大麦新品种蒙啤麦5号丰产稳产适应性分析及应用评价

马 宇,吕二锁,巴 图,徐寿军,徐广祥,李建波,杜慧婷,刘志萍

0 引 言

【研究意义】近年来,世界大麦的需求迅猛增加[1],目前我国大麦现有品种产量、品质等稳定性还较差,限制了大麦产业发展,因此,培育优质、丰产、适应性强的大麦新品种,对于提高国产大麦竞争力具有重要意义。【前人研究进展】大麦兼具粮食加工、啤酒酿造、禽畜饲养、食药保健等多种用途[2-3],因其具有早熟、耐瘠薄、适应性广等特性,在世界农业生产中至今仍占有重要地位[4-5]。蒙啤麦5号,是由内蒙古自治区农牧业科学院作物科学研究所大麦研究室以ND15403为母本,ND15387为父本杂交选育而成[6]。【本研究切入点】有关大麦新品种蒙啤麦5号丰产稳产适应性研究文献较少,需研究大麦新品种蒙啤麦5号生产应用价值。【拟解决的关键问题】利用蒙啤麦5号多年多点区域试验及生产试验数据,通过比较分析法、高稳系数法、基因型分组法以及适应性参数法对其进行丰产稳产及适应性分析,并利用通径分析为该品种的进一步规模化生产应用提供有利的数据支撑。

1 材料与方法

1.1 材 料

供试材料除09GW-07为国外引进大麦(HordeumvulgareL.)资源外,其余均为内蒙古自治区农牧业科学院大麦研究室自主选育品种。数据来源于2012年度(呼和浩特市、巴彦淖尔市、锡盟太仆寺旗、海拉尔特泥河农场、牙克石市)和2013年度(呼和浩特市、巴彦淖尔市、锡盟太仆寺旗、海拉尔特泥河农场、海拉尔拉布大林农场)内蒙古自治区啤酒大麦新品种区域试验以及2014年度(巴彦淖尔市、锡盟太仆寺旗、海拉尔特泥河农场、海拉尔拉布大林农场)和2015年度(呼和浩特市、巴彦淖尔市、锡盟太仆寺旗、海拉尔特泥河农场)内蒙古自治区啤酒大麦新品种生产试验。

1.2 方 法

区域试验参照内蒙古自治区大麦联合区域试验要求,采用随机区组排列,重复3次,小区长5 m、宽2.5 m、行距0.25 m、10行区,小区面积12.5 m2,区间距离0.5 m,重复间距离0.8 m,播种量按保苗27×104株/667m2株计算。人工开沟撒籽,收获时不去边行全收计产。生产试验各示范点每一品系在同一示范点统一种植667～3 335 m2,保苗27×104～33×104株/667m2。

1.2.1 丰产性

采用蒙啤麦5号与对照品种在2年区域试验及生产试验中的产量结果相比较的方法,分别计算增减产比例及增产点率。

1.2.2 稳产性

采用温振民等[7]提出的高稳系数法以及Francis等[8]提出的基因型分组法进行高产稳产性分析。

高稳系数法:HSCi=(Xi-Si)/(1.1×Xck)×100%.

式中,Xi:第i个品种平均产量;Si:第i个品种标准差;Xck:对照品种平均产量。

基因型分组法:以变异系数为横坐标,以产量为纵坐标,以参试品种变异系数均值及产量均值为坐标原点,构成4个象限,得出各品种散点图。

1.2.3 适应性

采用俞世蓉等[9]提出适应性参数法进行适应性分析。

适应性参数法:以适应性参数为横坐标;以产量为纵坐标,以适应性参数等于1、参试品种产量平均值为坐标原点(1,产量平均值),构成4个象限,得出各品种散点图。

1.3 数据处理

采用Microsoft Excel 2010进行数据处理。采用SPSS 17.0软件,利用线性回归的方法实现通径分析[10]。

2 结果与分析

2.1 大麦区域试验产量表现

研究表明,蒙啤麦5号在2012年区试5个试点中平均产量4 921.6 kg/hm2,居第3位,较对照蒙啤麦1号增产17.36%,增产点率80%;在2013年区试5个试点中平均产量4 914.27 kg/hm2,居第2位,较对照蒙啤麦1号增产16.97%,增产点率80%;两年生试中蒙啤麦5号平均产量分别为4 252.62和4 537.78 kg/hm2,较对照品种蒙啤麦1号平均增产22.71%和16.28%,增产点率达到了87.5%,增产效果显著,具有良好的丰产性。表1,表2

