抗旱節(jié)水冬小麥新品種衡136主要性狀分析與評(píng)價(jià)

孟祥海，陳秀敏，鮑　聰，喬文臣，魏建偉，孫書孌，李　丁，李　強(qiáng)，趙明輝，李慧敏，趙鳳梧*（.河北省農(nóng)林科學(xué)院旱作農(nóng)業(yè)研究所，河北　衡水　053000；.河北省種子管理總站，河北　石家莊　05003）

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抗旱節(jié)水冬小麥新品種衡136主要性狀分析與評(píng)價(jià)

孟祥海1，陳秀敏1，鮑聰2，喬文臣1，魏建偉1，孫書孌1，李丁1，李強(qiáng)1，趙明輝1，李慧敏1，趙鳳梧1*
（1.河北省農(nóng)林科學(xué)院旱作農(nóng)業(yè)研究所，河北衡水053000；2.河北省種子管理總站，河北石家莊050031）

摘要：衡136是河北省農(nóng)林科學(xué)院旱作農(nóng)業(yè)研究所培育的抗旱節(jié)水冬小麥新品種。在當(dāng)前河北省地下水超采嚴(yán)重的背景下，為緩解農(nóng)業(yè)用水矛盾突出問(wèn)題，以2008～2011年國(guó)家黃淮冬麥區(qū)旱肥組、河北省黑龍港流域節(jié)水組的區(qū)域試驗(yàn)和生產(chǎn)試驗(yàn)結(jié)果，以及2011～2013年度國(guó)家小麥產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系河北麥區(qū)節(jié)水高效品種篩選試驗(yàn)結(jié)果（衡水）為素材，對(duì)衡136的產(chǎn)量、產(chǎn)量構(gòu)成因素、產(chǎn)量穩(wěn)定性、抗旱性、水分利用率和抗寒性進(jìn)行了分析與評(píng)價(jià)，旨在推廣抗旱節(jié)水型小麥品種，服務(wù)于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)。結(jié)果表明：在干旱脅迫或限水灌溉條件下，衡136一般產(chǎn)量為6000～7500kg/hm2，春澆1水時(shí)最高產(chǎn)量可達(dá)到9000kg/hm2以上。該品種具有節(jié)水抗旱、抗寒、豐產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)性好、產(chǎn)量三因素協(xié)調(diào)、適應(yīng)性廣等優(yōu)點(diǎn)，抗旱指數(shù)為1.130，水分利用率在0水、1水和2水灌溉條件下分別較對(duì)照品種石4185提高17.3%、14.9%和10.5%，節(jié)水性強(qiáng)。

關(guān)鍵詞：冬小麥；抗旱節(jié)水；豐產(chǎn)性；抗旱指數(shù)；水分利用率

河北省是嚴(yán)重的資源型缺水省份，多年平均水資源量為203億m3，人均水資源占有量為311 m3，占全國(guó)平均值的1/7，不及國(guó)際公認(rèn)缺水標(biāo)準(zhǔn)（1 000 m3/人）的1/3[1]。自20世紀(jì)70年代以來(lái)，由于大規(guī)模開采地下水，造成了水資源嚴(yán)重短缺，地下水超采問(wèn)題十分突出，嚴(yán)重制約了國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展，已引起社會(huì)的廣泛關(guān)注[2～5]。由于農(nóng)業(yè)用水約占河北省工農(nóng)業(yè)用水總量的74%，因此，農(nóng)業(yè)節(jié)水成為緩解水資源緊缺的重中之重。郭進(jìn)考等[6]研究認(rèn)為，河北節(jié)水的關(guān)鍵在農(nóng)業(yè)，而農(nóng)業(yè)節(jié)水的重點(diǎn)在小麥。原因是小麥為河北省第一大糧食作物，其種植面積占全省糧食播種總面積的34.4%（2014年），在國(guó)家糧食生產(chǎn)安全方面具有舉足輕重的作用[7]。在河北小麥生產(chǎn)發(fā)展中，關(guān)于品種選育、節(jié)水技術(shù)、高產(chǎn)栽培等的研究有諸多報(bào)道[8～13]，但大多為小麥生產(chǎn)水平的提高和農(nóng)業(yè)科研進(jìn)步做出一定的貢獻(xiàn)。而在眾多研究和節(jié)水措施中，品種選擇是小麥節(jié)水的根本。

