2013—2018年河南省審定的半冬性小麥品種產(chǎn)量結(jié)構(gòu)特點分析

王玲燕 朱紅彩 黃金華 盛坤 馬海濤 竇士樹 閆春霞 唐振海

摘要 [目的]利用河南省2013—2018年通過審定的83個半冬性小麥品種，研究影響小麥主要農(nóng)藝性狀的內(nèi)在聯(lián)系和演變規(guī)律，為小麥育種和生產(chǎn)提供參考。[方法]對83個半冬性小麥品種的單位面積產(chǎn)量、有效穗數(shù)、穗粒數(shù)、千粒重、株高、生育期進(jìn)行匯總處理，采用多元線性回歸分析方法。[結(jié)果]小麥平均產(chǎn)量呈上升趨勢，線性擬合結(jié)果表明年遞增124.57 kg/hm2。除有效穗數(shù)外，研究的其他主要農(nóng)藝性狀均呈逐年上升趨勢。變異結(jié)果分析，有效穗數(shù)的變異系數(shù)最大。主要農(nóng)藝性狀與產(chǎn)量相關(guān)程度由高到低依次為生育期（r=0493 0）、株高（r=0.289 1）、穗粒數(shù)（r=0.262 2）、千粒重（r=0.252 4）、有效穗數(shù)（r=0.041 2）。產(chǎn)量三要素通徑分析與相關(guān)分析結(jié)果一致。[結(jié)論]近期河南省在小麥育種性狀選擇時，應(yīng)首先將育種材料的穗粒數(shù)和千粒重放在首位，同時兼顧單位面積有效穗數(shù)。

關(guān)鍵詞 半冬性小麥品種;主要農(nóng)藝性狀;多元線性回歸分析

中圖分類號 S512.1文獻(xiàn)標(biāo)識碼 A

文章編號 0517-6611（2019）13-0020-03

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2019.13.006

開放科學(xué)（資源服務(wù)）標(biāo)識碼（OSID）：

Characteristic Analysis of Yield Structure of Semiwinter Wheat Varieties Approved by Henan Province from 2013 to 2018

Abstract [Objective]In Henan Province， 83 semiwinter wheat varieties have been approved from 2013 to 2018. The internal relations and evolution rules of main agronomic traits of wheat were studied， which provides references for wheat breeding and production. [Method] Yields per unit area of 83 semiwinter wheat varieties were summarized and treated， as well as effective ears， spike grain number， 1 000grain weight， plant height and growth period. [Result] The average yield of wheat was on the rise. Results of linear fitting showed an annual increase of 124.57 kg/hm2. Except the number of effective ears， the other main agronomic traits studied showed an increasing trend year by year. Analysis of variance showed that the variation coefficient of effective panicle number was the largest. The main agronomic traits and yield correlation degree fron high to low were in the order of growth period （r=0.493）， plant height （r= 0.289 1）， panicle number （r=0.262 2）， thousand kernel weight （r=0.252 4）， effective ear number （r=0.041 2）. The path analysis of yield three elements was consistent with the results of correlation analysis. [Conclusion] In recent years， the number of ear grains and 1 000grain weight of wheat breeding materials should be firstly considered in the selection of wheat breeding characters in Henan Province， and the effective number of ears per unit area should also be considered.

Key words Semiwinter wheat variety;Main agronomic traits;Multiple linear regression analysis

作者簡介 王玲燕（1980—），女，河南新鄉(xiāng)人，助理研究員，碩士，從事農(nóng)作物示范與推廣研究。*通信作者，助理研究員，碩士，從事小麥栽培及育種研究。

收稿日期 2019-01-11

河南是國家糧食生產(chǎn)基地和糧食生產(chǎn)核心區(qū)，是我國小麥產(chǎn)量第一大省[1]，常年種植面積約549.17萬hm2，其小麥產(chǎn)業(yè)是河南農(nóng)業(yè)發(fā)展的優(yōu)勢產(chǎn)業(yè)。因此，研究小麥品種產(chǎn)量結(jié)構(gòu)特點的內(nèi)在聯(lián)系和變動規(guī)律對促進(jìn)河南省小麥產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展具有重要意義。

