千粒重对小麦品种产量的影响

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摘要 为减少化肥的施用量，降低小麦生产成本，提出通过提高千粒重增加小麦产量。分析千粒重的形成特点、亲本的经济系数，在此基础上，提出增加千粒重的方法，以为小麦增产提供指导。

关键词 产量因素；增加；千粒重；亲本的经济系数

中图分类号 S512.1 文献标识码 A 文章编号 1007-5739（2013）10-0044-02

新疆维吾尔自治区小麦产量由1978年的1 350 kg/hm2增加到了2011年的8 400 kg/hm2。但是，中、低产田依然存在，增加播种量、多用化肥等措施导致小麦生产成本上升。为尽可能地杜绝化肥施用，减少播种量的浪费和种植成本的涨幅，将冬麦与春麦、普通小麦和小麦种之间进行杂交可以得到千粒重高、粒数多、籽粒饱满、品质优良的高产新品种。虽然新疆维吾尔自治区小麦生产发展迅速，但是产量高、品质好的优良品种还比较少。没有高产品种就不能创造高产纪录。因此，需要大量培育优质、高产品种，以增加小麦单产。但目前在增加单产方面，化肥的作用非常大，而品种增产潜力属于遗传特性，增加产量因素的遗传能力更能展现品种的增产潜力。因此，通过传统育种方法培育结粒多、千粒重高、品质优良的新品种，提高小麦产量，可避免人力、物力的浪费，防止土壤污染。

1 产量因素

在我国，认为影响小麦产量的因素有单位面积苗数、穗数、籽粒重等。而在国外千粒重被认为是影响小麦产量的主要因素之一，位于第4位，且特别受到重视[1]。据我国有关文献观点，认为千粒重对小麦产量的影响不大或不显著。但是在丰收纪录中，可以发现千粒重对小麦增产具有一定的作用。我国统计小麦产量记录的因素[2]如表1所示。

2 千粒重的形成

千粒重是有限的时间（天数）内形成的籽粒的干物质。有的品种灌浆时间短，有的品种灌浆时间长，这属于遗传特性，所以品种分为早熟品种、中熟品种和晚熟品种。早熟品种的灌浆速度快，籽粒饱满。中熟品种特别是晚熟品种灌浆速度慢，如果遇到干旱、干热风，籽粒变硬不能饱满。在新疆维吾尔自治区小麦灌浆时期多发生干热风、土壤干旱和大气干旱，导致籽粒变小，减产[3]。因此，品种的早熟性已成为南疆以及北疆年积温较大的地区品种性能改良的主要目标。品种的早熟性已成为作物抵御干旱、干热风、病虫害、小麦倒伏和减产的主要因素。引进的冬小麦品种“唐山冬麦6898”虽然对水肥要求较高，但是因为其属于早熟品种，所以产量高，单产超过7 500 kg/hm2、千粒重达45 g[4]。所以，在新疆维吾尔自治区应该培育和引进灌浆期短、籽粒饱满、早熟的小麦品种。新疆农业科学院农业品种资源研究室、核技术生物技术研究所，利用β射线培育的冬麦系列77-21作为父本，将最早抽穗的春小麦“京春-5021”作为母本进行杂交，培育出单产10 125 kg/hm2、千粒重达53.5 g的小麦丰产品种石冬6号。

千粒重由遗传特性决定，也是遗传显示的现象，是指特定时期内的灌浆程度。灌浆速度快的品种籽粒饱满且重。灌浆速度慢的品种在干旱地区，灌浆期遭到干旱、病虫害以及倒伏的影响，使籽粒变得瘦小、粒轻。所以品种的产量潜力取决于籽粒数和籽粒重，籽粒重要通过千粒重表现出来。千粒重的质能得到体现，籽粒才能达到最终的重量，所以能够达到增加籽粒重量的目的，籽粒达到最终重量是产量潜力。

3 增加千粒重的方法

麦穗粒数和粒重受品种遗传特性的制约，可以通过常规育种得到粒数多、高千粒重的品种，不同类别、不同生态的小麦品种，比如将冬麦与春麦、普通小麦和小麦种之间进行杂交就可以得到千粒重高、粒数多、籽粒饱满、品质优良的高产新品种。新疆农业科学院农作物品种资源研究所在1980年将春小麦品种京-5021作母本，将冬小麦品系77-21作父本进行杂交，培育出了80-111、80-131（石冬6号）、80-135、80-171（石冬7号）等品种和品系。20世纪90年代将春小麦作为母本、硬粒小麦作为父本进行杂交，培育出了冬麦90-006、90-008、90-116、90-119、90-127等新品种和品系。70年代英国培育出了千粒重为58.6 g的冬小麦品种。但是培育出的这些品种和品系的千粒重达到了50～60 g（90-127参加昌吉州区域性试验千粒重达到64 g），产量在6.0～7.5 t/hm2，最高达到了10 125 kg/hm2。其蛋白质含量超过13%，最高的达到15.26%。一般情况下冬小麦蛋白质含量达不到15%，这个品种的蛋白质含量超过新疆维吾尔自治区当地品种。一般情况下小麦品种抗盐碱能力不超过2.5，石冬7号的抗盐碱程度达到了5.1。石冬6号的单产超过10.2 t/hm2，在世界上属于罕见的纪录。据国外有关资料记载，最高可达到9 t/hm2 [5]。以上这些小麦的千粒重增加的原因，可以从营养来源、营养运输、库容这3个性状来分析。营养指的是根和叶，营养的运输指营养通过茎传输情况，库容指麦粒的大小。营养运输快、库容大，籽粒就饱满，千粒重增加。新疆农业科学院农作物品种资源研究所多年的原始材料观察结果表明：冬小麦的灌浆速度比春小麦以及其他麦类作物的灌浆速度快，植株韧性好，材料的营养运输速度比矮秆、粗壮的材料快。春麦和其他麦类作物的籽粒库容大，品质好，利用这些性状进行杂交，可以得到高千粒重、优质、早熟品种。石冬6号是杂交优势的一个典型，其母本京-5021的千粒重为46 g，父本77-21的千粒重为40 g，石冬6号的千粒重达到了53.5 g。

