不同小麦品种抗低温能力比较

冯素伟,董娜,胡铁柱,李淦,李笑慧,茹振钢

（河南科技学院小麦中心,河南新乡453003）

抗寒性是植物对低温寒冷环境长期适应中,通过本身的遗传变异和自然选择获得的一种抗寒能力.长期以来，很多学者从不同研究角度出发对小麦的抗寒性进行了广泛而深入的研究，并提出了一些有关植物抗寒性的鉴定方法及其指标[1-5].

由于农业技术措施的改革，秸秆还田技术大面积实施，复种指数不断提高，使得晚播数量加大，漏风田面积增加，再加上抗寒性弱的一些小麦品种大量推广，种植界限盲目向北推移，这些都使抗寒性的问题更为突出.2008年冬季干旱持续天数是近50年以来罕见的，干旱的同时冻害大面积发生，黄淮流域受冻面积达到45%以上，给小麦生产造成了很大的损失.提高小麦的抗寒性，克服或减少冻害损失，达到小麦的稳产和增产，已经成为生产及育种上的重要研究领域[6-8].过去学者大多只从生态、形态、生理、生化等单一方面进行研究，很少把小麦的外部表现与内部发育结合起来，来准确评定小麦的综合抗寒性.

冬小麦的抗寒性研究不仅关系到麦区划分的界限，而且也是引种、选种、栽培技术确定和种植制度制定的重要依据[4,6].本文采用人工气候模拟与幼穗分化观察相结合的方法,对不同小麦品种的抗低温能力进行比较，以期为小麦大田生产以及新品种的推广区域界定提供技术支撑，为小麦育种提供理论依据.同时也为培育出的小麦新品系进行抗寒性评价提供鉴定方法.

1 材料与方法

1.1 试验材料

试验于2008年在河南科技学院小麦育种中心进行，供试品种14个，主要是生产上大面积应用与新近育成的小麦品种，半冬性品种有：新麦21、洛麦23、轮选01-1、淮麦0454、百农矮抗58、豫农982、浚麦99-7、郑育麦9987、淮麦0566、洛麦21.偏春性品种有:郑州9023、偃展4110，偏冬性品种有:非黑土地24、邯郸6172.

1.2 试验设计

试验采用桶栽，桶的容积为10 L，每个品种播种3桶（其中两桶为试验桶,另外一桶为取样桶），于2008年10月12号进行播种，间苗后保证每桶有5个单株，各个品种在一致的自然条件下生长，同时做好浇水、防病、防虫工作.

1.3 试验方法

根据生产经验及以往的气象资料,并结合小麦栽培情况所得到的不同发育阶段可能出现的最低气温,设置不同的处理温度，处理用天津生产的“澳珂玛”可调式超低温冰箱进行，在小麦的越冬期进行低温处理，晚上处理12 h，白天取出在室外正常的环境下生长，处理温度分别为-10℃、-12℃、-14℃、-16℃，处理时间分别为5 d、5 d、4 d、3 d，每一温度处理结束后在室外生长7 d，调查记载叶片冻害级别及幼穗受冻情况，确认植株大部分分蘖受冻且幼穗受冻，不再进行下一级试验.

1.4 测定项目与方法

1.4.1 冻害级别划分 地上部冻害级别的划分.1级：无冻害；2级：叶尖受冻发黄；3级：叶片冻死50%；4级：叶片全枯；5级：植株或大部分分蘖冻死.幼穗受冻情况分为：无冻害；轻微受冻或部分受冻；受冻害.

1.4.2 测定方法 于小麦越冬期进行低温处理，每一处理结束后7 d，参照河南省区试鉴定冻害的标准，划分冻害级别，同时取样带回实验室用日产“OLYMPUS（奥林巴斯）体视显微镜”观察幼穗受冻情况,并用“佳能A640型数码相机”照相，放大倍数5.6×7.1.

2 结果与分析

2.1 不同处理条件下小麦的冻害级别

从表1可以看出，不同温度处理下，不同小麦品种的抗低温能力表现出明显差异.郑州9023地上部冻害在－10℃时就达到5级，偃展4110在－12℃时达到5级.－14℃达到5级冻害的有洛麦23、轮选01-1和豫农982；-16℃时达到5级冻害的有郑豫麦9987和洛麦21；-16℃时地上部冻害达到3级的有：非黑土地24、新麦21、邯郸6172、淮麦0454；在-16℃时地上部冻害达到4级的有：百农矮抗58、浚麦99-7、淮麦0566.综合来看，偏春性品种的抗低温能力较弱，半冬性品种次之，冬性品种较强，在-16℃低温条件下，叶片仍能保持部分绿色，这为光合积累奠定了基础.

近几年黄淮麦区每年的极端低温均在-10℃以下，不抗冻的小麦品种均受到不同程度的冻害，优胜劣汰，逐年大面积推广的品种均是广适性的高产小麦品种.表1表明，在-10℃条件下，偏春性品种的地上部冻害在4级以上，偏冬性品种无冻害或冻害较轻，而半冬性品种的地上部冻害在2级以上.而且随着温度的降低，冻害加重.因此，在作物育种中可根据小麦越冬期极端最低温度鉴别冻害级别，同时还可根据冻害级别判断小麦的冬春性.