隨著小麥產(chǎn)量水平的逐漸提高，對產(chǎn)量構(gòu)成因子之間的協(xié)調(diào)關(guān)系要求愈加嚴(yán)格[2]。小麥產(chǎn)量除受環(huán)境因素影響外，遺傳因素占有很重要的地位[3]，小麥產(chǎn)量從建國初期畝產(chǎn)不到百斤到現(xiàn)在畝產(chǎn)超過千斤[4]，這其中遺傳育種的貢獻(xiàn)超過40%。鑒于此，筆者對2013—2018年河南省審定的半冬性小麥品種的主要性狀進(jìn)行相關(guān)分析、回歸分析和通徑系數(shù)分析，并建立最優(yōu)多元線性回歸方程，旨在探索河南省小麥產(chǎn)量主要性狀對產(chǎn)量貢獻(xiàn)的大小，為在育種工作中有效選育小麥高產(chǎn)新品種（系）提供參考。

1 材料與方法

1.1 材料

2013—2018年通過河南省審定的有140個小麥新品種，筆者選取了生產(chǎn)推廣中占主導(dǎo)地位的83個普通的半冬性小麥品種進(jìn)行研究。數(shù)據(jù)來源于2013—2018年（2016年無審定半冬性小麥品種）編寫的《河南省農(nóng)作物品種審定委員會審定品種目錄》，每個品種的產(chǎn)量及農(nóng)藝性狀來源于該品種兩年區(qū)域試驗以及一年生產(chǎn)試驗的平均值。對其中的生育期、株高、有效穗數(shù)、穗粒數(shù)和千粒重等農(nóng)藝性狀進(jìn)行分析。

1.2 統(tǒng)計分析方法

對83個半冬性小麥品種的單位面積產(chǎn)量、有效穗數(shù)、穗粒數(shù)、千粒重、株高、生育期進(jìn)行匯總處理。采用多元線性回歸分析方法，采用DPS軟件進(jìn)行處理。

1.3 數(shù)據(jù)處理

運(yùn)用 Microsoft Excel 和 DPS v9.01 對數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計分析。

2 結(jié)果與分析

對2013—2018年河南省審定的半冬性小麥新品種的產(chǎn)量及其主要農(nóng)藝性狀進(jìn)行變異分析、相關(guān)分析、通徑分析、多元回歸分析等，探討目前小麥在育種過程中主要農(nóng)藝性狀對產(chǎn)量的直接與間接影響。

2.1 產(chǎn)量潛力及主要性狀變化趨勢分析

從表1、圖1可以看出，2013—2018年河南省審定的半冬性小麥品種產(chǎn)量逐步提高，線性擬合結(jié)果表明每年增長趨勢為124.57 kg/hm2。6年平均產(chǎn)量為8 034.15 kg/hm2，比2013年平均產(chǎn)量增加276.0 kg/hm2，增加幅度為3.44%，2017年產(chǎn)量最高，為8 345.40 kg/hm2，比2013年增產(chǎn)587.25 kg/hm2，增加幅度達(dá)7.31%。

從圖1可以看出，有效穗數(shù)、穗粒數(shù)、千粒重三者R2表現(xiàn)不顯著，不具有線性趨勢。株高和生育期隨著年份的變化呈上升趨勢，線性擬合結(jié)果分別是株高年增長0.945 5 cm，生育期年增長0.329 1 d。

2.2 小麥主要產(chǎn)量性狀間的變異分析

從表2可以看出，對數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理后，產(chǎn)量三要素變異系數(shù)由大到小依次為有效穗數(shù)（2.03）、穗粒數(shù)（1.95）、千粒重（1.63）、株高（138）、生育期（1.26）。

這說明近幾年育種單位在選育半冬性新品種過程中，有效穗數(shù)的變異性最大，千粒重變異性較小，穗粒數(shù)居中，對有效穗數(shù)的選擇相對較差。但在生產(chǎn)過程中，可以通過栽培措施合理調(diào)控有效穗數(shù)。

