全 文 ：上海农业学报 199 2, 8 ( 3 ) : 7 2~ 7 5
A e t a A g 八 c u l t u ar e S h a n g h a i
长 江 中 下 游 地 区 二 棱 大 麦 的 高 产 育 种 ’
李承道 啥二
(上海市农业科学院作物育种栽培研究所 ,上海 2 01 10 6)
丁 守仁
(浙江 农业大学农学系 ,杭州 3 20 0 2 9 )
摘 要 在近 30 年来的大麦育种过程中 , 长江中下游地 区二棱大麦品种的产量潜力平均每
10 年提高 9 . 2% ,但生物产 量并没有增加 。籽粒产量性状的改良 ,主要是收获指数从 。 , 31 一 0 . 35 提
高到 0 . 4 的结果 。 分萦特性在品种更替中发生了明显 的变化 。 近期品种的分孽成穗率和有效穗数
均较高 ,但每穗实粒数和单穗粒重下降 。 降低株高 、 增加有效穗数是该地区今后高产育种的努力方
向 。
关键词 长江中下游 ;大麦 ;高产育种
提高作物产量 , 以满足人 口 不断增长对粮食的需求 ,一直是作物育种家面临的一项挑战 。
以墨西哥矮秆小麦品种的育成和推广为代表的 “ 绿色革命 ” 浪潮 , 使世界粮食产量有 了大幅度
的提高 。 但 自 70 年代以来 ,作物产量的遗传改 良出现了徘徊川 。 近几年来 ,许多学者开始对几
种主要作物遗传改良的进程进行研究 ,以期找到进一步提高产量的突破 口 匕2 、 ’ , ` · 5 · ”」。 .但 目前中
国大陆在大麦育种方面尚未 见有此类报道 。
长江中下游冬大麦区是我国大麦生产的重要产区 , 占大陆大麦总产量的三分之二 。 自 50
年代以来 ,该区的大麦单产提高了 1 . 5 倍以上 t ,」, 其间新品种的选育推广对产量的提高起了重
要作用 。 该区最早栽培的品种以六棱大麦为主 , 以后逐步被二棱品种所取代 。 60 年代以前以栽
培农家品种为主 ; 70 年代 , 以早熟 3 号为代表的引进品种占统治地位 ; 80 年代以后 , 该区基本
上以 自选 的品种取代了引进 的品种 汇? 」 ,本文拟研究长江中下游冬大麦 区二棱大麦品种更替中
产量潜力的变化 ,并探讨进一步提高产量的途径 。
1
. 材料与方法
试验材料为长江中下游冬大麦区 50 年代以来各个时期种植的有代表性的二棱大麦品种
(H
口
dr
e u m 成st ic h u m L . ) 。 19 8 7一 1 9 8 8 年选用的品种为早期高秆品种 肖山刺芒二棱 、 浙农光
芒二棱 、 浙农 12 ; 中期品种为早熟 3号 ; 近期品种为沪麦 4 号和浙农大 3号 。 1 9 8 8一 1 9 8 9 年选
用的品种为早期高秆品种慈溪一夜齐 、 牛古特 、 浙农光芒二棱 、 肖山刺芒二棱 、 浙农 1 2 、 早熟 7
号 ;中期品种为早熟 3 号 ;近期品种为盐辐矮早 3 、 沪麦 4 号 、 浙皮 1号 、 苏啤 l 号 、浙农大 3 号 、
浙 皮 2 号 、 沪麦 8 号 。 试验地点在浙江农业大学农场 (杭州市华家池 ) 。 土壤属小粉土 , 全氮
0
.
0 9%
、 速效磷 ( P ZO S ) 6 8 p p m 、 速效钾 ( K ZO ) 3 7p p m 。 1 9 8 7一 1 9 8 8 年试验按随机区组设计 ,重复
本文于 19 9 1 年 7 月 4 日收到 , 19 9 2 年 4 月 28 日收到修改稿 。
“ 七 · 五 ” 中国大陆大麦育种攻关课题 。
本所黄培忠研究员指导论文的修改 , 谨此致谢 。
3 期 李承道等 :长江中下游地 区二棱大麦的高产育种
3 次 。 1 9 8 8一 1 9 8 9 年试验品种按组随机排列 。 丰产栽培管理 。 成熟时 , 田间取样考查农艺性状 ,
小区收获计产 。
2
. 结果与分析
2
.
1 生物产 l 、收获指数和籽粒产量 .
