冀东地区冬小麦新品系主要性状及产量相关性评价

陆晴，宋茂兴，马宏亮，甄志华，吴志会*

(1 唐山市农业科学研究院，河北 唐山 063000；2 唐山市农作物种子站，河北 唐山 063000)

小麦(Triticum aestivumL.)属禾本科小麦属，是世界上广泛种植的粮食作物之一，具有耐寒性强、适应性广等特点，可以与多种大田作物轮作，有稳定的生态效益和经济效益。随着优良品种不断被选育，我国小麦产量所占粮食总产量的比例从1949 年的12.20%上升为2015 年的20.95%，并继续保持稳步增长[1]。我国小麦资源极为丰富多样，具有优异基因的种质资源(抗逆性、抗病性强，品质性状优良)不断被育种家们筛选和应用[2-5]，河北省也培育了一大批优良小麦品种，其培育的强筋小麦品质更是全国领先[6]。

小麦的生产对稳定国家粮食安全和社会安全具有至关重要的作用，从种植到收获的各个环节都要保证小麦耕作的地域适应性和品种安全性。冀东地区冬小麦种植占河北省小麦播种面积的9%，是河北省重要的粮食产区。本地区属暖温带大陆性半湿润季风型气候，夏季炎热多雨，冬季干燥寒冷。冬春季大田低温会引发小麦植株在生长期内的一系列变化。耐寒特征是小麦能否正常越冬及抵御极端天气的关键，抗寒性指标更成为检验小麦地域适应性的重要组成部分和品种越冬性遗传改良的首要条件[7]。田间鉴定抗寒性的指标主要包括死苗死蘖率、枯叶率、植株直立性[8]、死株率、死茎率[9]及冻害等级[10]。田间鉴定可以直接反映出小麦各个品系在田间自然环境下的抗寒性，是生产、引进及推广新品种过程中的一项必不可少的流程。近年来，本地区自外省市引进的小麦品种种植面积不断扩大，地域环境和气候差别使得外来品种的生长弊端不断显现。冀东地区冬春季的寒冷干旱条件对外引小麦品种生长和越冬造成极大挑战，不适应生长环境、遇倒春寒不耐寒、易染病害等问题严重影响了本地小麦种植和生产。因此急需稳产性强、优质、耐寒的冬小麦新品种来推动冀东地区小麦产业发展。

本研究结合本地环境气候特点，采用近些年来本院选育的14 份小麦新品系为试验材料，根据越冬率、枯叶率和冻害等级鉴定品系的抗寒性，同时结合主要性状分析筛选出适宜冀东地区种植的优质耐寒品系，发掘优良种质资源，为进一步选育新品种提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料

选用的14 个小麦新品种(系)均由唐山市农科院小麦研究所提供，按顺序编为1～14 号。

1.2 试验方法

1.2.1 试验设计

田间试验于2019—2020 年在唐山市农业科学研究院试验场(118.23°E，39.61°N)进行。土壤类型为壤土，肥力中等，pH 值为7.2，有机质含量27.5 g/kg。10 月9 日按165 kg/hm2的用种量播种，10月17 日出苗。小区行长8 m，宽2 m，行距16.7 cm，12 行区。采用随机区组试验设计，3 次重复。四周设保护行，试验总占地面积0.1 hm2。上茬为绿豆，水肥管理同大田[11-12]。

1.2.2 性状调查

按照国家小麦品种区域试验记载标准调查小麦主要农艺性状(全生育期、基本苗、最高茎数、株高、成穗数等)、产量性状(穗粒数、千粒质量及产量等)和抗寒性状(越冬率等)[13]。越冬后和返青前两次调查固定取样区间内的存活苗数，计算越冬率。计算公式为:

越冬率(%)=越冬后存活苗数÷返青前总苗数×100[14]

根据返青后新叶未出时的小麦叶片长宽测定总叶面积及枯叶部分面积，计算枯叶率，计算公式:

