陕西省小麦品种抗（耐）霜冻害的调查分析及育种研究对策

王京宏 曹永红

摘要    通过对2017—2018年度陕西省小麦区域试验8组102个品种和丰乐种业小麦联合体试验黄淮南片区2组24个品种等进行调查和简要分析，并与我国黄淮南片区的小麦品种（系）相比较，指出了陕西省小麦育种的差距和不足，提出了陕西省小麦育种的改进方向与研究对策。

关键词    小麦;品种;霜冻害;抗寒育种;对策

中图分类号    S512.1        文献标识码    A        文章编号   1007-5739（2018）23-0056-02

小麦是我国第2个重要的粮食作物，黄淮区小麦约占全国麦田面积的59%[1]。霜冻害是一种主要的农业气象灾害，以黄淮地区为例，该地区是我国冬小麦霜冻的多发区，历史上发生频率多为30%～40%[2]。

在气候变暖大趋势的背景之下，提高小麦生产对气候变化的适应性十分关键，这给农业生产带来新变化，给农业科研带来新问题[3]。通过不同生态区域的鉴定试验，研究有关品种适应气候变化的特征特性及生理遗传分子调控机理，挖掘适应气候变化的关键基因是小麦育种的重要环节[4]。

1    冻害对小麦的危害影响

一般来说，对于冬小麦，受长期低温影响是发生冻害的根本原因。若春季低温来临较晚，在气温较高的天气情况下，突然降温至0 ℃以下，气温骤降，会使小麦遭受冻害[5]。

据研究资料表明[5]，小麦拔节后8 d，叶面温度-6 ℃，最低气温-2 ℃，不出现冻害;叶面温度降至-8 ℃时，有3%～15%叶尖轻微受冻;孕穗期，叶面温度降到-5～-4 ℃时，有5%～14%的穗部受冻，不孕或不抽穗或抽出空秕穗;扬花期最低气温1.9 ℃，叶面温度降至-0.7 ℃时，有13%的穗部受冻不能结实。小麦发生低温冷害的特点是茎叶部分无异常表现，受害部位仅是部分小穗或穗的全部，主要表现为出现半截穗，抽出的穗或上部、或下部不结实，不孕小穗数大量增加;延迟抽穗，或形成“哑巴穗”，幼穗干死在旗叶叶鞘内;抽出空颖的白穗，小穗全部发白枯死。

2    冻害调查分析

2.1    冻害发生时间与条件

入春后，陕西省大部气温回升较快，与常年同期比较，全省大部偏高1～3 ℃，为1961年以来同期最高。4月6日至7日凌晨突然降温至0 ℃以下，使小麦穗部遭受严重冻害。

小麦是否出现冷害和冻害，与其所处的生长发育阶段关系十分密切。小麦不同生育期的耐寒抗冻能力差异很大，总的趋势是自拔节后，抗寒能力相对减弱，尤其是抽穗扬花期对低温最为敏感。正如农谚所说“清明一场霜，小麦一包糠”。

2.2    调查材料与方法

试验地点设在陕西大荔县。材料采用2017—2018年度陕西省小麦区域试验8组102个品种和丰乐种业小麦联合体试验黄淮南片区（简称黄淮南片区）2组24个品种，以及2016—2017年度陕西省小麦区域试验对照小偃22和黄淮南片区试验对照周麦18的试验产量结果。

取样调查方法：对每个品种（系）随机取点，调查计数行长为1 m的受害穗数和总穗数，排除边行和边际效应影响，并计算冻害普遍率。

2.3    调查结果分析

由表1可以看出，在气候变暖大趋势的背景之下，陕西省育成的小麦品种（系）由原来的冬性、弱冬性品种已向半冬性或偏春性的品种（系）趋势演变。因此，陕西省小麦品种受冻害相对严重些。

从播期和抽穗时间早晚来看，10月11日播种的品种较10月13日播种的受害重;晚抽穗的品种较早抽穗的品种受害轻，但黄淮南片区4月10日前抽穗的品种明显受害很轻，表明受冻害程度明显与品种有关。

同样条件下，2018年黄淮南片区的小麦品种在大荔地区也表现出冻害现象，但相对于陕西的小麦品种危害较轻。这充分表明，品种间的抗寒能力相差很大，主要取决于品种的基因型。

由于2017年11—12月和2018年春季前期气温偏高，小麦抽穗时间较往年提前7 d左右。发生霜冻时间适值小麦孕穗抽穗期，对穗部危害很大，造成小麦穗上部或穗下部不结实，穗粒数减少，甚至有些茎蘖抽出空颖白穗全部发白枯死、不抽穗或延迟抽穗，有效穗数也在减少，导致产量大幅度减少。

为了进一步说明春季霜冻对小麦产量的影响，表2数据采用2个对照品种几组产量平均值，对2年试验对照品种产量进行比较，2018年小麦较2017年减产30%以上。由此结果表明，春季低温冻害是影响2018年小麦产量的主要因素。

3    育种研究对策

冬寒春冻是常见的自然现象，虽然倒春寒并不是每年都发生，但其危害却极大。研究和挖掘小麦抗寒耐冻的关键基因就显得尤为重要。在不利气候环境下，小麦要提高产量，更需要强调品种的抗逆性（包括抗寒抗冻性等），以此为基础调整育种方向，使选育的小麦品种能够有效抵御气象灾害或减轻灾害，并获得高产稳产。一是从育种目标上，应当加以重视，品种要高产，必须具备一定的广适性和抗逆能力。由于现代育种过分追求高產和品质目标性状，而忽视了逆境条件下的适应性和稳产性，这就必然导致高产品种对高产环境的特殊适应性。二是通过异地穿梭育种与品种试验鉴定、筛选，确定小麦品种的抗寒抗冻性。科学选择有代表性的鉴定地点，才能对参试品种作出客观准确的评价。在环境胁迫下，通过对早期分离世代材料异地自然和人工选择，高代品系多点鉴定才利于选出适应性好且稳产的品种。三是利用生物技术与常规技术相结合，把抗逆优良基因导入适应性强的品种中，创造新的种质材料。由于抗寒性与丰产性表现出明显的负相关，以及常规杂交育种周期较长，利用生物技术育种是一种高效、快速的辅助手段，以期提高抗寒性育种效率。建立多抗广适育种技术体系，创制优良亲本，实现高产稳产多抗并举育种。四是正确处理早熟性与抗寒性、矮秆与抗寒性的问题。由于早熟性的小麦品种多是半冬性或偏春性品种，抗寒抗冻性能相对较差;决定小麦矮秆的基因往往降低抗寒性。应当注重选择中熟、株高适中、落黄好、抗逆性强、适应性广的品种。

4    参考文献

[1] 西北农学院.作物育种学[M].北京：农业出版社，1981：248-319.

[2] 冯玉香，何维勋，孙忠富，等.我国冬小麦的霜冻害与气候分析[J].作物学报，1999，25（3）：335-340.

[3] 胡璇子.气候变化对中国小麦生产影响巨大影响[N].中国科学报，2018-05-09（5）.

[4] 张正斌，王德轩.小麦抗旱生态育种[M].西安：陕西人民教育出版社.

[5] 万富世.冬小麦品种越冬性改良理论与实践[M].北京：中国农业科技出版社，2006.