近10 a 黃淮旱地小麥品種主要性狀的演變

孟麗梅，楊子光，孫軍偉，張 珂，田文仲，郭軍偉

（洛陽農林科學院，河南洛陽471022）

小麥是我國的主要糧食作物，在糧食安全、國計民生、社會發(fā)展和穩(wěn)定中具有極其重要的作用。據統(tǒng)計，2010 年我國耕地受旱面積達645 萬hm2，其中，80%屬于黃淮旱地麥區(qū)，其主要分布在山西、陜西、河南、河北、山東、甘肅、寧夏等省份[1-2]。迄今為止，威脅人類生存并已被人類認識到的環(huán)境問題中，全球變暖、干旱頻發(fā)已經成為管理者、育種者等最為關心的話題。為抵御干旱災害，除調整耕作制度、采用節(jié)水栽培等措施之外，利用作物自身抗旱能力抵御災害便成為一種重要的途徑，培育抗旱、節(jié)水、高產小麥品種已成為小麥育種的重要目標。

農作物品種區(qū)域試驗結果直接為新品種審定提供依據，新品種的問世必須建立在對其豐產性、穩(wěn)產性、特征特性的準確評價的基礎上，因此，這已成為區(qū)域試驗品種鑒定的重要課題。國內外已有許多學者就有關小麥品種的演變規(guī)律進行了大量的研究，從研究結果發(fā)現，有的性狀變化方向在全國范圍內趨于一致，但有些性狀變化因地而異。

本研究選用洛陽農林科學院主持的黃淮冬小麥旱地區(qū)試資料，對2008 年以來近10 a 黃淮冬麥區(qū)旱肥組區(qū)域試驗參試品種（系）的主要農藝性狀以及品質性狀進行了分析整理[3]，試圖找出黃淮小麥品種改良的現狀和存在的問題，為今后小麥品種改良和合理利用提供參考。

1 材料和方法

1.1 試驗材料

供試材料為2008—2018 年近10 a 黃淮冬麥區(qū)旱肥組小麥區(qū)域試驗參試品種（系），共計129 個品種，各年度試驗情況及性狀匯總列于表1。

表1 2008—2018 年黃淮旱肥組小麥品種性狀平均值

1.2 主要農藝性狀和品質指標

選取成穗數、穗粒數、千粒質量、抽穗期、成熟期、全生育期、株高、籽粒灌漿時間等農藝性狀以及蛋白質含量、濕面筋含量、面團穩(wěn)定時間、沉降值、吸水率、延伸性、拉伸面積、最大抗延阻力等品質指標進行分析。

1.3 數據處理

采用Excel 和SPSS 進行數據相關性分析、回歸分析、通徑分析等。

2 結果與分析

為研究黃淮冬麥區(qū)旱肥組小麥品種區(qū)試主要性狀近10 a 的變化特點，對2008—2018 年參試品種主要性狀的平均數依年份進行研究分析，通過回歸系數的大小和顯著性來探討主要性狀的遺傳規(guī)律，為小麥遺傳改良提供技術參考（表2）。

2.1 近10 a 黃淮旱肥地區(qū)試品種（系）主要性狀的遺傳演變

2.1.1 全生育期的演變 從表2 可以看出，參試品種全生育期隨品種育成年份的增加呈減少趨勢，平均每年減少0.635 6 d；灌漿時間呈增加趨勢，平均每年增加0.263 4 d；成熟期呈延遲趨勢，平均每年延遲0.327 4 d；抽穗期呈推遲趨勢，平均每年增加0.462 5 d。

2.1.2 株高的演變 由表1 可知，黃淮旱肥組小麥品種平均株高75.0 cm，變化幅度為67.0～81.7 cm。從表2 還可以看出，株高隨品種育成年份的延遲呈增加趨勢，平均每年增加0.623 2 cm。

表2 各性狀以年代的直線回歸

2.1.3 產量及產量構成因素的演變 從表1，2 可以看出，隨著品種育成年份的延遲，產量呈增加趨勢，產量三要素的變化是：有效穗數呈增加趨勢，平均每年每666.7 m2增加0.843 5 萬穗；每穗的穗粒數呈增加趨勢，平均每年增加0.835 1 粒；千粒質量呈增加趨勢，平均每年增加0.902 6 g。

