11 個小麥品種產量與主要產量性狀關系的分析

崔天宇，王振國，李 巖，李 默，崔鳳娟，呂靜波，王海澤

（通遼市農牧科學研究所，內蒙古 通遼 028015）

小麥起源于亞洲，兩河流域是世界上最早種植小麥的地區。我國是最早種植小麥的國家之一，距今已有上萬年的栽培歷史。小麥是重要糧食作物和經濟作物，是世界上三大糧食作物之一。隨著社會的不斷發展，人口日益增加，土地資源逐漸減少，培育高產、優質的小麥品種依舊是重要的育種目標，小麥產量的提高，在保障生活需求的同時對糧食安全也起著重要的影響。

我國是“蒸煮食品”消費大國，小麥是我國第二大口糧作物，僅次于水稻，在我國小麥的年消費量達1 億t 以上，是我國城鄉居民的主要糧食產物，其消費量約占全球20%。隨著我國食品加工業的不斷發展以及我國人民生活質量的日益提高，我國的小麥產需供求缺口也在逐年增大。為此，2017 年的中央一號文件中曾明確提出，要重點發展小麥產業，對適宜小麥種植的主產區提供相應幫扶。

影響小麥生產發展的主要因素有很多，1)技術因素，即如何繼續提高單產水平；2)效益因素，即如何穩定和提高小麥生產效益，這是影響小麥產業發展的關鍵因素，其中包括改良品種、提高品質。立足我國多元發展需求，創新品種選育方法。在小麥種植過程中，品種的選擇是提升小麥單產和保障總產值的關鍵因素。因此，通過將小麥生長與產業發展密切整合，再采取針對性的措施來有效解決小麥生產的技術問題。通過對小麥優良品種的選育、品種的不斷更新、栽培技術的推廣、病蟲害防治能力的提升，實現小麥產量和品質的提高。針對不同時期、不同生態區影響小麥產量和品質的制約因素，不斷培育新的品種，更換病蟲害嚴重、產量下降的退化品種，從而保證小麥產量的持續增長和品質的不斷提高。

小麥產量受小麥多種性狀的協同影響，但不同性狀對產量的影響程度不同。株高、單株穗數、每穗粒數和千粒重等性狀是影響產量的主要因素，株高是反映植株生長情況的重要指標，研究發現，在一定范圍內小麥株高與產量呈顯著正相關[1-2]。曾浙榮等[3]通過對冬小麥品種進行研究表明，千粒重是影響產量的重要因素。本試驗對11 個小麥品種的產量及其相關性狀進行差異分析、相關性分析和主成分分析，選取適宜當地推廣種植的高產品種，并為小麥高產育種和生產提供理論依據。

1 材料與方法

1.1 試驗概況

于2023 年3—7 月進行試驗，試驗地位于錢家店鎮通遼市農牧科學研究所試驗田，該地區海拔203 m，122°37′E，43°43′N，屬溫帶大陸性氣候，試驗區土地平整、肥力均勻，土質為白五花土，前茬作物為黃豆。

1.2 試驗設計

試驗材料由通遼市農牧科學研究所提供（見表1），于2023 年3 月12 日進行播種，試驗材料出苗正常，生育過程中采取常規田間管理方式，于2023 年7 月5 日收獲。每個試驗設置2 次重復，采用隨機區組排列方式，小區長6.0 m、寬2.5 m，每小區均種植10 行，小區面積15 m2。

表1 11 個小麥品種的基本概況

1.3 測定項目

小麥成熟前進行田間調查，每個小區選取1 個“1 m”行，調查1 m 內的有效穗數，再折合計算出每公頃的有效穗數。每個試驗區選取10 株進行測量和考種，記錄各品種的株高、穗長、有效穗數、穗粒數、千粒重和體積質量，并算出其平均值，根據考種數據計算各品種的單產量。

