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摘要 分析了我国冬小麦育种过程中产量形状改良方面的研究进展,并从产量结构、株型结构和库源关系方面对此作了阐述。小麦要实现高产、超高产目标,应在稳定穗数的基础上,提高穗粒数和千粒重。
关键词 冬小麦;产量性状;改良;研究进展
中图分类号 S512.1 1 文献标识码 A 文章编号 1007-5739(2013)23-0042-01
我国小麦的种植面积及产量仅次于水稻,为第二大粮食作物,常年的收获面积在2 200万hm2左右,总产量8 600万t(世界农业统计资料,2003年)。因此,小麦生产的数量和质量直接关系到人民的食物满足程度和食品多样化水平,也是社会经济发展水平和人民生活水平的一个重要标志。
1 产量潜力
产量潜力是指在一定的生态条件和良好的栽培条件下,所能获得的最高产量。我国冬小麦栽培区大多与夏玉米一年二作,生长期相对较短。梁作勤等测算,山东小麦光温生产力最高理论产量为18 t/hm2;翟凤林等[1]估算,北京地区为12.83 t /hm2;可见,提高小麦单产还有很大的潜力[2]。
2 冬小麦产量结构研究进展
2.1 产量构成要素及小麦品种类型
穗数、穗粒数和千粒重是小麦产量的构成因素[3-4]。庄巧生等[5]依据穗数的多少和大小,将高产小麦品种分为多穗型、大穗型和中间型3类。一般而言,大穗型品种抗倒性较好,而多穗型品种抗倒性差。因此,超高产小麦的品种类型可能会由以多穗型品种为主转向以大穗型品种为主[6]。
2.2 产量结构的研究现状及目标
提高产量的有效途径是在保证一定成穗数的前提下,穗粒数与千粒重并重,主攻穗粒重。王江春等[7]研究认为,各主要性状对产量贡献从20世纪50年代的穗粒数>成穗数>千粒重>株高,演变为现代品种的千粒重>穗粒数>成穗数>株高。马香花等[8]研究认为,在超高产小麦品种的选育,应以大穗类型为主,但目前大穗材料和品系存在某些不足。胡秀婵[9]指出,目前小麦品种千粒重已经达到45 g左右,再进一步提高有一定难度,增加粒数有更大的潜力。从数据资料得出结论,小麦要实现高产、超高产目标应在稳定穗数的基础上提高穗粒数和千粒重。高产群体的合理群体结构为:有效穗数600萬穗/hm2,穗粒数35粒,千粒重42~45 g;或有效穗数600万~675万穗/hm2,穗粒数28~30粒,千粒重45~50 g。
3 冬小麦高产型株型结构
3.1 叶片的直立性
直立叶片具有明显的优越性,上层叶片直立有利于光透射到群体内部,使中下层叶片均匀受光。叶片直而不下披,旗叶基角10°~20°为宜。
3.2 株型育种的作用
理想株型应是以一定环境为前提。育种实践证明,理想株型能使植株和群体受光态势合理,使籽粒的同化物积累尽量增大,因此理想株型品种(系)的选育在小麦育种中有重要地位。
3.3 株高
适当增加株高,有利于后期谷粒充实,保持中、下层叶片受光,降低叶片密集程度。秆高与耐肥抗倒性存在密切的关系,秆过高不利于增加单位面积穗数、下部叶片受光、抗倒伏等。
3.4 叶光合面积与高产育种
封超年等[10]、雷振生等[11]研究结果也表明,光合机构的调整则有很大余地。因而在叶面积达到一定大小时,应将上位叶面积占总叶面积比值、上位叶长宽比值较小以及各叶鞘长占相应节间长的比值均较大作为株型育种的指标。
4 冬小麦源库关系研究进展
4.1 源库关系的研究方法与内容
源库关系的研究方法有核素示踪法、改变源库关系法。通过改变源库关系,如减少库容对胞间CO2含量、气孔传导、旗叶光合速率、导度有明显的抑制或降低作用[12]。
4.2 源库特征指标
人们习惯把穗粒数、穗粒重、单位面积穗数作为库的指标,用叶面积指数或绿叶面积作为源的衡量指标,以单位叶面积负担的粒数和生产的粒重表示库和源的相对大小[13]。Winzcler et al[14]认为,库容活性主要表现为吸收利用光合产物的速率,用籽粒灌浆速率来表征。
4.3 源库流与产量的关系
小麦的籽粒产量主要取决于植株光合产物的生产、运转及向籽粒中的分配积累[15-18]。库限制型品种产量受限于库容,源限制型品种的产量受限于源的物质供应[19-24]。
5 参考文献
[1] 翟凤林.超级小麦研究进展与展望[J].北京农业科学,2001(5):2-6.
