强筋小麦品种耐倒春寒性状分析

欧行奇，李 璐，李新华，王等娣，王紫娟，欧阳娟，刘源海

(1.河南科技学院，河南 新乡 453003； 2.新乡市种子管理站，河南 新乡 453000；3.新乡市农乐种业有限责任公司，河南 新乡 453002； 4.滑县农业技术推广中心，河南 安阳 456400)

黄淮麦区是我国第一大麦区，小麦播种面积在866.7万hm2以上，面积和产量均占全国40%以上[1]。其中，河南省是我国小麦第一大省，常年种植面积在533.3万hm2以上。近年来，各种气象灾害频繁发生[2-5]。其中，倒春寒是造成该地区小麦产量损失的主要灾害之一。一般年份春季气温缓慢上升，小麦开始正常返青和拔节，但有些年份早春气温偏高，小麦生长发育提前，此时如果突然出现大幅度的降温天气，甚至出现霜冻，小麦会因温度骤降而遭受冷害，形成倒春寒，受害小麦一般减产10%～30%，重者达50%以上[6-11]。仅在倒春寒就有9次大发生，1981—2000年的20年，我国小麦主产区发生频率高达45%；2004—2005年度，仅河南省受灾面积就超过133.3万hm2，其中几近绝收面积约达26.7万hm2[12,13]。2009年、2013年再次发生大面积倒春寒，小麦减产严重。

滑县位于河南省北部，小麦常年种植面积12万hm2左右，小麦产量位居全国县级第1位，2016年滑县被河南省政府确定为小麦供给侧改革试点县[14]。该县地跨黄河、海河两大流域，受季风、太行山地形影响，天气变化剧烈，倒春寒发生频繁而严重。 2018年4月5—7日，滑县出现极端低温，5日最低温度0.7 ℃，草面温度0.8 ℃；6日最低温度2.1 ℃，草面温度-1.5 ℃，持续3 h；4月7日最低温度1 ℃，草面温度-7.28 ℃，自6日21：00时至次日06：00时零度以下大约持续9 h；降温幅度达10 ℃以上，倒春寒危害程度严重，造成不同小麦品种受到不同程度的危害[15]。为此，选择滑县不同地点种植的7个强筋小麦品种和中筋小麦品种百农207，对其倒春寒相关性状进行调查和统计分析，以期为小麦育种、栽培等工作提供参考。

1 材料与方法

1.1 供试品种

以7个强筋小麦品种为供试材料，具体分为3类：推广品种有郑麦366、丰德存5号、西农20；新审定品种郑麦369、西农511、锦绣21；即将审定品种为中麦578。以高产优质中筋主导品种百农207为对照。

1.2 试验地概况

试验于2017—2018年度在滑县不同小麦品种展示地点进行。3个试验地点的栽培管理条件为： 1) 留古镇东留固村：土质为中壤， 2017年10月20日播种，播量为165 kg·hm-2， 2018年3月28日浇水。 2) 白道口镇后安村：土质为粘土， 2017年10月23日播种，播量为180 kg·hm-2，春季未浇水。 3) 留固镇小营村：土质为中壤， 2017年10月21日播种，播量为165 kg·hm-2，春季2018年3月18日浇第1次，4月10日浇第2次。

1.3 试验统计

小麦试验田在4月5—7日发生明显降温受到倒春寒危害后， 5月8日对3个地点每个小麦品种选取代表性样点，样点面积1 m2，3次重复；对各地点、各品种、各重复样点逐穗统计正常穗数、冻穗数、正常穗结实粒数和冻穗结实粒数，并计算冻穗率、冻穗相对结实率、受冻后相对产量和折算1 hm2减产量。具体计算公式如下：

冻穗率(%)= [冻穗数/(正常穗数 + 冻穗数)]×100%；

冻穗相对结实率(%)=(冻穗结实粒数/正常穗结实粒数)×100%；

受冻后相对产量(%)=[(1-冻穗率)×(1-冻穗相对结实率)] ×100%；

折算减产量(kg·hm-2)=(1-受冻后相对产量)×正常产量。

1.4 数据分析

采用单因素随机区组试验分析，运用DPS数据处理系统对不同地点不同小麦品种受冻后冻穗率、冻穗相对结实率、受冻后相对产量进行方差分析，并在差异显著的基础上采用LSR法进行多重比较。

