北京地区抗旱丰产冬小麦品种筛选.pdf
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1、天津农业科学TianjinAgricultural Sciences作物栽培与设施园艺北京地区抗旱丰产冬小麦品种筛选2023,29(10):6-12梅丽1,岳焕芳1,周吉红1,孟范玉1,佟国香2,刘国明3(1.北京市农业技术推广站,北京10 0 0 2 9;2.北京市房山区种植业技术推广站,北京10 2 446;3.北京市顺义区种植业服务中心,北京101300)摘要:为推广应用抗旱丰产型小麦品种,解决北京市农业用供水不足的问题,采用种子萌发期、苗期和全生育期干旱肋迫3种方法,分别对北京地区11个小麦主栽品种进行抗旱性评价,将抗旱级别HR、R、MR、S和HS分别赋值5、4.3、2、1,并分别给予
2、3种鉴定方法下的抗旱结果以2 0%.10%和7 0%的权重,计算出综合抗旱指数,同时结合籽粒产量,综合比较参试品种的抗旱性和丰产性。结果表明,综合抗旱指数在3.0 以上、抗旱性优于或等于对照农大2 12 的品种有农大348 6、京麦8 号、中麦415、农大5181、中麦17 5。结合胁迫后各品种的产量表现,农大348 6、农大518 1可作为北京地区抗旱丰产冬小麦首选品种,京麦8 号可作为备选品种。关键词:冬小麦;品种;抗旱性;产量中图分类号:S512.1;S338Selection of Winter Wheat Varieties with Drought Resistance and H
3、igh-yield in BeijingMEI Li,YUE Huanfang,ZHOU Jihong,MENG Fanyu,TONG Guoxiang,LIU Guoming(1.Beijing Agricultural Technology Extension Station,Beijing 100029,China;2.Beijing Fangshan Agricultural Technology ExtensionStation,Beijing 102446,China;3.Shunyi Agricultural Technology Center in Beijing,Beijin
4、g 101300,China)Abstract:In order to promote the application of drought resistant and high-yield wheat varieties and solve the problem of insufficientwater supply for agriculture in Beijing,three methods of drought stress were used to evaluate the drought resistance of 1l main wheatvarieties includin
5、g seed germination stage drought-resistance,seedling stage drought-resistance,and full growth stage drought-resis-tance.The drought resistance levels HR,R,MR,S,and HS were assigned 5,4,3,2,and 1 respectively,and give the drought resis-tance results under the three identification methods weights of 2
6、0%,10%,and 70%to calculate the comprehensive drought resistanceindex.The results showed that varieties with a comprehensive drought resistance index above 3.0 and drought resistance better than orequal to the control Nongda 212 were Nongda 3486,Jingmai 8,Zhongmai 415,Nongda 5181 and Zhongmai 175.Bas
