河北省10個(gè)小麥品種抗旱性研究

劉青松+肖宇+徐玉鵬+閆玉英+閻旭東

摘 要：為了篩選出適宜河北省的耐旱節(jié)水的小麥品種，本試驗(yàn)選取了河北省主栽的10個(gè)小麥品種進(jìn)行抗旱性鑒定，通過(guò)分析不同小麥品種在不同處理下的生育期、群體數(shù)量、產(chǎn)量等性狀，并計(jì)算抗旱指數(shù)和抗旱隸屬度，對(duì)10個(gè)小麥品種進(jìn)行抗旱性評(píng)價(jià)。結(jié)果表明，抗旱性較差的品種有石麥22、衡4444、冀麥32和石農(nóng)086，抗旱性中等的品種有邯麥13、滄麥028、衡4399、滄麥6001；抗旱性較好的品種有滄麥6005和石麥15。

關(guān)鍵詞：小麥；抗旱性；產(chǎn)量

中圖分類號(hào)：S512 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A DOI 編碼：10.3969/j.issn.1006-6500.2018.01.015

Abstract：In order to find out wheat varieties of drought-resistant and water-saving suitable for Hebei Province， ten kinds of wheet cultivars in Hebei Province were identified for drought tolerant. The growth period，population quantity and yield components were determined under drought condition and normal water condition respectively. The drought index and subordinate function values of different wheet cultivars were calculated. The results showed that the varieties with good drought tolerant were Cangmai6005 and Shimai15， followed by Hanmai13， Cangmai028， Heng 4399 and Cangmai6001， and poor drought-resistant cultivars were Shimai22， Heng4444， Jimai32 and Shinong086.

Key words：wheat；drought resistance；yield

素有“世界糧食”之稱的小麥，與玉米、水稻并稱為世界三大糧食作物[1]。我國(guó)的小麥生產(chǎn)量居全國(guó)糧食生產(chǎn)量的首位，因此小麥的種植在我國(guó)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中占有非常重要的地位。干旱脅迫和鹽脅迫對(duì)作物的脅迫危害遠(yuǎn)超過(guò)其他脅迫危害的總和。擔(dān)負(fù)我國(guó)主要糧食生產(chǎn)任務(wù)的華北、東北、西北也是我國(guó)最為缺水的地區(qū)[2-4]。小麥作為我國(guó)旱作區(qū)的主要種植作物，在糧食需求量增加的背景下，抗旱品種的選擇，對(duì)于開(kāi)發(fā)和利用不斷惡化的土地資源具有重要的實(shí)際價(jià)值[5]。如何提高大面積旱作區(qū)的土壤利用效率，提高小麥作物的抗旱能力，對(duì)于我國(guó)現(xiàn)代農(nóng)業(yè)以及世界農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展都有十分重要的生態(tài)經(jīng)濟(jì)意義和社會(huì)價(jià)值[6-7]。本試驗(yàn)通過(guò)對(duì)河北省10個(gè)小麥品種在干旱脅迫下的綜合評(píng)價(jià)，為河北省抗旱小麥品種的選擇提供依據(jù)。

1 材料和方法

1.1 試驗(yàn)材料

供試的10個(gè)小麥品種分別為滄麥6005、滄麥6001、冀麥32、石麥22、石農(nóng)086、石麥15、衡4444、邯麥13、衡4399、滄麥028，詳細(xì)信息見(jiàn)表1。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)于2015年在滄州市農(nóng)林科學(xué)院泊頭大盧屯試驗(yàn)站進(jìn)行。設(shè)置干旱脅迫處理和田間正常灌溉處理，均澆足底墑水，干旱脅迫處理在旱棚內(nèi)進(jìn)行，土壤相對(duì)含水量控制在40%左右，田間正常灌溉處理土壤相對(duì)含水量控制在70%左右。所有處理3次重復(fù)，2015年10月12日播種，播種量均按225 kg·hm-2，底肥施用量按600 kg·hm-2，田間管理相同。

1.3 測(cè)定項(xiàng)目

記錄不同品種小麥生育期，調(diào)查不同時(shí)期小麥莖數(shù)、成熟后測(cè)定株高，小區(qū)全收進(jìn)行測(cè)產(chǎn)，完熟期每個(gè)小區(qū)取20株，進(jìn)行室內(nèi)考種，測(cè)定穗粒數(shù)和百粒質(zhì)量。