2 结果与分析

2.1 不同小麦品种在不同地点的冻穗率分析

从表1可以看出，东留固村冻穗率最高的品种是郑麦366，较高的是丰德存5号和西农20，居中的是中麦578，较低的是郑麦369，低的是西农511、百农207和锦绣21。5种类型间差异均达极显著水平。后安村以百农207的冻穗率最低；以丰德存5号最高，与郑麦366差异不显著；其他品种间差异多数达极显著水平。小营村冻穗率高的品种是郑麦366，与丰德存5号和西农20间差异不显著；居中的是锦绣21；较低的是郑麦369和西农511；低的是中麦578和百农207；其他品种间差异达显著或极显著水平。由3个地点平均结果可以看出，郑麦366、丰德存5号、西农20间差异不显著，郑麦369、中麦578、锦绣21、西农511间差异不显著；中麦578、锦绣21、西农511、百农207间差异不显著；郑麦366、丰德存5号、西农20与郑麦369、中麦578、锦绣21、西农511、百农207间差异显著；郑麦369与百农207差异显著。

表1 不同品种在不同地点的冻穗率分析单位：%

一般将耐倒春寒能力分为5类：好、较好、中、较差、差。根据品种间冻穗率差异性分析结果可知，不同地点间冻穗率稳定较高(>60%)的品种有：郑麦366、丰德存5号、西农20，耐倒春寒能力差；冻穗率稳定较低(13%)的品种有：百农207、西农511，耐倒春寒能力好；冻穗率波动幅度(5%

2.2 不同小麦品种在不同地点的冻穗相对结实率分析

结合不同地点、不同品种正常穗和冻穗的平均结实粒数(表2)，推算出不同地点、不同小麦品种冻穗相对结实率差异显著性(表3)可以看出，东留固村以丰德存5号的冻穗相对结实率最高，与西农20、中麦578、郑麦366和郑麦369的差异不显著；西农511的冻穗相对结实率最低，与西农20、中麦578、郑麦366、郑麦369、百农207、锦绣21的差异不显著；丰德存5号与百农207、锦绣21和西农511间差异达显著水平。

表2 不同品种在不同地点正常穗和冻穗的平均结实粒数单位：粒

后安村以锦绣21的冻穗相对结实率最高，与中麦578、郑麦369的差异不显著；中麦578、郑麦369、西农511和西农20间差异不显著；以百农207的冻穗相对结实率最低，与郑麦369、西农511、西农20和丰德存5号间差异不显著；锦绣21与西农511、西农20、丰德存5号、郑麦366和百农207间差异达显著水平；与丰德存5号、郑麦366和百农207间差异达极显著水平。

小营村以西农20的冻穗相对结实率最高，与锦绣21的差异不显著，与其他品种间差异达显著水平；锦绣21和郑麦369间差异不显著；以中麦578和西农511的冻穗相对结实率最低，与郑麦369、丰德存5号、郑麦366和百农207间差异不显著；西农20与丰德存5号、郑麦366、百农207、中麦578和西农511间差异达极显著水平。

从不同地点的平均结果可以看出，西农20与百农207、西农511的冻穗相对结实率差异显著，其他品种间差异不显著。以西农20的冻穗相对结实率最高，为17.82%；其余从高到低依次为锦绣21、郑麦369、中麦578、丰德存5号、郑麦366、西农511和百农207，以百农207冻穗相对结实率最低，为0.19%。

此外，不同地点间，大多数品种的冻穗相对结实率变化较大。百农207的冻穗相对结实率低而稳定，郑麦369的冻穗相对结实率较高而稳定，其他品种的冻穗相对结实率不稳定。

2.3 不同品种在不同地点冻穗率与冻穗相对结实率关系分析

由表1和表3可以看出，根据不同品种的冻穗率和冻穗相对结实率结果，可以将不同品种归为以下4类：冻穗率高，冻穗相对结实率高的品种有郑麦366、丰德存5号；冻穗率较高，冻穗相对结实率高的品种有西农20；冻穗率中等，冻穗相对结实率较高的品种有郑麦369、中麦578和锦绣21；冻穗率低，冻穗相对结实率低的品种有西农511和百农207。

表3 不同小麦品种在不同地点冻穗相对结实率差异显著性比较 单位：%

2.4 不同品种在不同地点受冻后相对产量分析

从表4可以看出，东留固村以锦绣21受冻后相对产量最高，除与百农207、西农511和郑麦369差异不显著外，与中麦578差异达显著水平，与其他品种差异达极显著水平；西农511、郑麦369和中麦578间差异不显著；丰德存5号和西农20间差异不显著；以郑麦366受冻后相对产量最低，与其他品种差异达极显著水平。后安村受冻后相对产量最高的是百农207和西农511，较高的是锦绣21，居中的是中麦578，较低的是郑麦369和西农20，低的是郑麦366和丰德存5号，5种类型间差异多数达极显著水平。小营村以百农207受冻后相对产量最高，除与中麦578和郑麦369差异不显著外，与西农511差异达显著水平，与锦绣21等4个品种差异达极显著水平；中麦578、郑麦369和西农511间差异不显著；郑麦369、西农511和锦绣21间差异不显著，丰德存5号和郑麦366间差异不显著。

