2005-2019年江蘇省冬小麥品種的性狀分析

劉海浪，金彥剛，楊永樂，常東偉，任仰濤，陳 偉，趙其兵，李珍富，夏中華

（江蘇瑞華農(nóng)業(yè)科技有限公司/江蘇省小麥商業(yè)化育種工程技術(shù)研究中心，江蘇宿遷 223800）

0 引言

小麥作為三大糧食作物之一，是人類賴以生存的食物[1]。中國是世界上最大的小麥生產(chǎn)國和消費國，2014年中國小麥的種植面積達2.4×107hm2，總產(chǎn)量為1.34×108t[2-4]。優(yōu)良小麥品種的選育和推廣是保障糧食生產(chǎn)的物質(zhì)基礎(chǔ)[5]，分析小麥品種的產(chǎn)量形成[6]、主要農(nóng)藝性狀、品質(zhì)和抗病性特征[7]，有助于小麥新品種的培育。黃淮南部冬麥區(qū)是中國冬小麥主要產(chǎn)區(qū)之一，江蘇作為南方冬麥區(qū)的種植大省之一[8-10]，2020年小麥種植面積達2.5×106hm2。其育成的小麥品種不僅在該地區(qū)生產(chǎn)上占主導地位，且已作為重要親本資源在全國推廣應(yīng)用。

研究小麥品種的綜合性狀和演變規(guī)律，對高產(chǎn)小麥品種的培育具有重要的意義[11-13]。宋健明等[14]分析1999—2010年山東審定小麥品種的農(nóng)藝和品質(zhì)性狀的演變，發(fā)現(xiàn)山東省近年來育成小麥品種產(chǎn)量水平穩(wěn)步提高，1999—2010年產(chǎn)量年均提高61.65 kg/hm2，提高成穗率、擴大單位面積穗數(shù)可進一步提高產(chǎn)量潛力，因此建議山東省小麥品種選育以多穗為宜。張俊靈等[15]研究1986—2015年北部冬麥區(qū)旱地小麥品種的演變規(guī)律，表明旱地小麥品種選育應(yīng)在抗旱節(jié)水性選擇的基礎(chǔ)上，通過適當降低株高增強抗倒性，進一步增加穗數(shù)，選育穗子較大、小穗數(shù)適中、結(jié)實性好的品種來提高穗粒數(shù)，通過選擇灌漿期長且灌漿速率高的品種來提高品種的千粒重。目前，有關(guān)江蘇省小麥品種演變規(guī)律的報道較少。本研究對2005—2019年江蘇省審定的109個冬小麥品種的區(qū)域試驗數(shù)據(jù)進行分析，探究近15年江蘇省小麥產(chǎn)量、品質(zhì)和抗病性的演變規(guī)律，旨在為江蘇省小麥新品種選育提供理論依據(jù)和參考。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

試驗材料為2005—2019年江蘇省農(nóng)作物品種審定委員會審定的109個冬小麥品種，各個品種的產(chǎn)量、品質(zhì)相關(guān)參數(shù)、抗病性等指標為該品種當年審定時的數(shù)據(jù)。

1.2 數(shù)據(jù)分析方法

數(shù)據(jù)分析采用WPS和SPSS 20軟件進行統(tǒng)計與分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 產(chǎn)量及產(chǎn)量構(gòu)成因素的變化趨勢

2005—2019年江蘇省審定小麥品種產(chǎn)量和構(gòu)成因素統(tǒng)計結(jié)果見表1。15年間江蘇省審定的冬小麥品種平均產(chǎn)量總體呈上升趨勢，但上升的趨勢不大并且年度間有較小的波動。與對照品種相比，審定品種的產(chǎn)量增加幅度自2007年開始呈現(xiàn)逐年上升的趨勢，增幅為2.49%～6.09%，平均增幅為4.95%。2005—2019年審定品種平均產(chǎn)量為7435.34 kg/hm2，年增產(chǎn)量為134.43 kg/hm2；2005 年產(chǎn)量最低 ，為 6059.70 kg/hm2；2015年產(chǎn)量最高，為7941.70 kg/hm2，較2005年增產(chǎn)31.06%。

表1 2005—2019年江蘇省審定小麥品種產(chǎn)量性狀及株高分析

續(xù)表1

2005—2019年江蘇小麥品種的穗數(shù)、穗粒數(shù)以及千粒重均呈增加的趨勢，其中穗數(shù)的增加幅度較小，年增長率為0.07%，穗粒數(shù)及千粒重年增長率分別為0.31%和0.77%。在產(chǎn)量構(gòu)成因素中，穗粒數(shù)的變異系數(shù)最大，其次為穗數(shù)和千粒重。