計(jì)算性狀差值、抗旱系數(shù)（DC）、抗旱指數(shù)（DI）[8]、產(chǎn)量降低指數(shù)（PRI）及隸屬度（U），計(jì)算公式如下：

性狀差值=對(duì)照性狀值-干旱性狀值

DC=干旱處理產(chǎn)量/對(duì)照產(chǎn)量

DI=抗旱系數(shù)×干旱處理產(chǎn)量/干旱處理所有品種平均產(chǎn)量

PRI=（1-干旱脅迫產(chǎn)量/對(duì)照產(chǎn)量）×100%

Uij=（Xij-Ximin）/（Ximax-Ximin）

式中，i為第i個(gè)指標(biāo)，j為第j個(gè)品種；Uij為第j個(gè)品種對(duì)于第i項(xiàng)指標(biāo)的隸屬度；Xij為第j個(gè)品種第i項(xiàng)指標(biāo)的測(cè)定值；Ximin為全部品種中第i項(xiàng)指標(biāo)的最小值；Ximax為全部品種中第i項(xiàng)指標(biāo)的最大值。隸屬度按5級(jí)[9]標(biāo)準(zhǔn)劃分。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同處理下生育期差異

從表2可以看出，10個(gè)小麥品種生育期集中在240～250 d之間，生育期最長(zhǎng)的品種是滄麥6005，最短的品種為衡4399，干旱處理會(huì)使小麥早衰，出現(xiàn)生育期縮短的現(xiàn)象，一般會(huì)使小麥的成熟期提前一周左右，所測(cè)10個(gè)品種中，滄麥6005和滄麥6001，石麥15生育期縮短最少為5 d，石農(nóng)086生育期縮短最多為9 d，說(shuō)明石農(nóng)086在面對(duì)干旱脅迫時(shí)早衰現(xiàn)象最嚴(yán)重。

2.2 不同生育時(shí)期小麥莖數(shù)比較

從表3可以看出，各品種小麥的群體數(shù)量均在拔節(jié)期達(dá)到最高值。對(duì)比抗旱處理和對(duì)照處理可以看出，除苗期以外，在其他生育時(shí)期干旱脅迫處理的群體數(shù)量均低于對(duì)照處理，說(shuō)明干旱脅迫處理影響小麥的分蘗和成穗，進(jìn)而會(huì)導(dǎo)致小麥產(chǎn)量的降低。通過(guò)比較10個(gè)小麥品種的成穗率可以發(fā)現(xiàn)，干旱脅迫嚴(yán)重影響小麥成穗，所有品種干旱脅迫條件下平均成穗率為39%，而正常澆水對(duì)照處理所有品種平均成穗率為47%，其中滄麥028、石麥15、滄麥6005、滄麥6001表現(xiàn)較好，在干旱脅迫條件下成穗率降低較小，而衡4399、石麥22、石農(nóng)086、邯麥13表現(xiàn)較差，干旱脅迫條件下成穗率降低超過(guò)10個(gè)百分點(diǎn)。endprint

2.3 不同小麥品種產(chǎn)量性狀分析

分析不同小麥品種在干旱處理和對(duì)照處理的產(chǎn)量及產(chǎn)量構(gòu)成因素（表4），可以發(fā)現(xiàn)，干旱處理的所有品種小麥穗數(shù)均低于對(duì)照處理，說(shuō)明干旱脅迫影響小麥的分蘗和成穗，就成穗數(shù)而言，滄麥028、石麥15、冀麥32等品種在處理與對(duì)照間差異較小的；就穗粒數(shù)而言，大部分品種在干旱處理穗粒數(shù)明顯減少，主要是由于返青期干旱，影響了小麥的花穗分化；就千粒質(zhì)量而言，所有品種干旱處理千粒質(zhì)量均高于對(duì)照處理，分析出現(xiàn)這種現(xiàn)象的原因可能是在干旱脅迫條件下，由于成穗數(shù)和穗粒數(shù)的明顯降低，導(dǎo)致庫(kù)減少，而由于庫(kù)源平衡原理，產(chǎn)生了代償作用，所以會(huì)出現(xiàn)千粒質(zhì)量的增加[10]；就小麥總產(chǎn)量而言，干旱處理均低于對(duì)照組，其中以石麥22下降幅度最大，其次是石農(nóng)086，而滄麥6005下降幅度最小，然后是石麥15。