表1 不同处理温度小麦的冻害级别

2.2 不同品种受冻级别与幼穗的关系

不同品种类型主茎幼穗受冻害时的温度也有很大差异，由表2可知，偏春性品种其幼穗受冻温度较高，例如郑州9023和偃展4110，在-10℃时就已经受冻.冬性品种的受冻温度较低，非黑土地24的致死温度可达到－16℃；半冬性品种介于冬性与春性品种之间，幼穗致死温度在-12℃与-16℃之间，但不同品种间存在着差异，例如，半冬性品种轮选01-1幼穗受冻温度只有-12℃，大部分的半冬性品种的幼穗致死温度为-14℃，而邯郸6172、百农矮抗58、淮麦0454的幼穗受冻温度达-16℃.

幼穗抗冻性较强的非黑土地24、邯郸6172、淮麦0454、百农矮抗58，其幼穗分化均处在单楞期，处在二楞期的洛麦23、轮选01-1、浚99-7、偃展4110和洛麦21的抗冻性较单楞期弱，而处在小花原基分化期的郑州9023和处在二楞末期的偃展4110，主茎幼穗受冻温度只有-10℃.因此，根据以上分析可知，主茎幼穗分化时期越早其幼穗抗冻性越强，随着分化时期的推进抗冻性逐渐减弱.

表2 不同品种的受害温度、级别及幼穗分化时期

2.3 幼穗受冻情况

小麦幼穗受冻后植株停止生长最终全株死亡，因此，小麦幼穗在分化时期受到冻害会给产量造成很大的损失.图1、图2和图3是小麦幼穗在不同分化时期时的受冻情况.幼穗受冻后细胞质外泄，外部表现为缩水、粘连，但最终表现为受冻幼穗干缩、新叶死亡.另外，还有轻微受冻的情况，幼穗受冻较轻或部分受冻，最终表现为畸形穗或穗部出现畸形小花，部分小花开花结实.总之，无论那种冻害发生均会给小麦生产带来不利影响.

图1 单楞期幼穗受冻情况

图2 二楞期幼穗受冻情况

图3 小花分化期幼穗受冻情况

3 讨论与小结

小麦抗寒性是小麦生产应用中的一个重要特性，也是反映小麦生长发育特性，决定其适应性、稳产性的一个重要指标.品种类型不同其抗低温能力有很大差异,越冬期幼穗分化在二楞期前不易受冻，超过二楞期，若遇低温其幼穗很容易遭遇不可恢复的冻害.一般偏春性品种冬前幼穗分化已达二楞期，如果温度继续升高或早播田块在越冬期就会受到低温的危害；除早播植株以二楞初的状态越冬外，半冬性品种田间正常播种的在当地以单楞状态越冬；冬性品种要求低温春化的时间较长，均以单楞状态越冬.因此，在正常播种的条件下镜检幼穗分化时期也可判断品种的冬春性，而不必分期播种[8]，费时占地，增加工作量.

试验中偏冬性品种非黑土地24、邯郸6172和淮麦0454幼穗初受冻时的植株外部冻害级别均在3级，只有到植株返青后才能结合死亡的植株判定其抗寒性，这样给田间鉴定品种或新品系的抗寒性带来很大不便，因此，冬前通过观察苗相以及低温后叶片的受冻程度来判断品种的抗寒性并不太准确.由于育种技术的发展，选育抗寒性强的偏春性小麦品种成为可能，因此，亦不能利用冬季抗寒性来准确判断小麦的冬春性.

本次试验的材料是在低温冰箱中进行，温度的上下波动幅度为1℃，在-16℃时的冰箱最低温度能达到-17℃，而且，试验材料均在10 L的塑料桶中进行，紧贴桶壁的根系也会受到冻害.也就是说，在同样的低温条件下，品种的受冻程度要比大田重.因此评定品种的极限温度时，要较试验鉴定的温度适量下延，以便准确划定品种的推广区域，为小麦生产发挥最大的增产优势.在抗寒性品种的选育过程中，地上部冻害级别结合越冬期幼穗分化时期观察幼穗冻害级别，不仅能准确评定新品系的抗寒性，便于早代及时鉴定新品系的冬春性，而且可以避免品种推广过程中遭遇极端低温造成的极大损失.

[1]张淑霞,钟阳和,魏淑秋.实验室冷冻法鉴定2个冬小麦品种抗寒性研究[J].中国生态农业学报，2003,11(3):38-40.

[2]倪胜利,张国宏,李兴茂.小麦抗寒性研究概述[J].甘肃农业科技,2008,(8):23-26.

[3]张淑霞,钟阳和,魏淑秋.实验室冷冻法鉴定2个小麦品种抗寒性研究[J].中国生态农业学报,2003,11(3):38-40.

[4]周丽英,杨丽涛,郑坚瑜.植物抗寒基因工程研究进展[J].植物学通报,2001,18(3):225-231.

[5]孙金月,赵玉田,梁博文,等.HRGP在小麦抗寒锻炼过程中的变化及其与抗寒性的关系[J].植物遗传资源学报,2004,(1):7-12.

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