品种更替中 , 籽粒产量逐步提高 (表 1 ) 。 两年试验中 , 中期品种较早期品种平均增产 4 . 4%
和 3 0 . 2 3% 。 品种的产量潜力平均每 10 年递增 9 . 2 % 。 同时也可以看出 ,在品种改 良过程中 ,
增产幅度呈下降趋势 。 生物产量在品种更替中无显著变化 。 两个年度试验中 ,近期品种的生物
产量分别 比早期 品种 下降 1%和 3 % 。 收获指数则得到极显著地 提高 , 从早期品种的 。 . 31
一 0 . 3 5提高到近期品种的 。 . 4 。 籽粒产量为生物产量与收获指数的乘积 , 因此该地区二棱大
麦品种产量潜力的提高是收获指数增加的结果 。
表 1 不 同品种的生物产且 、 收获指数和籽粒产 l (牙土 s)
T
a
b l
e
1 B i o m
a s s , h a
r v o s t i n d
e x a n d g r
a
i n 丫i e ld o f d if f e r e n t v a r i e r i e s (牙士 s )
年 份
Y e
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品 种
C 一 l t i v a r s
生物产量 (公斤 /亩
B i o m a
s , ( k g / m
u )
收获指数
H a r v
e s t in d e x
籽粒产量 (公斤 /亩 )
G
r a i n y i e ld ( k g / m u )
19 8 7~ 1 9 8 8
早期品种
o ld v
a r i e t i e s
中期品种
M id d l
e v a r i e t i
e s
近期品种
M
o d e r n v a r l c t ie s
、
一早期品种
0 ld v
a r
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e t ie s
中期品种
M记 d le v a r i e t i e s
近期品种
M
o d e r n v a r i e t i
e s
6 9 2
.
6士 8 5 . 4 0 . 3 5士 0 . 03 24 4 5士 4 7 8
6 74
.
0士 3 . 0 . 42士 0 . 0 1 2 8 3 . 6士 8 . 5
6 90
.
6 士 1 8 . 3 0 . 44士 0 . 0 0 3 0 6 . 7士 1 1 . 3
4 90
.
3士 6 8 . 2 0 . 3 1士 0 . 0 4 1 5 2 . 0士 2 2 . 9
19 8 8~ 1 9 8 9 5 06
.
2士 5 8 . 0 . 42士 0 . 0 4 2 1 2 . 6士 2 5 . 2
4 7 6
.
0士 58 . 7 0 . 4 4土 0 . 00 2 0 9 . 7士 3 7 . 0
2
.
2 产里构成要素的变化
2
.
2
.
1 品种的分粟成穗特性 每亩穗数是构成产量的重要因素 。 在基本苗相同的情况下 ,
是由分萦数和分萦成穗率决定的 。 分孽和成穗特性在品种更替中发生明显的变化 (表 2 ) 。 近期
品种年前分萦较快 ,早期品种春季分孽较多 , 其最高分孽数也较近期品种多 。 两个年度的试验
中 ,近期品种年前分粟数分别为早期品种的 1 05 . 6%和 102 . 7% ;春季分孽分别为早期品种的
60 % 和 58 . 5% ;最高苗数分别为早期品种的 89 . 4%和 73 . 7% , 但其分雍成穗率却比早期品种
分别提高了 2 0 . 4 %和 16 . 53 % 。 因而其有效穗分别较早期品种多 24 %和 9% 。 相关分析表明 ,
有效穗数与籽粒 产量呈极 显著正相 关 ( r 一 0 . 8 ” ) , 与分孽成穗率呈 极显 著的正 相关
(r ~ 0
.
7 3
` .
)
,与最高苗数呈负相关 (r 一 一 0 . 34 ) 。 故品种更替过程中 , 籽粒产量的增加主要是
有效穗数增加的结果 。 有效穗数的增加则主要是分粟成穗率提高所致 。
2
.
2
.
2 品种 的穗部性状 穗部性状与产量有密切的关系 。 但品种更替过程中 , 穗部性状变
劣 (表 3 ) 。 两个年度的试验中 ,近期品种较早期品种每穗实粒数分别减少了 2 . 9 粒和 2 . 0 粒 。
近期品种的单穗粒重仅及早期品种的 90 %一 95 % 。
7 4 上 海 农 业 学 报 8卷
裘 2 不同品种的分获数和有效祖橄 括士 S )
T a b l
e 2 N u m卜e r s o f t i l le r s a n d e f f e e t i v e e a r s o f di f f e r e n t v a r i e t i e s (牙士 S )
年 份
Y
e a r
品 种
C u l t i v
a r s
1 2 月 29 日分萦数
(万 /苗 )
N u m b
e r o f t i】l esr
o n 】关 e e m be r 29
(1 0 0 00 / m u )
最高分龚数 (万 / 亩 )
M
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u
m n u m b e r
o f t i l l
e r s
( 1 0 0 0 0 / m u )
有效稼数 (万 / 亩 )
N u m b
e r o f
e
f ef e t i v e c
a r s
( 1 0 0 0 0 / m u )
成移率 (%
P
e r e e
nt
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e a r 一 b
e a r i n g t i l le r
s
(% )
早期品种
o ld v a r i e t i e s
中期品种
M i d d le v
a r i e t ie s
近期品种
M o de r n v
a r i
e t i e s
49 8士 9 . 2 7 7 . 5士 19 . 6 3 5 . 1士 3 . 9 4 6 . 4士 6 . 9
1 9 87 ~ 1 9 8 8 5 1
.