7、ed on the yieldperformance of various varieties under stress,Nongda 3486 and Nongda 5181 could be the preferred winter wheat variety for droughtresistance and high yield in Beijing,and Jingmai 8 could be a candidate variety.Key words:winter wheat;varieties;drought resistance;yield文献标识码:ADOI 编码:10.39
8、6 9/j.issn.1006-6500.2023.10.002冬小麦是北京市除玉米外的第二大农作物,年种植面积2.3万hm左右,是重要的口粮作物。北京位于北部冬麦区的最北端,冬小麦生长要经历一年中最严酷的冬春季,面临严峻的干旱考验。北京水资源紧缺,年人均水资源量150 m左右,远低于联合国认定的极度缺水标准(年人均水资源量50 0m),区域水资源不足直接影响着小麦的生产。冬小麦全生育期需要耗水39 0 0 48 0 0 mhm,北京麦区全生育期平均降水仅有16 8.1mml,折合为16 8 0m3hm,且降雨的时间分布与小麦需水的耦合性较差,全年7 0%降雨发生在7 一9 月,小麦全生育期的
9、平均有效降水量仅占平均需水量的30%左右,远不能满足生长需求3。因此,只有不断提高小麦的抗旱能力,推广抗旱、丰产小麦品种,才能从根本上解决当前农业供水不足的问题。作物的抗旱性是指作物在干旱胁迫条件下通过一些生理途径降低或抵消干旱的伤害,维持作物基本生长的能力4。近年来,国内外学者在小麦抗旱性鉴定方面做了大量研究,发现种子萌发期是衡量小麦品种抗旱性强弱的重要时期5,直接关系到苗全、苗齐、苗壮,在机械化播种迅速推广的情况下,播种效率大幅度提高,播期相对集中,一旦播后遇旱,将收稿日期:2 0 2 3-0 5-2 4基金项目:北京市科技计划课题,京郊主要粮食作物高产优质高效技术研究与应用(Z22110
10、0006422005)作者简介:梅丽(198 2 一),女,河北张家口人,硕士,高级农艺师,主要从事藜麦、小麦栽培技术研究与推广研究。通讯作者简介:周吉红(197 4一),男,甘肃渭源人,推广研究员,主要从事小麦栽培技术研究与推广研究。第10 期导致大面积缺苗断垄,严重影响产量。利用聚乙二醇高渗透液模拟干旱胁迫环境,进行小麦种子萌发期抗旱性鉴定,作为评判品种抗旱性的一个重要依据,是目前主要的研究方法6-7。小麦品种全生育期抗旱性鉴定,对于品种的推广应用也具有不可替代的价值,分为苗期和成株期不同生长阶段的鉴定,苗期主要是采用反复干旱法,测定反复干旱处理后小麦幼苗的存活率8;成株期主要是采用田间全
11、生育期直接鉴定法,评价在逆境条件下小麦的生产能力9。GB/T211272007小麦抗旱性鉴定技术规范10 规定了小麦抗旱性的鉴定方法和判定规则。前人研究多采用种子萌发期或田间直接鉴定法,针对部分生育阶段对小麦抗旱性进行评价,缺乏对3种抗旱性鉴定方法的综合考虑和评判。作物的抗旱性是一个多因子相互作用的复杂性状,它不仅受多基因遗传控制,还与外部环境条件变化密切相关,选择全面、有效的抗旱性指标进行测定,综合衡量小麦的抗旱性,才能使鉴定结果更准确。本研究以适宜北京地区种植的11个小麦主栽品种为试验材料,从种子萌发期抗旱性鉴定、苗期抗旱性鉴定和全生育期抗旱性鉴定3方面进行综合评价,以期筛选出综合抗旱性强