2.2 產(chǎn)量與主要性狀間的相關(guān)性分析

從表2可以看出，穗數(shù)和千粒重與產(chǎn)量呈極顯著正相關(guān)，但穗數(shù)相關(guān)程度較大；而穗粒數(shù)與株高均和產(chǎn)量呈負相關(guān)，并且穗粒數(shù)達到極顯著水平。各性狀之間除株高與穗粒數(shù)呈正相關(guān)外，其余兩兩之間均負相關(guān)；其中穗粒數(shù)與千粒重之間呈極顯著負相關(guān)。說明穗數(shù)與千粒重是江蘇省小麥產(chǎn)量增加的主要因素。在育種時，需要協(xié)同考慮穗數(shù)和千粒重，兼顧穗粒數(shù)，使產(chǎn)量三要素協(xié)調(diào)發(fā)展[16]。同時，株高相對較低的品種，穗數(shù)較多，千粒重較高[17]。

表2 2005—2019年江蘇省審定小麥品種產(chǎn)量及主要農(nóng)藝性狀相關(guān)性分析

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)量之間呈正相關(guān)，穗數(shù)與產(chǎn)量偏相關(guān)程度最高(r=0.696)，穗粒數(shù)次之(r=0.301)，千粒重最小(r=0.284)，但穗數(shù)、穗粒數(shù)、千粒重之間均呈負向偏相關(guān)，說明它們之間存在相互制約關(guān)系。

表3 2005—2019年江蘇省審定小麥品種產(chǎn)量及主要農(nóng)藝性狀偏相關(guān)性分析

2.4 品質(zhì)性狀分析

從表4可以看出，近15年來江蘇省審定小麥品種容重平均值為807.3 g/L，蛋白質(zhì)平均含量為13.9%，濕面筋平均含量為29.0%，面團平均穩(wěn)定時間為7.7 min。其中，‘淮麥26’、‘徐麥12’、‘鎮(zhèn)麥10號’、‘淮麥36’、‘鎮(zhèn)麥 12號’、‘淮麥 39’、‘農(nóng)麥 88’、‘隆麥 28’、‘寧麥26’、‘明麥133’、‘揚輻麥10號’、‘揚麥29’、‘農(nóng)麥152’、‘農(nóng)麥158’和‘瑞華麥506’等15個品種的蛋白質(zhì)含量大于14%，濕面筋含量大于30%，面團穩(wěn)定時間大于9.0 min，達到強筋小麥標準，占比為13.76%；有12個品種的蛋白質(zhì)含量為14.4%～17.04%，濕面筋含量為31.20%～39.10%，面團穩(wěn)定時間為3.00～7.80 min，達到了中筋小麥標準，占比為11%；有16個品種的面團穩(wěn)定時間低于3.0 min，有59個品種濕面筋含量低于30.0%，有5個品種的蛋白質(zhì)含量低于14.4%，未達到中筋小麥標準，占比為73.39%。

表4 2005—2019年江蘇省審定小麥品種的品質(zhì)

2.5 各品質(zhì)性狀間相關(guān)性分析

相關(guān)分析（表5）表明，除容重與蛋白質(zhì)含量呈負相關(guān)之外，其他性狀之間均呈正相關(guān)關(guān)系。穩(wěn)定時間與其他3個性狀的相關(guān)程度為容重＞蛋白質(zhì)含量＞濕面筋含量，其中容重與穩(wěn)定時間呈顯著正相關(guān)，蛋白質(zhì)含量與濕面筋含量呈極顯著正相關(guān)。因此應(yīng)該把提高濕面筋含量作為提高小麥品質(zhì)的主要方向。

表5 2005—2019年江蘇省審定小麥品種各品質(zhì)性狀間相關(guān)性分析

2.6 抗病性狀分析

2.6.1 赤霉病抗性 從表6～7可知，109個審定品種中，抗赤霉病的品種有44個，占41%；感病品種有64個，占59%?？共∑贩N中，有39個品種赤霉病的抗性達到中抗，占所有審定品種的36%；64個感病品種中，25個品種達到中感，占比為23%。

2.6.2 紋枯病抗性 從表6～7可知，109個審定品種中，抗紋枯病的品種有3個，占3%，分別為‘淮麥24’、‘徐麥31’和‘淮麥33’；感病品種有106個，占97%?？共∑贩N中，有2個品種紋枯病的抗性達到中抗，為‘淮麥24’和‘徐麥31’，占所有審定品種的2%；106個感病品種中，50個品種達到中感，占比為46%，12個品種達到高感，占比為11%。

表6 2005—2019年江蘇省審定小麥品種的抗病性表現(xiàn)

