黄淮旱地冬小麦农艺性状与生育期气象因子的时空分布特征及互作关系

【目的】研究黄淮旱地冬小麦农艺性状与生育期降水的时空分布特征与互作关系,为气候变化下黄淮旱地小麦品种改良提供理论依据。【方法】利用2010—2017年国家黄淮冬小麦区域试验对照品种在不同区域试验点的农艺性状与降水资料,结合地理时空分布与数理统计方法,分析黄淮旱地冬小麦农艺性状和出苗-成熟期总降水的关系。【结果】空间分布上,黄淮旱地小麦实际单位面积产量、千粒重呈现由西部旱薄地向东部旱肥地增加的趋势。西部旱薄地的株高相对较高,中东部旱肥地的株高相对较低。中东部以北的黄淮旱地不同生育阶段的总降水普遍较低,中东部以南的黄淮旱地不同生育阶段的总降水相对较高。时间变化上,河南、山西和陕西的中西部旱地的出苗—成熟期总降水表现出显著的增加趋势。出苗—抽穗期总降水与实际单位面积产量、株高、有效穗数呈显著正相关。通径分析表明,黄淮旱肥地的株高和有效穗数决定了产量变异的53.2%,黄淮旱薄地的株高和千粒重决定了产量变异的67%。【结论】建议黄淮旱肥地冬小麦育种以适当增加株高,提高花前高效利用有限降水的能力和增加穗部发育为主。黄淮旱薄地育种以稳定株高,提高花后转运干物质的效率和收获指数为主。     

气温变化背景下中国黄淮旱地冬小麦农艺性状的变化特征 ——以山西临汾为例

【目的】作物品种选育是在气候变化背景下的自然选择和人工选择的结果。黄淮麦区是中国最大的麦区,在保障中国小麦生产和粮食安全中有重要作用。研究过去30年黄淮旱地冬小麦品种农艺性状和气温要素变化规律,为旱地小麦育种适应未来气候变化提供理论依据和技术支撑。【方法】利用近30年来国家黄淮旱地冬小麦区域试验典型代表临汾点的对照品种农艺性状及该市的气温资料,研究对照品种农艺性状、生育期平均气温和≥0℃积温的变化规律,并进行农艺性状和气象要素的相关、多元回归和通径分析。【结果】小麦生育期的平均气温、≥0℃积温、最低和最高温度在逐年呈缓慢增加。小麦生育期平均气温平均每年上升0.05℃,≥0℃积温平均每年上升21.9℃,且二者呈正相关关系。≥0℃积温变化更能深入反映小麦生育期的温度变化情况。小麦生育期最高气温平均每年上升0.02℃、最低气温平均每年上升0.16℃。播种至越冬前的平均气温和≥0℃积温增加最多,营养生长阶段平均气温和≥0℃积温增加明显,生殖生长阶段平均气温增加较少且≥0℃积温有下降趋势。随着气候变暖,分蘖多的强冬性品种逐渐被分蘖适中的冬性和弱冬性品种替代。1986-1996年对照品种农艺性状变化幅度不大,1997-2007年期间变化较大,2007-2014年变化幅度最大;这和小麦生育期平均气温变化趋势基本相同。黄淮旱地对照品种千粒重和穗粒数逐年缓慢上升,分别每年平均增加1.57%和3.39%。有效穗数和产量及株高缓慢下降,分别每年平均下降0.16%和1.29%。产量与株高（0.684^**）、有效穗（0.531^**）和千粒重（0.541^**）均极显著正相关。株高、起身至拔节期≥0℃积温和平均气温是决定小麦产量的3个主要因子,分别决定了小麦产量的46.73%、26.17和3.26%的变异。在黄淮旱地小麦适应气候变化中,起身至拔节期≥0℃积温和株高对产量贡献较大且为正效应;起身至拔节期平均气温为负效应。【结论】气候变暖对黄淮旱地冬小麦农艺性状变化趋势有较强的影响,选育株高和有效穗数适中、穗粒数较多、千粒重较大的中高产抗旱品种是黄淮旱地小麦适应未来气候变化的育种改良方向。     

