河北省10个小麦品种抗旱性研究

刘青松+肖宇+徐玉鹏+闫玉英+阎旭东

摘 要：为了筛选出适宜河北省的耐旱节水的小麦品种，本试验选取了河北省主栽的10个小麦品种进行抗旱性鉴定，通过分析不同小麦品种在不同处理下的生育期、群体数量、产量等性状，并计算抗旱指数和抗旱隶属度，对10个小麦品种进行抗旱性评价。结果表明，抗旱性较差的品种有石麦22、衡4444、冀麦32和石农086，抗旱性中等的品种有邯麦13、沧麦028、衡4399、沧麦6001；抗旱性较好的品种有沧麦6005和石麦15。

关键词：小麦；抗旱性；产量

中图分类号：S512 文献标识码：A DOI 编码：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”之称的小麦，与玉米、水稻并称为世界三大粮食作物[1]。我国的小麦生产量居全国粮食生产量的首位，因此小麦的种植在我国农业生产中占有非常重要的地位。干旱胁迫和盐胁迫对作物的胁迫危害远超过其他胁迫危害的总和。担负我国主要粮食生产任务的华北、东北、西北也是我国最为缺水的地区[2-4]。小麦作为我国旱作区的主要种植作物，在粮食需求量增加的背景下，抗旱品种的选择，对于开发和利用不断恶化的土地资源具有重要的实际价值[5]。如何提高大面积旱作区的土壤利用效率，提高小麦作物的抗旱能力，对于我国现代农业以及世界农业的可持续发展都有十分重要的生态经济意义和社会价值[6-7]。本试验通过对河北省10个小麦品种在干旱胁迫下的综合评价，为河北省抗旱小麦品种的选择提供依据。

1 材料和方法

1.1 试验材料

供试的10个小麦品种分别为沧麦6005、沧麦6001、冀麦32、石麦22、石农086、石麦15、衡4444、邯麦13、衡4399、沧麦028，详细信息见表1。

1.2 试验设计

试验于2015年在沧州市农林科学院泊头大卢屯试验站进行。设置干旱胁迫处理和田间正常灌溉处理，均浇足底墒水，干旱胁迫处理在旱棚内进行，土壤相对含水量控制在40%左右，田间正常灌溉处理土壤相对含水量控制在70%左右。所有处理3次重复，2015年10月12日播种，播种量均按225 kg·hm-2，底肥施用量按600 kg·hm-2，田间管理相同。

1.3 测定项目

记录不同品种小麦生育期，调查不同时期小麦茎数、成熟后测定株高，小区全收进行测产，完熟期每个小区取20株，进行室内考种，测定穗粒数和百粒质量。

计算性状差值、抗旱系数（DC）、抗旱指数（DI）[8]、产量降低指数（PRI）及隶属度（U），计算公式如下：

性状差值=对照性状值-干旱性状值

DC=干旱处理产量/对照产量

DI=抗旱系数×干旱处理产量/干旱处理所有品种平均产量

PRI=（1-干旱胁迫产量/对照产量）×100%

Uij=（Xij-Ximin）/（Ximax-Ximin）

式中，i为第i个指标，j为第j个品种；Uij为第j个品种对于第i项指标的隶属度；Xij为第j个品种第i项指标的测定值；Ximin为全部品种中第i项指标的最小值；Ximax为全部品种中第i项指标的最大值。隶属度按5级[9]标准划分。

2 结果与分析

2.1 不同处理下生育期差异

从表2可以看出，10个小麦品种生育期集中在240～250 d之间，生育期最长的品种是沧麦6005，最短的品种为衡4399，干旱处理会使小麦早衰，出现生育期缩短的现象，一般会使小麦的成熟期提前一周左右，所测10个品种中，沧麦6005和沧麦6001，石麦15生育期缩短最少为5 d，石农086生育期缩短最多为9 d，说明石农086在面对干旱胁迫时早衰现象最严重。

2.2 不同生育时期小麦茎数比较

从表3可以看出，各品种小麦的群体数量均在拔节期达到最高值。对比抗旱处理和对照处理可以看出，除苗期以外，在其他生育时期干旱胁迫处理的群体数量均低于对照处理，说明干旱胁迫处理影响小麦的分蘖和成穗，进而会导致小麦产量的降低。通过比较10个小麦品种的成穗率可以发现，干旱胁迫严重影响小麦成穗，所有品种干旱胁迫条件下平均成穗率为39%，而正常浇水对照处理所有品种平均成穗率为47%，其中沧麦028、石麦15、沧麦6005、沧麦6001表现较好，在干旱胁迫条件下成穗率降低较小，而衡4399、石麦22、石农086、邯麦13表现较差，干旱胁迫条件下成穗率降低超过10个百分点。endprint

2.3 不同小麦品种产量性状分析

分析不同小麦品种在干旱处理和对照处理的产量及产量构成因素（表4），可以发现，干旱处理的所有品种小麦穗数均低于对照处理，说明干旱胁迫影响小麦的分蘖和成穗，就成穗数而言，沧麦028、石麦15、冀麦32等品种在处理与对照间差异较小的；就穗粒数而言，大部分品种在干旱处理穗粒数明显减少，主要是由于返青期干旱，影响了小麦的花穗分化；就千粒质量而言，所有品種干旱处理千粒质量均高于对照处理，分析出现这种现象的原因可能是在干旱胁迫条件下，由于成穗数和穗粒数的明显降低，导致库减少，而由于库源平衡原理，产生了代偿作用，所以会出现千粒质量的增加[10]；就小麦总产量而言，干旱处理均低于对照组，其中以石麦22下降幅度最大，其次是石农086，而沧麦6005下降幅度最小，然后是石麦15。

