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2006-2018年北京市审定冬小麦品种的综合性状分析
日期: 2020-09-24   来源:麦类作物学报  阅读: 19086  双击鼠标滚屏

王汉霞,单福华,田立平,马巧云,张风廷

(北京市农林科学院,北京杂交小麦工程技术研究中心,北京100097)

 

摘要: 为进一步了解北京市冬小麦产量及主要农艺性状的演变规律,为北京市冬小麦育种和生产提供借鉴,对2006- 2018 年北京市审定的49个小麦品种进行了产量、品质与抗病性分析。结果表明,北京市审定的小麦品种平均产量呈逐年递增趋势,平均每年增长63.11 kg. Hm-2;穗粒数呈逐年增长趋势,其他农艺性状均呈下降趋势。主要农艺性状与产量的相关程度为:穗粒数>穗数>千粒重>株高;各农艺性状对产量的偏相关均为正值,偏相关程度表现为:穗粒数>穗数>千粒重>株高,3个产量构成因素对产量的偏相关达到极显著水平;产量构成因素对产量的直接通径系数均为正值,大小顺序为:穗粒数>穗数>千粒重;审定品种的容重、蛋白质和湿面筋含量均高于中筋小麦品质分类标准,有7个小麦品种达到强筋标准,有51. 02%小麦品种的面团稳定时间低于中筋小麦品质分类标准,故下一步应把提高面团稳定性作为提高小麦品质育种的主攻方向。在审定的小麦品种中,只有中麦12兼抗条锈病、叶锈病和白粉病3种病害,京冬17等9个品种兼抗条锈病和叶锈病,农大413兼抗条锈病和白粉病,中麦1197兼抗叶锈病和白粉病。由此可见,北京市小麦品种产量的提高应在保持适宜单位面积穗数的基础上,增加穗粒数,提高千粒重,同时进一步引进新的抗病、种质资源,以培育高产、、多抗的小麦新品种。

 

关键词: 北京;小麦;综合性状;相关分析

 

在我国,小麦是仅次于玉米和水稻的第三大粮食作物,是主要的商品粮和战略储备粮,发展小麦生产对保障国民经济发展和生活水平具有重要意义。我国人多地少矛盾突出,小麦育种者始终把产量作为要选择目标。北部冬麦区是我国冬小麦的主要产区之一,北京地区育成的小麦品种不仅在该地区生产上占主导地位,而且作为重要亲本资源在广泛应用。

 

分析小麦主要农艺产量性状的演变规律,对促进小麦育种和遗传改良具有重要意义。国内外

已有许多学者就不同地区小麦品种演变规律进行了大量研究。周阳等分析了1965年以来北部冬麦区育成的10个主栽品种,指出品种产量年遗传进展为64.63 kg. hm-2或1. 20%,穗粒数有所增加,千粒重和收获指数大幅度提高。杨洪强等分析了1982- 2010年河南省旱地小麦品种主要农艺性状的演变特点,指出河南省旱地小麦品种产量的提高是在保证穗数的基础上,通过增加穗粒数、提高千粒重来实现的。张中州等分析了2005-2012年河南省审定的半冬性小麦品种状况,提出小麦育种和高产栽培应在大群体的基础上,主攻千粒重,将大群体与大穗相结合,同时注意产量三要素的协调发展。高明辉等分析了2001- 2009 年北部冬小麦的生育期和产量变化,指出选育生育期较短但生殖生长阶段较长千粒重大的高产品种是该地区小麦品种的改良方向。温辉芹等分析了山西省近年审定的41个小麦品种的产量、品质和抗病性,指出小麦品种产量总体呈逐步上升趋势,应把面团稳定时间作为品质育种的主攻方向,需要引进抗病资源,同步提高产量和品质水平。

 

近年来,北京市审定了几十个小麦品种,但对这些品种主要农艺性状的演变规律少有研究。为此,本研究对2006- 2018 年北京市审定的49个冬小麦新品种的区域试验数据进行了分析,以探究近13年北京市小麦产量及主要农艺性状的演变规律,为北京市小麦新品种选育提供参考依据。