3士 0 . 8 7 2 . 3土 6 . 2 43 . 0士 1 . 1 5 9 6士 3 . 5
5 2
.
9士 2 . 4 6 9 . 3士 4 . 7 4 6 . 3士 1 . 4 6 6 . 8士 2 . 3
早期品种
o ld v
a r
i
e t i
e s
1 8
.
9士 4 . 9 5 4 . 9土 1 0 . 9 21 . 9士 3 . 4 4 1 . 0士 8 . 6
1 9 8 8or 1 9 8 9
中期品种
M记 d l e v a r i e ti e s
近期 品种
M o d e
r n v a r ie t i
e s
17
.
8士 2 . 0 47 . 2土 8 . 0 2 4 . 6士 3 . 4 5 0 . 8士 6 . 5
1 9
.
5士 4 . 9 4 0 . 5士 3 . 1 23 . 3土 3 . 2 5 7 . 5士 4 . 3
表 3 不同品种的德部性状 (万士 S )
T
a
b ! e 3 E
a r e ha r a e t e r s o f di ff
e r e n t v a r i e t i e s (王士 S )
年 份
Y
e a r
品 种
C u l t i v
a r s
每德粒数
K
e r n c l n u m be r
Pc r c a r
千拉重 (克 )
1 0 0 0一 k e厂 n c ] w o ig h r
(g )
单穗粒重 (克 )
K
c r n e l w e ig h t
pc r c a r (g )
早期品种
0 ! d
v a r i e t i
e s
中期品种
M记 d l e v a r i e t i e s
近期品种
23
.
9士 0 . 8 3 6 4士 6 . 1 0 . 87土 0 . 0 4
19 87 ~ 1 9 8 8 21
.
1士 0 . 7 3 9 . 7士 1 . 6 0 . 8 4士 0 . 07
M o dcr
n av rl ct cl
s - - 一 - 一 - - - -一 -
早期品种
O ld v a r i
e t i e s
27
.
5士 2 . 0 3 8 . 7士 5 . 1 . 0 4士 0 . 1 0
19 8 8 ~ 1 9 89
中期品种
M i d d le v a r i
e t i e s
2 4
.
3士 1 . 4 0 . D士 2 . 7 0 . 9 7士 0 . 07
近期品种
M o d e
r n v a r i e t i
e s
. . . . . . . . . ., ~ 口 . . .
3
. 讨 论
提高生物产量和收获指数均有利于增加籽粒产量 。 本研究表明 ,在长江中下游地区二棱大
麦品种的选育过程中 ,生物产量并没有提高 ,籽粒产量的增加主要是收获指数提高的结果 。 这
与国外一些研究者的结果一致 s[, ` · 5〕 。 据估算麦类作物的收获指数可达 0 . 62 〔 , ·吕1 , 国外某些优 良
大麦品系的收获指数已达 。 . 56 3[] 。 而本地区目前大麦品种的收获指数为 。 . 4 , 比国外报道的
结果和理论估算值分别低 27 . 3% 和 40 . 9 % ,似仍有较大的潜力 。 而且 , 收获指数与环境互作
小 ,遗传力高 s[, `“ ·川 , 因此 ,笔者认为进一步改 良收获指数将有助于提高品种的产量潜力 。 但收
获指数为一间接性状 ,不易在育种中直接应用 , 株高与收获指数呈负相关仁6 · ’」。 本地区在过去
30 年的育种过程中 ,株高从 1 13 . k m 下降到 79 . c4 m , 收获指数的提高亦与此密切相关〔` ,」。 我
们建议用株高作为收获指数的间接选择指标 。
但是 ,收获指数的增加会使茎秆的干物质输出过多 ,从而导致后期抗倒伏能力下降 , 因此 ,
从长计议 ,仍然有必要提高生物产量 。 田中明 ( 1 97 3) 〔la] 曾以开花期为界限 , 把水稻等禾本科作
3期 李承道等 : 长江中下游地区二棱大麦的高产育种 5 7
物的干物质生产划为前期优势型 、 后期优势型和均势型 。 并认为均势型和后期优势型为高产品
种的理想类型 。 实质上 , 这是两条分别以增加生物产量和收获指数来提高品种产量的途径 ,该
地区在过去 30 年育种过程中 , 生物产量不变 , 有效穗数增多 , 说明单穗生产能力在下降、 而且
单穗生产力的下降数恰好为穗数的增加所弥补 。 因此 ,笔者认为在今后的育种过程中 ,通过进
一步增加有效穗数 , 并使其增量超过单穗生产力下降量的途径 ,增加生物产量来提高品种的产
量潜力亦似是可行的 。 当然 ,能找到在穗数增加的同时 , 单穗产量保持稳定的品种则是最为理
想的 。
参 考 文 献
1 V o s e
,
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.