12、且丰产的小麦品种,为北京市高效节水农业发展提供品种保障。302520151050-52021-92021-102021-112021-122022-12022-22022-32022-42022-5图12 0 2 1一2 0 2 2 年冬小麦生长季月降水量和平均气温30平均气温月降水量2520151050-52022-92022-102022-112022-12图2 22022一2 0 2 3年冬小麦生长季月降水量和平均气温梅丽等:北京地区抗早丰产冬小麦品种筛选1材料与方法1.1试验材料与地点供试小麦品种分别为农大348 6、农大2 12、农大5181、农大2 11、中麦17 5、中麦415、
13、轮选98 7、轮选169京麦7 号、京麦8 号、保麦10 号,以北京市小麦品种区域试验节水组对照品种农大2 12 为对照(CK)。种子萌发阶段抗旱性鉴定和苗期抗旱性鉴定于2 0 2 1年910月在北京市农业技术推广站院内进行,全生育期抗旱性鉴定试验分别于2 0 2 1年9 月一2 0 2 2 年6 月在北京市通州区宋庄镇双埠头村、2 0 2 2 年9月一2 0 2 3年6月在房山区窦店镇窦店村进行,窦店村土壤肥力较高,双埠头村土壤肥力中等,土壤养分含量见表1。表1试验地点土壤养分含量有机质/全氮/石碱解氮/有效磷/速效钾/试验地点(g:kg)(gkgl)(mg:kgl)(mg:kg*l)(mg
14、:kg*l)房山窦店24.36通州双埠头15.281.2试验期间的气象条件冬小麦生长季气象条件见图1和图2。2 0 2 1一2022年冬小麦生长季累积降水量2 7 0.5mm,日平均气温10.7;2 0 2 2 2 0 2 3年冬小麦生长季累积降水量2 0 1.3mm,日平均气温10.2。平均气温月降水量0-102022-6756555453525155-5-152023-12023-22023-32023-42023-51.3971.0852023-612511290807060504030201043.9139.811291188.1.3试验设计参照GB/T211272007小麦抗旱性鉴定
15、技术规范I,从小麦种子萌发期抗旱性鉴定、小麦苗期抗旱性鉴定和小麦全生育期抗旱性鉴定3方面进行综合评价。1.3.1种子萌发期抗旱性鉴定用聚乙二醇-6 0 0 0(PEG-6000)水溶液对11个冬小麦品种的种子进行水分胁迫处理,以无离子水培养为对照。2 0 条件下培养,第8 天(16 8 h)后调查发芽种子数,计算各品种的相对发芽率,评价抗旱性,评判标准见表2。表2 小麦种子萌发期抗旱性判定标准相对发芽率/%抗早性等级90.0极强(HR)70.090.0强(R)50.070.0中等(MR)30.050.0弱(S)30.0极弱(HS)1.3.2苗期抗旱性鉴定采用2 次干旱胁迫-复水法。在温度为(2
16、 0 5)的无雨条件下进行。将11个冬小麦品种清除破粒、癌粒,选择的种子质量基本一致;准备6 0 cmx40cmx15cm(长宽高)的塑料箱若干,在箱子里装满土;准备好测定土壤水分的土钻、铝盒等。向装满土的塑料箱里浇水至土壤含水量达到田间持水量的(8 55)%。每品种播1个箱子为1个处理,重复3次,将冬小麦种子均匀撒播在湿土表面,在种子上面覆盖湿土3 4cm,用手轻拍使土壤充分接触种子。出苗后间苗,每箱留苗10 0 株,正常浇水使冬小麦长至三叶期(二叶一心)时停止供水,开始进行第1次干旱胁迫,一直持续到土壤含水量降至田间持水量的15%2 0%时恢复浇水,使土壤水分达到田间持水量的(8 0 5)
17、%,12 0 h后调查植株菱焉程度及存活苗数。第1次复水后即停止供水,进行第2 次干旱胁迫,当土壤含水量降至田间持水量的15%2 0%时,进行第2 次复水,使土壤水分达到田间持水量的(8 0 5)%,12 0 h 后再次调查植株萎程度及存活苗数。以叶片转呈鲜绿色者为存活,抗旱性评判标准见表3。表3小麦苗情抗旱性判定标准干早存活率/%抗旱性等级90.0极强(HR)70.090.0强(R)50.070.0中等(MR)30.050.0弱(S)30.0极弱(HS)天津农业科学1.3.3全生育期抗旱性鉴定全生育期抗旱性鉴定在大田条件下进行。将供试的11个小麦品种每个设置干旱胁迫和对照2 个处理,3次重复