[2] 方正,刘维正,于雪方,等.超级小麦育种的探讨[J].山东农业科学,2004(3):27-29.
[3] 王家利,崔建海,田纪春,等.超级小麦育种的可行性分析及其育种新方法构思[J].科技导报,2001(10):77-79.
[4] 杨亮,卢少源,刘桂茹.超高产小麦育种的探讨[J].安徽农业科学,2007,35(30):9491-9492.
[5] 庄巧生.庄巧生文集[M].北京:中国农业出版社,1999.
[6] 崔党群,张娟,闻捷,等.黄淮冬麦区超高产小麦品种的产量结构模式研究[J].华北农学报,2001,16(4):1-5.
[7] 王江春,于波,王荣,等.山东省小麦品种演变及产量性状的遗传分析[J].山东农业科学,2007(2):5-7,9.
[8] 马香花,谢作杰,周秋锋,等.优质高产及超高产小麦品种的选育经验与体会[J].河南农业科学,2002(10):13.
[9] 胡秀婵.我国主要小麦品种品质现状与北方冬麦区品种演变研究[D].
(下转第44页) (上接第42页)
北京:中国农业科学院,2006.
[10] 封超年,郭文善,何建华,等.高产小麦株型的指标体系[J].扬州大学学报:自然科学版,1998,1(4):24-30.
[11] 雷振生,林作楫.黄淮麦区冬小麦合理株型结构研究[J].华北农学报,1994,9(4):27-32.
[12] 刘晓冰,CHOPRA R K.源库改变对晚播小麦光合及粒重的影响[J].国外农学—麦类作物,1993(6):42-44.
[13] 梁建生,曹顯祖,徐生.水稻籽粒灌浆与其淀粉积累之间关系的研究[J].作物学报,1994,20(6):685-691.
[14] WINZCLER M,MONTEIL P H,NNOSHERGER J.Grain growth in tall and short wheat genotypes at different assimi-late supplies[J].Crop Sci-ence,1989(29):1487-1491.
[15] 徐延红,曹蓉,吕开龙,等.源库改变对冬小麦籽粒灌浆特性的影响[J].江苏农业科学,2011(2):134-135.
[16] 慕美财,张曰秋,崔从光,等.冬小麦高产群体源-库-流特征及指标研究[J].中国生态农业学报,2010(1):35-40.
[17] 雷亚柯,王辉,宋美丽,等.不同穗型冬小麦源库关系及源库性状改良[J].麦类作物学报,2007,27(3):493-496.
[18] 王文静.不同穗型冬小麦籽粒灌浆期源库强度及其与淀粉积累的关系[J].作物学报,2004,30(9):916-921.
[19] 郑飞,何钟佩.灌浆期高温胁迫对冬小麦叶源、库器官生理活性的影响及调控[J].华北农学报,2001,16(2):99-103.
[20] 陈旭,刘佳音,江晓东.源库变化对小麦光合作用产物及其产量的影响[J].安徽农业科学,2010(32):18005-18006,18018.
[21] 慕美财,温金祥,张日秋,等.超高产麦田的源流库理论分析[J].莱阳农学院学报,2004,21(1):49-52.
[22] 黄承彦,管延安,楚秀生,等.超级小麦育种有关问题的探讨[J].麦类作物学报,2004,24(2):133-136.
[23] 王振林,尹燕枰.小麦源库比与产量形成期同化物分配及结实性的关系[J].山东农业大学学报:自然科学版,1995,26(2):144-150.