2.2 主要性狀間的相關性分析以及通徑分析

為進一步研究小麥品種各性狀之間的關系以及產量三要素對產量貢獻的大小，對其性狀進行相關性分析以及構成因素間的通徑分析（表3，4）。

2.2.1 主要性狀間的相關性分析 從表3 可以看出，株高與產量呈極顯著正相關；成熟期與灌漿時間呈極顯著正相關，與有效穗數呈顯著負相關；穗粒數、有效穗數與產量呈顯著正相關，表明在品種選育過程中，注重穗粒數的增加和提高公頃穗數，從而達到提高產量的目的。

表3 主要性狀間的相關性

2.2.2 產量及產量構成因素間的通徑分析 從表4 可以看出，參試品種產量構成因素對產量的直接貢獻大小順序依次為有效穗數＞千粒質量＞穗粒數，有效穗數對產量的直接影響最大，通徑系數達到0.538 8，說明有效穗數對產量的提高起到了主要作用；千粒質量對產量的直接影響僅次于有效穗數，通徑系數為0.462 7，而穗粒數對產量的影響最小，通徑系數為0.392 8。

表4 產量與其構成因素間的通徑分析

2.3 近10 a 黃淮旱肥區(qū)試品種（系）主要品質性狀的變化

近10 a 黃淮冬麥區(qū)旱肥組區(qū)試品種（系）品質性狀情況為，容重、蛋白質含量、濕面筋含量、吸水率等性狀基本保持穩(wěn)定，穩(wěn)定時間、拉伸面積、延伸性、最大抗延阻力穩(wěn)中有升（表5）。

表5 2008—2018 年黃淮旱肥組品質性狀的平均值

2.3.1 容重 由表5 可知，參試品種容重平均值為802.8 g/L，變化范圍在787.1～824.0 g/L，整體變異幅度較小，年際間波動均接近于平均值。由圖1 可知，變化趨勢是隨著年份的增加，容重基本保持穩(wěn)定，最高值和最低值出現的年份分別在2016 年和2013 年，分別為824.0，787.1 g/L。分析其原因，可能是氣候、土壤等外界因素對容重的影響較大。

2.3.2 蛋白質含量 由圖2 可知，蛋白質含量沒有明顯的上升或下降趨勢；由表5 可知，蛋白質含量平均為14.0%，其中有5 個年份略高于平均值或者與平均值持平，有5 個年份略低于平均值，其變化趨勢均在平均值上下波動，蛋白質含量較高的年份在2013 年，為15.0%，蛋白質含量較低的年份在2016 年，為13.0%。

2.3.3 濕面筋含量 從圖3 可以看出，隨著年份增加濕面筋含量未見明顯增加或者減少趨勢，濕面筋含量平均為30.9%（表5），其中，2015 年和2016 年略低于平均值外，其余年份均高于平均值?？梢姡S淮冬麥區(qū)旱肥組近年來加強了小麥品質的改良，特別是濕面筋的含量。

2.3.4 穩(wěn)定時間 由圖4 可知，黃淮冬麥區(qū)旱肥組品種近10 a 平均穩(wěn)定時間為4.5 min，最高值出現在2011 年，為7.4 min，最低值出現在2014 年，為2.6 min，其余年份均在平均值上下波動，整體看來，并沒有明顯提升。2015 年以來雖有緩慢的升高，但升高的趨勢不明顯，變化幅度較小，年均值略高于中筋水平。可見，近年來黃淮旱肥組加強了品種面團穩(wěn)定時間的改良，但穩(wěn)定時間普遍較低，從分類標準看，還處于中筋品種標準。

2.3.5 沉降值 由圖5 可知，沉降值年際間平均值除2014 年略低于平均值外，其余年份均接近或高于平均值（32.0 mL），略超過中筋標準（30～45 mL），說明黃淮旱地麥區(qū)蛋白質質量一般，今后品種的品質改良上沉降值也是一個重點。

2.3.6 延伸性 由圖6 可知，延伸性年際間變幅為142.1～183.5 mm，除2013 年為183.5 mm 外，其余年份（2008—2015 年均值為155.0 mm），略低于平均值，未見明顯的上升或降低趨勢。