4 亲本的经济系数

通过育种工作可以增加千粒重，也可以培育出高千粒重的新品种。在考虑2个亲本优势互补的同时，应该计算亲本的经济系数。利用经济系数好的2个材料进行杂交，容易得到产量高、千粒重增加的后代。适合当地的品种一般千粒重较高，应该考虑将这些品种作为杂交组合的亲本材料。品种的经济系数是纯种子与单株其他部分（根、茎、叶）干物质的比重。籽粒重的品种经济系数好，千粒重高，相应的籽粒数量多。根据农作物品种资源研究所多年的品种鉴定和计算结果，矮秆、秆子韧性好和穗大品种的经济系数好，产量潜力大，千粒重高。千粒重与灌浆速度的快慢、籽粒的大小有关，取决于品种的遗传特性。

在新疆维吾尔自治区要创造9 t/hm2的产量纪录，要求穗数要达到750万～825万穗/hm2，穗粒重需超过1 g。要创造7 500 kg/hm2的产量纪录，要求穗数要达到750万～900万穗/hm2，穗粒重需达到1 g[6]。由此可见，千粒重比穗粒重重要。如果利用传统育种的方法将千粒重增加2～10 g，就可以将产量增加到理想的产量。已证明春小麦与冬小麦杂交、硬粒小麦品种和普通小麦品种杂交可增加千粒重。比如石冬6号，1998年10 hm2地块的单产达到10 125 kg/hm2，千粒重达到53.5 kg。

如果将2008年自治区小麦单产6 450 kg/hm2为出发点，将千粒重40 g的品种的千粒重提高2～10 g，根据数学计算方法可以得到不同的产量结果，具体如表2所示。可以看出，千粒重增加2 g，单产一定会增加。因为千粒重属于遗传特性，对单产会产生明显和稳定的影响。

5 化肥的施用

目前，粮食生产离不开化肥，特别是增加低产田和中产田的产量过程中化肥的作用较大。1986年，自治区标准局提出了小麦生产的技术标准规范，化肥用量规定为675 kg/hm2。因为实际上单位面积用量已超过这个标准，达到不用化肥不能丰产的程度。

从新疆农业科学院土壤肥料研究所对新疆维吾尔自治区农田化肥施用情况调查报告来看，化肥的增产效果在高产田为10%，中产田为15%～20%，低产田为30%。由此表明，当前粮食生产已经离不开化肥。根据数学方法计算，千粒重增加2～10 g，产量的增加额度相当于和接近施用化肥的增产额度。

由图1可以看出，将施用化肥和千粒重增加2 g时的产量进行比较，相差不多或者是相同。这种情况下，用增加千粒重的方式提高产量替代施用化肥增加产量的方法比较可行。因为施用化肥会降低作物抵御不良环境，特别是会降低作物抵抗病虫的危害、抗倒伏的能力，生育期延长，籽粒品质下降，发生土壤污染，浪费人力物力。甚至造成土壤污染加重，以致于无法恢复土壤原来的性状。

另外，从人类健康角度来考虑，也应该以增加千粒重提高作物产量方法替代施用化肥提高作物产量的方法。因为以提高千粒重提高作物产量的方法是通过遗传特性得到的，稳定而且可靠。施用化肥是一个技术问题。增加千粒重是科学问题。增加穗数、提高千粒重是目前值得研究的问题，可以将提高千粒重增加作物产量看作是一个提高小麦产量的新途径。

6 参考文献

[1] J.莱利.小麦育种的理论与实践[M].北京：农业出版社，1982.

[2] 伊里哈木·依拉里丁.在干旱地区利用高千粒重材料提高小麦单产的有效措施[C]//武京湘.中华新论.北京：中国科学出版社：1992：124.

[3] 华晔迪，罗宇凡.我国每年损失500亿斤粮食[N].乌鲁木齐晚报，2012-07-07（A2）.

[4] 吴锦文，陈仲荣.新疆小麦[M].中国科普出版社新疆维、哈分社，1992.

[5] 栾姗姗，贾永红，王伟，等.新疆春小麦品种蛋白质品质性状的变化[J].西北农业学报，2013，22（1）：41-47.

[6] 陈仲荣，伊利亚斯.用冬小麦中肥品种创高产的初步研究[J].新疆农业科学，1981（4）：5-9.