10個冬小麥新品種（系）的抗旱性鑒定及適種區域研究

黃凱　邢雅玲　賀永斌　韓儆仁　李鵬程　李晶　權小兵

摘要：選取近年來在隴中半干旱區種植表現較好的10個小麥品種（系），對其產量、WUE、抗旱指數和農藝性狀進行分析，以評價各品種（系）的抗旱性及最佳種植區域。結果表明，隨著灌水量的增加，各參試品種（系）的株高均增加。隴中4號和隴中1號的倒伏面積較大，分別達32.6%、40.7%。產量以中麥175在灌水量3 000 m3/hm2處理下最高，為5 531.0 kg/hm2。經分析鑒定，抗旱指數3級的品種（系）有隴中5號、CA13012、200833-3和200917-2。綜合產量、WUE、抗旱指數及倒伏面積，適合降水量350～550 mm區域種植的品種（系）為隴中4號、隴中5號、CA12003、隴育10號、200707-2-2，適合降水量350～650 mm區域種植的品種（系）為CA13012、200833-3、200917-2，適合降水量在450～650 mm區域種植的品種（系）為中麥175。

關鍵詞：冬小麥;抗旱指數;水分利用效率;產量

中圖分類號：S512.1? ? ? ?文獻標志碼：A? ? ? ?文章編號：1001-1463（2020）01-0045-06

doi：10.3969/j.issn.1001-1463.2020.01.011

Study on Identification of Drought Resistance of Ten New Winter Wheat Cultivars（Lines） and Its Suitable Regional

HUANG Kai， XIN Yaling， HE Yongbin， HAN Jingren， LI Pengcheng， LI Jing， QUAN Xiaobing

（Dingxi Academy of Agricultural Sciences， Dingxi Gansu 743000， China）

Abstract：In this experiment， 10 wheat cultivars（lines） with good planting performance in the semi-arid area of central Gansu in recent years were selected to analyze the yield， WUE， drought-resistance index and related agronomic traits. The drought-resistance of each cultivar （lines） and the optimum planting area were evaluated. The results showed that the plant height of all tested wheat cultivars （lines） increased with the increase of irrigation amount. The lodging area of Longzhong 4 and Longzhong 1 reached 32.6% and 40.7%， respectively. The yield of Zhongmai 175 was the highest under the treatment of 3 000 m3/hm2 irrigation， which was 5 531.0 kg/hm2. Through analysis and identification， the cultivars（lines） with third level for drought resistance index including Longzhong 5， CA13012， 200833-3 and 200917-2.According to the comprehensive analysis for yield， WUE， drought-resistant index and lodging area， the cultivars （lines） suitable for planting in the area with rainfall of 350～550 mm were Longzhong 4， Longzhong 5， CA12003， Longyu 10 and 200707-2-2.The cultivars （lines） suitable for planting in the region with rainfall of 350～650 mm were CA13012， 200833-3 and 200917-2. The cultivars suitable for planting in the region with rainfall of 450～650 mm was Zhongmai 175.

Key words：Winter wheat;Drought-resistance index;WUE;Yield

小麥是我國主要的糧食作物之一，實現小麥產量持續增長對保障糧食安全有著至關重要作用[1 - 2 ]。在小麥生產過程中，充足的水分供給是保證高產的重要條件[3 - 5 ]。定西地處甘肅中部半干旱區，常年小麥種植面積約6萬hm2，冬小麥占總種植面積的2/3以上，正常年份平均產量1 500 kg/hm2左右。定西市農業科學研究院近年來選育出的隴中系列冬小麥新品種，高產抗寒抗旱，適應范圍廣，平均產量較當地品種增產600 kg/hm2以上，個別品種在水川區平均產量在6 000 kg/hm2左右，深受當地農民和種植大戶青睞。為了鑒定評價優良品種（系）的最大生產潛能和區域適應性，我們對定西市農業科學研究院自主選育的6份材料、引進中國農業科學院作科研究所3份材料和近年來全國區域試驗表現良好的冬小麥新品種隴育10號進行了抗旱性鑒定，通過采用干旱脅迫、自然降水和定量補灌3種栽培模式，探究不同冬小麥品種（系）的抗旱性及產量水平，結合灌水梯度，尋找各品種（系）達到最高產時的需水量，以期為新品種推廣提供科學依據。