黄淮小麦农艺性状进化及对产量性状调控机理的分析

【目的】气候变化对小麦生产的影响已经受到广泛关注。在气候变化背景下,小麦育种必须重新定位。文章对黄淮地区小麦进化材料的农艺性状进化以及对单株产量性状调控机理进行分析,为未来小麦适应气候变化和高产育种目标提供理论依据。【方法】对30个不同染色体倍数的小麦进化材料的12个农艺性状进行进化趋势分析。并对小麦进化材料的农艺性状进行相关分析、通径分析、逐步回归分析、主成分分析和聚类分析,探讨小麦进化育种中各农艺性状对单株产量的调控规律。【结果】通过对农艺性状的进化趋势分析和多重统计分析获得如下结果：①黄淮小麦进化过程中其抽穗期、生育期、株高、单株穗数等有减少的趋势,但生殖生长期占全生育期比例、收获指数、千粒重和单株粒重等有不同程度的增加趋势。②相关分析表明,单株粒重与穗粒数、千粒重、收获指数和单株生物学产量均呈极显著正相关,与生殖生长期占全生育期比例呈显著正相关,与抽穗期、生育期和单株穗数均呈极显著负相关。③多元逐步回归分析结果表明,收获指数、单株生物学产量和生育期是决定单株粒重的3个主要因子,共同决定了单株粒重96%的变异。其中,收获指数、单株生物学产量对小麦单株粒重有大的正效应调控作用,生育期对小麦单株粒重有较大的负效应调控作用。④通径分析表明,11个农艺性状对单株粒重直接贡献大小依次为收获指数＞单株生物学产量＞穗粒数＞穗长＞单株穗数＞每穗小穗数＞生殖生长期占全生育期比例＞抽穗期＞株高＞千粒重＞生育期。其中,收获指数、单株生物学产量、千粒重和穗粒数对单株粒重有较大的正效应。⑤主成分分析结果显示,3个主成分累积贡献率达81.873%,表明3个主成分已覆盖所有性状的主要信息。⑥根据综合值的聚类分析和对不同年代的种质资源农艺性状的特征比较,将30个小麦进化材料分为了早熟矮秆低产型、晚熟高秆低产型、晚熟高秆中产型、早熟高秆中产型和早熟矮秆高产型五大类小麦资源。【结论】通过对30个小麦进化材料农艺性状的多重统计分析,得出每个小麦进化材料的相关信息。小麦由二倍体到六倍体进化过程中,收获指数、单株生物学产量和穗粒数对小麦单株粒重有明显正效应,而生育期对其有显著负效应。这是在气候变暖背景下,人工选育高产品种和自然选择共同作用的结果。     

新疆冬小麦种质资源主要农艺性状遗传多样性分析

【目的】研究新疆冬小麦种质资源主要农艺性状遗传多样性。【方法】分析232份冬小麦种质资源的株高、有效分蘖数、千粒重等9个主要农艺性状,进行遗传多样性、相关性和聚类综合评价。【结果】新疆232份小麦品种遗传多样性指数较高,9个农艺性状的多样性指数介于1.68～2.10,变异类型丰富,变异系数幅度为10.3%～43.6%,各农艺性状变异系数顺序为单株产量>有效分蘖数>主穗粒重>主穗长>主穗粒数>最多粒数>株高>小穗数>千粒重;主要农艺性状与单株产量的相关程度为：有效分蘖数(0.838)>主穗粒重(0.564)>主穗粒数(0.559)>最多粒数(0.301)>千粒重(0.269)>主穗长(0.224)>株高(-0.196)>小穗数(-0.102),有效分蘖数、主穗粒重、主穗粒数、千粒重对单株产量的直接通径系数和相关系数均达显著水平;在欧式距离为16的位置将232个品种划分为5个类群,分析各类群的9个农艺性状特征发现,类群间存在较大差异。【结论】新疆冬小麦种质资源主要农艺性状变异较大,且遗传多样性丰富。有...     

2015～2019年山西南部旱地小麦区域试验品系的农艺性状分析

为了了解近年来山西南部旱地小麦的育种趋势,对2015～2019年山西南部旱地小麦区域试验中共计65份品系的农艺性状进行了比较分析、相关分析和通径分析.比较结果表明,区域试验小麦品系的产量变异系数最大,为12.12％;产量构成三要素的变异系数顺序为有效穗数>穗粒数>千粒重;不同年度间区域试验小麦品系的产量差异达到了极显著水平,千粒重均在40 g以下.相关分析结果表明,产量与株高、有效穗数和穗粒数呈极显著正相关.通径分析结果表明,产量构成三要素对产量的直接作用顺序为有效穗数>穗粒数>千粒重,但综合作用中株高的贡献较大.有效穗数和穗粒数是影响旱地小麦产量的主要因素,在育种过程中应注重二者的协同提高.     