2.4 不同小麦品种抗旱指数分析

抗旱指数是对各品种在干旱处理和对照处理的产量及产量构成因素的综合分析，从表5可以看出， 10个小麦品种可分为3类：第1类是抗旱指数≥0.9的为高抗旱品种，有沧麦6005、石麦15；第2类为中度抗旱品种，0.7≤抗旱指数<0.9，有邯麦13、沧麦028、衡4399；第3类为不抗旱品种，抗旱指数<0.7，有沧麦6001、石麦22、衡4444、冀麦32和石农086；对比不同小麦品种的产量降低指数可以发现，抗旱指数高的小麦品种产量降低指数较小，而抗旱指数低的小麦品种产量降低指数大，即小麦抗旱性越强，干旱胁迫下小麦产量越高，反之，抗旱性越差，干旱胁迫下小麦产量越低。

2.5 不同小麦品种的抗旱性隶属度比较

通过计算每个品种相关性状的平均隶属度并进行分析（表6），抗旱级别最强的小麦品种为沧麦6005和石麦15，其抗旱级别为I级，表明与隶属度相关性状均表现出较好的抗旱效果，通过对比每个小麦品种的抗旱隶属度与不同小麦的实际抗旱性状表现，发现隶属度评价不同小麦抗旱性鉴定与抗旱指数评价结果基本一致。

2.6 不同小麦品种干旱胁迫下各性状的聚类分析

采用类平均聚类法对干旱胁迫下10个小麦品种的性状表现进行聚类分析（图1），在平均距离0.80处，可以将10个小麦品种聚类3类：沧麦6005、邯麦13和石麦15聚为一类，属于强抗旱型小麦品种；沧麦6001、衡4399和沧麦028聚为一类，属于中等抗旱型小麦品种；冀麦32、石麦22、衡4444和石农086聚为一类，属于抗旱型差的小麦品种。干旱胁迫下不同小麦性状的聚类分析结果与不同小麦抗旱性隶属度分析结果基本一致。

3 结论与讨论

抗旱性是一个比较复杂的生物学特性，准确评价作物的抗旱性是改良作物抗旱性的基础[11-13]。前人对小麦的抗旱性状评价提出了多种方法，主要可分为多指标分析和单一指标分析，但由于作物抗旱性是受多基因控制的，所以单一指标分析可能难以真实的反应作物的实际抗旱性。本文结合了产量性状因素、抗逆指数以及不同生理时期的群体数量及生育期等性状综合评价了10个小麦品种在干旱胁迫和无干旱胁迫下的性状比较，无论在干旱胁迫还是对照处理，沧麦6005和石麦15两个小麦品种其产量及其他性状均表现出较好的效果，但由于抗旱性是一个复杂的评价概念，因此综合评价性状应从多方面考虑，本文从产量等方面直观的展示了不同小麦的抗旱效果，但结果容易受自然条件影响，可进一步完善试验设计，使试验结果更具说服力。

参考文献：

[1]周桂莲，杨慧霞.小麦抗旱性鉴定的生理生化指标及其分析评价[J].干旱地区农业研究，1996，14（20（2）： 65- 71.

[2]朱自玺.冬小麦耗水量与耗水规律分析[J].气象，1987，13（2）：29-32.

[3]山崙.我国西北地区植物水分研究与旱地农业增产[J].植物生理学通讯，1983（5）： 7-10.

[4]李玉山，喻宝屏.土壤深层贮水对小麦产量效益的研究[J].土壤学报，1980，17（1）：43-54.

[5]胡思远.小麦-滨麦异代换系芽期与苗期抗旱，耐盐性鉴定评价[D].杨凌：西北农林科技大学，2015.

[6]李青松.不同基因型冬小麦对钠，钾离子吸收及耐盐机制研究[D].杨凌：西北农林科技大学，2009.

[7]SHANNON M C，RHOADES J D，DRAPER J H，et al.Assessment of salt tolerance in rice cultivars in response to salinity problems in California[J].Crop science，1998，38（2）：394-398.

[8]兰巨生，胡福顺，张景瑞.作物抗旱指数的概念和统计方法[J].华北农学报，1990，5（2）：20-25.

[9]张倩，张洪生，刘淑梅，等.不同高产玉米品种抗旱性的比较研究[J].中国农学通报，2012，28（30）：125-130.

[10]张龙龙，杨明明，董剑，等.三个小麦新品种不同生育阶段抗旱性的综合评价[J].麦类作物学报，2016，36（4）：426-434.

[11]FAN T，BALOTA M，RUDD J，et al.Canopy temperature depression as a potential selection criterion for drought resistance in wheat[J].Agricultural sciences in China，2005，4（10）：793-800.

[12]Chernyade I I，MONAKHOVA O F.Effect of cytokinin preparations on the pools of pigments and proteins of wheat cultivars differing in their tolerance to wheat stress[J].Applied biocheristry and microbiology，2003，39（5）：524-531.

[13]Quarrie S A，Dodig D，Peki S，et al.Prospects for market-assisted selection of improved drought responses in wheat[J]. Bulgaria journal of plant physiology， 2003（S） ：83-95.endprint