黄淮麦区冬小麦倒春寒抗性鉴定

范春燕 孟庆立 吕金仓 雷格丽 高 敏 郭艳萍

（1 陕西省宝鸡市农业科学研究院，宝鸡 724000；2 陕西宝鸡迪兴农业科技有限公司，眉县 722302）

小麦生长发育期常遭受多种逆境的威胁，其中拔节孕穗期的倒春寒危害会造成不同程度的减产。黄淮麦区是中国第一大小麦主产区，近年来倒春寒呈现频发趋势[1-2]。2013年4 月中旬，安徽、河南出现极端低温，造成200 万hm2小麦减产；2018年4 月初，倒春寒再次大面积发生，小麦减产损失严重。

关于倒春寒对小麦生产的影响，国内学者开展了许多研究。如春季冻害对小麦生理生化方面的影响[3-6]，引起晚霜冻害的温度[7]，小麦的冻害敏感期[8]，不同材料倒春寒抗性差异[9-11]等方面均有研究。对于小麦受倒春寒危害程度，薛辉等[11]以结实率和产量为评价指标。欧行奇等[12]以受冻穗率为评价指标，安晓东等[9]认为评价倒春寒发生的程度应当考察材料受害率（当地受害材料占全部材料数的比例）。面对黄淮麦区近年来倒春寒多发频发、粮食安全需要抗逆稳产材料的现状，以受冻穗率和材料受害率为评价指标，对近年来审定的冬小麦材料和参试品系在关中地区倒春寒重发年份的田间表现进行分析，旨在为小麦倒春寒抗性研究提供数据支撑，为小麦育种实践提供参考。

1 材料与方法

1.1 试验材料供试材料包含391 份小麦材料，为2009-2018年国家黄淮麦区审定的小麦材料或参试品系。

1.2 试验地概况试验于2017-2018年在宝鸡市农科院试验基地进行，试验田块地势平坦，灌溉便利，前茬为白地。土壤质地为两合土，每kg 土壤有机质含量平均值为14.44g、速效氮50.6mg、速效磷21.65mg、速效钾150.53mg。基肥为龙蟒大地牌复混肥，氮磷钾含量为25-15-5，施肥量为50kg/667m2，旋耕时一次施入。冬前12 月26 日灌水1 次。

1.3 气象条件试验地海拔680m，最冷月为1 月，平均气温-1.8℃。年平均日照时数2064.8h，日照率47%，平均无霜期214d，年平均降水量623.8mm。2018年3月11日出现最低气温2.8℃；21日出现最低气温1.8℃；月降水量58.3mm，比历年同期偏多54%，降水分布在4-5 日、11-14 日、20 日和22-25 日。2018年4 月3 日13 时出现最高温28.6℃；6-7 日大风降温，7 日早晨出现最低气温-2.7℃，15 日出现2℃低温。对试验田小麦造成了大面积的冻害。气象数据由岐山县气象局提供。

1.4 调查方法每份材料种植3 行，行距25cm，行长2m，播种密度为270 万/hm2基本苗。抽穗7d 后随机选50 穗，统计受冻穗数[2]，包括哑巴穗、白穗、半截穗、虚尖穗、缺位穗、空壳穗、疙瘩穗和再生穗。其余为正常穗。用Excel 2003 进行数据统计。具体计算公式如下。

2 结果与分析

2.1 不同省份材料受害情况从表1 可以看出，来自不同省份材料均遭受到不同程度的倒春寒危害，但材料受害率有一定差异，材料受害率从高到底依次是陕西、河南、安徽、江苏、河北和山东。陕西和河南的供试材料表现出较高的受害率，分别为90.5%和88.1%。河北和山东材料与其他省份相比，材料受害率较低，都为43.5%，这2 个省比其他省份纬度高，小麦经历过低温环境下锻炼和选择，耐冻特性相对较好。

表1 不同省份小麦材料受害率

2.2 不同抽穗期材料受冻情况2018年春季小麦的抽穗期同常年相比，大都提早1～10d，4 月12-23日都有材料在抽穗。集中抽穗期在4 月15-18 日，以16 日抽穗材料最多。从表2 可以看出，不同抽穗期的材料都有受冻情况，材料受害率和受冻穗率与抽穗期没有明显的关系。说明在同一播期下材料抽穗期迟早与倒春寒抗性没有明显关系。

表2 不同抽穗期材料受冻情况

4 月19 日抽穗的材料受害率最高，为92.3%。其次是13 日和15 日抽穗的材料受害率较高。当年可能有2 次或多次的低温导致倒春寒的发生，使不同抽穗期的材料都遭受了较大的危害。13-21 日之间抽穗的材料其材料受害率都在70%以上。

12 日抽穗的材料受害率较低，但其平均受冻穗率较高。19 日抽穗的材料受冻穗率最高，结合19日材料受害率看，这些材料遭受的倒春寒危害最大。23 日抽穗的材料受害率和受冻穗率最低，分别为33.3%和26.7%；22 日抽穗的材料受害率较低，可能发育进程特快或偏慢的材料具有一定的避倒春寒或耐倒春寒能力；抽穗极早或极晚的材料在本研究试验材料中占比较少，其倒春寒抗性结果可能代表性不足。