冬小麦主要性状与抗旱性、产量关系的研究

本文对3种类型30个冬小麦品种的15个性状与抗旱性、产量的关系,进行了相关分析和通径分析。认为良好的群体结构和高度的抗寒性是旱地冬小麦抗旱性和丰产性的基础性状。稳定穗数,提高穗粒数和千粒重则是进一步提高旱地小麦产量的有效途径。     

四川小麦地方品种农艺性状分析

以67份四川小麦地方品种为试验材料进行农艺性状分析,并对性状之间进行简单相关和偏相关分析,多元逐步回归和通径分析,旨在为小麦的遗传改良与育种利用提供依据。结果表明:四川小麦地方品种植株总体偏高,有效穗数多数在10个以下,小穗数平均为20.4,部分品种穗粒数较多、大于70粒,但千粒重和单株产量较低,平均值分别为27.5和11.2 g。筛选出一些单一或综合农艺性状优良的材料。性状相关分析表明:随着有效穗数、穗粒数和千粒重增加,单株产量显著提高。逐步回归分析和通径分析都表明:有效穗数、穗粒数和千粒重对单株产量的正向直接影响较大。多元回归方程:Y=-21.96 1.54X2 0.18X3 0.42X5解释了单株产量变异的97.09%。因此,高产育种时,宜考虑选择有效穗数、穗粒数和千粒重高的小麦品种。     

近9年黄淮冬麦区北片水地组区试品种的产量及农艺性状分析

为了解黄淮冬麦区北片小麦育种状况,本研究针对2012-2020年黄淮冬麦区北片参试品种的产量、农艺性状及相关性进行分析。结果表明,参试品种年际间产量变异幅度大,同一年度参试品种间产量变异幅度较小,产量构成因素变异幅度整体表现为每公顷穗数千粒重穗粒数,产量与每公顷穗数、穗粒数及千粒重极显著正相关,三者对产量的贡献关系为千粒重每公顷穗数穗粒数。     

黄淮旱地组小麦品种抗旱性鉴定比较分析

为了解近年来黄淮冬麦区旱地组小麦品种抗旱性的整体情况,对2017—2019年黄淮冬麦区132个区试品种（系）在干旱胁迫下的产量及抗旱指数,穗数、穗粒数、千粒重、株高等性状及抗旱系数,进行分析总结。结果表明：黄淮旱肥组、旱薄组、北部组区试品种（系）近年来品种的抗旱性趋势大体相同,胁迫情况下产量总的变化是旱肥组>旱薄组>北部组,且呈逐年稳中有升的趋势,从抗旱指数看,黄淮旱地小麦品种的抗旱整体还处于偏弱的水平;抗旱性状表现为干旱胁迫下均有不同程度的受损,均以千粒重的受损程度最小,有效穗、穗粒数、株高受损程度最大。     

近10年黄淮冬麦区北片水地区试品种产量及主要农艺性状分析

为了给黄淮冬麦区北片小麦育种提供参考,对2011—2020年黄淮北片水地组区试289个品种的产量及主要农艺性状变化趋势进行研究,并进行相关性和通径分析。结果表明,近10年黄淮北片水地区试品种产量较高,整体呈上升趋势;主要农艺性状的变化总趋势是有效穗数、千粒重、容重以及株高增加,穗粒数减少,生育期缩短,最大分蘖数变化不明显。产量与千粒重等7个主要农艺性状均呈显著或极显著正相关,相关系数表现为千粒重容重生育期株高最大分蘖数穗粒数有效穗数;产量构成三要素两两之间负相关。千粒重等5个主要农艺性状对产量的直接效应均为正向,直接贡献率依次为千粒重有效穗数穗粒数容重生育期。因此,为适应黄淮北片气候条件和栽培管理的变化,宜选育生育期适当缩短、灌浆时间长且速率快、结实性好、茎秆弹性好、有效穗数650万/hm~2以上、穗粒数35粒左右、千粒重45 g以上、株高75～82 cm的小麦新品种。     