2.4 不同小麥品種抗旱指數(shù)分析

抗旱指數(shù)是對(duì)各品種在干旱處理和對(duì)照處理的產(chǎn)量及產(chǎn)量構(gòu)成因素的綜合分析，從表5可以看出， 10個(gè)小麥品種可分為3類：第1類是抗旱指數(shù)≥0.9的為高抗旱品種，有滄麥6005、石麥15；第2類為中度抗旱品種，0.7≤抗旱指數(shù)<0.9，有邯麥13、滄麥028、衡4399；第3類為不抗旱品種，抗旱指數(shù)<0.7，有滄麥6001、石麥22、衡4444、冀麥32和石農(nóng)086；對(duì)比不同小麥品種的產(chǎn)量降低指數(shù)可以發(fā)現(xiàn)，抗旱指數(shù)高的小麥品種產(chǎn)量降低指數(shù)較小，而抗旱指數(shù)低的小麥品種產(chǎn)量降低指數(shù)大，即小麥抗旱性越強(qiáng)，干旱脅迫下小麥產(chǎn)量越高，反之，抗旱性越差，干旱脅迫下小麥產(chǎn)量越低。

2.5 不同小麥品種的抗旱性隸屬度比較

通過(guò)計(jì)算每個(gè)品種相關(guān)性狀的平均隸屬度并進(jìn)行分析（表6），抗旱級(jí)別最強(qiáng)的小麥品種為滄麥6005和石麥15，其抗旱級(jí)別為I級(jí)，表明與隸屬度相關(guān)性狀均表現(xiàn)出較好的抗旱效果，通過(guò)對(duì)比每個(gè)小麥品種的抗旱隸屬度與不同小麥的實(shí)際抗旱性狀表現(xiàn)，發(fā)現(xiàn)隸屬度評(píng)價(jià)不同小麥抗旱性鑒定與抗旱指數(shù)評(píng)價(jià)結(jié)果基本一致。

2.6 不同小麥品種干旱脅迫下各性狀的聚類分析

采用類平均聚類法對(duì)干旱脅迫下10個(gè)小麥品種的性狀表現(xiàn)進(jìn)行聚類分析（圖1），在平均距離0.80處，可以將10個(gè)小麥品種聚類3類：滄麥6005、邯麥13和石麥15聚為一類，屬于強(qiáng)抗旱型小麥品種；滄麥6001、衡4399和滄麥028聚為一類，屬于中等抗旱型小麥品種；冀麥32、石麥22、衡4444和石農(nóng)086聚為一類，屬于抗旱型差的小麥品種。干旱脅迫下不同小麥性狀的聚類分析結(jié)果與不同小麥抗旱性隸屬度分析結(jié)果基本一致。

3 結(jié)論與討論

抗旱性是一個(gè)比較復(fù)雜的生物學(xué)特性，準(zhǔn)確評(píng)價(jià)作物的抗旱性是改良作物抗旱性的基礎(chǔ)[11-13]。前人對(duì)小麥的抗旱性狀評(píng)價(jià)提出了多種方法，主要可分為多指標(biāo)分析和單一指標(biāo)分析，但由于作物抗旱性是受多基因控制的，所以單一指標(biāo)分析可能難以真實(shí)的反應(yīng)作物的實(shí)際抗旱性。本文結(jié)合了產(chǎn)量性狀因素、抗逆指數(shù)以及不同生理時(shí)期的群體數(shù)量及生育期等性狀綜合評(píng)價(jià)了10個(gè)小麥品種在干旱脅迫和無(wú)干旱脅迫下的性狀比較，無(wú)論在干旱脅迫還是對(duì)照處理，滄麥6005和石麥15兩個(gè)小麥品種其產(chǎn)量及其他性狀均表現(xiàn)出較好的效果，但由于抗旱性是一個(gè)復(fù)雜的評(píng)價(jià)概念，因此綜合評(píng)價(jià)性狀應(yīng)從多方面考慮，本文從產(chǎn)量等方面直觀的展示了不同小麥的抗旱效果，但結(jié)果容易受自然條件影響，可進(jìn)一步完善試驗(yàn)設(shè)計(jì)，使試驗(yàn)結(jié)果更具說(shuō)服力。

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