对磷效率的年度间稳定性探究的意义

　　对磷效率的年度间稳定性探究的意义
　　关键词:株高;生育期;产量因素;磷效率
　　土壤缺磷是影响小麦生产的主要矿质营养障碍之一,利用磷高效品种提高土壤难溶性磷的利用率,是解决这一问题的有效途径。在筛选磷高效基因型过程中,用磷效率性状即磷效率(低磷下的产量)和对低磷的敏感度作为磷高效品种(系)的直接筛选指标准确性高,因而具有非常重要的意义。但是这两个筛选指标具有必须对待测材料进行全生育期的培养,耗资、耗力、耗时,易受到不可抗因素的影响,而且这两个指标均以产量为基础,遗传力较低等缺陷。
　　我们在对磷效率的年度间稳定性研究发现,磷效率稳定的品种仅占37.8%,磷效率在不同年度间发生一定范围内变化的品种占51.4%,原因是产量可能受到多种因素的干扰,例如年度间气候的变化,田间管理不一致,虫害、鸟害等意外伤害的不均一性等。为了增强磷效率性状鉴定的准确性,一方面应采用多年多次的鉴定,另一方面应了解小麦的农学性状与磷效率性状的关系,通过对这些性状的观察,避免在磷高效品种的筛选中丢失有用的材料。国内外对农学性状与磷效率的关系都有不少研究。据报道,与低磷条件下的产量有关的性状包括早期的生长活力,每穗的小穗数,叶面积指数,成熟期的干重、株高,成熟期的茎重、穗数、穗粒重[1-3],这些结果为磷高效品种的筛选提供了有用的信息。但是这些结果大都没经过进一步的(本文转载自 www.yzbxz.com 一枝笔写作网)验证,而且农学性状与小麦对低磷的敏感性有何关系目前报道较少。本研究旨在通过对多种农学性状的观察和研究,了解冬小麦的农学性状与磷效率性状的关系,弄清磷高效和对低磷不敏感品种是否有一些特殊的性状表现,为更快更准地筛选磷高效材料提供有用的信息。
　　1.材料与方法
　　1.1试验设计
　　试验于北京市昌平县中国农业大学昌平实验站植物营养系长期定位肥料试验田进行,前茬为玉米。试验地的基础肥力和试验时施肥情况见表1。2000—2001年的供试材料包括216个品种(系),分别由中国农科院品资所、作物所和中国农大作物遗传与育种系小麦组提供。2001—2002年的供试材料是从2000—2001年试验中筛选出的37个品种(系)。
　　整个试验为裂区设计,主区为低磷(LP)、高磷(HP)两个小区(两区之间不相邻),副区为品种小区,每区为一个品种。2000—2001年每个品种小区种植一行,行长1m,行距0.2m,重复2次。2000年10月15日播种,播种密度为50粒/m。12月8日覆膜,以防冻害;2000年11月底、2002年4月中旬(追肥)、5月中旬各灌水一次,其余管理措施采用常规管理方法,2001年6月15日收获。
　　2001—2002年每个品种小区种植2行,行长1m,行距0.2m,重复4次。2001年10月10日种植,播种密度100粒/m。2002年3月中旬、4月中旬(追肥)、5月中旬各灌水一次,2002年6月11日收获。其余管理措施与2000—2001年相同。
　　1.2调查测定项目与方法
　　2000—2001年测定项目包括拔节期、扬花期的生物量、初生根数、次生根数、分蘖数、叶面积等。成熟后,测定各区产量及产量构成因素,计算对低磷的敏感度;2001—2002进行营养生长阶段苗情、抽穗期、扬花期、成熟期的调查。成熟期测定产量(y)、产量因素、株高,计算对低磷的敏感度。低磷的敏感度(LS)可用下面的公式进行计算:LS(%)=(yHP-yLP)×100/yHP。
　　2.结果与分析
　　2.1磷效率性状与株高的关系
　　图1表明,在高秆类型的冬小麦中大约有70%左右的品种是磷高效品种,在矮秆类型的冬小麦中大约只有20%左右的品种是磷高效品种。高秆类型的冬小麦中大多为对低磷不敏感的品种(60%),矮秆类型的冬小麦中多数为对低磷敏感的品种(70%)。由此可知磷效率性状与冬小麦的株高有较为密切的关系,在高秆品种中选到磷高效和对低磷不敏感品种的可能性较大。
　　2.2磷效率性状与生育期的关系
　　图2表明,从早抽穗和晚抽穗的品种中选到磷高效品种的概率相同;从早熟和晚熟品种中选到磷高效品种的概率也相同,说明生育期与冬小麦的磷效率无关。
　　但试验中发现,磷缺乏对生育期的影响程度在不同基因型间存在差异。对抽穗期来讲,有的品种由于低磷的影响抽穗期推迟的天数较多,有的品种则推迟的较少。图3看出,抽穗期推迟较少的品种中,高效品种所占的比例较低,敏感品种所占的比例较高,随着推迟天数的增多,高效品种的比例增加,敏感品种的比例降低。表明在磷缺乏条件下,抽穗期推迟程度的大小与该品种的磷效率性状有一定的关系。
　　对抽穗期推迟程度与产量因素减少率之间的关系进行研究(图4)看出,抽穗期的推迟程度与成穗数和千粒重的减少程度无关,但与穗粒数的减少程度有关。抽穗期推迟多的品种中,穗粒数减少率小的品种占60%左右,推迟少的品种中此类品种仅占35%左右。表明抽穗期的推迟可减缓磷缺乏对穗粒数影响,这是抽穗期推迟较多的品种中磷效率品种较多的原因。
　　2.3产量因素和产量结构与冬小麦磷效率性状的关系
　　两年试验中,磷效率与成穗数均有较高的相关程度,即在缺磷条件下成穗能力强的品种磷效率较高。2000—2001年,r=0.5765**,n=201;2001—2002r=0.7928**,n=37。因此这个性状可以作为磷高效品种选育工作中的一个辅助选择指标。磷效率与千粒重相关性较差,这与邢宏燕等[4]的研究结果不同。磷效率与穗粒数的相关程度在两年的试验中有所不同。在2000—2001的试验中磷效率与穗粒数高度相关,r=0.9019**,n=16;2001—2002的试验中则不相关,r=0.2889,n=37。其原因是两年的试验中磷缺乏程度不同,在严重缺磷条件下冬小麦几乎没有分蘖,全部为主茎成穗,穗粒数的差异对磷效率的高低起决定性的作用。在轻度缺磷的条件下,虽以主茎成穗占优势,但仍有一部分分蘖穗起作用,使穗粒数的差异对磷效率的高低起不到主要作用。
　　根据冬小麦在高磷条件下的表现,以每种产量因素的平均数为界将冬小麦品种分类,分别统计每一类冬小麦中不同敏感度类型和不同磷效率类型品种的比例。结果表明,成穗数多的冬小麦中对低磷敏感的品种较多,该类冬小麦的80%左右都属于对低磷敏感的品种,穗粒数多的冬小麦中对低磷敏感的品种较多,千粒重高的冬小麦中对低磷敏感的品种较多(图5)。由于产量因素是相互作用的,如成穗数特别多的品种其它两个产量因素表现相对较差,因此可以推断单一依赖某种产量因素获得高产的品种可能对低磷较为敏感。研究结果还表明,冬小麦的产量结构与磷效率的关系不大,也就是说无论冬小麦的产量构型如何,从中选出磷高效品种的几率是相同的,并不存在一种对低磷有特别适应能力的产量构型。(责任编辑：一枝笔写作事务所)