自2004年以來(lái)，河北省已有102個(gè)小麥品種通過(guò)審定，品種類型多樣，且多數(shù)品種在小麥生產(chǎn)上發(fā)揮了積極作用。衡136是河北省農(nóng)林科學(xué)院旱作農(nóng)業(yè)研究所培育的抗旱節(jié)水冬小麥新品種，2009年通過(guò)了河北省審定（審定編號(hào)：冀審麥2009015）；2011年通過(guò)了國(guó)家審定（審定編號(hào)：國(guó)審麥2011017），同年9月獲國(guó)家植物新品種權(quán)保護(hù)（公告號(hào)：CNA007823E）。為了有效緩解河北省地下水超采嚴(yán)重的問(wèn)題，解決農(nóng)業(yè)用水緊缺的狀況，作者從抗旱節(jié)水小麥品種選擇的角度出發(fā)，根據(jù)多年多點(diǎn)國(guó)家和省級(jí)試驗(yàn)以及相關(guān)科研試驗(yàn)的測(cè)定數(shù)據(jù)，對(duì)衡136的主要性狀進(jìn)行匯總分析，旨為該品種高效生產(chǎn)提供借鑒，并對(duì)農(nóng)藝節(jié)水型小麥的推廣提供理論依據(jù)。

1　材料與方法

數(shù)據(jù)素材來(lái)源于2008～2011年國(guó)家黃淮冬麥區(qū)旱肥組、河北省黑龍港流域節(jié)水組區(qū)域試驗(yàn)和生產(chǎn)試驗(yàn)結(jié)果，2011～2013年度國(guó)家小麥產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系河北麥區(qū)節(jié)水高效品種篩選試驗(yàn)結(jié)果（衡水）。以衡136為研究對(duì)象，通過(guò)與各級(jí)試驗(yàn)的對(duì)照品種進(jìn)行比較，對(duì)該品種的產(chǎn)量、產(chǎn)量構(gòu)成因素、產(chǎn)量穩(wěn)定性、抗旱性、水分利用效率和抗寒性進(jìn)行分析并評(píng)價(jià)。

2　結(jié)果與分析

表1　衡136的產(chǎn)量情況Table 1 The production of Heng 136

2.1衡136的產(chǎn)量與產(chǎn)量性狀

2.1.1產(chǎn)量2008～2011年國(guó)家和省級(jí)小麥節(jié)水組試驗(yàn)共計(jì)53點(diǎn)次，衡136有46點(diǎn)次增產(chǎn)，增產(chǎn)點(diǎn)率為86.8%；平均產(chǎn)量為6 318.0 kg/hm2，較對(duì)照平均增產(chǎn)5.84豫（表1）。其中，在河北省黑龍港流域春澆1水的情況下，最高產(chǎn)量達(dá)到9 405.0 kg/hm2（2009年，河北衡水），平均增產(chǎn)率為6.82%；在國(guó)家黃淮冬麥區(qū)播前一次性施足底肥、全生育期不澆水的情況下，最高產(chǎn)量達(dá)到6 724.5 kg/hm2（2010年，河南洛陽(yáng)），平均增產(chǎn)率為4.85%。多年多點(diǎn)試驗(yàn)結(jié)果表明，衡136豐產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)性好，節(jié)水抗旱。