2.3 抽穗期年际间变化与受冻穗率2018年小麦比2017年晚播10d（2017年秋播遇连阴雨，于20日播种），分析了2018年春天小麦抽穗期较2017年变化，从表3 可以看出，329 份小麦材料出现了抽穗期提前的情况，只有27 份材料抽穗期比上年度推迟，有35 份材料表现抽穗期稳定。当抽穗期推迟1～4d 时，平均受冻穗率变化从6.0%～76.0%。当抽穗期提前1～12d，平均受冻穗率变化从10.0%～48.3%。当抽穗期表现稳定，仍有31.3%的受冻穗率。这说明是否受冻及受冻穗率高低与抽穗期推迟或提前没有明显相关关系。

表3 抽穗期年际变化与供试小麦材料受冻穗率

2.4 不同受冻穗率材料占比按受冻穗率对391份试验材料进行分级，由表4 可以看出没有冻害的材料占总参试小麦材料数的18.9%，这些材料耐倒春寒能力好。受冻较轻的材料比例高，为29.1%，受冻穗率在1%～20%，耐倒春寒能力较好。受冻穗率在51%～60%之间的材料占比较大，为12.5%，这些材料的发育进程较一致，受到4 月7 日凌晨低温冻害。其他级别的受冻穗率在整个参试材料中分布较一致。受冻穗率在81%～100%之间的材料仅占参试材料的8%，说明育种人员对倒春寒抗性选择工作取得一定的成效，在倒春寒危害时，受冻穗率特别重的材料比例小。

表4 不同受冻穗率材料数量占比

2.5 小麦倒春寒抗性鉴定田间倒春寒抗性表现好（受冻穗率为0）的材料有74 份，有漯麦906、洛麦26、盈满208、徐麦15135，山农538、烟农999、良星99、淮麦508 等（表5），这些材料表现为倒春寒发生后穗部基本完整，具有较好的抗性。在陕西关中地区，可选择高产、优质、倒春寒抗性较强的材料西农511、西农810 等进行适期播种。其他材料倒春寒抗性（表6）供育种家参考，其中抗性较差的材料有郑麦05706、豫教6号等，受害后出现较严重的哑巴穗、白穗。

表5 田间倒春寒抗性表现好的小麦材料

表6 不同受冻穗率的小麦材料

3 结论与讨论

本试验表明，来源于不同地区的材料受害率有一定的差异。河北、山东的材料在耐倒春寒性状上表现较好。这与材料选育地的地理位置、自然环境条件、种植制度和常发灾害不同，进而选择重点不同有关。从材料受冻情况和抽穗期迟早来看，二者没有明显关系。在同一播期下，不同抽穗期的材料都有可能遭受倒春寒的危害，这与安晓东等[9]研究结果一致。材料受害率和受冻穗率相关不显著（r=0.335），材料受害率高时，受冻穗率不一定高。二者结合能全面地反映农业生产所受倒春寒危害的普遍性和严重度。

在小麦生产中，倒春寒灾害分为零上低温冷害和零下低温冻害两种类型[13]。赵虹等[7]和安晓东等[9]研究认为黄淮麦区3 月下旬到4 月中上旬，4℃以下的低温就会对小麦造成明显冻害。在实践中发现，在2018年春季发生的严重倒春寒危害中，虽然0℃以下低温仅在4 月7 日早晨发生，但试验结果显示有3 个抽穗期的材料受害率都在90%以上，说明低温冻害发生了2 次或多次，0℃以上低温或剧烈降温也有可能造成严重的倒春寒危害。2021年春季，3 月中下旬平均温度都在5℃以上，但在下旬出现过最低气温-2.5℃；4 月上旬和中旬最低气温分别为4.7℃、4.3℃，大田生产和国家区域试验中均发生了冻害，表现为上部小穗不孕或下部缺位小穗数多达5～8 个，灌浆后多数材料出现尖穗或者穗子中部缺粒等症状。说明小麦拔节期的低温或孕穗期剧烈降温也会对小麦造成明显冻害。

2020年春季试验田小麦多数材料开颖严重，且主要表现为开颖。调查发现其他小麦主产区如河南、山东、河北都遇到小麦抽穗后开颖现象。开颖虽然并未严重影响大田小麦产量，但致使种子纯度难以保证，2021年小麦抽穗后穗层混杂现象非常突出。2020年气象资料显示，4 月上旬只有4 月6 日出现过2.5℃的低温；3 月中旬和下旬出现过-2.8℃和2.4℃的低温。所以，3 月中下旬和4 月上旬的低温，会对小麦造成明显冻害。

2021年4 月上中旬的最低温度都在4℃以上，当最低气温是4.5℃或5℃时会不会对孕穗期的小麦造成伤害？还是3 月下旬拔节期的那次-2.5℃低温起主要作用？所以，小麦从拔节到抽穗的发育进程对应不同时期、不同程度低温，小麦倒春寒危害症状表现以及春季温度波动幅度多大会引起冻害，都需要进一步研究。

欧行奇等[2]认为材料耐倒春寒能力强弱与6类性状存在正相关，即材料的冬春性和抽穗期，材料生长发育的光温反应特性，植株健壮度，越冬期抗寒性，穗部结实性，受害后的恢复能力，这6 类性状可通过目测鉴定，对指导小麦耐倒春寒育种工作有一定的参考价值。本研究发现，抗倒春寒性状与抽穗期迟早没有明显关系，且这些性状并非完全决定倒春寒抗性，倒春寒的危害受多种因素影响，可结合材料的光周期反应、栽培条件、苗情等，对干旱+低温、苗情+低温、其他多重逆境叠加后不同小麦材料对春季低温的抗耐性加以研究，以期指导育种。

本研究进行了单个地区单个冻害严重年份小麦倒春寒受害情况分析，这些小麦材料在多个冻害年份、其他地区及其受倒春寒危害后的表现，有待进一步研究。