馬 宇,呂二鎖,巴 圖,徐壽軍,徐廣祥,李建波,杜慧婷,劉志萍

0 引 言

【研究意義】近年來,世界大麥的需求迅猛增加[1],目前我國(guó)大麥現(xiàn)有品種產(chǎn)量、品質(zhì)等穩(wěn)定性還較差,限制了大麥產(chǎn)業(yè)發(fā)展,因此,培育優(yōu)質(zhì)、豐產(chǎn)、適應(yīng)性強(qiáng)的大麥新品種,對(duì)于提高國(guó)產(chǎn)大麥競(jìng)爭(zhēng)力具有重要意義。【前人研究進(jìn)展】大麥兼具糧食加工、啤酒釀造、禽畜飼養(yǎng)、食藥保健等多種用途[2-3],因其具有早熟、耐瘠薄、適應(yīng)性廣等特性,在世界農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中至今仍占有重要地位[4-5]。蒙啤麥5號(hào),是由內(nèi)蒙古自治區(qū)農(nóng)牧業(yè)科學(xué)院作物科學(xué)研究所大麥研究室以ND15403為母本,ND15387為父本雜交選育而成[6]。【本研究切入點(diǎn)】有關(guān)大麥新品種蒙啤麥5號(hào)豐產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)適應(yīng)性研究文獻(xiàn)較少,需研究大麥新品種蒙啤麥5號(hào)生產(chǎn)應(yīng)用價(jià)值。【擬解決的關(guān)鍵問題】利用蒙啤麥5號(hào)多年多點(diǎn)區(qū)域試驗(yàn)及生產(chǎn)試驗(yàn)數(shù)據(jù),通過比較分析法、高穩(wěn)系數(shù)法、基因型分組法以及適應(yīng)性參數(shù)法對(duì)其進(jìn)行豐產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)及適應(yīng)性分析,并利用通徑分析為該品種的進(jìn)一步規(guī)?；a(chǎn)應(yīng)用提供有利的數(shù)據(jù)支撐。

1 材料與方法

1.1 材 料

供試材料除09GW-07為國(guó)外引進(jìn)大麥(HordeumvulgareL.)資源外,其余均為內(nèi)蒙古自治區(qū)農(nóng)牧業(yè)科學(xué)院大麥研究室自主選育品種。數(shù)據(jù)來源于2012年度(呼和浩特市、巴彥淖爾市、錫盟太仆寺旗、海拉爾特泥河農(nóng)場(chǎng)、牙克石市)和2013年度(呼和浩特市、巴彥淖爾市、錫盟太仆寺旗、海拉爾特泥河農(nóng)場(chǎng)、海拉爾拉布大林農(nóng)場(chǎng))內(nèi)蒙古自治區(qū)啤酒大麥新品種區(qū)域試驗(yàn)以及2014年度(巴彥淖爾市、錫盟太仆寺旗、海拉爾特泥河農(nóng)場(chǎng)、海拉爾拉布大林農(nóng)場(chǎng))和2015年度(呼和浩特市、巴彥淖爾市、錫盟太仆寺旗、海拉爾特泥河農(nóng)場(chǎng))內(nèi)蒙古自治區(qū)啤酒大麥新品種生產(chǎn)試驗(yàn)。

1.2 方 法

區(qū)域試驗(yàn)參照內(nèi)蒙古自治區(qū)大麥聯(lián)合區(qū)域試驗(yàn)要求,采用隨機(jī)區(qū)組排列,重復(fù)3次,小區(qū)長(zhǎng)5 m、寬2.5 m、行距0.25 m、10行區(qū),小區(qū)面積12.5 m2,區(qū)間距離0.5 m,重復(fù)間距離0.8 m,播種量按保苗27×104株/667m2株計(jì)算。人工開溝撒籽,收獲時(shí)不去邊行全收計(jì)產(chǎn)。生產(chǎn)試驗(yàn)各示范點(diǎn)每一品系在同一示范點(diǎn)統(tǒng)一種植667～3 335 m2,保苗27×104～33×104株/667m2。