2.1.2產(chǎn)量構(gòu)成因素2008～2010年國(guó)家、省級(jí)小麥節(jié)水組區(qū)域試驗(yàn)，衡136的單位面積穗數(shù)分別為555.0萬(wàn)、670.5萬(wàn)穗/hm2，穗粒數(shù)分別為33.8、36.7粒，千粒重分別為35.1、37.4g（表2）。產(chǎn)量水平在6 000～7 500 kg/hm2條件下，衡136的產(chǎn)量構(gòu)成因素指標(biāo)平均值分別為單位面積有效穗數(shù)613.5萬(wàn)穗/hm2、穗粒數(shù)35.3粒、千粒重36.3 g（表3）。對(duì)2008年和2009年河北省最高產(chǎn)量試點(diǎn)的單點(diǎn)產(chǎn)量構(gòu)成因素進(jìn)行分析，認(rèn)為實(shí)現(xiàn)單產(chǎn)7 500 kg/hm2以上，三因素指標(biāo)多點(diǎn)平均值為單位面積有效穗數(shù)763.5萬(wàn)穗/hm2、穗粒數(shù)33.9粒、千粒重38.7 g。通過(guò)對(duì)不同產(chǎn)量水平下的產(chǎn)量構(gòu)成因素變化進(jìn)行分析，結(jié)果顯示，在不同產(chǎn)量水平下，衡136的三因素結(jié)構(gòu)變化較為協(xié)調(diào)，單產(chǎn)由6 000～7 500 kg/hm2提高到7 500 kg/hm2以上時(shí)，單位面積有效穗數(shù)增加114.0萬(wàn)～187.5萬(wàn)穗/hm2，平均提高24.4%；穗粒數(shù)降低0.6～2.1粒，平均減少4.0%；千粒重提高1.7～3.1 g，平均提高6.6%?？梢钥闯?，衡136三因素協(xié)調(diào)發(fā)展，自我調(diào)節(jié)能力較強(qiáng)。

表2　衡136的產(chǎn)量構(gòu)成因素Table 2 The yield components of Heng 136

表3　不同產(chǎn)量水平下衡136的產(chǎn)量構(gòu)成因素Table 3 The yield components of Heng 136 under different production levels

2.2衡136的穩(wěn)產(chǎn)性

2008～2010年國(guó)家、省級(jí)小麥節(jié)水組區(qū)域試驗(yàn)，衡136的CV平均值分別為14.073%和10.620%，均約其對(duì)照品種（表4）。表明衡136產(chǎn)量穩(wěn)定性較好，廣適性較強(qiáng)。

表4　衡136的產(chǎn)量變異系數(shù)Table 4 The yield coefficient of variation of Heng 136

2.3衡136的抗旱性

2008年、2009年河北省指定抗旱性鑒定單位——河北省農(nóng)林科學(xué)院旱作農(nóng)業(yè)研究所在人工模擬干旱棚和田間自然干旱2種環(huán)境條件下對(duì)衡136的抗旱性進(jìn)行了鑒定，結(jié)果（表5）顯示，該品種平均抗旱指數(shù)為1.130，抗旱級(jí)別為2級(jí)。在干旱脅迫或限水灌溉條件下，衡136抗旱性較強(qiáng)，適應(yīng)性較好，可實(shí)現(xiàn)水資源的高效利用。衡136屬典型的抗旱節(jié)水型小麥品種。

表5　衡136的抗旱性Table 5 The drought resistance of Heng 136

2.4衡136的水分利用率

試驗(yàn)于2011～2013年在河北省農(nóng)林科學(xué)院旱作農(nóng)業(yè)研究所綜合試驗(yàn)站進(jìn)行。以水分為主處理、品種為副處理，全生育期設(shè)灌溉0水、1水（起身-拔節(jié)期，灌水量1 125.0 mm/hm2）和2水（起身-拔節(jié)期、灌漿期，灌水量2 250.0 mm/hm2）3個(gè)處理，3次重復(fù)。各處理均施用N 192.0 kg/hm2、P2O5120.0 kg/hm2和K2O120.0kg/hm2，其中，氮肥施用方法除0水處理為一次性底施外，其他處理均為底施120.0 kg/hm2+追施72.0 kg/hm2；磷鉀肥均做底肥施入。足墑播種，播后鎮(zhèn)壓。通過(guò)測(cè)定播種前和收獲后的土壤含水量，并結(jié)合年度內(nèi)的自然降水量、田間灌溉量和耗水量以及小麥產(chǎn)量，對(duì)衡136的水分利用率進(jìn)行分析，結(jié)果（表6）顯示，該品種不同灌水次數(shù)的WUE均躍CK，其中，1水處理下WUE最高，2 a平均值為19.155kg/（mm·hm2），較CK提高14.9%，平均產(chǎn)量為6 817.1 kg/hm2；0水處理下WUE次之，達(dá)到了18.9 kg/（mm·hm2），較CK提高17.3%，平均產(chǎn)量為6 461.2 kg/hm2。表明在0水和1水條件下，衡136的水分利用效率較高。