1? ?材料與方法

1.1? ?試驗材料

供試冬小麥品種共10個，CA13012、CA12003和中麥175由中國農業科學院作物研究所提供，隴育10號由隴東學院農林技術學院提供，隴中1號（CK）、隴中4號、隴中5號、200707-2-2、200833-2和200917-2由定西市農業科學研究院提供。

1.2? ?試驗區概況及試驗年度氣象概況

試驗于2018年9月至2019年7月在定西市農業科學研究院創新園基地試驗地（干旱棚內及棚外）進行。海拔1 930 m，年平均氣溫7.0 ℃，年日照時數為2 500 h，光照充足，年溫差大，平均無霜期146 d，全年降水量350 ～ 400 mm，蒸發量1 500 mm以上。土壤類型為黃綿土、偏堿性，貯水性能良好，土層深厚、肥力均勻。播前耕層土壤含有機質15.84 g/kg，pH 7.78，含水量16.84%。水解氮、速效磷、速效鉀含量分別為72.8、33.6、105.6 g/kg。前茬作物為豌豆。試驗期間的氣象數據見表1。

1.3? ?試驗設計

試驗共設5個處理：干旱脅迫、自然降水、定量灌溉（設定3個灌水量750 m3/hm2、1 500 m3/hm2和3 000 m3/hm2，分別用補灌T1、T2、T3表示）。根據土壤持水量，于出苗后和返青期分別等量灌水1次。試驗采用隨機排列，3次重復，小區面積2.2 m2（2.0 m×1.1 m）。每小區種6行，行距0.22 m，小區間距0.3 m。播前施腐熟農家肥30 m3/hm2、尿素（N≥46%）150 kg/hm2、磷酸二銨（N-P2O5-K2O為18-46-0）120～150 kg/hm2。試驗于9月21日播種。6月24日至7月12日收獲。

1.4? ?測定項目及方法

1.4.1? ? 抗旱指數及抗旱級別判定? ? 根據國標小麥抗旱性評價技術規程（GB/T 21 127-2007）提供的抗旱指數計算公式進行抗旱指數及抗旱級別判定。抗旱性鑒定對照品種為甘肅中部冬小麥區域試驗對照品種隴中1號，擬定抗旱指數為1.000。

DI=（GY2S .T / GYS .W）× （GYCK .W /GY2CK .T）

式中，DI為抗旱指數;GYS .T為待測材料脅迫處理籽粒產量（“干旱脅迫”處理產量）;GYS .W為待測定材料對照處理籽粒產量（“充分灌溉”處理產量）;GYCK .W為對照品種對照處理籽粒產量（“充分灌溉”處理產量），GYCK .T為對照品種脅迫處理籽粒產量（“干旱脅迫”處理產量）。

根據抗旱指數把抗旱級別劃分為5級：1級，抗旱指數≥1.30為抗旱性極強;2級，抗旱指數1.10～1.29為抗旱性強;3級，抗旱指數0.90～1.09為抗旱性中等;4級，抗旱指數0.70～0.89為抗旱性弱;5級，抗旱指數≤0.69為抗旱性極弱。