1.2.1 豐產(chǎn)性

采用蒙啤麥5號(hào)與對(duì)照品種在2年區(qū)域試驗(yàn)及生產(chǎn)試驗(yàn)中的產(chǎn)量結(jié)果相比較的方法,分別計(jì)算增減產(chǎn)比例及增產(chǎn)點(diǎn)率。

1.2.2 穩(wěn)產(chǎn)性

采用溫振民等[7]提出的高穩(wěn)系數(shù)法以及Francis等[8]提出的基因型分組法進(jìn)行高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)性分析。

高穩(wěn)系數(shù)法:HSCi=(Xi-Si)/(1.1×Xck)×100%.

式中,Xi:第i個(gè)品種平均產(chǎn)量;Si:第i個(gè)品種標(biāo)準(zhǔn)差;Xck:對(duì)照品種平均產(chǎn)量。

基因型分組法:以變異系數(shù)為橫坐標(biāo),以產(chǎn)量為縱坐標(biāo),以參試品種變異系數(shù)均值及產(chǎn)量均值為坐標(biāo)原點(diǎn),構(gòu)成4個(gè)象限,得出各品種散點(diǎn)圖。

1.2.3 適應(yīng)性

采用俞世蓉等[9]提出適應(yīng)性參數(shù)法進(jìn)行適應(yīng)性分析。

適應(yīng)性參數(shù)法:以適應(yīng)性參數(shù)為橫坐標(biāo);以產(chǎn)量為縱坐標(biāo),以適應(yīng)性參數(shù)等于1、參試品種產(chǎn)量平均值為坐標(biāo)原點(diǎn)(1,產(chǎn)量平均值),構(gòu)成4個(gè)象限,得出各品種散點(diǎn)圖。

1.3 數(shù)據(jù)處理

采用Microsoft Excel 2010進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。采用SPSS 17.0軟件,利用線性回歸的方法實(shí)現(xiàn)通徑分析[10]。

2 結(jié)果與分析

2.1 大麥區(qū)域試驗(yàn)產(chǎn)量表現(xiàn)

研究表明,蒙啤麥5號(hào)在2012年區(qū)試5個(gè)試點(diǎn)中平均產(chǎn)量4 921.6 kg/hm2,居第3位,較對(duì)照蒙啤麥1號(hào)增產(chǎn)17.36%,增產(chǎn)點(diǎn)率80%;在2013年區(qū)試5個(gè)試點(diǎn)中平均產(chǎn)量4 914.27 kg/hm2,居第2位,較對(duì)照蒙啤麥1號(hào)增產(chǎn)16.97%,增產(chǎn)點(diǎn)率80%;兩年生試中蒙啤麥5號(hào)平均產(chǎn)量分別為4 252.62和4 537.78 kg/hm2,較對(duì)照品種蒙啤麥1號(hào)平均增產(chǎn)22.71%和16.28%,增產(chǎn)點(diǎn)率達(dá)到了87.5%,增產(chǎn)效果顯著,具有良好的豐產(chǎn)性。表1,表2

表1 2012～2013年內(nèi)蒙古自治區(qū)大麥區(qū)域試驗(yàn)產(chǎn)量表現(xiàn)

表2 2014～2015年內(nèi)蒙古自治區(qū)大麥生產(chǎn)示范產(chǎn)量表現(xiàn)

2.2 大麥區(qū)域豐產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)適應(yīng)性

2.2.1 高穩(wěn)系數(shù)法

研究表明,2年區(qū)試中蒙啤麥5號(hào)高穩(wěn)系數(shù)位次均位列第1,2012年高穩(wěn)系數(shù)58.5%,2013年高穩(wěn)系數(shù)65.82%,蒙啤麥5號(hào)豐產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)性在所有參試品種中最好;10PJ-03在2012年區(qū)試中高穩(wěn)系數(shù)位次位居第2,但2013年位居第5,09GW-07產(chǎn)量指標(biāo)好于蒙啤麥5號(hào),但2年區(qū)試高穩(wěn)系數(shù)位次均位居第3,穩(wěn)產(chǎn)性較蒙啤麥5號(hào)稍差。表3