 

1材料与方法

 

1.1 试验材料

 

试验材料为2006- 2018年北京市农作物品种审定委员会审定的49 个冬性小麦品种(去掉两个特用小麦品种:农大3753 和紫糯麦1号;2016年没有审定品种),其中节水小麦品种26 个,对照品种为京冬8号;高肥水小麦品种23个,2006- 2013 年对照品种为京411,2014年以后对照品种改为中麦175。审定品种名称来源于每年编写的农作物审定品种目录,产量、主要农艺性状和品质性状相关数据为该品种参加北京市区域试验的平均值。

 

历年北京市冬小麦区域试验品种抗病性鉴定由农业科学院植物保护研究所主持完成,采

用人工接种鉴定。每个品种播1 m行长,行间距33 cm,中间设接种行,每20个品种设一个诱发行(高感对照品种),田间管理采用高肥水,以促进发病。供试的条锈病混合國鉴定菌系由农业科学院植物保护研究所提供的当前主要条锈菌小种或致病类型,即CYR28、CYR30、CYR31、CYR33、CYR34、水4、17100①、17133①、17150、17565、17586.17591.17599和18201-4-1,每年4月中旬人工接种感病品种诱发行,在铭贤169充分发病(旗叶严重度达到80%以上,普遍率100%)后调查;叶锈菌小种为PHT和THT,按1g叶锈菌:1000mL无毒轻量矿物油的比例于4月中旬均匀喷雾接种到诱发行,晾干2 h后喷水保湿16 h,5月下旬、6月上旬调查;白粉菌为混合菌株(其毒性为V1a、 Vle、V3a、V3b、V3c、V3f、V3e、V4a、V4b、V5a、V6、V7、V8、V17、V19、V25、V30、V34和VXBD),分别于11月中旬、3月中旬接种,5月中旬和下旬各调查一次。铭贤169(锈病)和京双16(白粉病)为高感对照品种。鉴定方法和调查记载标准参见《小麦抗病虫性评价技术规范》系列标准(NY/T1443-2007)。

 

1.2分析方法

 

数据采用Excel 2007和DPS v7. 05软件进行统计分析。

 

2结果与分析

 

2.1产量及主要性状的变化趋势

 

从表1可以看出,2006- 2018年北京市审定的冬小麦品种平均产量总体呈逐步上升趋势,但

是上升趋势不大,且年度间波动较大。与对照品种相比,审定品种的增产幅度逐年上升趋势明显,增幅为1.91%~9.64%,平均增幅为6. 12%。线性拟合结果表明,2006- 2018年期间北京市审定的冬小麦品种的平均产量为5847. 11 kg. Hm-2,年增长63. 11 kg . hm-2 ,2017年高,达7 548. 30kg. hm-2,比2006年增产24. 03%。

 

2006-2018年小麦品种的穗粒数总体呈上升趋势,年增长率为0.09%;株高、穗数和千粒重总体上均呈下降趋势,年平均分别减少0.27%、0.61%和0.22%。产量构成要素中,穗数的变异系数大,其次为穗粒数和千粒重(表1)。

 

2.2 产量与主要农艺性状间的相关性分析

 

表2结果表明,各农艺性状均与产量呈极显著正相关,但相关程度不同,大小顺序为穗粒数

(0.6945)>穗数(0.572 2)>千粒重(0.4756)>株高(0.439 7);各性状之间也都呈正相关,其中千粒重和穗数与株高的相关性达到极显著水平。这说明,穗粒数和穗数是北京市小麦产量增加的主要因素。在育种时,需要协同考虑穗粒数和穗数,兼顾千粒重,使产量三要素协调发展。同时,株高相对较高的品种,穗数较多,千粒重较高。


 

2.3产量与主要农艺性状间的偏相关性分析

 

偏相关分析结果(表3)表明,产量构成因素与产量之间呈极显著正相关,穗粒数与产量偏相

关程度高(r=0.7105),穗数次之(r=0.599 5),千粒重小(r=0.450 8),但穗数、穗粒数、千粒重之间均呈负向偏相关,说明它们之间存在相互制约关系。