2.3 小麥主要性狀與產(chǎn)量的相關(guān)性分析

從表3可以看出，小麥主要性狀與產(chǎn)量的相關(guān)性均呈正相關(guān)，但顯著水平

表現(xiàn)不一：有效穗數(shù)與產(chǎn)量相關(guān)系數(shù)表現(xiàn)不顯著，生育期、株高與產(chǎn)量相關(guān)系數(shù)表現(xiàn)極顯著，穗粒數(shù)、千粒重與產(chǎn)量相關(guān)水平表現(xiàn)顯著。相關(guān)程度由大到小依次為生育期（r=0493 0）、株高（r=0.289 1）、穗粒數(shù)（r=0.262 2）、千粒重（r=0252 4）、有效穗數(shù)（r=0.041 2）。從產(chǎn)量三要素上看，穗粒數(shù)和千粒重與產(chǎn)量的關(guān)系最密切，近期育出的小麥新品種千粒重和穗粒數(shù)較以前有提高，穗粒數(shù)與千粒重是目前河南省小麥育種的主要制約因素。在現(xiàn)有環(huán)境條件下，小麥育種過程中保證單位面積有效穗數(shù)一定數(shù)量的基礎(chǔ)上，應(yīng)協(xié)調(diào)發(fā)展穗粒數(shù)和千粒重。

2.4 產(chǎn)量構(gòu)成因素對產(chǎn)量的通徑分析

通徑系數(shù)由R矩陣、B矩陣表運(yùn)算獲得，通徑分析是將相關(guān)系數(shù)分為直接作用和間接作用，直接作用揭示了各產(chǎn)量構(gòu)成因素對產(chǎn)量作用的事實。從表4可以看出，3個產(chǎn)量構(gòu)成因素對產(chǎn)量的直接通徑系數(shù)都為正值，說明提高其中任一項，產(chǎn)量都會有一定幅度的增長。3個主要因素的通徑系數(shù)大小表現(xiàn)為穗粒數(shù)的作用最大（P=0.771 6），千粒重作用次之（P=0.687 6），有效穗數(shù)的作用最小（P=0.643 7）。

從間接通徑系數(shù)看，產(chǎn)量三要素對產(chǎn)量的間接作用均為負(fù)值，但穗粒數(shù)的直接效應(yīng)不會因為有效穗數(shù)（-0.312 1）、千粒重（-0.197 3）的負(fù)效應(yīng)被平衡;有效穗數(shù)的直接效應(yīng)不會因為穗粒數(shù)（-0.374 1）、千粒重（-0.228 4）的負(fù)效應(yīng)被平衡;千粒重的直接效應(yīng)不會因為有效穗數(shù)（-0.213 8）、穗粒數(shù)（-0.221 5）的負(fù)效應(yīng)被平衡，最終三者均與產(chǎn)量呈正相關(guān)。這說明近6年河南省小麥產(chǎn)量的增長主要靠穗粒數(shù)的增加，在選育新品種時要注重大穗型性狀的選擇，同時兼顧有效穗數(shù)與千粒重的協(xié)調(diào)。因此，在高產(chǎn)小麥品系選育中，成穗較多、穗重較高的品系更易獲得高產(chǎn)[5]。

2.5 產(chǎn)量構(gòu)成三要素與產(chǎn)量的多元回歸分析

為進(jìn)一步研究產(chǎn)量構(gòu)成因素與產(chǎn)量間的數(shù)量關(guān)系，以生育期、株高等主要農(nóng)藝性狀為因變量進(jìn)行回歸分析，并逐步回歸，最終建立以產(chǎn)量Y為因變量，以有效穗數(shù)（x1）、穗粒數(shù)（x2）、千粒重（x3）為自變量的回歸方程?；貧w方程為y=-218.618 5+6329x1+8.013 2x2+5.043 1x3。