2.3.7 吸水率 由圖7 可知，整體來看，黃淮冬麥區(qū)旱地小麥品種年際間變化不明顯，其年際間平均值接近于均值（57.6%），變幅在55.2%～60.1%，最高值（60.1%）出現在2009 年，最低值（55.2%）出現在2015 年。從圖7 還可以看出，2013 年后呈現出緩慢上升的趨勢，黃淮冬麥區(qū)旱肥組近10 a 參試品種面粉吸水率還是比較高的。2008—2013 年呈現與均值上下波動，沒有明顯的趨勢，可能是因為影響吸水率的因素比較復雜。

2.3.8 拉伸面積 從圖8 可以看出，黃淮冬麥區(qū)旱地小麥拉伸面積最低值在2014 年，為33.5 cm2，最高值在2017 年，為71.0 cm2，從2008—2018 年年際平均值可看出，拉伸面積除了2014 年外（＜50 cm2），其余年份均≥50 cm2，達中筋品種標準，可見，該組品種在拉伸面積方面改良潛力還很大。

2.3.9 最大抗延阻力 由圖9 可知，黃淮冬麥區(qū)旱地小麥最大抗延阻力的最小值出現在2014 年，為147.8 E.U.，最大值出現在2017 年，為482.0 E.U.，其余年份均＞200 E.U.。最大抗延阻力與拉伸面積呈現出基本相同的趨勢，說明二者關系密切。

3 討論

3.1 拓寬育種途徑，實現抗旱、高產完美結合

隨著全球水資源的日益枯竭和分布不均，干旱程度逐年增加，特別是我國北方小麥冬春發(fā)生連續(xù)干旱，僅僅2008 年和2011 年2 a 全國小麥最大受旱面積分別高達1 066.7 萬，773.3 萬hm2，造成旱地小麥大幅減產[4-15]。如何應對干旱給小麥生產帶來嚴重減產的現狀，研究者認為，通過培育相對耐旱的品種來解決小麥干旱將是一個一勞永逸的途徑，由此可見，抗旱材料的篩選尤顯重要。研究顯示，黃淮冬麥區(qū)旱肥組近10 a 區(qū)試最高產量出現在2016 年，為6 576.0 kg/hm2，最低產量出現在2013 年，為4 689 kg/hm2，平均產量5 803.5 kg/hm2。旱地小麥產量等性狀不同年際間變化，反映旱地小麥品種隨著生產條件的轉變，由抗旱耐瘠型逐漸向抗旱耐肥型和抗旱節(jié)水型發(fā)展。為適應旱地小麥高產、穩(wěn)產的可持續(xù)發(fā)展，旱地小麥品種的選育應將抗旱和節(jié)水、豐產與穩(wěn)產充分結合，以適應旱地小麥高產需求。

3.2 加強優(yōu)質小麥品種選育，注重指標綜合發(fā)展

黃淮旱地小麥受地形、地貌，氣候條件，生產條件的影響較大，旱地小麥品種產量隨氣溫、降水和耕作栽培等環(huán)境變化影響較大。旱地小麥主要分布在丘陵地區(qū)，其產量構成是在穩(wěn)定有效穗數基礎上，提高穗粒數和千粒質量，從而實現抗旱、高產、節(jié)水，提高品種對逆境的適應能力[16-20]。因此，在小麥品種選育中，培育抗旱節(jié)水、高產優(yōu)質的旱地小麥品種對于緩解黃淮麥區(qū)水資源危機，保障國家糧食安全、生態(tài)安全和社會可持續(xù)發(fā)展具有重要意義。從近10 a 來黃淮旱肥麥區(qū)區(qū)試參試品種各項品質指標年際間平均數（穩(wěn)定時間為4.5 min，沉降值為32.0 mL，拉伸面積為56.8 cm2，最大抗延阻力為278.2 E.U.）表明，黃淮旱肥麥區(qū)加強了穩(wěn)定時間的改良，參試品種的面團穩(wěn)定時間呈緩慢延長趨勢，但穩(wěn)定時間還偏低，沉降值仍在平均值上下波動，拉伸面積和最大抗延阻力在逐步提升，說明黃淮旱肥麥區(qū)加強了對這些性狀的改良，并取得了成效。