小麥黃淮冬麥區北片國家區試品種產量構成因素變異分析

張運校 吳彩霞 劉筱穎

（1 山西省運城市種子管理站，運城 044000；2 臨汾市繼農種業有限公司，山西臨汾 041000）

小麥是我國主要口糧作物，適應性廣、營養價值高、耐儲藏，為人們提供21%的食物熱量和20%的蛋白質[1]。我國小麥在經歷了抗病穩產、矮化抗倒和優質高產后，大量小麥品種被選育，單產和總產大幅度提高，但仍然不能填補當前供需的缺口，因此研究小麥產量及構成因素的關系對于指導今后小麥的育種工作具有重要的理論和實際意義[2-4]。

單位面積有效穗數、穗粒數和千粒重是小麥產量構成三因素，其中千粒重的遺傳力最高，其次為有效穗數[5]。田紀春等[6]研究不同類型超級小麥產量構成因素對籽粒產量的作用后發現：穗數對產量的貢獻最大，一般來說多穗型品種依靠穗數，大穗型品種也必須在一定穗數的基礎上才能在產量方面有所突破。穗粒數提高的潛力在于提高結實率，從而實現大穗目標；粒重取決于籽粒灌漿速率和灌漿持續時間[7-8]。于振文等[9]對兩種類型的品種進行超高產潛力研究，發現分蘗成穗率低的大穗型品種和分蘗成穗率高的中穗型品種均具有9000kg/hm2的產量潛力，只是群體結構和產量結構不同。可見，產量提高是三因素共同作用的結果，三因素之間互相影響、互相制約，在“源”穩定一致的情況下，使穗數、穗粒數和千粒重同步增長，可能是今后小麥育種突破的主攻方向。

目前對小麥產量及構成因素的研究多是圍繞單一環境和品種，從宏觀角度研究小麥產量及構成因素的報道較少。本研究對2015-2018 年間黃淮冬麥區北片區試品種的產量及構成因素進行變異分析、相關分析、回歸分析和通徑分析，旨在探索黃淮冬麥區北片小麥產量及構成因素的變化趨勢和相互關系，為實現小麥高產甚至超高產提供參考依據。

1 材料與方法

1.1 試驗材料數據來源于2015-2016、2016-2017 和2017-2018 年度黃淮冬麥區北片區域試驗，山西省新絳縣原種場試驗點。3年參試品種共32個，品種詳細信息見表1。

表1 參試品種信息

1.2 試驗實施與測定方法每年10 月中旬整地播種，隨旋耕機施復合肥后劃分為長6.67m，寬2m 的小區。每個小區種植9 行，行距為20cm，每個小區重復3 次，各重復隨機區組排列，其他管理與大田相同。成熟前調查成穗數，隨機取100 穗測定穗粒數，脫粒后實測產量和千粒重。

1.3 數據分析采用Microsoft Excel 對數據進行整理，利用SPSS Statistics 20.0 對每年的參試品種產量構成因素進行相關分析、回歸分析和通徑分析[10-11]。

2 結果與分析

2.1 小麥產量構成因素的變異性分析由表2 可知，32 個小麥品種的產量平均為9165.7kg/hm2，變幅為7343.8～10947.0kg/hm2，整體上看，黃淮冬麥區北片小麥品種的產量水平較高，高產潛力大。產量變異系數為11.69%，說明黃淮冬麥區北片品種間產量變化范圍大。有效穗數的均值為700.9 萬穗/hm2，變幅為567.0～819.0 萬穗/hm2，穗粒數均值為34.9粒，變幅為30.0～40.9 粒；千粒重均值為42.1g，變幅為35.5～47.9g。產量構成三因素的變異系數由大到小依次為：有效穗數＞千粒重＞穗粒數，說明在品種選育過程中，較為注重有效穗數這一性狀。

表2 小麥產量相關性狀的變異分析

2.2 小麥產量構成因素間及其與產量的相關性分析了解產量構成三因素與產量的關系，有利于確定今后的育種方向。由表3 可以得出，有效穗數、穗粒數和千粒重與產量均呈正相關關系，有效穗數和千粒重與產量呈極顯著正相關，相關性大小為：有效穗數＞千粒重＞穗粒數，表明有效穗數對產量的影響最大，對產量提高貢獻最大，其次是千粒重。可見當前黃淮冬麥區北片小麥產量應以提高有效穗數和千粒重為主要目標。

穗粒數與有效穗數呈極顯著負相關，表明在當前栽培條件下有效穗數的增減會顯著影響穗粒數；穗粒數和千粒重之間也相互制約。在育種過程中要協調好有效穗數和穗粒數的關系，同時也要注重千粒重。

表3 產量構成因素間及其與產量的相關分析

2.3 產量構成因素對產量的回歸分析以有效穗數（X1）、穗粒數（X2）和千粒重（X3）為自變量，產量（Y）為因變量進行回歸分析，建立了產量在7343.8～10947.0kg/hm2范圍內的三元一次回歸方程Y=-21261.89+15.77X1+274.67X2+232.81X3（表4）。對回歸方程進行顯著性檢驗發現，有效穗數（X1）、穗粒數（X2）和千粒重（X3）的偏回歸系數的顯著性均小于0.05，說明變量X 與Y 之間存在極顯著的線性回歸關系。此外，回歸方程表明，在其他兩個因素不變時，穗粒數每增減1 粒，產量分別增減274.67kg/hm2；有效穗數每增減1 萬穗/hm2，產量分別增減15.77kg/hm2；千粒重每增減1g，產量分別增減232.81kg/hm2。

表4 產量構成因素對產量的回歸分析

2.4 產量構成因素對產量的通徑分析有效穗數、穗粒數和千粒重對產量的直接作用均為正值（表5），表明提高三因素的任何一個，都可以提高產量，單位面積有效穗數作用最大（Py=0.864），穗粒數的作用最小（Py=0.626）。有效穗數、穗粒數和千粒重對產量的直接作用大小為：有效穗數＞千粒重＞穗粒數，這與相關分析和回歸分析的結果基本一致。此外，有效穗數與穗粒數，穗粒數與有效穗數，穗粒數與千粒重及千粒重與穗粒數對產量的間接作用有較大的負效應（表5），說明產量構成三因素之間存在較強的制約關系，任何一因素的變化都會影響其他兩因素。

表5 產量構成因素對產量的通徑系數

3 結論與討論

分析3 年來黃淮冬麥區北片參與區試品種的產量及相關性狀的關系表明，黃淮冬麥區北片品種的有效穗數的變異最大，穗粒數和千粒重變異較小，與多數學者研究結果一致[12-13]。這可能與有效穗數的遺傳力低，受環境條件的影響較大有關。產量三因素與產量之間的多元回歸方程的偏相關系數均呈極顯著，表明變量X 與Y 之間存在極顯著的線性回歸關系。相關分析和通徑分析的結果一致，表明產量三因素對產量均有正向作用，以有效穗數對產量的作用最大，其次是千粒重，與多數學者研究結果基本吻合[14-15]，進一步證明在育種中首先要重視有效穗數，同時還需協調穗粒數和千粒重之間的關系。本文研究結果表明，今后小麥品種應在有效穗數700.9 萬～819.0 萬穗/hm2，在此范圍內重視千粒重，從而實現產量最大化。