表3 2012～2013年內(nèi)蒙古自治區(qū)大麥區(qū)域豐產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)適應(yīng)性

2.2.2 Francis-Kannenberg基因型分組法

研究表明,2012年區(qū)域試驗(yàn)中,第Ⅱ象限中共有4個(gè)品種,按照變異系數(shù)大小排列為09GW-07>10PJ-03>10PJ-13>蒙啤麥5號(hào),這4個(gè)品種產(chǎn)量均高于參試品種平均產(chǎn)量(4 628.8 kg/hm2),且變異系數(shù)值小于平均變異系數(shù)值,均屬于高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)品種,而4個(gè)品種中蒙啤麥5號(hào)變異系數(shù)最小,其在高產(chǎn)的前提下,穩(wěn)產(chǎn)性要更好。2013年區(qū)域試驗(yàn)中,第Ⅱ象限中共有4個(gè)品種,按照變異系數(shù)大小排列為10PJ-51>09GW-07>09PJ-39>蒙啤麥5號(hào),4個(gè)品種產(chǎn)量均高于參試品種平均產(chǎn)量(4 648.88 kg/hm2),且變異系數(shù)值小于平均變異系數(shù)值,均屬于高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)品種,而4個(gè)品種中蒙啤麥5號(hào)產(chǎn)量?jī)H次于09GW-07,但變異系數(shù)依然最小,其在高產(chǎn)的前提下,穩(wěn)產(chǎn)性要更好。圖1,圖2

圖1 2012年參試大麥品系產(chǎn)量與變異系數(shù)散點(diǎn)圖

圖2 2013年參試大麥品系產(chǎn)量與變異系數(shù)散點(diǎn)圖

2.3 大麥品系產(chǎn)量與適應(yīng)性

研究表明,利用平均產(chǎn)量與適應(yīng)性參數(shù)相結(jié)合的方法來衡量參試品種的適應(yīng)性,構(gòu)成的坐標(biāo)象限中,第Ⅰ象限產(chǎn)量及適應(yīng)性參數(shù)均較高,屬于豐產(chǎn)但不穩(wěn)產(chǎn)型;第Ⅱ象限產(chǎn)量較高,但適應(yīng)性參數(shù)較小,屬于豐產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)型;第Ⅲ象限產(chǎn)量及適應(yīng)性參數(shù)均較小,屬于穩(wěn)產(chǎn)但不豐產(chǎn)型;第Ⅳ象限產(chǎn)量較低,但適應(yīng)性參數(shù)較高,屬于低產(chǎn)不穩(wěn)產(chǎn)型。第Ⅱ象限中共有2個(gè)品種,按照適應(yīng)性參數(shù)大小排列為10PJ-13>蒙啤麥5號(hào),2個(gè)品種產(chǎn)量均高于參試品種平均產(chǎn)量(4 628.8 kg/hm2),且適應(yīng)性數(shù)值小于平均適應(yīng)性參數(shù)值,均屬于高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)品種,而2個(gè)品種中蒙啤麥5號(hào)適應(yīng)性參數(shù)最小,其在高產(chǎn)的前提下,適應(yīng)性要更好。2013年區(qū)域試驗(yàn)中,第Ⅱ象限中共有3個(gè)品種,按照適應(yīng)性參數(shù)大小排列為10PJ-51>09PJ-39>蒙啤麥5號(hào),3個(gè)品種產(chǎn)量均高于參試品種平均產(chǎn)量(4 648.88 kg/hm2),且適應(yīng)性參數(shù)值小于平均適應(yīng)性參數(shù)值,均屬于高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)品種,蒙啤麥5號(hào)產(chǎn)量最高,適應(yīng)性參數(shù)最小,其即高產(chǎn)又具有良好的適應(yīng)性。圖3,圖4

圖3 2012年參試大麥品系產(chǎn)量與適應(yīng)性參數(shù)散點(diǎn)圖

圖4 2013年參試大麥品系產(chǎn)量與適應(yīng)性參數(shù)散點(diǎn)圖

2.4 產(chǎn)量構(gòu)成因素通徑系數(shù)