枯叶率(%)=返青后枯叶面积÷返青后总叶面积×100[10]

根据小麦植株茎叶受冻害程度鉴定冻害等级，按5 级划分[10]。0 级:茎叶无冻死部分；1 级:叶片冻死部分仅限于叶尖，下部叶片及茎部未受冻，全田绿色叶多；2 级:叶片冻死部分小于绿叶部分，可见部分下部叶茎部受冻，地面部出现部分枯黄叶片；3级:叶片冻死部分大于绿叶部分，绿色叶片较少，地面部可见整片枯叶；4 级:上下部叶片全部枯黄，茎部冻死至全株死亡。根据实际调查情况，在确定等级时有±0.5 浮动范围。

1.3 数据分析

采用Excel 2010 进行数据统计和绘图；采用SPSS 19.0 对小麦农艺性状进行相关性分析，对各个农艺性状进行标准化处理，计算各个品种性状的平均数(X)、标准差(S)和变异系数(CV)。

2 结果与分析

2.1 小麦新品系主要性状综合评价

14 个小麦新品系的生育期为243～250 d，在冀东地区均可正常成熟。其中品系7 的生育期最短，为243 d，具有早熟特征；其次是品系3，为245 d；品系1、2、4、5、8、10、11、12 均为247 d；品系6、9、13 均为248 d；品系14 的生育期最长，为250 d。

由表1 可知，各小麦品系每公顷的基本苗数为354.0 万～392.0 万，品系8 基本苗数最高；品系4每公顷最高茎数最高，为2 290.0 万，且显著高于其他品系，表现出较高的分蘖特征；品系7 和11 的株高达到85.0 cm，在14 个品系中最高，品系13 株高最低，为66.1 cm；品系2、7、11、12 每公顷成穗数较高，分别为817.5 万、790.5 万、817.5 万、782.0 万，显著高于其他品系；每公顷穗粒数方面，品系1、10、12、14 较高，分别为34.6、33.8、33.4、34.6，显著高于其他品系；在千粒质量上，品系8 最高，为49.9 g，其次是品系9，为44.9 g，且两者之间差异显著；品系2、3、5、7、8、11、12 的产量较高，均在7 327.6 kg/hm2以上，7 个品系间差异不显著，其中品系8 产量最高，达到8 088.2 kg/hm2。

表1 小麦新品系的主要性状比较Table 1 Comparision of main characters of new wheat strains

对小麦新品系主要性状进行变异分析(表2)，变异系数由大到小的性状依次是最高茎数、成穗数、千粒质量、产量、穗粒数、株高、基本苗、全生育期，分别为17.22%、14.15%、13.74%、11.37%、10.92%、7.74%、3.61%、0.64%。其中每公顷最高茎数最大值为2 290.0 万、最小值为1 117.5 万；成穗数最大值为817.5 万，最小值为546.0 万；千粒质量最大值为49.9 g，最小值为28.5 g；产量最高为8 088.2 kg/hm2、最低为5 800.1 kg/hm2；穗粒数最高为34.6、最低为25.0。在以上性状指标中，最高茎数、成穗数和千粒质量的变异系数大，反映出此类性状可通过育种手段和栽培措施得到进一步提升；生育期和基本苗变异系数小、数据稳定，表明这两类性状受不同品系特性影响小，即在本地区有效改变此类性状的几率较小。

表2 小麦新品系主要性状变异分析结果Table 2 Results of variation analysis of main characters of new wheat strains

2.2 小麦新品系主要性状相关性分析

对不同品系主要性状指标之间的相关性进行分析(表3)，结果表明，产量与成穗数呈显著正相关，相关系数为0.623；与千粒质量的相关性系数为0.512，但相关性不显著；千粒质量与最高茎数相关系数为-0.469，相关性不显著。不同品系的成穗数与产量的相关性较大，在品种选育过程中，成穗率可作为反映不同品系在当地区域试验和生产示范中的产量指标之一。

