葉 君 ，吳曉華 ，崔國惠 ，王小兵 ，于美玲 ，杜昕帥 ，王亞東 ，趙麗茹 ，李元清

（1.內(nèi)蒙古自治區(qū)農(nóng)牧業(yè)科學院,內(nèi)蒙古呼和浩特 010031；2.河北農(nóng)業(yè)大學,河北保定 071001；3.內(nèi)蒙古大學,內(nèi)蒙古呼和浩特 010021）

春小麥是我國主要的糧食作物,在糧食生產(chǎn)中占據(jù)著重要地位。內(nèi)蒙古春麥區(qū)是我國春小麥主產(chǎn)區(qū)之一[1]。其中,雨養(yǎng)農(nóng)業(yè)區(qū)占有很大比例,特別是陰山北麓。然而,在陰山北麓雨養(yǎng)條件下,小麥產(chǎn)量水平低、品質(zhì)差等問題極為突出。針對上述小麥生產(chǎn)問題,2016年在化德縣開展了小麥新品種引進示范,以篩選出一批適于陰山北麓小麥生產(chǎn)的新品種,從而在產(chǎn)量和品質(zhì)方面滿足生產(chǎn)和市場發(fā)展需要,促進陰山北麓小麥生產(chǎn)水平的提高和產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。

有關小麥產(chǎn)量、品質(zhì)特性的研究很多。從品種特性來看,畝穗數(shù)、穗粒數(shù)和千粒重是影響小麥產(chǎn)量的主要因素[2-3]。除此之外,生態(tài)環(huán)境和配套的栽培措施也是籽粒產(chǎn)量的重要影響因素[4-6],只有當品種特性、生態(tài)環(huán)境和栽培措施協(xié)調(diào)發(fā)展時,才能獲得更高的產(chǎn)量[7-9]。隨著人們對小麥商品效益的重視,小麥品質(zhì)成為小麥育種和生產(chǎn)的另一個重要目標,優(yōu)質(zhì)和高產(chǎn)同等重要。楊春霞[10]研究表明,在不同栽培措施條件下,籽粒產(chǎn)量與蛋白質(zhì)產(chǎn)量呈極顯著正相關,與蛋白質(zhì)含量無顯著相關性。孫致良等[11]研究表明,籽粒產(chǎn)量和蛋白質(zhì)含量的表型相關和遺傳相關均達極顯著水平。總體來看,上述研究具有一定的局限性,有關陰山北麓雨養(yǎng)條件下春小麥品種產(chǎn)量、品質(zhì)特性的研究較少,且不系統(tǒng)。因此,本試驗以內(nèi)蒙古、黑龍江、甘肅等地生產(chǎn)中大面積種植的春小麥品種為試驗材料,研究不同春小麥品種的農(nóng)藝性狀、籽粒產(chǎn)量、產(chǎn)量構成因素及籽粒品質(zhì)特性,明確雨養(yǎng)條件下籽粒產(chǎn)量與籽粒品質(zhì)性狀的內(nèi)在聯(lián)系,旨在為陰山北麓雨養(yǎng)條件下高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)小麥的篩選和配套栽培措施的制定提供理論依據(jù)與技術支持。

1 材料和方法

1.1 試驗材料

試驗材料為內(nèi)蒙古、黑龍江、甘肅等地生產(chǎn)中大面積種植的品種,其中,內(nèi)蒙古品種5個,黑龍江品種1個,甘肅品種6個,品種詳情見表1。

1.2 試驗方法

1.2.1 試驗設計 試驗于2016年在化德縣白彥塔拉鄉(xiāng)永紅村（114°00′E,41°90′N）進行。該區(qū)域年平均氣溫2.5℃,年平均降水量330 mm,雨水大多集中在6—8月。年平均無霜期102 d,年平均日照時數(shù)為3 078.7 h,干旱、霜凍為主要災害性天氣。2016年化德縣小麥全生育期月降水量與月平均氣溫見圖1。播種前進行土壤肥力測定,土壤相關指標為：有機質(zhì)含量23.4 g/kg,pH值為8.33,全氮為1.46 g/kg,有效N、有效P和速效K含量分別為60.0,14.8,112.0 mg/kg,水溶性鹽總量為0.99 g/kg。底肥為磷酸二銨,施用量為150 kg/hm2,播種量為225 kg/hm2。試驗采用隨機區(qū)組設計。2016年4月22日播種,采用自走式播種機進行播種,小區(qū)長40 m、寬5 m,面積為200 m2,3次重復,全生育期不進行人工灌水,8月23日收獲。

