小麦新品种鲁原502高产稳产性分析及其育种启示

李新华等

摘要：利用国家和省级小麦区域试验数据对小麦新品种鲁原502进行高产和稳产性分析，结果表明：鲁原502的产量构成三因素具备极强的调节能力；在山东、河北和山西省小麦区试中666.7m2平均产量分别达574.3、517.1、526.9 kg，较对照品种石4185分别增产11.21%、8.40%和7.65%，均达到极显著水平，表现出高产特性；在黄淮北片试验中变异系数较舜麦1718和石4185小，较邯6172高，综合考虑其变异系数及其在试验中产量均值的表现，该品种又表现出稳产特性。该品种的育成表明，增加穗粒数和改良株型、增强抗倒伏能力和提高收获指数是山东省今后育种的主要目标，产量构成三因素——穗（单位面积穗数）、粒（每穗粒数）、重（千粒重）应协调发展，以666.7m2穗数40.0万、穗粒数40粒左右、千粒重45 g以上为宜。

关键词：小麦；鲁原502；高产；稳产 ；育种启示

中图分类号：S512.103.2文献标识号：A文章编号：1001-4942（2015）05-0015-04

Analysis on High and Stable Yield of New Wheat

Variety Luyuan 502 and Breeding Enlightenment

Li Xinhua， Li Peng， Gao Guoqiang， Zhang Fengyun， Sun Mingzhu

（Institute for Application of Atomic Energy， Shandong Academy of Agricultural Sciences， Jinan 250100， China）

AbstractLuyuan 502， a new wheat variety with high yield and wide adaption， was bred by the Institute for Application of Atomic Energy of Shandong Academy of Agricultural Sciences and the Institute of Crop Sciences of Chinese Academy of Agricultural Sciences. The analysis on high and stable yield of Luyuan 502 was carried out according to the data from the National and Provincial Wheat Regional Tests. The results were as follows. The yield components of Luyuan 502 had high regulating ability. The average yield of Luyuan 502 in Shandong， Hebei and Shanxi regional tests were 574.3， 517.1 and 526.9 kg per 666.7m2 ， respectively， and were 11.21%， 8.40% and 7.65% higher than that of the control variety， which reached the significant level. Luyuan 502 showed the property of high yield. The variation coefficient of Luyuan 502 in the north Huang-Huai winter wheat area tests， was lower than that of Shunmai 1718 and Shi 4185， but higher than that of Han 6172， so Luyuan 502 showed the characteristic of stable yield， too. It indicated that the main breeding objectives of Shandong Province should be increasing the grain number per spike， improving plant type， enhancing lodging-resistance ability and harvest index. These 3 yield components were optimal with the number of spike above 400 thousand， the grain number per spike above 40 and the 1 000-grain weight above 45 g.

Key wordsWheat； Luyuan 502； High yield； Stable yield； Breeding enlightenment

1998～2008年，我国小麦面积从3 000×104 hm2下降到2 350×104 hm2，而单产从3 685 kg/hm2提高到4 762 kg/hm2，总产从1.10 ×108 t增长到1.12 ×108 t，10 年间小麦单产增长29.2%，而同期水稻和玉米分别增长5.5%和3.1%，其中新品种选育和栽培技术进步在增产中发挥了重要作用 。1971～2006 年山东省小麦品种产量潜力年遗传进度为0.92%或66.6 kg/hm2，这说明由于育种家的不断努力，主产区的小麦品种产量潜力还在继续提高，常规育种仍然发挥着重要作用。要满足小麦消费不断增长的需求，必须提高小麦单产，而高产、超高产小麦品种的选育是实现增产最简单有效的途径。1996年农业部将农作物航天育种列为重点课题，由中国农业科学院牵头，组织全国20多个具有较好诱变育种基础的研究单位，开展作物航天育种联合攻关。鲁原502即是山东省农业科学院原子能农业应用研究所与中国农业科学院作物科学研究所育成的高产广适小麦新品种，2011、2012年分别通过国家和山东省农作物品种审定委员会审定。该品种是以航天突变系9940168为母本、济麦19为父本，通过有性杂交和系谱法选育而成，具有高产、稳产、抗病、广适等优点。本文对鲁原502小麦的高产稳产性进行了分析，以期为今后高产小麦新品种选育有所启迪。endprint

1材料与方法

1.1试验材料

供试材料是同期参加区域试验的部分小麦品种，分别是鲁原502、舜麦1718、邯6172和石4185。

1.2试验设计和数据来源

供试小麦品种的产量和农艺性状数据源自国家黄淮北片冬小麦区域试验2008-2009、2009-2010年度试验结果，每年12个试验点，两年度共24个点次，其中山东省6个（德州、长清、临沂、平度、济宁和烟台），河北省4个（邯郸、衡水、石家庄和藁城），山西省2个（新绛和运城）。试验采用随机区组排列，重复3次，小区面积13.2 m2，666.7m2基本苗17万左右，常规田间管理。

鲁原502小麦产量形成分析数据源自该品种参加山东省2009～2011年冬小麦区域试验20个试验点次的调查结果。

1.3数据处理

国家区域试验产量数据采用中国农业大学和全国农技推广服务中心联合研制的农作物品种区域试验统计分析系统程序RCT99进行分析，山东省区域试验数据采用Microsoft Excel 2003进行统计与分析。