表3 小麦新品系主要性状指标相关分析结果Table 3 Correlation analysis on main characters of new wheat strains

2.3 小麦新品系的抗寒性表现

根据田间观察，小麦植株叶片在越冬后有不同程度损害，但未出现大面积枯黄叶片，茎部未见明显冻害，大部分品系表现出正常越冬状态。

对品系的越冬率、枯叶率及冻害等级进行比较(表4)，14 个品系的越冬率为76.9%～95.6%，其中6 个品系的越冬率达到90%以上，由大到小分别为品系12、7、8、2、11、5；对应的枯叶率为5.5%～14.7%，其中品系12 的枯叶率最低；不同品系间的冻害等级为0.5～2.5 之间，品系7 和品系12 的冻害等级最低为0.5。

表4 小麦新品系越冬率、枯叶率及冻害等级比较Table 4 Comparison of overwintering rate，dry leaf rate and freezing damage grade of new wheat strains

将产量与3 个抗寒指标进行相关性分析，结果如表5。小麦产量与越冬率和枯叶率显著相关，相关系数分别为0.429 和-0.508，与冻害等级极显著相关，相关系数达到-0.714；冻害等级与越冬率、枯叶率均极显著相关，相关系数分别为-0.690、0.682。表明抗寒性强的品系可以更好地生长发育，并表现出更强的地域适应性，有增产潜力。

表5 产量与抗寒性状相关性分析结果Table 5 Correlation analysis on the yield and cold resistances

3 讨论

作物在生长过程中会经历当地环境的检验，表现出不同的地域适应性，选择适宜当地种植的小麦品种对提高产量有着重要作用[15]。在管理水平相同，水肥一致的条件下，田间性状指标可以直接反映出品种的产量优势。通过对14 份小麦新品系的分析得知，性状指标中最高茎数、成穗数和千粒质量的变异度较大，同时产量与成穗数呈显著正相关。综合方差分析结果，确定2、7、8、11、12 品系有高产稳产趋势。

小麦抗寒性被认为是小麦品种选育的重要指标[16-17]，田间鉴定抗寒性的指标主要有冻害穗数、死苗率、枯叶率、冻害等级等[10，18]。本研究中的小麦全生长期均处于冀东地区的正常气候之下，两年间未发生极端冻害天气，因此选取越冬率、枯叶率和冻害等级指标对小麦新品系进行田间抗寒性初步鉴定。在14 个品系中，品系12、7、8、2、11、5 表现出优良的抗寒性，越冬率均在90%以上，枯叶率低于15%，冻害等级为0.5～1.0。在小麦生产中，产量高低与抗寒性因素密切相关。本研究表明，14 份小麦品系的产量与越冬率和枯叶率显著相关，抗寒性高的品系最高茎数多，成穗数增多，产量提高。该结果与彭静等[19]研究结果类似。拔节孕穗期的低温冻害(倒春寒)会对小麦生长造成影响，尤其是造成穗粒数减少[20-21]，今后需对有增产抗寒潜力的品系进行进一步的鉴定筛选，同时针对春季特殊环境因素对小麦穗、叶、茎部进行抗寒性鉴定，以明确品系的重要抗寒稳产因素，更加准确地发掘适宜本地区种植的优质抗寒小麦新品系。

4 结论

本试验从小麦的主要性状和抗寒性等方面对本地区的小麦品系进行分析鉴定，明确成穗率可作为重要指标之一来反映品系间的产量差异。14 个品系中，品系12、7、8、2、11、5 表现出优良的抗寒性，而品系2、7、11、12 可以保持较高的成穗数，品系8 在千粒质量和产量方面占有优势。综合分析，品系7可作为早熟抗寒优质资源，品系8 为高产抗寒资源，品系2、7、11、12 可作为稳产耐寒资源加以利用。