[24] 王振林,尹燕枰.晚播小麦源库调节对籽粒灌浆期光合物质分配及产量因素的影响[J].中国农业科学,1996,29(1):50-58.
关键词 冬小麦;产量性状;改良;研究进展
中图分类号 S512.1 1 文献标识码 A 文章编号 1007-5739(2013)23-0042-01
我国小麦的种植面积及产量仅次于水稻,为第二大粮食作物,常年的收获面积在2 200万hm2左右,总产量8 600万t(世界农业统计资料,2003年)。因此,小麦生产的数量和质量直接关系到人民的食物满足程度和食品多样化水平,也是社会经济发展水平和人民生活水平的一个重要标志。
1 产量潜力
产量潜力是指在一定的生态条件和良好的栽培条件下,所能获得的最高产量。我国冬小麦栽培区大多与夏玉米一年二作,生长期相对较短。梁作勤等测算,山东小麦光温生产力最高理论产量为18 t/hm2;翟凤林等[1]估算,北京地区为12.83 t /hm2;可见,提高小麦单产还有很大的潜力[2]。
2 冬小麦产量结构研究进展
2.1 产量构成要素及小麦品种类型
穗数、穗粒数和千粒重是小麦产量的构成因素[3-4]。庄巧生等[5]依据穗数的多少和大小,将高产小麦品种分为多穗型、大穗型和中间型3类。一般而言,大穗型品种抗倒性较好,而多穗型品种抗倒性差。因此,超高产小麦的品种类型可能会由以多穗型品种为主转向以大穗型品种为主[6]。
2.2 产量结构的研究现状及目标
提高产量的有效途径是在保证一定成穗数的前提下,穗粒数与千粒重并重,主攻穗粒重。王江春等[7]研究认为,各主要性状对产量贡献从20世纪50年代的穗粒数>成穗数>千粒重>株高,演变为现代品种的千粒重>穗粒数>成穗数>株高。马香花等[8]研究认为,在超高产小麦品种的选育,应以大穗类型为主,但目前大穗材料和品系存在某些不足。胡秀婵[9]指出,目前小麦品种千粒重已经达到45 g左右,再进一步提高有一定难度,增加粒数有更大的潜力。从数据资料得出结论,小麦要实现高产、超高产目标应在稳定穗数的基础上提高穗粒数和千粒重。高产群体的合理群体结构为:有效穗数600萬穗/hm2,穗粒数35粒,千粒重42~45 g;或有效穗数600万~675万穗/hm2,穗粒数28~30粒,千粒重45~50 g。
3 冬小麦高产型株型结构
3.1 叶片的直立性
直立叶片具有明显的优越性,上层叶片直立有利于光透射到群体内部,使中下层叶片均匀受光。叶片直而不下披,旗叶基角10°~20°为宜。
3.2 株型育种的作用
理想株型应是以一定环境为前提。育种实践证明,理想株型能使植株和群体受光态势合理,使籽粒的同化物积累尽量增大,因此理想株型品种(系)的选育在小麦育种中有重要地位。
3.3 株高
适当增加株高,有利于后期谷粒充实,保持中、下层叶片受光,降低叶片密集程度。秆高与耐肥抗倒性存在密切的关系,秆过高不利于增加单位面积穗数、下部叶片受光、抗倒伏等。
3.4 叶光合面积与高产育种
封超年等[10]、雷振生等[11]研究结果也表明,光合机构的调整则有很大余地。因而在叶面积达到一定大小时,应将上位叶面积占总叶面积比值、上位叶长宽比值较小以及各叶鞘长占相应节间长的比值均较大作为株型育种的指标。
4 冬小麦源库关系研究进展
4.1 源库关系的研究方法与内容
源库关系的研究方法有核素示踪法、改变源库关系法。通过改变源库关系,如减少库容对胞间CO2含量、气孔传导、旗叶光合速率、导度有明显的抑制或降低作用[12]。
4.2 源库特征指标
人们习惯把穗粒数、穗粒重、单位面积穗数作为库的指标,用叶面积指数或绿叶面积作为源的衡量指标,以单位叶面积负担的粒数和生产的粒重表示库和源的相对大小[13]。Winzcler et al[14]认为,库容活性主要表现为吸收利用光合产物的速率,用籽粒灌浆速率来表征。
4.3 源库流与产量的关系
小麦的籽粒产量主要取决于植株光合产物的生产、运转及向籽粒中的分配积累[15-18]。库限制型品种产量受限于库容,源限制型品种的产量受限于源的物质供应[19-24]。
5 参考文献
[1] 翟凤林.超级小麦研究进展与展望[J].北京农业科学,2001(5):2-6.