研究表明,蒙啤麥5號(hào)直接通徑系數(shù)中單株粒數(shù)(0.667)>有效穗數(shù)(0.543)>千粒重(-0.41),單株粒數(shù)對(duì)產(chǎn)量的直接效應(yīng)最大,為0.666 7,其對(duì)產(chǎn)量結(jié)果影響最大,單株粒數(shù)通過有效穗數(shù)產(chǎn)生正效應(yīng),但通過千粒重產(chǎn)生負(fù)效應(yīng),適當(dāng)?shù)脑黾佑行霐?shù)可以提高單株粒數(shù),從而提高產(chǎn)量,但有效穗數(shù)過高,前期營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)消耗過大,后期千粒重反而降低,不利于高產(chǎn);有效穗數(shù)對(duì)產(chǎn)量的直接效應(yīng)次之,為0.543,有效穗數(shù)通過單株粒數(shù)產(chǎn)生正效應(yīng),但通過千粒重產(chǎn)生負(fù)效應(yīng),有效穗數(shù)不能通過千粒重影響產(chǎn)量,但可以通過單株粒數(shù)影響產(chǎn)量;千粒重對(duì)產(chǎn)量直接效應(yīng)最小,為-0.41,其對(duì)產(chǎn)量結(jié)果影響最小,且千粒重通過有效穗數(shù)及單株粒數(shù)均產(chǎn)生負(fù)效應(yīng),千粒重的增加不能通過有效穗數(shù)及單株粒數(shù)來影響產(chǎn)量。表4

表4 蒙啤麥5號(hào)產(chǎn)量構(gòu)成因素通徑分析

2.5 籽粒及麥芽品質(zhì)變化

研究表明,蒙啤麥5號(hào)籽粒品質(zhì):千粒重為53.8 g,飽滿粒93.45%,瘦小粒為5.22%,發(fā)芽率為98%,籽粒蛋白質(zhì)含量13.6%,淀粉含量55.47%,纖維3.61%,脂肪2.44%,灰分1.96%,β-葡聚糖4.39%,其中千粒重、飽滿粒、發(fā)芽率均達(dá)到國(guó)家優(yōu)級(jí)標(biāo)準(zhǔn);麥芽品質(zhì):麥芽浸出物(以干基計(jì))80%,庫(kù)爾巴哈值40.5%,糖化力435 WK,α-氨基酸153 mg/100g,均達(dá)到了國(guó)家優(yōu)級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。表5

表5 蒙啤麥5號(hào)籽粒及麥芽品質(zhì)

3 討 論

3.1豐產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)性是評(píng)價(jià)作物品種優(yōu)劣的重要指標(biāo)[11],而自身遺傳特性與環(huán)境變化差異是影響豐產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)的主要因素[12]。高穩(wěn)系數(shù)法是利用平均產(chǎn)量與標(biāo)準(zhǔn)差來綜合衡量各品種的豐產(chǎn)性與穩(wěn)產(chǎn)性,高穩(wěn)系數(shù)越大,豐產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)性越強(qiáng),高穩(wěn)系數(shù)越小,豐產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)性越弱[13]。基因型分組法是利用平均產(chǎn)量與變異系數(shù)相結(jié)合的方法來衡量參試品種的豐產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)性,構(gòu)成的坐標(biāo)象限中,第Ⅰ象限產(chǎn)量及變異系數(shù)均較高,屬于豐產(chǎn)但不穩(wěn)產(chǎn)型;第Ⅱ象限產(chǎn)量較高,但變異系數(shù)較小,屬于豐產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)型;第Ⅲ象限產(chǎn)量及變異系數(shù)均較小,屬于穩(wěn)產(chǎn)但不豐產(chǎn)型;第Ⅳ象限產(chǎn)量較低,但變異系數(shù)較高,屬于低產(chǎn)不穩(wěn)產(chǎn)型[14]。有效穗數(shù)、單株粒數(shù)及千粒重是影響大麥產(chǎn)量變化的關(guān)鍵性狀,如何協(xié)調(diào)好其相關(guān)關(guān)系是大麥新品種實(shí)現(xiàn)高產(chǎn)的重要因素之一[15]。豐產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)以及適應(yīng)性是評(píng)價(jià)作物品種優(yōu)良的重要依據(jù)[16]。劉靜等[17]利用比較分析法、高穩(wěn)系數(shù)法等對(duì)江麥23的豐產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)性進(jìn)行了分析,結(jié)果表明,江麥23具有良好的豐產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)及適應(yīng)性。黃杰等[18]利用AMMI模型及灰色關(guān)聯(lián)度等方法對(duì)9份小麥品種進(jìn)行豐產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)適應(yīng)性分析,結(jié)果表明漯麥906符合當(dāng)前小麥高產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)、廣適、優(yōu)質(zhì)并進(jìn)的育種目標(biāo)。試驗(yàn)綜合應(yīng)用了比較分析、高穩(wěn)系數(shù)、基因型分組以及適應(yīng)性參數(shù)等多種方法,對(duì)大麥新品種蒙啤麥5號(hào)進(jìn)行了豐產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)及適應(yīng)性分析,結(jié)果表明蒙啤麥5好具有良好的豐產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)適應(yīng)性。