 

2.4 产量与主要农艺性状的通径分析

 

通径分析结果(表4)表明,株高、穗数、穗粒数和千粒重对产量均具有直接的正向效应,对产

量直接贡献的大小依次为穗粒数(P3=0.5284)>穗数(P2=0. 417 0)>千粒重(P4=0. 299 4)>株高(P1=0.009 7),这与相关分析和偏相关分析得到的趋势是一-致的。由间接通径系数可知,各因素对产量的间接作用的大小和程度不尽相同,其中株高-→穗数→产量的间接正向效应大,株高→千粒重→产量的间接正向效应次之,效应小的是穗粒数→株高→产量。因此,北京地区冬小麦品种的育种目标应是提高穗粒数,增加穗数,稳定千粒重。

 

2.5品质性状分析

 

从表5可以看出,近12年来北京市审定小麦品种容重平均值为790. 47 g.L-1,蛋白质平均

含量为15. 46%,湿面筋平均含量为34. 76%,面

团平均稳定时间为4.62 min。其中,有5个品种的蛋白质含量大于14%,湿面筋含量大于30%,

面团稳定时间大于9.00min,达到强筋小麦标准,这5个品种分别为中优206、京花9号、农优3号、中麦14、农大5363,占比为10. 20%;有19个品种的蛋白质含量为14. 40%~17.04%,湿面筋含量为31. 20%~ 39.10%,面团稳定时间为3.00~7.80 min,达到了中筋小麦标准,占比为38.78%;有25个品种的面团稳定时间低于3. 00min,未达到中筋小麦标准,占比为51. 02%。面团稳定时间的变异系数大,说明改良的空间较大。农大5363的湿面筋含量高达42. 50%,蛋白质含量达到18.71%,中优206的面团稳定时间高达41.00 min.合理利用这些品种的优异性状.组配杂交种,对提高北京市小麦的品质具有重要意义。 

2.6抗病性分析

 

2.6.1条锈病抗性

 

从表6和表7可知,49个审定品种中,抗条锈病的品种有21个,占42.86%;感病品种有28

个,占57.14%。抗病品种中,有6个品种条锈病的抗性达到高抗,分别为京冬17、中麦12、农大多系1号、中麦533、中麦14和科遗6259,占所有审定品种的12. 25%;京冬18、京冬20、中优206、农大413等15个品种达到中抗,占所有审定品种的30.61%;28个感病品种中,16个品种达到中感,12个品种高感,占比分别为32. 65%和24.49%。

 

2.6.2 叶锈病抗性

 

从表6和表7可知,49个品种中,抗叶锈病的品种有16个,占32. 65%;感病品种有33个,

占67.35%。在抗病品种中,京冬23、农大多系1号、中麦1197和中麦3284这4个品种表现高抗;京冬18、京冬20、中麦12、京花9号等11个品种表现中抗.分别占比为8.16%和24. 49%;33个感病品种中,9个品种表现中感,24个品种表现高感,分别占比为18. 37%和48. 98%。表明近年来北京市审定的小麦品种对叶锈病抗性较差。

 

2.6.3 白粉病抗性

 

从表6和表7可知,49个品种中对白粉病表现感病的品种有46个(93. 88%),仅有3个品种

表现抗病,其中2个品种表现高抗(农大413和中麦12),占4.08%,1个品种表现中抗(中麦1197),占2. 04%;有28个品种表现中感,占59.18%;18个品种表现高感,占34. 70%。感病品种数目远远高于抗病品种,说明2006 - 2018年北京市审定的小麦品种对白粉病抗性普遍较差。

 

通过抗病性鉴定发现,在49个审定小麦品种中,兼抗条锈病和叶锈病的有9个品种,分别为京

冬17、京冬18、农大多系1号、航麦901、农大5363、农大68412、囤麦378、农大5181、京麦8号;兼抗条锈病和白粉病的只有农大413;兼抗叶锈病和白粉病的仅有中麦1197; 只有中麦12表现为兼抗条锈病、叶锈病和白粉病。