1.4 數據處理與分析

使用Excel 2019 和DPS 11.0 對數據進行處理和分析。

2 結果與分析

2.1 11個小麥品種生育期和抗性表現

由表2 可看出，11 個小麥品種中，京紫麥3 號和河套1908 的生育期大于90 d，其余9 個品種的生育期為83～89 d，哲麥90 的生育期最短，為83 d。河套1908 的株高最低，為75 cm。蒙紫麥3 號的株高為99 cm，在11 個品種中最高。11 個品種均具有好的熟相和易落粒性。試驗區內，蒙紫麥3 號植株倒伏率較高，哲麥90 中抗葉銹病。

表2 11 個小麥品種生育表現

11 個小麥品種中，寧碩一號的穗長最長，為10.7 cm，農麥3550 和蒙科麥NK2 的穗長僅次于寧碩一號，分別為9.9 cm 和9.1 cm，河套1908 的穗長最短，為6.0 cm。11 個小麥品種均表現為長芒、白殼色、紡錘形，且各品種的籽粒飽滿度均表現優異，詳見表3。

2.2 主要產量性狀的變異分析

11 個小麥品種平均產量為5 552.47 kg/hm2，所測品種的產量分別比平均產量增加-3.30%、7.81%、3.73%、11.72%、1.03%、-5.10%、1.09%、-9.84%、1.27%、-3.96%、-4.44%。由表4 可看出，產量前3 位的分別是蒙科麥NK2（6 203.10 kg/hm2）、蒙蜀麥1602（5 986.33 kg/hm2）和農麥3550（5 759.55 kg/hm2）。其中，哲麥90 和京紫麥3 號單產表現比較差，分別是5 269.30 kg/hm2和5 005.83 kg/hm2。在本試驗區播種的11 個品種中，適宜推廣種植蒙科麥NK2。

通過對試驗材料的產量性狀進行變異分析，由表5 可看出，所測8 個產量性狀之間存在較大的變異，變異系數為1.14%～20.63%，由此看出變異幅度較大。其中有效穗數的變異系數最大，為20.63%，其余依次為穗長、穗粒數、千粒重、株高、有效成穗率、產量和體積質量，變異系數分別為14.88%、15.55%、11.15%、7.64%、7.23%、6.21%和1.14%。體積質量的變異系數最小說明其離散程度較小，具有較好的穩定性，而有效穗數的變異系數最大則說明其穩定性相對較差，離散程度也較大。

表5 11 個小麥品種產量性狀的變異分析

2.3 主要產量性狀與產量的相關性分析

通過表6 可以看出，8 個產量性狀與產量的相關性從大到小依次是千粒重（0.93**）、體積質量（0.84**）、穗粒數（0.37）、穗長（0.32）、有效成穗率（-0.16）、株高（-0.12）和有效穗數（-0.07）。各品種的產量性狀與產量呈現正相關或負相關，千粒重、體積質量、穗粒數和穗長與產量呈現正相關，有效成穗率、株高和有效穗數與產量呈現負相關，其中千粒重和產量的相關系數高達0.93**，由此說明千粒重對小麥產量有著重要影響，千粒重越大，產量就越高。

表6 11 個小麥品種產量性狀的相關性分析

同時對各性狀間的相關性進行分析后可知，株高和穗粒數呈極顯著正相關，相關系數為0.74**；與穗長和有效成穗率呈顯著正相關，相關系數分別為0.62*和0.65*；與有效穗數呈現不顯著正相關；與千粒重和體積質量呈現不顯著負相關。穗長與穗粒數和有效成穗率呈顯著正相關，相關系數分別為0.65*和0.70*；與千粒重和體積質量呈不顯著正相關；與有效穗數呈不顯著負相關。穗粒數與有效穗數、有效成穗率、千粒重和體積質量均呈現不顯著正相關。有效成穗率與千粒重呈不顯著正相關，相關系數為0.02；與體積質量呈不顯著負相關，相關系數為-0.38。千粒重與體積質量呈現極顯著正相關，相關系數為0.82**，由此說明，千粒重越高，體積質量越大，千粒重和體積質量彼此之間相互協作，因此在選育該地區適宜種植的小麥品種時，不應只考慮單一因素，而是要考慮多個性狀之間的協作效應。

