小麦是世界性重要粮食作物,河南省是我国小麦生产的主要省份之一,河南省70年来小麦品种的遗传改良使小麦产量水平不断提高。本研究依据品种的年最大种植面积选取了30个河南省大面积种植过或目前生产上正在推广种植的现代小麦品种为试验材料,通过两年的田间试验和室内理化分析测定,对河南省小麦品种产量与产量构成因素的遗传改进、以及与产量改进相关的生物学特性进行了比较系统的研究。研究结果表明,河南省小麦品种的产量水平在品种演变过程中得到了显著的提高,在现代麦作技术及防病、防虫、防倒伏的条件下,现代推广品种的产量水平比早期地方品种提高了 1倍多(108.8%),年平均遗传改良进度为1.81%。在河南省70年来小麦品种遗传改良过程中,千粒重和穗粒数均有明显的提高,其中千粒重的变化对产量水平的提高作用最大,穗粒数次之,而单位面积穗数在品种演变过程中始终保持相对稳定。在整个品种更换过程中,群体生物学产量和收获指数均得到了不同程度的遗传改进,其中收获指数的变化更为显著,其年均遗传改良进度达到了 1.38%。本研究通过对同化物积累、分配与转运特性的遗传改进及源库结构进行研究,对河南省小麦品种产量遗传改进的生物学基础进行了分析。结果表明开花后同化物积累量的提高是河南省小麦品种产量水平取得改良进展的重要基础,与早期地方品种相比,现代推广品种的开花后同化物积累量提高了 53.5%,年均遗传改良进度为1.78%。开花后同化物积累量得以提高的主要原因是小麦品种的光合速率和叶面积系数的不断提高。在品种演变过程中,河南省小麦品种旗叶净光合速率得到了显著的提高,抽穗期和开花后20天旗叶净光合速率的年均遗传改良进度分别达到0.58%和0.29%。与此同时,现代推广品种的叶面积系数较早期地方品种也有明显的提高。随着河南小麦品种产量水平的不断提高,开花前积累同化物在开花后的输出率由早期地方品种的8.91%上升到现代推广品种的31.99%,同化物在各器官分配上表现为在开花期现代推广品种叶鞘和茎秆的同化物积累量没有因株高的降低而下降,而在成熟期现代推广品种茎秆和叶鞘中滞留的同化物量明显下降,穗部积累的同化物量则显著提高。小麦品种的灌浆速率随着品种的改良而不断增加,这也从另一角度反映出现代小麦品种的干物质合成及运转能力得到了明显的改良。对供试品种源库结构的研究表明,早期地方品种绝对源小、绝对库小,而源库相对而言为源大库小。现代推广品种则为绝对源大、绝对库也大,但源库相对关系为源小库大,这说明进一步提高河南省小麦品种产量水平要注重小麦品种同化物积累量的提高。本研究对河南省小麦品种的株型性状和抗倒伏特性进行了研究。通过研究发现株高是河南省小麦品种株型性状改良中最为显著的改良性状,株高从早期地方品种的133.53cm降低到现代推广品种的76.86cm,年均遗传改良进度为0.71%。与此同时,河南省小麦品种的叶层重心也得到显著的降低,叶面积不断增大,叶层的立体结构由披垂型向直立型转变。在河南省小麦品种遗传改良过程中,不仅矮化育种取得了巨大的成就,而且品种茎秆的抗折强度也得到了显著的遗传改良,开花期和花后25天基部第二节间的抗折强度分别由早期地方品种的2.10 N/单茎和1.27 N/单茎提高到现代推广品种的4.59 N/单茎和2.63 N/单茎,年均遗传改良进度分别为1.99%和1.78%。在品种演变过程中,与抗倒伏相关的茎秆形态结构和化学成分也得到了明显的改良,现代推广品种的茎秆较早期地方品种变得更粗更厚,且茎秆中木质素含量较早期品种有了显著的增加,这是茎秆抗折强度不断提高的最主要原因。本文还基于上述研究结果对小麦高产品种进一步遗传改良的若干问题进行了探讨。