113份六倍体冬性小黑麦种质遗传多样性

【目的】 研究冬性小黑麦种质资源表型性状的遗传多样性关系及筛选综合性状优异的冬性小黑麦种质,为冬性小黑麦育种、亲本选配及重要性状研究提供理论依据。【方法】 对113份冬性小黑麦8个表型性状采用Shannon-Wiener’s多样性指数进行遗传多样性分析,研究参试冬性小黑麦种质8个表型性状在连续2年的频次分布规律,分析各性状利用相关性及性状间关系,利用主成分分析构建冬性小黑麦种质综合评价体系,通过聚类分析明确参试材料的分类。【结果】 8个表型性状的平均变异系数为13.02%,单株籽粒产量、千粒重、每穗粒数、单株穗数、穗长、株高的变异系数超过10%,其中单株籽粒产量最大为18.01%,粒宽最小为5.09%;各性状遗传力均在85%以上;各性状遗传多样性指数为1.33~2.24,单株籽粒产量遗传多样性最高,粒长的遗传多样性最低;各性状存在着不同的相互关联,单株籽粒产量与每穗粒数、千粒重、穗长、粒长、株高呈极显著正相关,单株穗数与千粒重、每穗粒数呈极显著负相关。主成分分析提取到了3个主成分,累计贡献率为80.43%,第一主成分是籽粒产量主成分与单株籽粒产量、每穗粒数、千粒重有关,第二主成分是籽粒形态主成分与粒长和粒宽有关,第三主成分是株高主成分与株高和穗长有关;聚类分析将参试材料分为4类,第一类包含12份材料,属于高秆型材料,第二类包含40份材料,属于多穗型材料,第三类包含30份材料,属于高产型材料,第四类包含31材料,属于大粒型材料。【结论】 冬性小黑麦综合性评价筛选出表现优良籽粒高产型小黑麦11份。参试材料的遗传多样性丰富,综合评价较好,可有效补充小黑麦种质资源。     

灰色关联分析在旱地小麦产量性状上的应用

应用灰色关联分析方法，对青海省旱地小麦品种的主要数量性状与产量之间的关联度进行了分析与排序。结果表明，关联度大小为公顷穗数〉穗长〉穗粒数〉千粒重〉公顷苗数〉株高。说明旱地小麦育种与栽培夺高产的主要手段在于有效地促进形成公顷穗数，穗长，穗粒数以及千粒重等因子。     

小麦主要农艺性状和收获指数的灰色关联度分析

为探讨小麦农艺性状间的相互关系及其对产量形成的影响,进一步为河南省超高产育种提供参考,选用9个小麦新品种(系)为材料,对株高、穗颈长、穗粒数、千粒重、主茎生物产量、总生物产量、单株产量和收获指数进行灰色关联度分析。结果表明:与单株产量密切相关的性状依次是总生物产量(0.699 6)>主茎生物产量(0.479 1)>穗粒数(0.452 0)>千粒重(0.419 7)>株高(0.257 3)>穗颈长(0.208 7)>穗长(0.204 4)>收获指数(0.195 3);与收获指数密切相关的性状依次是穗颈长(0.397 7)>穗长(0.353 8)>穗粒数(0.283 7)>主茎生物产量(0.259 9)>株高(0.223 2)>千粒重(0.221 2)>单株产量(0.180 3)>总生物产量(0.175 6)。据此提出小麦超高产育种目标:在保证穗粒数和收获指数的基础上,通过选择生物产量高、穗子长、穗粒数多和千粒重高的性状,可以获得超高产。     