1.4.2? ? WUE的計算

WUE= 供試品種籽粒產量/供試品種耗水量

耗水量=[播前2 m土層儲水量（mm）+生育期降水量（mm）]-收獲時2 m土層儲水量（mm）。

1.5? ?數據處理

利用 Excel 2010 和 SPSS 19.0對各數據進行方差分析和最小顯著性檢驗（LSR法）。

2? ?結果與分析

2.1? 不同處理對冬小麥品種（系）株高和倒伏面積的影響

由表2可知，不同水分處理對冬小麥的株高和倒伏產生不同影響。隨著灌水量的增加，各參試品種（系）的株高均高于干旱脅迫處理和自然降水處理，部分品種（系）出現倒伏情況。干旱脅迫處理下，隴中5號的株高最高，為57.1 cm，與中麥175、CA13012、CA12003、隴中1號、隴育10號差異達到顯著水平（p < 0.05），與其余品種（系）差異不顯著。參試品種均未出現倒伏情況。自然降水處理下，各品種（系）株高比干旱脅迫處理增加顯著，其中以200917-2、200833-2、隴中5號較高，分別為97.8、94.6、91.3 cm，均與200707-2-2差異不顯著，與其余品種差異達顯著水平。參試品種（系）均未出現倒伏。灌水處理下，隨著灌水量的增加，所有品種（系）的株高出現不同程度的增長，隨之也出現倒伏情況。補灌T1處理下，株高以隴育10號、200707-2-2、隴中5號較高，分別為108.9、106.2、103.7 cm，與其余品種差異達顯著水平;中麥175的株高最低，為77.2 cm。除中麥175與200917-2外其余品種均發生倒伏。隨著灌水量的增加，在補灌T2處理下，株高以隴育10號、隴中5號、200707-2-2較高，分別為114.4、113.4、113.1 cm，均與隴中4號、200917-2差異不顯著，與其余品種差異達顯著水平;CA12003的株高最低，為85.1 cm。各品種均出現倒伏，其中以隴中4號、隴育10號倒伏面積較大，分別為12.5%、11.7%，與其余品種差異達顯著水平;中麥175、200917-2、200833-2倒伏面積較小，分別為4.5%、4.8%、5.0%，均與其余品種差異達顯著水平。在補灌T3處理下，株高以隴中5號最高，為124.5 cm;中麥175最低，為86.6 cm。隴中1號、隴中4號的倒伏面積較大，分別為40.7%、32.6%;200917-2的倒伏面積最小，為10.8%。

2.2? ?不同處理對產量的影響

由表3可知，在補灌處理下，各參試品種（系）的產量均高于干旱脅迫和自然降水處理。干旱脅迫處理下， 200833-2、200917- 2和隴中5號產量均在900 kg/hm2以上，三者之間差異不顯著，其中200833-2產量最高，為954.0 kg/hm2。自然降水處理下，平均產量為4 150.5 kg/hm2，高于平均產量的品種（系）有6個，其中200833-2、CA13012和200707-2-2分別居前3位。三者之間差異不顯著，CA13012自然降水處理較干旱脅迫處理增產3 669.0 kg/hm2，增幅達423.18%;中麥175產量最低，為3 069.0 kg/hm2。灌水處理下，隨著灌水量的增加，除中麥175產量隨灌水量的增加而增加之外，其余品種（系）在補灌T2處理下產量均達到最大值。補灌T1處理下，除CA13012外，其余品種（系）的產量均低于5 000 kg/hm2。補灌T2處理下，產量在5 500 kg/hm2以上的品種（系）有隴中4號、隴中5號、CA13012、CA12003、隴育10號、200707-2-2、200833-2和200917-2，品種（系）間差異不顯著，均與中麥175和隴中1號差異顯著。補灌T2處理較補灌T1處理增產529.0 ～ 1 041.0 kg/hm2，增幅12.28% ～ 22.55%，隴育10號增產幅度最大，隴中1號增產幅度最小。補灌T3處理下，產量在5 300 kg/hm2以上的品種（系）有隴中4號、隴中5號、CA13012、中麥175、CA12003、200833-2和200917-2，品種（系）間差異不顯著。除中麥175外，補灌T3處理較補灌T2處理減產49.0 ～ 564.0 kg/hm2，減幅0.86% ～ 10.98%，其中隴中5號減產幅度最大，CA13012號減產幅度最小。

2.3? ?冬小麥品種（系）的抗旱性

由圖1可知， 抗旱指數CA12003和200833-2較高，分別為0.98和0.96;其次是隴中5號和200917-2;中麥175最小，為0.67。經分析，抗旱指數3級的品種（系）有隴中5號、CA12003、隴中1號、200833-2和200917-2，抗旱性4級的品種（系）有隴中4號、中麥175、CA13012、隴育10號和200707-2-2。