[2] 方正,刘维正,于雪方,等.超级小麦育种的探讨[J].山东农业科学,2004(3):27-29.
[3] 王家利,崔建海,田纪春,等.超级小麦育种的可行性分析及其育种新方法构思[J].科技导报,2001(10):77-79.
[4] 杨亮,卢少源,刘桂茹.超高产小麦育种的探讨[J].安徽农业科学,2007,35(30):9491-9492.
[5] 庄巧生.庄巧生文集[M].北京:中国农业出版社,1999.
[6] 崔党群,张娟,闻捷,等.黄淮冬麦区超高产小麦品种的产量结构模式研究[J].华北农学报,2001,16(4):1-5.
[7] 王江春,于波,王荣,等.山东省小麦品种演变及产量性状的遗传分析[J].山东农业科学,2007(2):5-7,9.
[8] 马香花,谢作杰,周秋锋,等.优质高产及超高产小麦品种的选育经验与体会[J].河南农业科学,2002(10):13.
[9] 胡秀婵.我国主要小麦品种品质现状与北方冬麦区品种演变研究[D].
(下转第44页) (上接第42页)
北京:中国农业科学院,2006.
[10] 封超年,郭文善,何建华,等.高产小麦株型的指标体系[J].扬州大学学报:自然科学版,1998,1(4):24-30.
[11] 雷振生,林作楫.黄淮麦区冬小麦合理株型结构研究[J].华北农学报,1994,9(4):27-32.
[12] 刘晓冰,CHOPRA R K.源库改变对晚播小麦光合及粒重的影响[J].国外农学—麦类作物,1993(6):42-44.
[13] 梁建生,曹顯祖,徐生.水稻籽粒灌浆与其淀粉积累之间关系的研究[J].作物学报,1994,20(6):685-691.
[14] WINZCLER M,MONTEIL P H,NNOSHERGER J.Grain growth in tall and short wheat genotypes at different assimi-late supplies[J].Crop Sci-ence,1989(29):1487-1491.
[15] 徐延红,曹蓉,吕开龙,等.源库改变对冬小麦籽粒灌浆特性的影响[J].江苏农业科学,2011(2):134-135.
[16] 慕美财,张曰秋,崔从光,等.冬小麦高产群体源-库-流特征及指标研究[J].中国生态农业学报,2010(1):35-40.
[17] 雷亚柯,王辉,宋美丽,等.不同穗型冬小麦源库关系及源库性状改良[J].麦类作物学报,2007,27(3):493-496.
[18] 王文静.不同穗型冬小麦籽粒灌浆期源库强度及其与淀粉积累的关系[J].作物学报,2004,30(9):916-921.
[19] 郑飞,何钟佩.灌浆期高温胁迫对冬小麦叶源、库器官生理活性的影响及调控[J].华北农学报,2001,16(2):99-103.
[20] 陈旭,刘佳音,江晓东.源库变化对小麦光合作用产物及其产量的影响[J].安徽农业科学,2010(32):18005-18006,18018.
[21] 慕美财,温金祥,张日秋,等.超高产麦田的源流库理论分析[J].莱阳农学院学报,2004,21(1):49-52.
[22] 黄承彦,管延安,楚秀生,等.超级小麦育种有关问题的探讨[J].麦类作物学报,2004,24(2):133-136.
[23] 王振林,尹燕枰.小麦源库比与产量形成期同化物分配及结实性的关系[J].山东农业大学学报:自然科学版,1995,26(2):144-150.
[24] 王振林,尹燕枰.晚播小麦源库调节对籽粒灌浆期光合物质分配及产量因素的影响[J].中国农业科学,1996,29(1):50-58.