3讨论

 

2006-2018年.北京市审定的小麦品种的平地产量总体呈上升趋势,但年度间有波动,尤其在

2012和2013年,这可能与当年不利的气候条件有关(2012年1月下旬至2月中旬,北京平均气温较常年同期偏低20C,部分抗寒性较差的品种冻害较重、产量降低;2013年冬前积温不足造成分蘖数减少,且6月份气温偏低、日照偏少,影响小麦灌浆,产量降低)。线性拟合结果表明,北京市审定的小麦品种的平均产量年递增63.11kg. hm-2 ,除穗粒数外,穗数、千粒重及株高呈逐年下降趋势,这与蒋进等的研究结果一致。而张中州等的研究表明,2005-2012年河南省审定的半冬性小麦品种各农艺性状年际变化规律中株高和千粒重呈逐年上升趋势,穗数和穗粒数呈逐年下降趋势。这差异可能与研究对象的冬春性以及生态环境不同有关。张俊灵等认为,北部冬麦区旱地小麦主要农艺性状演变趋势为株高降低,穗粒数略有减少,有效穗数和千粒重呈逐渐增加趋势,这与本研究的结果不太一致,这可能与试验点的单-选择(仅选长治区试点)和旱地的土壤条件有关。产量构成三要素中,变异系数大小顺序为穗数>穗粒数>千粒重,说明北京市近年来小麦品种演变过程中,穗数对提升产量潜力大。 

相关分析表明,穗粒数与产量的关系为密切,所有农艺性状与产量的关系均呈正相关,这表明穗粒数是北京市小麦产量增加的主要因素。产量三要素对产量的直接通径系数均为正值,对产量直接贡献的大小依次为穗粒数>穗数>千粒重,与偏关分析得到的趋势一致 ,这与孟丽梅等的研究结果不太一-致,这可能与研究对象和麦区生态环境不同以及旱地小麦少浇水有关。本研究发现,2006- 2018年北京市审定的冬小麦品种产量潜力的提高主要是因为穗粒数的提高,但是千粒重与穗数均与产量呈正相关关系。而张中州等认为,穗粒数是河南省小麦产量提高的制约因素,主要以增加单位面积穗数和千粒重来获取高产,与本研究的结果不--致,这可能是研究对象不同造成的,本研究中主要以北京市冬小麦品种为研究对象,而前者是针对河南省半冬性小麦品种做的分析。偏相关分析和通径分析结果均为正向效应,说明产量三要素比较协调,与温辉芹等旱地小麦的表现一致。这说明在目前的栽培管理条件下,北京市选育的小麦品种主要是以增加穗粒数和单位面积穗数来获取高产,这要求育种者在选育新品种时,要注意选育大穗与多穗型大群体小麦品种相结合,同时注意产量三要素的协调发展。

 

北京近年审定小麦品种中有19个为中筋小麦品种,只有5个小麦品种达到了强筋小麦标准,

其中中优206稳定时间41.0 min,拉伸面积191cm2,大抗延阻力804 E. U,面包体积810 mL,面包评分84.5分。49个品种中,97.96%的品种蛋白质含量超过30. 00%,95.92%的品种湿面筋

含量超过30. 00%,但面团稳定时间较短,平均时间为4.62min,有25个品种的面团稳定时间小于3.00 min,未达到中筋小麦标准,占审定品种数的51.02%。因此应把提高面团稳定性作为提高小麦品质的主攻方向。

 

小麦条锈病、叶锈病和白粉病是影响小麦生产的主要病害,审定的49个小麦品种中,只有中麦12高抗条锈病和白粉病,中抗叶锈病;11个小麦品种兼抗两种病害;只有3个小麦品种对白粉病表现抗性,因此北京市审定的小麦品种整体对白粉病抗性表现较差,应重视抗白粉病小麦品种的选育。培育高产、、多抗小麦新品种是今后北京市小麦新品种培育的主要发展方向。

 

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