旱地小麥不同播深條件下胚芽鞘長度與產(chǎn)量的關(guān)聯(lián)性

寧東賢，王小璐 ，趙玉坤 ，楊秀麗 ，馬 崗 ，楊麗萍 ，李 楠

（1.山西省農(nóng)業(yè)科學(xué)院小麥研究所，山西 臨汾 041000；2.山西大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院，山西 太原 030006）

山西省旱地麥田占小麥播種總面積的70%以上[1-2]，降水偏少且季節(jié)分布不均是限制其高產(chǎn)的主要氣候因素[3-4]。旱地小麥適播期遭遇干旱少雨、表土懸虛等不利條件會形成弱苗、缺苗，導(dǎo)致減產(chǎn)絕收[5]。小麥胚芽鞘的長短與其抗旱性和最終產(chǎn)量密切相關(guān)[6-9]。與短胚芽鞘小麥相比，長胚芽鞘小麥的優(yōu)勢在于能夠適當(dāng)深播[10]，充分利用土壤耕層深處的水分，避免土壤表層殘留除草劑、上茬作物殘體等對出苗的影響，搶墑播種，保障苗全苗壯，為后期小麥高產(chǎn)奠定基礎(chǔ)[11]。目前，國內(nèi)外學(xué)者對胚芽鞘與小麥抗旱的相關(guān)性研究較多[12-17]，而針對不同播深條件下小麥胚芽鞘長度與最終產(chǎn)量的關(guān)聯(lián)性研究較少。

本研究選取山西省南部旱地6個冬小麥品種（系）為研究對象，在3～9 cm不同播深條件下調(diào)查胚芽鞘長度、產(chǎn)量及相關(guān)性狀并進行統(tǒng)計分析，以期為旱地小麥育種提供理論借鑒。

1 材料和方法

1.1 試驗材料

試驗于2016年10月至2017年6月在山西省農(nóng)業(yè)科學(xué)院小麥研究所韓村基地進行。6個供試小麥品種（系）分別為：運旱115、晉麥47、臨科6349、臨科 6607、西農(nóng) 928 和洛旱 23，以 C1，C2，……，C6表示。

1.2 試驗設(shè)計

每品種播深設(shè)置3，6，9 cm等3個梯度，隨機區(qū)組設(shè)計，3次重復(fù)。人工定量條播，播量225 kg/hm2，每小區(qū)長6 m、寬5 m，行距15～20 cm，生育期內(nèi)田間管理措施與當(dāng)?shù)卮筇锷a(chǎn)一致。

1.3 測定項目及方法

室內(nèi)參考文獻[10]的方法測定6個品種的胚芽鞘長度（coleoptile length，CL，cm），田間試驗產(chǎn)量相關(guān)性狀的調(diào)查參照國家小麥區(qū)域試驗記載標準進行。記錄總生育期天數(shù)（growth period，GP，d）、有效分蘗率（effective tillering ratio，ET，%）。收獲后室內(nèi)考種，測量千粒質(zhì)量（kilograin weight，KW，g），按小區(qū)面積折合計產(chǎn)（yield，YD，kg/hm2），對上述 5 個性狀指標作統(tǒng)計分析。

1.4 數(shù)據(jù)分析

各性狀數(shù)據(jù)處理及統(tǒng)計分析在軟件SPSS16.0，Excel 2007中完成。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同播深條件下產(chǎn)量相關(guān)性狀的方差分析

表1 不同播深及品種間的方差分析

方差分析結(jié)果（表1）顯示，在總處理的不同播深及品種之間，達到極顯著水平（P＜0.01），存在統(tǒng)計學(xué)意義。

由表2可知，在3，6，9 cm的播深條件下，總生育期天數(shù)（GP）、有效分蘗率（ET）、千粒質(zhì)量（KW）、產(chǎn)量（YD）這4個性狀在不同品種間的差異均達到極顯著水平（P＜0.01）。胚芽鞘長度（CL）因是室內(nèi)測定性狀，此次不作統(tǒng)計分析。

表2 不同播深下各農(nóng)藝性狀的方差分析結(jié)果

2.2 不同播深條件下產(chǎn)量相關(guān)性狀的通徑分析

對產(chǎn)量（YD）及相關(guān)性狀作通徑分析（表3），可得不同農(nóng)藝性狀對產(chǎn)量（YD）的直接貢獻和間接貢獻大小，以直接通徑系數(shù)和間接通徑系數(shù)來反映。在3 cm播深條件下，各性狀對產(chǎn)量（YD）的正向直接效應(yīng)大小依次為千粒質(zhì)量（KW）＞有效分蘗率（ET），負向直接效應(yīng)則為總生育期天數(shù)（GP）＞胚芽鞘長度（CL），而胚芽鞘長度（CL）通過千粒質(zhì)量（KW）對產(chǎn)量（YD）的間接通徑系數(shù)（1.50）為正向效應(yīng)最大，這種趨勢與6，9 cm播深下直接和間接通徑系數(shù)的變化存在差異，這可能與品種在不同播深下的遺傳差異掩蓋了表型性狀差異有關(guān)。在6 cm播深時，有效分蘗率（ET）與產(chǎn)量（YD）有最大正向直接通徑系數(shù)，胚芽鞘長度（CL）次之；而3，9 cm播深下千粒質(zhì)量（KW）對產(chǎn)量（YD）有最大正向直接通徑效應(yīng)。