表4 不同小麦品种在不同地点受冻后相对产量分析单位：%

对不同地点平均相对产量分析发现，百农207、西农511、锦绣21、中麦578和郑麦369间差异不显著；西农20和丰德存5号间差异不显著；丰德存5号和郑麦366间差异不显著；百农207、西农511、锦绣21、中麦578、郑麦369与西农20、丰德存5号、郑麦366间差异达极显著水平。

通过表3、表4和表5比较可以看出，在冻害严重发生时，不同品种的冻穗相对结实率普遍较低(<18%)，对受冻后相对产量影响较小。以冻穗实际结实数计算的相对产量位次从高到低依次为百农207、西农511、锦绣21、中麦578、郑麦369、西农20、丰德存5号和郑麦366；其中，相对产量最高的百农207和最低的郑麦366相差达到72.49%。当以冻穗结实率为0时计算的相对产量位次与以冻穗实际结实数计算的相对产量位次完全一致，仅有相对产量略为降低，说明在倒春寒危害严重情况下，不管以哪种方式计算，对品种评价都没有明显差异，以冻穗率来反映品种冻害情况，即可以代表品种间的差异。

表5 冻穗结实率为0时不同地点、不同品种的相对产量分析

2.5 受冻后不同品种模拟每公顷减产量分析

从表6可以看出，模拟正常不同产量情况下受到倒春寒危害后，不同基地平均减产数量从多到少依次为郑麦366、丰德存5号、西农20、郑麦369、中麦578、锦绣21、西农511和百农207，当正常产量为6 000.00kg·hm-2时，减产最多的郑麦366和减产最少的百农207相差4 349.40 kg·hm-2，当正常产量达到10 500.00 kg·hm-2时则相差7 611.30 kg·hm-2。

表6 受冻后不同品种模拟减产量

3 讨 论

本试验表明，在倒春寒发生严重情况下，所有小麦品种都受到了危害，但品种间受害程度差异甚大，百农207、西农511等品种危害较轻；郑麦366、丰德存5号等品种危害严重。在同一地区不同地点，由于栽培条件存在一定差异，不同地点间倒春寒危害程度也存在一定差异。尽管不同地点栽培条件差异对品种倒春寒危害程度有不同影响，但品种间差异的趋势基本一致，均以百农207的冻穗率低而稳定，说明品种遗传差异是影响耐倒春寒的内因，在环境相差不大的情况下，品种发挥了主导作用。

另外，不同品种冻穗率和冻穗相对结实率间呈较为复杂的关系，认为小麦发生严重倒春寒危害后，同时存在2种方向完全相反的生理机制，“竞争机制”有利于加速养分从冻穗向正常穗转移，促进“两极分化”，导致冻穗相对结实率更低，如百农207和西农511的冻穗率和冻穗相对结实率均低；“补偿机制”有利于加速养分从正常穗向冻穗转移，促进提高冻穗相对结实率，如郑麦369、中麦578和锦绣21的冻穗率中等，冻穗相对结实率较高。另外，正常穗与冻穗间发生养分转移，不论“竞争能力”还是“补偿能力”均受小麦自身生理状态的影响和制约，如郑麦366和丰德存5号的冻穗率高，但冻穗相对结实率较低，这可能与冻穗生理损伤过重，无力接受正常穗的养分补偿有关。

2009年、2013年黄淮冬麦区发生了大面积倒春寒，多数品种表现缺粒、穗顶部或基部不育现象，结实率下降，甚至在部分地区幼穗未抽出，减产十分严重[1,16]；百农207经受了多地严重倒春寒的考验，表现出了较强的耐倒春寒能力。2018年，倒春寒再次严重危害情况下，百农207表现受倒春寒危害极轻，受冻穗数极少，结实粒数受影响最小，耐倒春寒能力强。因此，培育耐倒春寒的优良品种是提高小麦抗灾能力的有效途径，耐倒春寒能力强也是百农207成为目前河南省及黄淮南片第一大品种的主要因素之一。在8个小麦品种中，有7个为强筋小麦品种，新品种郑麦369、中麦578和锦绣21较郑麦366等老品种的耐倒春寒能力有了显著提高，特别是西农511的耐倒春寒能力已接近高产中筋优良品种百农207。由此可见，目前我国强筋小麦品种耐倒春寒育种已经取得了突破性进展。