表1 2012～2013年内蒙古自治区大麦区域试验产量表现

表2 2014～2015年内蒙古自治区大麦生产示范产量表现

2.2 大麦区域丰产稳产适应性

2.2.1 高稳系数法

研究表明,2年区试中蒙啤麦5号高稳系数位次均位列第1,2012年高稳系数58.5%,2013年高稳系数65.82%,蒙啤麦5号丰产稳产性在所有参试品种中最好;10PJ-03在2012年区试中高稳系数位次位居第2,但2013年位居第5,09GW-07产量指标好于蒙啤麦5号,但2年区试高稳系数位次均位居第3,稳产性较蒙啤麦5号稍差。表3

表3 2012～2013年内蒙古自治区大麦区域丰产稳产适应性

2.2.2 Francis-Kannenberg基因型分组法

研究表明,2012年区域试验中,第Ⅱ象限中共有4个品种,按照变异系数大小排列为09GW-07>10PJ-03>10PJ-13>蒙啤麦5号,这4个品种产量均高于参试品种平均产量(4 628.8 kg/hm2),且变异系数值小于平均变异系数值,均属于高产稳产品种,而4个品种中蒙啤麦5号变异系数最小,其在高产的前提下,稳产性要更好。2013年区域试验中,第Ⅱ象限中共有4个品种,按照变异系数大小排列为10PJ-51>09GW-07>09PJ-39>蒙啤麦5号,4个品种产量均高于参试品种平均产量(4 648.88 kg/hm2),且变异系数值小于平均变异系数值,均属于高产稳产品种,而4个品种中蒙啤麦5号产量仅次于09GW-07,但变异系数依然最小,其在高产的前提下,稳产性要更好。图1,图2

图1 2012年参试大麦品系产量与变异系数散点图

图2 2013年参试大麦品系产量与变异系数散点图

2.3 大麦品系产量与适应性

研究表明,利用平均产量与适应性参数相结合的方法来衡量参试品种的适应性,构成的坐标象限中,第Ⅰ象限产量及适应性参数均较高,属于丰产但不稳产型;第Ⅱ象限产量较高,但适应性参数较小,属于丰产稳产型;第Ⅲ象限产量及适应性参数均较小,属于稳产但不丰产型;第Ⅳ象限产量较低,但适应性参数较高,属于低产不稳产型。第Ⅱ象限中共有2个品种,按照适应性参数大小排列为10PJ-13>蒙啤麦5号,2个品种产量均高于参试品种平均产量(4 628.8 kg/hm2),且适应性数值小于平均适应性参数值,均属于高产稳产品种,而2个品种中蒙啤麦5号适应性参数最小,其在高产的前提下,适应性要更好。2013年区域试验中,第Ⅱ象限中共有3个品种,按照适应性参数大小排列为10PJ-51>09PJ-39>蒙啤麦5号,3个品种产量均高于参试品种平均产量(4 648.88 kg/hm2),且适应性参数值小于平均适应性参数值,均属于高产稳产品种,蒙啤麦5号产量最高,适应性参数最小,其即高产又具有良好的适应性。图3,图4

图3 2012年参试大麦品系产量与适应性参数散点图

图4 2013年参试大麦品系产量与适应性参数散点图

2.4 产量构成因素通径系数

研究表明,蒙啤麦5号直接通径系数中单株粒数(0.667)>有效穗数(0.543)>千粒重(-0.41),单株粒数对产量的直接效应最大,为0.666 7,其对产量结果影响最大,单株粒数通过有效穗数产生正效应,但通过千粒重产生负效应,适当的增加有效穗数可以提高单株粒数,从而提高产量,但有效穗数过高,前期营养生长消耗过大,后期千粒重反而降低,不利于高产;有效穗数对产量的直接效应次之,为0.543,有效穗数通过单株粒数产生正效应,但通过千粒重产生负效应,有效穗数不能通过千粒重影响产量,但可以通过单株粒数影响产量;千粒重对产量直接效应最小,为-0.41,其对产量结果影响最小,且千粒重通过有效穗数及单株粒数均产生负效应,千粒重的增加不能通过有效穗数及单株粒数来影响产量。表4