表3 不同播深下產(chǎn)量相關(guān)性狀的通徑分析結(jié)果

2.3 不同播深條件下不同品種（系）胚芽鞘長與產(chǎn)量的偏相關(guān)分析

與相關(guān)分析相比，偏相關(guān)分析指2個變量同時與多個變量相關(guān)時，將其余變量的影響剔除，只分析2個變量的相關(guān)程度，在多變量統(tǒng)計分析中更具科學(xué)性。由表4可知，播深3 cm時，與產(chǎn)量（YD）關(guān)聯(lián)程度大小排序為：總生育期天數(shù)（GP）＞千粒質(zhì)量（KW）＞有效分蘗率（ET）＞胚芽鞘長度（CL），胚芽鞘長度（CL）與千粒質(zhì)量（KW）的相關(guān)系數(shù)接近顯著水平（P＜0.05），表明胚芽鞘長度（CL）性狀可能更多的作用于小麥千粒質(zhì)量性狀，間接影響最終產(chǎn)量。胚芽鞘長度（CL）和千粒質(zhì)量（KW）、總生育期天數(shù)（GP）和產(chǎn)量（YD）為相關(guān)程度較高的2對性狀（P＝0.06）。播深6 cm時，胚芽鞘長度（CL）與千粒質(zhì)量（KW）之間有最大的偏性關(guān)系數(shù)0.99（P＝0.07），接近顯著相關(guān)水平（P＜0.05）。產(chǎn)量（YD）相關(guān)性狀與播深3 cm時表現(xiàn)出相似的變化趨勢。而在播深9 cm時，因播種深度對小麥種子出苗的影響，各性狀間的關(guān)聯(lián)變化表現(xiàn)不規(guī)律，性狀間偏相關(guān)系數(shù)均達不到顯著水平（P＞0.05）。其中，相關(guān)程度最大的一對性狀為胚芽鞘長度（CL）和總生育期天數(shù)（GP，r＝-0.97）。

表4 不同播深下產(chǎn)量相關(guān)性狀的偏相關(guān)分析

隨播種深度的加大，冬小麥品種（系）產(chǎn)量均表現(xiàn)下降趨勢（表5）。短胚芽鞘的小麥品種（系）下降幅度更大，如洛旱23（CL＝5.40 cm），當(dāng)播深到9 cm時，其產(chǎn)量與播深3cm時相比，下降了19.86%。中等胚芽鞘長度品種晉麥47（CL＝6.90 cm）當(dāng)播種深度由3cm加大到9 cm時，實際田間產(chǎn)量下降19.66%。而最長胚芽鞘品系臨科6349（CL＝9.00 cm）在播深9 cm與播深3 cm時的產(chǎn)量下降率僅為4.11%，說明在相同旱作農(nóng)業(yè)條件下，長胚芽鞘小麥品種比短胚芽鞘小麥品種有更好的適應(yīng)性，具備更強的穩(wěn)產(chǎn)豐產(chǎn)潛力。

表5 不同品種（系）不同播深條件下產(chǎn)量與胚芽鞘長度變化結(jié)果

3 結(jié)論與討論

適當(dāng)深播是應(yīng)對小麥苗期干旱脅迫的有效途徑之一，已在山西省旱作麥區(qū)有較大范圍的應(yīng)用。如何篩選出胚芽鞘長、頂土能力強的小麥新品種（系）是育種者必須要解決的問題。冬小麥胚芽鞘長度這一性狀與其最終田間產(chǎn)量密切相關(guān)，也是品種（系）抗旱性快速鑒定的一種手段。利用室內(nèi)試驗測定并篩選長胚芽鞘冬小麥高世代品系，結(jié)合田間產(chǎn)量和農(nóng)藝性狀綜合比較、分析，能夠有效縮短育種周期，提高旱地小麥育種效率。

在本研究中，通過通徑分析、偏相關(guān)分析等方法，比較不同旱地冬小麥品種（系）在不同播種深度條件下產(chǎn)量相關(guān)性狀的變化規(guī)律，重點研究不同胚芽鞘長度的小麥品種（系）田間產(chǎn)量因子隨播深變化而變化的趨勢。筆者認為，冬小麥新品系臨科6349與對照品種晉麥47相比，胚芽鞘長度增加了30.43%，在9 cm播深的田間產(chǎn)量是3 cm播深的95.89%，下降了4.11%，遠低于中、短胚芽鞘小麥品種（系）的下降率（＞10%），可作為耐深播長胚芽鞘小麥新品系在旱作麥區(qū)進一步推廣應(yīng)用。胚芽鞘長度性狀與千粒質(zhì)量有較大的偏相關(guān)系數(shù)和通徑系數(shù)，說明小麥胚芽鞘可能通過影響千粒質(zhì)量來間接作用于田間產(chǎn)量。在旱地小麥育種工作中，應(yīng)注重對胚芽鞘長度這一小麥特定性狀的室內(nèi)試驗篩選，同時兼顧生育期、有效分蘗率、千粒質(zhì)量等性狀指標的選擇，充分考慮各性狀間的交互、間接通徑作用，科學(xué)統(tǒng)籌，才能更科學(xué)地指導(dǎo)旱地小麥高效育種實踐。

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