表1 供試材料及來源

圖1 2016年化德縣月平均氣溫與月降水量

1.2.2 試驗方法 氣象記錄：從國家氣象信息中心獲得化德縣2016年4—8月的氣象數(shù)據(jù)。農(nóng)藝性狀：在成熟期測量各品種株高、主穗長、小穗數(shù)、有效小穗數(shù)、畝穗數(shù)、穗粒數(shù)和千粒重。籽粒產(chǎn)量：通過實測,將實際的籽粒產(chǎn)量折合成公頃產(chǎn)量。籽粒品質(zhì)：采用瑞典近紅外檢測儀（Perten公司生產(chǎn),DA7200型號）測定籽粒品質(zhì)。統(tǒng)計方法：使用SPSS 19.0軟件對農(nóng)藝性狀、籽粒產(chǎn)量、品質(zhì)性狀進行方差分析與相關性分析,同時對產(chǎn)量構成因素進行通徑分析。

2 結果與分析

2.1 農(nóng)藝性狀

由表2可知,不同春小麥品種的株高在50.8～82.2 cm,其中,甘春32號的株高為82.2 cm,其次是定西42號,株高為80.8 cm,這兩個品種的株高顯著高于其他品種（P＜0.05）；株高最低的是農(nóng)麥5號,僅為50.8 cm。不同春小麥品種的主穗長在6.6～9.9 cm,小穗數(shù)在10.7～15.4個；不同品種相比較,拉1553的主穗長顯著高于其他品種（P＜0.05）,小穗數(shù)除龍麥35、定豐17、甘春32外均顯著高于其他品種（P＜0.05）。不同品種的有效小穗數(shù)為8.9～14.2個,拉1553的有效小穗數(shù)可達14.2個,除甘春32外,均顯著高于其他品種。

表2 不同春小麥品種農(nóng)藝性狀的比較

2.2 籽粒產(chǎn)量與產(chǎn)量構成因素

由表3可知,不同春小麥品種籽粒產(chǎn)量差異顯著,在 1 240.65～2 591.25 kg/hm2。其中,籽粒產(chǎn)量最高的品種為太空格萊尼,產(chǎn)量高達2 591.25 kg/hm2；其次是拉1553,產(chǎn)量為2 461.20 kg/hm2。從產(chǎn)量構成因素來看,太空格萊尼的畝穗數(shù)為11.47萬穗,顯著高于其他品種（P＜0.05）。拉1553的穗粒數(shù)為40.47粒,也顯著高于其他品種（P＜0.05）。不同春小麥品種千粒重在37.06～48.44 g,千粒重最大的品種為農(nóng)麥2號和農(nóng)麥4號,分別為48.44,47.98 g；而太空格萊尼和拉1553的千粒重居中,分別為43.63,46.62 g；千粒重最小的品種是定西40號,為37.06 g。

表3 不同春小麥品種產(chǎn)量構成因素與籽粒產(chǎn)量

2.3 產(chǎn)量構成因素對籽粒產(chǎn)量的貢獻率

由表4可知,產(chǎn)量構成因素對籽粒產(chǎn)量直接作用最大的是畝穗數(shù),高達1.030；其次是穗粒數(shù),直接作用為0.440；最小的是千粒重,直接作用為0.360。從間接作用來看,畝穗數(shù)也是貢獻最大的,為0.192；其次是穗粒數(shù),為0.054；而千粒重的間接作用不僅最小,而且表現(xiàn)為負作用,為-0.484。

表4 產(chǎn)量構成因素對籽粒產(chǎn)量的貢獻率

2.4 品質(zhì)性狀

由表5可知,不同品種籽粒的水分含量在10.60%～11.29%,其中,西旱2號水分含量最高。不同品種籽粒的蛋白質(zhì)含量在10.47%～16.24%,農(nóng)麥2號和農(nóng)麥4號的蛋白質(zhì)含量顯著高于其他品種（P＜0.05）。而龍麥35和定豐17蛋白質(zhì)含量顯著低于其他品種（P＜0.05）。濕面筋含量在21.2%～34.5%,與蛋白質(zhì)含量表現(xiàn)出相似的趨勢。除了太空格萊尼（59.9%）外,其他品種的吸水率均在60.0%以上。不同品種籽粒的穩(wěn)定時間差異顯著,農(nóng)麥2號穩(wěn)定時間最長,為14.4 min,而定豐17的穩(wěn)定時間僅為1.2 min。不同品種籽粒的形成時間與穩(wěn)定時間表現(xiàn)出相似的趨勢。沉降值方面,農(nóng)麥2號、農(nóng)麥4號顯著高于其他品種（P＜0.05）。容重方面,農(nóng)麥2號、拉1553顯著高于其他品種（P＜0.05）；其次是農(nóng)麥4號。在拉伸面積方面,定西42號顯著高于其他品種（P＜0.05）,其次是農(nóng)麥2號。不同品種籽粒的出粉率在67%～74%,出粉率最高的品種是拉1553,其次是農(nóng)麥4號和龍麥35。