表4 蒙啤麦5号产量构成因素通径分析

2.5 籽粒及麦芽品质变化

研究表明,蒙啤麦5号籽粒品质:千粒重为53.8 g,饱满粒93.45%,瘦小粒为5.22%,发芽率为98%,籽粒蛋白质含量13.6%,淀粉含量55.47%,纤维3.61%,脂肪2.44%,灰分1.96%,β-葡聚糖4.39%,其中千粒重、饱满粒、发芽率均达到国家优级标准;麦芽品质:麦芽浸出物(以干基计)80%,库尔巴哈值40.5%,糖化力435 WK,α-氨基酸153 mg/100g,均达到了国家优级标准。表5

表5 蒙啤麦5号籽粒及麦芽品质

3 讨 论

3.1丰产稳产性是评价作物品种优劣的重要指标[11],而自身遗传特性与环境变化差异是影响丰产稳产的主要因素[12]。高稳系数法是利用平均产量与标准差来综合衡量各品种的丰产性与稳产性,高稳系数越大,丰产稳产性越强,高稳系数越小,丰产稳产性越弱[13]。基因型分组法是利用平均产量与变异系数相结合的方法来衡量参试品种的丰产稳产性,构成的坐标象限中,第Ⅰ象限产量及变异系数均较高,属于丰产但不稳产型;第Ⅱ象限产量较高,但变异系数较小,属于丰产稳产型;第Ⅲ象限产量及变异系数均较小,属于稳产但不丰产型;第Ⅳ象限产量较低,但变异系数较高,属于低产不稳产型[14]。有效穗数、单株粒数及千粒重是影响大麦产量变化的关键性状,如何协调好其相关关系是大麦新品种实现高产的重要因素之一[15]。丰产、稳产以及适应性是评价作物品种优良的重要依据[16]。刘静等[17]利用比较分析法、高稳系数法等对江麦23的丰产稳产性进行了分析,结果表明,江麦23具有良好的丰产稳产及适应性。黄杰等[18]利用AMMI模型及灰色关联度等方法对9份小麦品种进行丰产稳产适应性分析,结果表明漯麦906符合当前小麦高产、稳产、广适、优质并进的育种目标。试验综合应用了比较分析、高稳系数、基因型分组以及适应性参数等多种方法,对大麦新品种蒙啤麦5号进行了丰产稳产及适应性分析,结果表明蒙啤麦5好具有良好的丰产稳产适应性。

3.2作为大麦产量影响关键因素,不同品种的有效穗数、单株粒数以及千粒重对其产量影响程度不同,冯辉等[19]通过对驻大麦4号产量构成因素通径分析结果表明,有效穗数、单株粒数以及千粒重均对产量形成具有正向效应,单株粒数对产量直接影响最大,其次为有效穗数及千粒重。赵加涛等[20]通过对保大麦20号产量构成因素分析结果表明,有效穗数、穗粒数对产量形成具有正向效应,而千粒重对产量形成具有负向效应,有效穗数对产量直接影响最大,其次为穗粒数和千粒重。研究结果表明,单株粒数及有效穗数对蒙啤麦5号产量形成具有正向效应,而千粒重对产量形成具有负向效应,单株粒数对产量直接影响最大,其次为有效穗数及千粒重,结合蒙啤麦5号产量构成因素通径分析结果,在生产应用中,应尽量增加基本苗,但要注意栽培密度以防倒伏,同时在分蘖期及时施肥浇水促进有效分蘖增多。

4 结 论

在生产示范中,蒙啤麦5号平均产量4 395.2 kg/hm2,较对照平均增产19.5%,增产点率达87.5%;在两年区域试验中,高稳系数最大(58.5%和65.82%),变异系数最小(42.16%和34.24%),适应性参数小于1(0.89和0.87),千粒重为53.8 g,饱满粒93.45%,发芽率为98%,麦芽浸出物80%,库尔巴哈值40.5%,糖化力435 WK,α-氨基酸153 mg/100g,蒙啤麦5号属于增产潜力大、稳定性好,适应性强,品质优的大麦新品种,适宜在内蒙古自治区及气候条件相似邻近省(区)种植。