2.4? ?不同處理下冬小麥品種（系）的WUE

由表4可知，5個不同水分處理對不同冬小麥品種（系）的水分利用效率產生不同效應。從整體看，干旱脅迫處理下，10個冬小麥品種的水分利用效率較低，自然降水及補灌后水分利用效率有所增加。干旱脅迫處理下，200917-2的水分利用效率最高，與200833-2差異不顯著，與其余品種（系）差異達到顯著水平;其次是200833-2、隴中5號、CA13012，這3個品種（系）之間差異不顯著，均與其余品種（系）差異達到顯著水平。自然降水處理下， 200833-2、200707- 2-2的水分利用效率較高，分別為9.52、9.43 kg/hm2·mm，兩者之間差異不顯著，均與其余品種（系）差異達到顯著水平;中麥175的水分利用效率最低，為6.23 kg/hm2·mm。補灌T1處理下，200833-2、200917-2、200707-2-2的水分利用效率較高，分別為10.83、10.55、10.04 kg/hm2·mm，3品種（系）之間差異不顯著，均與其余品種（系）差異達到顯著水平。補灌T2處理下，CA13012水分利用效率最高，達11.40 kg/hm2·mm，與隴中1號差異顯著，與其余品種（系）差異不顯著;隴中1號最低，為8.29 kg/hm2·mm。補灌T3處理下，隴中5號的水分利用效率最高，達12.08 kg/hm2·mm，與隴育10號、CA12003和隴中1號差異顯著，與其余處理差異不顯著;隴中1號的水分利用效率最低，為8.42 kg/hm2·mm，與其余品種（系）的差異均達到顯著水平。

3? ?結論與討論

試驗通過設定3種梯度灌水量，研究不同品種（系）在不同水分梯度下的產量水平、倒伏情況及水分利用效率。結果表明，隨著補灌量的增加，各品種（系）株高均在增加，倒伏面積增加9.0%～38.3%，對照品種隴中1號在補灌量3 000 m3/hm2時倒伏面積最大。除中麥175的產量隨灌水量增大而增加外，其余品種（系）在灌水量為1 500 m3/hm2處理下產量達最大值，中麥175在灌水量3 000 m3/hm2處理下產量為5 531.0 kg/hm2，灌水量1 500 m3/hm2處理較灌水量750 m3/hm2處理增產890 kg/hm2，灌水量3 000 m3/hm2處理較灌水量1 500 m3/hm2處理增產305.0 kg/hm2，倒伏面積分別增加4.5、8.1百分點。其余品種（系）灌水量1 500 m3/hm2處理較灌水量750 m3/hm2處理增產529.0～1 041.0 kg/hm2，倒伏增加1.6～8.0百分點，灌水量3 000 m3/hm2處理較灌水量1 500 m3/hm2處理減產49.0～564.0 kg/hm2，倒伏面積增加6.0～31.1百分點。表明補灌量與對小麥株高、穗長、單株成穗數等指標呈正相關，超過一定灌水量會產生相反效果[6 - 7 ]。

綜合抗旱指數、產量水平、水分利用效率及倒伏面積，隴中5號、CA12003、200833-3和200917-2抗旱指數為3級，其余為4級。適合降水量在350～550 mm區域種植的品種（系）為隴中4號、隴中5號、CA12003、隴育10號、200707-2-2;適合降水量在350～650 mm區域種植的品種（系）為CA13012、200833-3、200917-2;適合降水量在450～650 mm區域種植的品種為中麥175。

冬小麥田間耗水主要由自然降水、土壤貯水及人工灌溉3種方式提供。耗水是作物增產的基礎，而土壤貯水是高效水，充分合理開發利用土壤水是實現作物高產的有效途徑[6 - 8 ]。干旱缺水是制約小麥產量提高的一個重要因素，在高產栽培中，不僅要滿足小麥全生育期的水肥需求量，還應考慮氣候條件、光照、海拔等諸多因素[8 - 12 ]。本試驗僅從水分單因素出發，對各品種（系）產量水平還難以做出準確定論，還應通過多因素試驗及多點試驗去驗證。

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（本文責編：楊? ? 杰）

收稿日期：2019 - 09 - 29

基金項目：定西市農業科學研究院青年科研創新基金（2019YQ04）。

作者簡介：黃? ?凱（1987 — ），男，甘肅定西人，助理研究員，碩士，主要從事冬小麥育種研究工作。聯系電話：（0）18793247130。

通信作者：權小兵（1985 — ），男，甘肅定西人，主要從事作物栽培及病蟲害防治。聯系電話：（0）18093218802。