王 煒 陳 琛 劉 風 葉春雷 羅俊杰
(1 甘肅省農(nóng)業(yè)科學院生物技術研究所,蘭州 730070;2 甘肅省農(nóng)業(yè)科學院,蘭州 730070)
小麥產(chǎn)量和品質不僅與小麥品種自身的遺傳特性即基因型有關,而且還與氣候環(huán)境和栽培措施密切相關。高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)并兼顧優(yōu)質始終是小麥育種和栽培中最重要的目標,而小麥籽粒性狀如粒長、粒寬和粒重等是小麥籽粒的重要形態(tài)性狀,是衡量小麥品質和產(chǎn)量的重要指標[1],對其產(chǎn)量和磨粉品質具有重要影響,決定著小麥的市場分級和商品價值[2]。小麥籽粒性狀屬典型的復雜數(shù)量性狀,與其遺傳背景及栽培的環(huán)境相關。隴春31 號是甘肅省農(nóng)業(yè)科學院生物技術研究所育成的春小麥品種,2013 年通過甘肅省農(nóng)作物品種審定委員會審定[3],由于該品種具有優(yōu)質多抗等特點,近年來隨著國家農(nóng)業(yè)供給側改革及市場對優(yōu)質小麥的需求旺盛的影響,如何通過配套的栽培技術措施,實現(xiàn)隴春31 號優(yōu)質高產(chǎn)且具有良好的商品性,是該品種受到市場青睞和種糧農(nóng)戶的歡迎、并進一步大規(guī)模推廣種植、助力科技扶貧的緊迫任務。為此,本研究采用裂區(qū)試驗設計方法,探討甘肅中部地區(qū)播期播量與該品種籽粒性狀之間的關系,進而獲得隴春31 號兼具高產(chǎn)和籽粒商品性佳的最優(yōu)播期播量水平,為該品種的推廣種植和成果轉化提供參考。
1.1 試驗材料供試品種為春小麥品種隴春31號。試驗地位于甘肅省農(nóng)業(yè)科學院蘭州安寧區(qū)院本部細胞工程育種基地,103.53°E,36.06°N,海拔1517.2m,年平均降水量327mm。試驗地為川水地,地力均勻,粘質土壤,前茬胡麻。耕層20cm,有機質12.10g/kg、全氮0.75g/kg、全磷0.66g/kg、全鉀19.44g/kg、pH 值8.52。播前結合整地每hm2將N 254.1kg、P2O5154.8kg、K2O 67.5kg 作為底肥一次性施入,分別在拔節(jié)期、孕穗期和灌漿期各灌水1次,灌水量為750m3,各處理保持均勻一致。其余管理同當?shù)卮筇铩?/p>
1.2 試驗設計及方法試驗采用二因素裂區(qū)試驗設計,以播期(X)為主處理,設5 個水平,分別為X1(3月8 日)、X2(3 月13 日)、X3(3 月18 日)、X4(3 月23 日)和X5(3 月28 日);以播量(Y)為副處理,設4 個水平,Y1(405 萬粒/hm2)、Y2(525 萬粒/hm2)、Y3(645 萬粒/hm2)、Y4(765 萬粒/hm2),共20 個處理;行長1.8m,行距0.2m,間比法排列;每個處理5 行,小區(qū)面積為1.8m2;重復3 次。田間觀察記載物候期、苗情以及主要農(nóng)藝性狀。于7 月初收獲,收獲時每小區(qū)從中間行隨機取20 株考種,按小區(qū)單收計產(chǎn)。粒長的測量方法為隨機從每個處理中取完整的50 粒種子,首尾相接,用直尺測量這50粒的長度后求平均值;粒寬則并排排列50 粒種子,測量長度后求平均值。
1.3 數(shù)據(jù)統(tǒng)計與分析采用Excel 2010 和SPSS 25.0 軟件進行數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析。
2.1 播期播量對隴春31 號籽粒性狀的影響總體而言,不同的播期播量均對隴春31 號的籽粒性狀產(chǎn)生影響。隨著播期推后,粒長逐漸降低;而隨著播量的增加,粒長也隨之降低(圖1)。粒寬隨著播期推后而逐漸降低,但播期在3 月8 日(X1)和3 月13 日(X2)時,播量由405 萬粒/hm2(Y1)提高至525 萬粒/hm2(Y2)時,粒寬反而有所提高;此后隨著播期推后及播量的增加,粒寬隨之降低(圖2)。籽粒長寬比是反映籽粒飽滿度的一個重要指標,隨著播期推后,隴春31 號小麥的籽粒長寬比隨之增大;但在前4個播期處理中,籽粒長寬比隨播量的增大呈現(xiàn)先降低后升高的趨勢(圖3)。對于粒重而言,隨著播期的推遲以及播量的增大,粒重隨之降低(圖4)。