表5 不同春小麥品種籽粒品質(zhì)性狀的比較

2.5 籽粒產(chǎn)量和品質(zhì)性狀的相關性

由表6可知,籽粒產(chǎn)量與籽粒品質(zhì)性狀中的大多數(shù)表現(xiàn)出不同程度的負相關關系。其中,蛋白質(zhì)含量、濕面筋含量與籽粒產(chǎn)量呈現(xiàn)極顯著負相關關系,其相關系數(shù)分別為-0.798和-0.806。同時,穩(wěn)定時間、沉降值與籽粒產(chǎn)量也呈現(xiàn)出顯著負相關關系,其相關系數(shù)分別為-0.605和-0.683。從產(chǎn)量構成因素來看,主要是畝穗數(shù)與籽粒品質(zhì)性狀中的大多數(shù)表現(xiàn)出極顯著負相關關系。

3 結論與討論

通過對陰山北麓雨養(yǎng)條件下不同春小麥品種產(chǎn)量品質(zhì)特性的研究,結果表明：太空格來尼和拉1553的產(chǎn)量最高,分別為2 591.25,2 461.20 kg/hm2,甘春32號和龍麥35產(chǎn)量次之（表3）,農(nóng)麥2號和農(nóng)麥4號的產(chǎn)量雖然低,但其籽粒蛋白質(zhì)含量、濕面筋含量均顯著高于其他品種,表現(xiàn)出較好的強筋品質(zhì)特性（表5）。值得注意的是,不同品種籽粒產(chǎn)量普遍偏低,這與化德縣當?shù)氐臍夂蛎芮邢嚓P,2016年化德縣4—5月的月降水量在3.1～32.8 mm,而月平均溫度在7.1～12.6℃（圖1）。干旱和低溫在該區(qū)域頻繁發(fā)生,嚴重影響小麥的生長,導致小麥籽粒產(chǎn)量大幅降低。

表6 籽粒產(chǎn)量和品質(zhì)性狀的相關性

我國是小麥生產(chǎn)大國[12]。有關小麥產(chǎn)量構成因素與產(chǎn)量關系的研究很多,王繼濱等[13]研究表明,產(chǎn)量構成因素對產(chǎn)量貢獻率大小依次表現(xiàn)為穗粒數(shù)＞畝穗數(shù)＞千粒重。楊春玲等[14]研究表明,畝穗數(shù)對小麥產(chǎn)量的貢獻率最大,千粒重次之,穗粒數(shù)對產(chǎn)量的貢獻率最小。與上述研究結果有所不同,本試驗結果表明：在化德縣雨養(yǎng)條件下,畝穗數(shù)的貢獻率最大,達到1.030,其次是穗粒數(shù),貢獻率為0.440,而千粒重的貢獻率最小,僅為0.360（表4）。從籽粒品質(zhì)性狀來看,農(nóng)麥2號和農(nóng)麥4號在籽粒蛋白質(zhì)含量、濕面筋含量方面均顯著高于其他品種。其中,農(nóng)麥2號的籽粒蛋白質(zhì)含量為16.24%,濕面筋含量為34.2%；農(nóng)麥4號的籽粒蛋白質(zhì)含量為16.18%,濕面筋含量為34.5%（表5）。這些數(shù)據(jù)均表明農(nóng)麥2號和農(nóng)麥4號表現(xiàn)出較好的強筋品質(zhì)特性。從籽粒產(chǎn)量和品質(zhì)性狀的相關分析來看,籽粒產(chǎn)量與蛋白質(zhì)含量、濕面筋含量呈極顯著的負相關（表6）,說明同時達到高產(chǎn)和強筋的目標有較大的難度,這與宋佳靜等[15]的研究結果相似。根據(jù)上述分析結果,在雨養(yǎng)條件下,高產(chǎn)強筋小麥的選育和栽培措施的制定應注意協(xié)調(diào)畝穗數(shù)與蛋白質(zhì)含量、濕面筋含量等品質(zhì)性狀的關系,同時穩(wěn)定穗粒數(shù),提高千粒重,充分發(fā)揮品種的產(chǎn)量、品質(zhì)特性,從產(chǎn)量和品質(zhì)方面滿足陰山北麓小麥生產(chǎn)和市場發(fā)展的需要。