2结果与分析

2.1鲁原502高产稳产性分析

根据2008～2010年国家黄淮麦区小麦品种区域试验4个品种的试验数据，对鲁原502高产广适性进行比对分析。由表1可以看出，2008～2010年黄淮北片冬小麦区试中，鲁原502的666.7m2平均产量为547.9 kg，较对照品种石4185增产10.16%，列所有参试小麦品种（系）第1位。从两个年度4个品种的试验结果看，鲁原502无论是在产量水平高的还是产量水平低的试验点，产量都较舜麦1718、邯6172和石4185高。鲁原502在山东、河北和山西省的666.7m2平均产量分别是574.3、517.1、526.9 kg，较对照品种石4185分别增产11.21%、8.40%和7.65%，均达到极显著水平，表现出高产特性。

适应度是各品种超过平均产量的环境数占试验总环境数的比例，反映了品种基本的（超过平均生产水平）广适性。鲁原502在黄淮北片两年度区域试验中，适应度最高，其中2009-2010年度达到100%，在所有试验点都较对照品种增产。变异系数是指品种在各环境上的均值间变异（标准差）占该品种总均值的百分比，反映了品种的静态稳定性，变异系数小，说明该品种在不同的环境中变化小，静态稳定性好。变异系数小同时均值高的品种表现出高产稳产的特性，鲁原502在黄淮北片试验中变异系数较舜麦1718和石4185小，较邯6172高，但鲁原502均值最高，综合考虑变异系数和均值在区试中的表现，鲁原502表现出高产稳产的特性。

品种离优度值（Pi值）反映的是该品种在各试点上与最佳品种的平均差异，Pi值越小，差异越不显著，说明该品种在试点间的普遍适应性越高；反之，Pi值越大，差异越显著，说明其平均产量低或者至少在某些试点上产量低。鲁原502在黄淮北片两个年度的试验中Pi值都较其它3个品种小，表明鲁原502与最佳品种的平均差异小，在试点间的普遍适应性好。从以上分析可以看出，鲁原502综合适应性好，产量高，稳产性好。

2.2鲁原502生长特性与产量三因子分析

对4个品种两年度在国家黄淮冬小麦区域试验中的产量及农艺性状数据（表2）进行统计分析可以看出，鲁原502全生育期较其它品种长，平均比对照石4185长1.05 d。2009-2010年度冬季降温早，低温持续时间长，春季气温回升晚，小麦各生育阶段推迟，所有参试品种的生育期均较正常年份延长。从株高看，鲁原502是73.7～78.9 cm，在4个参试品种中最高或相当；随冬季温度的提高，鲁原502由北向南株高有增高的趋势，但都在合理的株高范围内，为获得较高的生物产量打下了基础。最大群体表现为舜麦1718>鲁原502>石4185>邯6172，鲁原502最大群体列第2位，为获得较多的有效穗数创造了条件。鲁原502千粒重在43.5～43.8 g之间，比较稳定。从有效穗数看，由于2009-2010年度冬季低温造成参试的4个品种最高分蘖数和有效穗数较正常年份少，鲁原502的666.7m2最高分蘖数和有效穗数只有85.6万和37.6万；2008-2009年度鲁原502的最高分蘖数和有效穗数分别为117.8万和41.5万；综合两年度区域试验看，鲁原502有效穗数稳定在40万左右。从穗粒数看，2008-2009

年度区试中鲁原502是35.5粒，较舜麦1718和石4185分别少1.3和0.2粒 ；在2009-2010年度区试中是38.0粒，比邯6172少3.7粒；鲁原502小麦穗粒数表现出由北向南减少的趋势。鲁原502小麦产量构成三因素中，千粒重是最稳定的因素，其次是有效穗数，穗粒数变化大。

2.3鲁原502产量形成分析

为了分析鲁原502在不同试验条件下的产量表现与产量构成三因素的相关性，对2009～2011两年度山东省冬小麦区域试验20个点次的试验数据进行了线性分析。通过产量与产量构成因子的动态分析（图1）可以看出，鲁原502产量与有效穗数的相关性最高，达到了显著水平，y=0.0531x+9.9554，r=0.4446；穗粒数与产量的相关性排第2位，y=0.0206x+26.7930，r=0.2417；而千粒重与产量的相关性最小，y=0.0045x+41.2000， r=0.0707。通过以上分析可知，产量三因素与鲁原502的产量都呈现出正相关，但没有一个因素与其产量达到极显著水平，这说明鲁原502的产量构成三因素具有极强的调节能力，这可能就是该品种能够实现高产、稳产、广适的重要原因。总体来看，要想使鲁原502获得较高的产量，首先要保证获得足够的有效穗数，同时协调穗粒数和千粒重同步提高。在666.7m2实收产

量为783.52 kg的兖州市小孟镇试验点，鲁原502有效穗数达到54.4万，穗粒数35.2粒，千粒重40.0 g，表明产量构成三因素在高水平状态下的协调发展是获得超高产的有效方法。endprint