2.2 播期播量對隴春31 號產(chǎn)量的影響由表1 可以看出,無論在何種播量下,隴春31 號產(chǎn)量隨著播期的推后而逐漸降低,減產(chǎn)幅度在15.76%~21.45%之間。在同一播期時,隨著播量的增加產(chǎn)量逐漸增加,當播量為645 萬粒/hm2時產(chǎn)量達到最大值,播量進一步增加時產(chǎn)量反而降低。在播期播量組合為X1Y3 時(3 月8 日、645 萬粒/hm2)產(chǎn)量最高,為7050.35kg/hm2。
2.3 隴春31 號產(chǎn)量與籽粒性狀的相關性相關分析結果表明(表2),隴春31 號的籽粒性狀相互之間均顯著或極顯著相關,其中粒寬與產(chǎn)量之間呈極顯著正相關,籽粒長寬比、粒重與產(chǎn)量之間呈極顯著負相關。由此可見,籽粒的這幾個性狀可以間接地反映產(chǎn)量水平。
表1 不同播期播量對隴春31 號產(chǎn)量的影響 (kg)
表2 隴春31 號籽粒性狀和產(chǎn)量的相關性分析
2.4 隴春31 號兼具最高產(chǎn)量與最佳籽粒性狀的播期播量隴春31 號最高產(chǎn)量時的播期播量處理組合為X1Y3(表1),而在此組合時粒長、粒寬、籽粒長寬比和粒重分別為0.681cm、0.328cm、2.065、44.667mg(表3),其相對應的處理組合分別為X1Y1、X1Y2、X2Y3 和X1Y1,計算得知各籽粒性狀最佳處理組合時較最高產(chǎn)量分別減產(chǎn)4.23%、2.31%、1.66%和4.23%。綜合圖1~圖4 和表1~表3,可以確定在甘肅中部地區(qū)隴春31 號兼具最高產(chǎn)量和籽粒最佳性狀的播期播量處理組合應在X1Y3 與X2Y3 之間,即播期為3 月8 日至3 月13 日之間,播量為645 萬粒/hm2。
表3 隴春31 號最高產(chǎn)量時的籽粒性狀及各籽粒性狀最佳時的產(chǎn)量表現(xiàn)
籽粒性狀是衡量小麥產(chǎn)量和品質的重要指標。其中粒長、粒寬和籽粒長寬比作為小麥籽粒重要的形態(tài)性狀,對小麥的品質性狀如濕面筋含量、沉降值、出粉率和灰分等有著重要的影響,決定著小麥的市場分級和商品價值[1,3-4]。按照GB/T5498—2013(糧油檢驗 容重測定國家標準)規(guī)定,我國將粒寬小于1.5mm 的小麥籽粒作為雜質處理。此外,較小的籽粒還會降低種子的發(fā)芽率、出苗率和壯苗率[5]。由于籽粒性狀與小麥的自身基因型和栽培環(huán)境相關[6],對于某一特定品種來說,應用栽培措施來獲得高產(chǎn)且商品性好的籽粒對于品種的推廣種植是非常必要的。
本研究結果表明,播期播量對隴春31 號粒長、粒寬、籽粒長寬比和粒重具有顯著影響;其中粒長、粒寬和粒重隨著播期的推遲和播量的增大基本呈現(xiàn)逐漸降低的態(tài)勢,對籽粒長寬比的影響則是隨播期推遲而增大,隨著播量的增大籽粒長寬比呈現(xiàn)先降低后升高的趨勢。產(chǎn)量與籽粒性狀的相關分析結果表明,隴春31 號產(chǎn)量與粒長和粒寬呈顯著正相關;與粒重和籽粒長寬比呈顯著負相關。這與辛芳[2]、田斌等[7]在小麥上以及張躍進等[8]在大麥上的研究結果相似。進一步通過分析獲得了兼顧隴春31號最佳產(chǎn)量和籽粒性狀的播期播量水平,即播期為3 月8 日至3 月13 日之間,播量為645 萬粒/hm2。甘肅中部地區(qū)春小麥傳統(tǒng)上一般在3 月初至3 月中旬播種[9],這與本研究情況相符;本研究所獲得的隴春31 號最佳播量較大部分春小麥品種的播量(525 萬粒/hm2)高,這可能與該品種分蘗能力弱、以主莖成穗為主有關。