2.4 主要產量性狀與產量的主成分分析

試驗提取前四個主成分，由表7 可看出，累計貢獻率達96.84%，概括了11 個小麥品種產量形狀的大部分遺傳信息。通過分析發現，第一主成分因子的特征根為3.44，且第一主成分的貢獻率最大，為43.01%；第二主成分因子的特征根為2.63，其貢獻率為32.90%，位列第二；第三和第四主成分因子的特征根分別為1.31 和0.37。

表7 8 個產量性狀的特征根和特征向量

在第一主成分對應的8 個特征向量中，除有效穗數的載荷為負值以外都為正載荷值。千粒重的載荷值最大，為0.450 6，其次為穗粒數、穗長和產量，載荷值分別為0.435 1、0.432 4 和0.401 1，有效穗數的載荷值為-0.172 6。說明千粒重越大，穗粒數、穗長和產量也越高，合理提高株高、有效成穗率和體積質量等性狀也能夠提高產量。在第一主成分中，千粒重的載荷值最大，因此可以稱之為粒重因子。第二主成分的特征值為2.63，對應的特征向量中為正載荷值的共有4 個，分別是有效成穗率（0.514 9）、株高（0.462 6）、穗長（0.296 0）和穗粒數（0.148 5），載荷值為負的是體積質量、產量、千粒重和有效穗數，載荷值分別為-0.416 1、-0.366 6、-0.288 7 和-0.142 7。說明有效成穗率增加，穗粒數也隨之增加，因此可稱第二主成分為成穗率因子。在第三主成分中，特征向量載荷較高且為正值的是有效穗數、株高、穗粒數和體積質量，其中有效穗數的載荷值最高，為0.759 3，株高和穗粒數的載荷次之，分別為0.415 0 和0.403 8。載荷為負值的特征向量是有效成穗率（-0.226 4）、穗長（-0.135 9）、千粒重（-0.116 2）和產量（-0.021 1）。說明有效穗數增加，穗粒數和體積質量也增加，而穗長下降，因此可稱第三主成分為穗數因子。第四主成分對應的特征向量中，有效穗數、產量、有效成穗率、千粒重和穗長為正向量，載荷值分別為0.478 4、0.394 1、0.354 9、0.340 1 和0.118 1。體積質量、穗粒數和株高表現為負向量，分別為-0.440 2、-0.404 0和-0.063 6。說明提高有效穗數，可提高產量，故稱第四主成分為產量因子。

3 討論與結論

目前，已有多篇文章對產量因素對小麥產量構成的影響進行研究[4-7]。本試驗結果表明，小麥主要產量性狀變異較大，產量形狀的變異系數反映出數據間的離散程度，二者間呈現正相關關系，說明性狀的變異系數越大，其變異程度也就越大[8]。有效穗數、穗長、穗粒數和千粒重的變異幅度較大，說明這四個性狀的離散程度較大，穩定性也較差，有較大的改良利用空間。而有效成穗率和體積質量的變異系數較小，則說明其對于品種改良沒有太大利用價值。通過對產量性狀進行相關分析可知，上述11 個小麥品種的主要產量性狀與其產量差異較大，部分產量因子間相互影響制約，并對產量造成不同程度的直接或間接影響。千粒重與產量的相關系數最大，體積質量次之，二者均與產量呈極顯著正相關，說明千粒重和體積質量是影響產量重要因子，這與王曙光等人的結果不同[9-13]，王曙光研究結果表示與產量具有最大相關性的性狀是每穗粒數，這可能與不同品種和不同條件有關[14-16]。黃興蛟等[17]研究結果表明小麥產量與千粒重呈極顯著正相關，這與本試驗結果相同。上述主成分分析結果表明，四個主成分分別為粒重因子、成穗率因子、穗數因子和產量因子，四個主成分的累計貢獻率達96.84%，綜合這四部分的信息能夠反映出小麥品種絕大部分的遺傳信息，為選取高產品種提供依據。

有效穗數和千粒重是影響產量的重要因素，通過改良這兩個性狀能夠提高小麥產量，同時要兼顧體積質量和穗粒數這兩個性狀，綜合選擇品種，達到提高小麥產量的目的。