續(xù)表6

表7 2005—2019年江蘇省審定小麥品種的抗病性

2.6.3 白粉病抗性 從表6～7可知，109個審定品種中，抗白粉病的品種有12個，占11%；感病品種有93個，占85%?？共∑贩N中，有7個品種白粉病的抗性達到中抗，分別為‘揚麥18’、‘寧麥17’、‘淮麥26’、‘鎮(zhèn)麥9號’、‘連麥5號’、‘寧麥18’和‘連麥8號’，占所有審定品種的6%；93個感病品種中，24個品種達到中感，占比為22%，37個品種達到高感，占比為34%。

通過抗病性鑒定發(fā)現(xiàn)，近年來江蘇省育出的小麥品種在抗病性方面表現(xiàn)較差。在109個審定的小麥品種中，兼抗赤霉病和白粉病的小麥品種僅有6個，分別為‘淮麥21’、‘寧麥17’、‘鎮(zhèn)麥9號’、‘寧麥18’、‘揚麥21’和‘揚江麥586’。

3 討論與結(jié)論

2005—2019年，江蘇省審定的小麥品種的平均產(chǎn)量總體呈上升趨勢，但年度間有波動。除株高外，穗數(shù)、穗粒數(shù)和千粒重總體也呈增加的趨勢，但增加幅度較小并且年度間有波動，這與蔣進等[18]的研究結(jié)果一致。陳次娥等[19]認為，小麥高產(chǎn)應(yīng)當在保證足夠穗數(shù)的基礎(chǔ)上，提高穗粒數(shù)和千粒重，本研究結(jié)果與之一致。在制定育種目標時，要綜合考慮各性狀之間的相關(guān)性和協(xié)調(diào)性[20]。而王漢霞等[21]的研究表明，2006—2018年北京市審定的冬小麥品種各農(nóng)藝性狀年際變化規(guī)律中除穗粒數(shù)外，穗數(shù)、千粒重及株高呈逐年下降趨勢。這種差異可能與研究對象的冬春性以及生態(tài)環(huán)境不同有關(guān)。張俊靈等[15]認為，北部冬麥區(qū)旱地小麥主要農(nóng)藝性狀演變趨勢為株高降低，穗粒數(shù)略有減少，有效穗數(shù)和千粒重呈逐漸增加趨勢，這與本研究的結(jié)果不太一致，可能與試驗點土壤條件有關(guān)。

相關(guān)分析表明，穗數(shù)與產(chǎn)量的關(guān)系最為密切，所有農(nóng)藝性狀中只有穗數(shù)和千粒重與產(chǎn)量的關(guān)系呈正相關(guān)，表明在產(chǎn)量三要素中，穗數(shù)是江蘇省小麥產(chǎn)量增加的主要影響因素。偏相關(guān)分析結(jié)果表明，產(chǎn)量三要素與產(chǎn)量的相關(guān)值均為正值，對產(chǎn)量直接貢獻依次為穗數(shù)＞穗粒數(shù)＞千粒重。這與孟麗梅等[22]的研究結(jié)果不太一致，這可能與研究對象和麥區(qū)生態(tài)環(huán)境不同以及旱地小麥少澆水有關(guān)。植株的高度能保證足夠的生物產(chǎn)量，但株高過高易產(chǎn)生倒伏、導致產(chǎn)量下降。本研究結(jié)果表明，小麥株高與產(chǎn)量呈負相關(guān)[23]。這與封超年等[24]研究結(jié)果一致，株高較低、株型比較緊湊的品種具有較高的產(chǎn)量潛力。

江蘇近年審定小麥品種中有15個強筋小麥、12個中筋小麥。109個品種中有58個小麥品種的蛋白質(zhì)含量大于14%，有28個小麥品種的穩(wěn)定時間大于9 min，但是有59個品種濕面筋含量低于30.0%，未達到中筋小麥標準，占審定品種數(shù)的54.12%。相關(guān)分析表明，穩(wěn)定時間與其他3個品質(zhì)性狀均呈正相關(guān)，相關(guān)程度依次為容重＞蛋白質(zhì)含量＞濕面筋含量，其中蛋白質(zhì)含量與濕面筋含量呈極顯著正相關(guān)。因此應(yīng)該把提高濕面筋含量作為提高小麥品質(zhì)的主要方向。

小麥赤霉病、紋枯病和白粉病是影響江蘇省小麥生產(chǎn)的主要病害[25]。2005—2019年審定的109個小麥品種中，沒有兼抗赤霉病、紋枯病和白粉病3種病害的品種，只有6個品種兼抗赤霉病和白粉??；只有3個小麥品種對紋枯病表現(xiàn)出抗性，12個小麥品種對白粉病表現(xiàn)抗性。因此江蘇省審定的小麥品種整體抗病性表現(xiàn)較差，應(yīng)重視抗病尤其是兼抗多種病害小麥品種的選育。培育高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、多抗、高抗小麥新品種是今后江蘇省小麥新品種培育的主要發(fā)展方向。