3育种启示

3.1鲁原502小麦抗逆性对产量的影响

鲁原502自2007年参加国家黄淮北片区试以来，先后经历了冬季低温极端天气和赤霉病大面积发生的自然灾害，表现出较强的抗寒、耐病和抗倒伏能力。黄淮麦区种植的小麦一般为半冬性品种，每年都有不同程度的冻害发生，一般多为叶片冻害，个别年份、个别品种有死蘖现象，并呈现出从南向北逐渐加重的变化规律。鲁原502经受了2009～2011年两年度冬季低温的考验，田间表现出较强的抗寒能力，666.7m2平均产量547.9 kg，较对照石4185增产10.16%，差异达到极显著水平。

小麦赤霉病在全世界普遍发生，是小麦的主要病害之一，也是影响中国小麦生产的重要病害（受害面积约为700.0×104 hm2）。其中长江中下游冬麦区是该病的多发区和重发区，黄淮麦区和关中麦区近年来也日趋严重，从而影响着国内小麦主产区的粮食和食品安全。改变耕作制度和栽培技术难以解决病害的侵染和蔓延，依赖化学防治虽然对控制赤霉病的大发生和大流行有一定效果，但不可避免地造成成本增加和环境污染，因此培育抗病品种成为减轻赤霉病危害的主要途径。在2011-2012年度黄淮南片冬小麦区域试验中，小麦抽穗、扬花期间降雨，造成小麦赤霉病大发生，鲁原502表现出较强的耐病能力，666.7m2平均产量达到502.8 kg，较对照品种周麦18增产3.73%，达到显著水平。

近几年，黄淮麦区小麦的机收面积接近100%，农民最担心的就是倒伏问题。小麦倒伏不仅严重影响产量和籽粒商品性，更重要的是增加收获成本。要解决倒伏问题，最有效的方法就是降低品种的植株高度，但株高也不能无限度的降低。植株过矮，植株冠层结构会出现不协调，势必导致通风透光不良和光合作用减弱、营养体不足等问题，最终影响到生物产量和籽粒产量。鲁原502株高78 cm左右，穗层厚，666.7m2有效穗数40万左右，穗粒数在黄淮北片稳定在35.5粒以上，千粒重43.5 g以上，产量三因素协调，在区域试验中没有发生倒伏，表现出较强的抗倒伏能力和广泛的适应性。

3.2株型结构与高产育种

小麦产量构成三要素在每个生态环境中都有一个理想的平衡，这种平衡取决于当地的日照长度和光热资源，并受水肥供应的影响。我国北方冬小麦生育进程有“一长两短”的特点，即分蘖期长，穗粒形成期短，灌浆期短。种植多穗型小麦品种可以扬长避短，非常适合黄淮麦区的生态条件，故多年来该地区大面积推广的品种多属这一类型。黄淮麦区小麦高产品种应具备如下特征特性：半冬性，耐寒，分蘖力中等，成穗率高；株高80 cm左右，株型紧凑清秀，下部叶片较窄，上部叶片较短且挺举，田间透光性和耐密性好，光合生产率高，秆韧抗倒伏能力强。

山东省小麦品种的产量潜力仍在继续增长，主要由于穗粒数和收获指数的提高。增加穗粒数和改良株型、增强抗倒伏能力和提高收获指数是山东省今后育种的主要目标。产量三因素穗（单位面积穗数）、粒（每穗粒数）、重（千粒重）协调发展，以666.7m2穗数40万、每穗40粒左右和千粒重45 g以上为宜。资源创新、穿梭育种和稳定品系的多点鉴定是解决高产、稳产和广适性小麦新品种选育的有效方法。

参考文献：

[1]李振声. 我国小麦育种的回顾与展望[J]. 中国农业科技导报， 2010，12（2）：1-4.

[2]何中虎，夏先春，陈新民，等. 中国小麦育种进展与展望[J]. 作物学报，2011，37（2）： 202-215.

[3]刘录祥，郭会君，赵林姝，等. 我国作物航天育种20年的基本成就与展望[J]. 核农学报，2007，21（6）：589-592.

[4]史占良，吕国朝，郭进考. 2005～2006年冀中南小麦冻害成因分析[J]. 河北农业科学， 2006，10（2）：76-78.

[5]马鸿翔，陆维忠. 小麦赤霉病抗性改良研究进展[J]. 江苏农业学报，2010，26（1）：197-203.

[6]赵献林. 河南省小麦育种发展方向的探讨[J].河南农业科学，2012，41（2）：33-36.

[7]赵振东，宋健民，刘建军，等. 关于小麦育种若干问题的探讨[J]. 山东农业科学， 2003（4）：7-11.

[8]林作楫，揭声慧，雷振生，等. 近60年黄淮麦区冬小麦育种规律演变研究[J]. 现代农业科技，2011（24）：103-105.

[9]方正. 冬小麦新品种选育研究[M]. 北京：中国农业科学技术出版社，2010.

[10]宋健民，李豪圣，戴双，等. 超高产广适小麦新品种济麦22产量形成分析[J]. 核农学报，2010，24（6）：1280-1285.endprint