18、,随机区组排列,小区面积为8 m,行距2 0 cm,每小区种植8 行。操作如下:(1)胁迫处理。除播种期保证表土情适宜保证出苗外,全生育期其他阶段仅依靠自然降水来满足对水分的需要。(2)对照处理。在临近胁迫处理的试验地设置对照处理。对照试验地的土壤养分含量、土壤质地和土层厚度等与胁迫处理的基本一致。除与胁迫处理一样,播种前表土情保证出苗外,分别在越冬前、拔节期、灌浆期灌水3次,3次灌水量分别为7 50、450、450 m3hm。全生育期抗旱性鉴定标准见表4。表4田间全程抗旱性鉴定标准抗旱指数1.301.101.300.901.100.700.900.701.4测定指标(1)种子发芽率:Gerr
19、=Xcer.TxXis.rx100%Gerck=Xce.ckxXis.ckx100%RGer=GerrxGerckx100%式中,Gerr为胁迫培养的发芽率(%);XcerT为胁迫培养4次重复在16 8 h萌发种子数的平均值;Xisr为胁迫培养4次重复种子总数的平均值;Gerck为对照培养的发芽率(%);Xcerck为对照培养4次重复在168h萌发种子数的平均值;Xrs.ck为对照培养4次重复种子总数的平均值;RGer为相对发芽率(%)。(2)干旱存活率:DS=(DS;+DS2)2-l=(X psixXilx100+X ps2xXlx100%)2-1式中,DS为干旱存活率的实测值(%);DSI
20、为第1次干旱存活率(%);DS2为第2 次干旱存活率(%);XpsI为第1次复水后,3次重复存活苗数的平均值;XT为第1次复水后,3次重复总苗数的平均值;Xps2为第2 次复水后,3次重复存活苗数的平均值。(3)抗旱指数:DI=GY3.rxGYs.wxGYck.wx(GYak.T)-1式中,DI为抗旱指数;GYsT为待测材料胁迫处理籽粒产量;GYs.w为待测材料对照处理籽粒产量;GYckw为对照品种对照处理籽粒产量;GYcKT为对照品种胁迫处理籽粒产量。第2 9卷抗旱性等级极强(HR)强(R)中等(MR)弱(S)极弱(HS)(1)(2)(3)(4)(5)第10 期梅丽等:北京地区抗早丰产冬小麦
21、品种筛选9(4)产量:冬小麦成熟时,在各小区选取典型2m样点单独收获,晒干、脱粒、测产。(5)综合抗旱性:采用种子萌发期、苗期和全生育期抗旱性鉴定3种方法,评价出3种方法下11个冬小麦品种的抗旱性等级后,将HR、R、MR、S和HS抗旱级别赋值5、4、3、2、1,并根据北京气候和生产情况分别给予3种方法鉴定结果以2 0%、10%和70%的权重,计算出综合抗旱指数,以综合抗旱指数值的高低对品种抗旱性进行评价。1.5数据统计利用Excel软件进行数据的计算、整理,使用SPSS26.0软件对数据进行方差分析和显著性测验。2结果与分析2.1种子萌发期抗旱性鉴定由表5可以看出,农大2 11对照培养的发芽率
22、为7 3%,其余10 个品种对照培养的发芽率均在80%以上。PEG-6000胁迫处理后,农大348 6 的相对发芽率最高(7 6.3%),比CK提高了15.2 个百分点,种子萌发期抗旱等级为强(R);京麦8 号、京麦7号、农大518 1、中麦17 5的种子萌发期抗旱等级等同 CK,达到中等(MR)。表5种子萌发期聚乙二醇胁迫抗旱性鉴定结果对照培养的肤胁迫培养的相对发抗旱性品种发芽率/%发芽率/%芽率/%等级农大348 697农大2 12(CK)95京麦8 号85京麦7 号93农大518 183中麦17 599轮选98 790农大2 1173保麦10 号85轮选16 989中麦415932.2苗
23、期抗旱性鉴定由表6 可以看出,经过2 次干旱胁迫-复水后,除中麦415的干旱存活率低于6 0%外,其余品种的干旱存活率均在6 0%以上。农大348 6 仅有1株死苗,干旱存活率高达99%,比CK提高了4个百分点,苗期抗旱性判定为极强(HR),另外抗旱等级等同CK、为极强(HR)的品种还有中麦17 5、轮选16 9、京麦7 号、京麦8 号、农大518 1。轮选98 7、农大211、保麦10 号3个品种的抗旱等级为强(R),中麦415抗旱等级为中等(MR)。表6 苗期干旱胁迫抗旱性鉴定结果2次干旱胁迫-复干早存品种抗旱性等级水后平均死苗数/株活率/%农大348 61农大2 12(CK)5京麦8 号
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