對(duì)不同灌水次數(shù)（灌溉量）的小麥WUE和產(chǎn)量差異進(jìn)行比較，結(jié)果（表7）顯示，隨著灌溉次數(shù)的增多，產(chǎn)量逐步提高，2水處理的產(chǎn)量分別較0水和1水處理提高18.9%和12.7%，但WUE相對(duì)下降了1.0%和2.3%。表明干旱脅迫或限水灌溉更有利于衡136發(fā)揮抗旱節(jié)水性和高產(chǎn)高效特性。WUE的研究結(jié)果也進(jìn)一步證明了該品種為抗旱節(jié)水類型。

表6　衡136的水分利用效率Table 6 The water use efficiency of Heng 136

表7　不同灌水次數(shù)下衡136的產(chǎn)量與水分利用率Table 7 The yield and water use efficiency of Heng 136 under different irrigation frequency

2.5衡136的抗寒性

國(guó)家指定冬小麥抗寒性鑒定單位——河北省遵化市國(guó)家農(nóng)作物品種區(qū)試站對(duì)衡136的抗寒性進(jìn)行鑒定，結(jié)果顯示，2007～2008年度河北省黑龍港流域節(jié)水組區(qū)域試驗(yàn)，該品種平均死莖率為3.7%，無(wú)死株（對(duì)照邯4589死莖率為6.2%，死株率為0.8%）；2008～2009年度同組試驗(yàn)，該品種平均死莖率為4.0%，無(wú)死株（對(duì)照邯4589死莖率為2.3%，死株率為1.9%）。綜合評(píng)價(jià)，衡136抗寒性較強(qiáng)。

小麥品種的抗寒性是多基因控制的數(shù)量性狀，如果采用的雜交親本都具有較高的抗寒性，則有利于增加雜交后代的抗寒性，并有可能培育出更抗寒的新品種[14]。從衡136系譜圖（圖1）可以看出，其具有螞蚱麥、碧玉麥和津豐1號(hào)等一批久遠(yuǎn)且抗寒性強(qiáng)的親本血緣。由于這些抗寒親本的抗寒性在衡136中得到了較好的遺傳表現(xiàn)，因此，使得衡136表現(xiàn)出了較強(qiáng)的抗寒性。

3　結(jié)論與討論

小麥新品種衡136選育技術(shù)主要采用了國(guó)家發(fā)明專利——水旱交替雙向選擇技術(shù)（專利號(hào)：ZL201110036185.8)，通過(guò)雜交后代不同水、旱處理模式研究和后代選拔，進(jìn)一步豐富了抗旱、耐寒、豐產(chǎn)優(yōu)異基因的有效聚合。經(jīng)國(guó)家和省級(jí)多年多點(diǎn)區(qū)域試驗(yàn)與生產(chǎn)示范，在限水灌溉條件下，一般產(chǎn)量為6 000～7 500 kg/hm2，最高產(chǎn)量可達(dá)到9 000 kg/hm2以上。該品種分蘗力強(qiáng)，成穗率高，成株株葉型清秀，旗葉上挺，葉片功能期長(zhǎng)，失水速率慢，落黃好，抗干熱風(fēng)能力強(qiáng)；源庫(kù)比例協(xié)調(diào)，次生根較多，水分利用率高，WUE在0水、1水和2水灌溉條件下分別為18.900、19.155和18.720 kg/（mm·hm2），較對(duì)照品種石4185分別提高了17.3%、14.9%和10.5%；其抗旱指數(shù)為1.130，節(jié)水性強(qiáng)，不僅豐產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)，而且在節(jié)水抗旱方面具有明顯優(yōu)勢(shì)。