其偏相關(guān)系數(shù)程度由大到小依次為穗粒數(shù)（r1=0.591 2）、千粒重（r2=0.575 9）、有效穗數(shù)（r3=0.515 8）。三者數(shù)值非常接近，尤其是穗粒數(shù)和千粒重，這說明近幾年育成的高產(chǎn)小麥品種在產(chǎn)量三要素上進(jìn)行了協(xié)調(diào)。因此，在小麥品種的選育過程中，三要素協(xié)調(diào)發(fā)展才能取得較高的產(chǎn)量。

由小麥產(chǎn)量構(gòu)成因素與產(chǎn)量的回歸系數(shù)（表5）表明，小麥各性狀t測驗均達(dá)極顯著水平。這表明

單位面積穗數(shù)、穗粒數(shù)、千粒重與產(chǎn)量Y之間有極顯著的線性回歸關(guān)系，即在其他因素相對固定前提下，有效穗數(shù)每增加1個單位（萬穗），產(chǎn)量增加6.329 kg/hm2;穗粒數(shù)每增加1個單位（1粒），產(chǎn)量增加8.013 2 kg/hm2;千粒重每增加1個單位（1 g），產(chǎn)量增加5041 3 kg/hm2。

3 討論

（1）該研究結(jié)果表明，2013—2018年審定小麥品種平均產(chǎn)量呈上升趨勢，線性擬合結(jié)果表明年遞增124.57 kg/hm2;有效穗數(shù)、穗粒數(shù)、千粒重表現(xiàn)不顯著，不具有線性趨勢;株高和生育期均呈逐年上升趨勢。

小麥主要產(chǎn)量性狀間的變異結(jié)果分析顯示，有效穗數(shù)的變異系數(shù)最大，表明近年在選育半冬性小麥品種過程中，對有效穗數(shù)的選擇效果相對較差，但在生產(chǎn)過程中可以通過合理控制有效穗數(shù)來增加產(chǎn)量，這與劉朝輝等[6-7]、段國輝等[8]、 金艷等[9]的研究結(jié)果不同，可能是研究小麥品種的時間、對象、年度間氣候條件、栽培措施等的不同引起的。

（2）主要性狀與產(chǎn)量的相關(guān)性分析、通徑系數(shù)分析結(jié)果表明，相關(guān)程度由高到低依次為生育期（r=0.493 0）、株高（r=0.289 1）、穗粒數(shù)（r=0.262 2）、千粒重（r=0.252 4）、有效穗數(shù)（r=0.041 2）。從主要農(nóng)藝性狀看，生育期和株高對小麥產(chǎn)量的作用最大;從產(chǎn)量構(gòu)成三要素看，穗粒數(shù)和千粒重對產(chǎn)量的作用較大，有效穗數(shù)相關(guān)程度最小。這有可能是因為有效穗數(shù)遺傳力較低，易受環(huán)境條件、栽培條件影響，而穗粒數(shù)和千粒重受品種本身遺傳特性影響較大。

通徑分析與相關(guān)分析結(jié)果相一致，進(jìn)一步證明三要素對產(chǎn)量的作用，說明選育高產(chǎn)品種應(yīng)在保證合理有效穗數(shù)的基礎(chǔ)上選擇穗粒數(shù)較多、千粒重高的品種。

（3）建立的小麥產(chǎn)量與產(chǎn)量構(gòu)成三要素的多元回歸方程顯示其關(guān)系極顯著，表明產(chǎn)量與產(chǎn)量構(gòu)成因素之間具有極顯著的線性回歸關(guān)系，可以用建立的回歸方程預(yù)測產(chǎn)量。

綜上所述，河南省在小麥育種性狀選擇時，應(yīng)將育種材料的穗粒數(shù)和千粒重放在首位，同時要兼顧單位面積有效穗數(shù)。不同的育種目標(biāo)要求的適宜產(chǎn)量三要素不同、不同的環(huán)境條件要求的適宜產(chǎn)量三要素也不同，如何協(xié)調(diào)在一個合適的范圍是育種研究人員今后較長一段時間需深入研究的問題。

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