B
.
C
r o p B r e e d正n g , P e r g u m o n P r e s s L t d . 1 9 84 , 3一 2 4 .
2 A u s t i n
,
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e o n t r a s t i n g s e a s o n s
.
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. ,
1 9 8 0
,
( 4 5 )
: 3 0 9一 3 1 9 .
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, 1 9 8 1
,
1 0 4 ~ 1 1 1
.
4 R ig g s
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e s be t w e e n 1s s o 一 2 9 5 0 , J . A g r i . S e i . ,
1 9 8 1
,
( 9 7 )
:
5 9 9 ~ 6 1 0
.
5 H e s s e Ib
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d i n g p r o g
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u r p f l
a n z e n Z L
: e h t u n g
.
19 8 5 , ( 9 4 )
: 10 1一 11 0 ·
6 吴纪明 . 长江下游地区冬小麦 品种更替中源库性状的变化 . 南京农业大学学报 , 19 8 , ( 1 1 ) : 8一 1.3
7 浙江省农科院主编 . 中国大麦品种志 . 北京 : 农业出版社 , 198 9 , 1~ 1 .
8 B h
a t n a g a r . S
.
M
.
R e l
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e t w e e n g r a i n w e i g h t
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f n o d
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l
e y . cS i
.
19 7 7 , ( 4 3 )
: 4 8 3~ 4 8 5
.
9 R
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k
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a u e r , P
,
S t
a
b i l i t y o f h
a r v e s t i n d
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.
l o r h C o n g
r . R e s
.
o n p l
a n t B r e e d i n g
.
1 9 84 , 6 8~ 7 3
.
1 0 0 吕m a n , M
.
B
.
S
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l
e e t io n f o
r
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a r v e s t i n d
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a r
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e y , D i s s e r ia r i o n A b
s t r a e t , In t e r
.
B
,
1 9 8 5
, ( 4 6 )
: 3 5 7 ~
3 5 8
.
1 1 W h i t e
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E
.
M
.
S t r
a w 。 n d g r a in p r o d u e t io n i n s p r i n g e u l t i v a r : , J
.
A g r i
,
S e i
.
1 9 8 7
,
( 1 0 8 )
:
2 9 3~ 2 9 8
·
12 李承道等 . 长江下游地区二棱大麦理想株型育种分 析 . 上海农业学报 , 1 9 91 , , (3 ) : 23 一 28 .
13 田中明【日〕. 从库源性状剖析丰产性 . 作物丰产理论 及遗传工程 ,重庆 : 科学技术文献出版社 , 1 9 79 , 25 ~ 4.6
H I G H
一Y I E L D I N G B R E E D I N G O F T W O
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L O W E R V A L L E Y O F T H E Y A N G T Z E
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D i n S h o u r e n
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一 r o w e d b a r l e y h a s b e e n i n e r e a s e d b y a n 9
.
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.
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h a r v e s t i n d e x f r o m 0
.
3 1 ~ 0
.
3 5 t o 0
.
e h a n g e d o b v i o u s l y d u r i n g v a r i e t a l r e p la e e m e n t
.
e a r 一 b e a r i n g t i l le r s a n d n u m b e r o f e f f e e t i v e e a r s ;
4 4
.
T h e t i l l e r i n g e h a r a e t e r o f v a r i e t ie s h a s
M园 e r n v a r i e t ie s h a v e h i g h e r p e r e e n t a g e o f
b u t t h e y h a v e l o w e r k e r n e l n u m b e r
n e l w e ig h t p e r e a r
.
D e e r e a s e i n p l a n t h e i g h t a n d i n e r e a e i n e f f e e t iv e
’
e a r n u m b e
r w e r e
e d a s e r i t e r i a f o r h i g h
一
y i e ld i n g b r e e d i n g in t h i s a r e a
.
a n d k e r
-
s u g g e s t
-
K e y w o r d s T h e m id
一
l o w e r v a l l e y o f t h e Y a n g t z e
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