在目前河北省水資源短缺的狀況下，衡136的育成和推廣可有效緩解農(nóng)業(yè)用水嚴(yán)重超采的問(wèn)題，從抗旱節(jié)水應(yīng)用研究方面，真正實(shí)現(xiàn)了農(nóng)藝保水節(jié)水寅作物抗旱耐旱育種寅抗旱性與豐產(chǎn)性的統(tǒng)一[15]。梅旭榮等[16]認(rèn)為，提高作物品種的WUE是緩解水資源危機(jī)、實(shí)現(xiàn)作物可持續(xù)生產(chǎn)的重要策略。作者通過(guò)對(duì)衡136小麥WUE的測(cè)定研究，在印證了該品種具有突出抗旱節(jié)水性的同時(shí)，認(rèn)為該品種可作為緩解當(dāng)前水資源危機(jī)、實(shí)現(xiàn)小麥生產(chǎn)可持續(xù)發(fā)展的重要策略之一（即品種的優(yōu)先選擇），并可作為科研育種單位抗旱節(jié)水種質(zhì)資源加以改良和利用。

圖1　衡136系譜圖Fig.1 The family tree of Heng 136

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Analysis and Evaluation of Main Characters of Winter Wheat Varieties Heng 136 with Drought -resistant and Water-saving

MENG Xiang-hai1，CHEN Xiu-min1，BAO Cong2，QIAO Wen-chen1，WEI Jian-wei1，SUN Shu-luan1，LI Ding1，LI Qiang1，ZHAO Ming-hui1，LI Hui-min1，ZHAO Feng-wu1*
（1.Dryland Farming Institute，Hebei Academy of Agriculture and Forestry Sciences，Hengshui 053000，China；2.Seed Management Station in Hebei Province，Shijiazhuang 050031，China）

Abstract：Heng 136 is a new winter wheat varieties with drought resistance and water saving bred by Dryland Farming Institute，Hebei Academy of Agriculture and Forestry Sciences.Under the background of groundwater overdraft in Hebei Province，to ease the contradiction between agricultural water use. Taking the results of regional test and production test of the national Huanghuai winter wheat area dry fertilizer group and Heilonggang basin of Hebei Province water-saving group in 2008-2011，and the results of effi-cient screening test of water-saving varieties in Hebei Province of national wheat industry technology system in 2011-2013 as the materials.The yield，yield component，yield stability，drought resistance，water use ef-ficiency and cold resistance of Heng 136 were analyzed and evaluated in order to promote drought resistant and water-saving wheat varieties. The results showed that under drought stress or limited water irrigation，the yield was 6000-7500kg/hm2，when irrigated once in spring the yield chould reach to above 9 000 kg/hm2. It had the advantages of water saving，drought resistance，high and stable yield，yield three factors coor-dination，wide adaptability and so on. The drought resistance index was 1.130，under the conditions of on irrigation，irrigated once and twice，WUE were in-creased by 17.3%，14.9% and 10.5% respectively compared with the control variety.

Key words：Winter wheat；Drought resistance and water saving；Highyield；Drought resistance index；Water use efficiency

中圖分類號(hào)：S512.1+1

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1008-1631（2016）01-0060-05

收稿日期：2015-04-20

基金項(xiàng)目：國(guó)家小麥產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系衡水綜合試驗(yàn)站建設(shè)項(xiàng)目（CARS-3-2-）；河北省科技廳科技成果轉(zhuǎn)化項(xiàng)目（14826329D）

作者簡(jiǎn)介：孟祥海（1974-），男，遼寧蓋州人，副研究員，主要從事冬小麥抗旱節(jié)水新品種選育與區(qū)域適應(yīng)性鑒定研究。

通訊作者：趙鳳梧（1958-），男，河北棗強(qiáng)人，研究員，主要從事小麥種質(zhì)資源創(chuàng)新與利用研究。