酒用糯高粱资源成株期抗旱性鉴定及抗旱指标筛选

【目的】干旱是影响酒用糯高粱生产的主要因素之一,鉴定酒用糯高粱资源成株期的抗旱性,筛选抗旱指标,培育抗旱品种,对高粱产业的发展具有重要意义。【方法】以50份酒用糯高粱资源为材料,于2015年和2016年设置正常灌水和干旱胁迫2个处理在旱棚内进行田间试验,测定株高、穗长、茎粗、分蘖数、穗粒数、千粒重、单株粒重和产量,采用抗旱性度量值(D值)、综合抗旱系数(CDC值)、加权抗旱系数(WDC)、相关分析、频次分析、主成分分析、灰色关联度分析、隶属函数分析、聚类分析和逐步回归分析相结合的方法,对其进行成株期抗旱性鉴定及抗旱指标筛选。【结果】干旱胁迫对各指标均有极显著影响。相关分析表明,产量与分蘖数、穗粒数和单株粒重呈极显著正相关,与穗长、茎粗和千粒重呈显著正相关,与株高呈不显著的正相关。频次分析表明,各指标对干旱胁迫反应的敏感程度依次为产量、穗粒数、分蘖数、单株粒重、千粒重、茎粗、穗长和株高。主成分分析表明,5个主成分可代表酒用糯高粱抗旱性84.26%的原始数据信息量。基于D值、CDC值和WDC值的供试酒用糯高粱材料抗旱性排序相近。灰色关联度分析表明,各指标DC值与D值间的关联度大小依次为产量、分蘖数、穗粒数、单株粒重、千粒重、穗长、茎粗和株高,这与各指标DC值与WDC值的密切程度基本吻合。根据D值进行聚类分析,可将供试酒用糯高粱材料划分为5个抗旱级别,其中Ⅰ级2份、Ⅱ级16份、Ⅲ级28份、Ⅳ级2份、Ⅴ级2份。除茎粗和分蘖数外,其余指标的隶属函数值、CDC值、D值和WDC值均随抗旱级别的升高而增大。逐步回归分析表明,与D值密切相关的指标有分蘖数、穗粒数和单株粒重。【结论】干旱胁迫对酒用糯高粱资源成株期各指标均有极显著影响。确定了D值为适宜的抗旱性鉴定方法。筛选出成株期抗旱性强的酒用糯高粱材料分别为粱丰141-3和粱丰247-3,可为酒用糯高粱抗旱育种、抗旱机理及干旱调控缓解机制的研究提供基础材料。分蘖数、穗粒数和单株粒重可作为酒用糯高粱资源成株期简单、直观的抗旱性评价指标。     

CIMMYT小麦在中国春麦区的适应性分析

 【目的】研究CIMMYT小麦在中国的适应性有助于提高春麦区的育种水平。【方法】10份CIMMYT代表性品种和15份中国春麦主栽品种于2001和2002年种植在中国春麦区的9个试点和CIMMYT的4种不同处理环境，分析产量、产量构成因子和农艺性状的变化趋势。【结果】CIMMYT品种穗数和穗粒数多，千粒重中等，具有广泛适应性，比中国品种具有更高的产量优势；黑龙江光敏感品种植株高、抽穗和成熟晚、穗数中等、穗粒数少、千粒重和产量低；中国其它品种株高中等、抽穗和成熟早、穗数少、穗粒数中等、千粒重高、产量中等。CIMMYT品种引种到中国后，株高降低，抽穗和成熟提早，并略减产；黑龙江光敏感品种在CIMMYT种植时株高增加，抽穗和成熟推迟，千粒重降低，并显著减产；中国其它品种在CIMMYT种植时株高增加、抽穗和成熟略推迟、千粒重变化较小，并略减产。【结论】CIMMYT品种可在云南、青海和新疆直接推广种植；内蒙古、甘肃和宁夏为其次适宜地区，可以直接推广应用，但主要用作杂交亲本；在黑龙江以作杂交亲本为宜。为提高引种效率，并考虑到性状的重复力大小，在CIMMYT为中国选种时应重点选择籽粒较大的材料。为云南所选材料可略矮、适当晚熟，内蒙古、甘肃、宁夏和新疆所选材料可略高、较早熟，青海所选材料可较高、熟期相当，黑龙江应主要选择高纬度材料、植株偏高且晚熟。     

基于GIS的河南省小麦产量及产量构成要素时空差异分析

[目的]分析河南省不同产区小麦籽粒产量和产量构成要素的时空差异,明确不同产区进一步提高小麦籽粒产量的主攻方向.[方法]选用河南省小麦固定监测站点实地监测数据,利用地理信息系统(GIS)选择最优模型,绘制2017—2020年河南省4个小麦生产区产量与产量构成要素空间分布图,分析产量和产量构成要素在不同小麦产区的差异及其相...