，更容易形成郁閉環(huán)境，增加倒伏風(fēng)險(xiǎn)，加重病蟲害的發(fā)生，對(duì)千粒重的形成也有較大影響，導(dǎo)致產(chǎn)量難以提高。

表3 農(nóng)藝性狀相關(guān)性分析

2.4 46個(gè)淮南小麥品種聚類分析

以產(chǎn)量、生育期、株高、穗數(shù)、粒數(shù)、千粒重為指標(biāo)，采用類平均法，對(duì)46個(gè)品種進(jìn)行聚類分析(圖3)。取遺傳距離D=22分界，將46個(gè)品種聚為7類：第Ⅰ類群有11個(gè)品種，表現(xiàn)為產(chǎn)量高，生育期較短，株高適中，千粒重高，穗粒數(shù)多(表4)；第Ⅱ類群有14個(gè)品種，表現(xiàn)為產(chǎn)量較高，生育期較長(zhǎng)，株高適中，千粒重高，穗粒數(shù)較多；第Ⅲ類群有11個(gè)品種，表現(xiàn)為產(chǎn)量較高，生育期長(zhǎng)，株高適中，千粒重較高，穗粒數(shù)較多；第Ⅳ類群有3個(gè)品種, 第Ⅴ類群有2個(gè)品種, 第Ⅵ類群有2個(gè)品種, 第Ⅶ類群有3個(gè)品種。第Ⅵ類群、第Ⅶ類群的產(chǎn)量低、穗粒數(shù)和千粒重也較低。從產(chǎn)量及其構(gòu)成因素來(lái)看，高產(chǎn)小麥品種千粒重高，穗粒數(shù)多，植株高度適中，生育期較短。許多有利性狀具有較高的育種應(yīng)用價(jià)值，特別是第Ⅰ類、第Ⅱ類的大穗多粒和高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)的優(yōu)良特性。因此，在栽培管理上，要結(jié)合品種特征特性，以穩(wěn)穗、增重、增粒為目標(biāo)，注意加強(qiáng)中后期病蟲害防治，充分挖掘品種增產(chǎn)潛力，以期帶動(dòng)生產(chǎn)上小麥產(chǎn)量的大幅度提高。

表4 淮南小麥品種聚類分組產(chǎn)量及農(nóng)藝性狀

3 討 論

穗數(shù)、千粒重及穗粒數(shù)是構(gòu)成小麥產(chǎn)量的三要素，江蘇省近17年來(lái)育成小麥品種產(chǎn)量穩(wěn)步上升，穗數(shù)和粒重呈上升趨勢(shì)，穗粒數(shù)與產(chǎn)量呈顯著相關(guān)，對(duì)產(chǎn)量有一定的貢獻(xiàn)率，千粒重與產(chǎn)量達(dá)到極顯著相關(guān)水平。崔黨群認(rèn)為，小麥高產(chǎn)應(yīng)當(dāng)在保證足夠穗數(shù)的基礎(chǔ)上，提高穗粒數(shù)和千粒重[7]，本研究結(jié)果與之一致。在制定育種目標(biāo)時(shí)，要綜合考慮各性狀之間的相關(guān)性和協(xié)調(diào)性。

植株高度能保證足夠的生物產(chǎn)量，但株高過(guò)高易產(chǎn)生倒伏、經(jīng)濟(jì)系數(shù)下降。封超年等研究認(rèn)為，長(zhǎng)江中下游小麥的理想株型為株高85 cm左右，穗下節(jié)間相對(duì)長(zhǎng)度45%以上[8]，馮素偉等也認(rèn)為，株高較低、株型比較緊湊的品種具有較高的產(chǎn)量潛力[9]。本研究結(jié)果也表明，小麥株高與產(chǎn)量呈負(fù)相關(guān)?？梢娺m宜的株高是高產(chǎn)小麥選育的一個(gè)重要指標(biāo)。生育期和產(chǎn)量也呈負(fù)相關(guān)，這可能與淮南麥區(qū)小麥?zhǔn)斋@期雨水多，后期容易發(fā)生倒伏，遭遇干熱風(fēng)等現(xiàn)象有關(guān)。因此，株高適中、生育期較短的小麥品種可能更適合淮南麥區(qū)氣候和生產(chǎn)條件。

總體來(lái)看，江蘇省淮南小麥超高產(chǎn)育種和生產(chǎn)仍有相當(dāng)大的空間，淮南麥區(qū)小麥超高產(chǎn)育種及配套栽培技術(shù)以保證一定穗數(shù)的基礎(chǔ)上，提高千粒重、每穗粒數(shù)獲得高產(chǎn)。高產(chǎn)品種穗數(shù)35萬(wàn)/667 m2，穗粒數(shù)40粒左右，千粒重44 g以上。株高85 cm左右最為適宜，生育期210 d最佳。