3.2作為大麥產(chǎn)量影響關(guān)鍵因素,不同品種的有效穗數(shù)、單株粒數(shù)以及千粒重對(duì)其產(chǎn)量影響程度不同,馮輝等[19]通過對(duì)駐大麥4號(hào)產(chǎn)量構(gòu)成因素通徑分析結(jié)果表明,有效穗數(shù)、單株粒數(shù)以及千粒重均對(duì)產(chǎn)量形成具有正向效應(yīng),單株粒數(shù)對(duì)產(chǎn)量直接影響最大,其次為有效穗數(shù)及千粒重。趙加濤等[20]通過對(duì)保大麥20號(hào)產(chǎn)量構(gòu)成因素分析結(jié)果表明,有效穗數(shù)、穗粒數(shù)對(duì)產(chǎn)量形成具有正向效應(yīng),而千粒重對(duì)產(chǎn)量形成具有負(fù)向效應(yīng),有效穗數(shù)對(duì)產(chǎn)量直接影響最大,其次為穗粒數(shù)和千粒重。研究結(jié)果表明,單株粒數(shù)及有效穗數(shù)對(duì)蒙啤麥5號(hào)產(chǎn)量形成具有正向效應(yīng),而千粒重對(duì)產(chǎn)量形成具有負(fù)向效應(yīng),單株粒數(shù)對(duì)產(chǎn)量直接影響最大,其次為有效穗數(shù)及千粒重,結(jié)合蒙啤麥5號(hào)產(chǎn)量構(gòu)成因素通徑分析結(jié)果,在生產(chǎn)應(yīng)用中,應(yīng)盡量增加基本苗,但要注意栽培密度以防倒伏,同時(shí)在分蘗期及時(shí)施肥澆水促進(jìn)有效分蘗增多。

4 結(jié) 論

在生產(chǎn)示范中,蒙啤麥5號(hào)平均產(chǎn)量4 395.2 kg/hm2,較對(duì)照平均增產(chǎn)19.5%,增產(chǎn)點(diǎn)率達(dá)87.5%;在兩年區(qū)域試驗(yàn)中,高穩(wěn)系數(shù)最大(58.5%和65.82%),變異系數(shù)最小(42.16%和34.24%),適應(yīng)性參數(shù)小于1(0.89和0.87),千粒重為53.8 g,飽滿粒93.45%,發(fā)芽率為98%,麥芽浸出物80%,庫(kù)爾巴哈值40.5%,糖化力435 WK,α-氨基酸153 mg/100g,蒙啤麥5號(hào)屬于增產(chǎn)潛力大、穩(wěn)定性好,適應(yīng)性強(qiáng),品質(zhì)優(yōu)的大麥新品種,適宜在內(nèi)蒙古自治區(qū)及氣候條件相似鄰近省(區(qū))種植。