黃淮旱地冬小麥農(nóng)藝性狀與生育期氣象因子的時空分布特征及互作關(guān)系

李世景，徐萍，張正斌，3，4,衛(wèi)云宗

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黃淮旱地冬小麥農(nóng)藝性狀與生育期氣象因子的時空分布特征及互作關(guān)系

李世景1，2，徐萍1，張正斌1，3，4,衛(wèi)云宗5

（1中國科學院遺傳與發(fā)育生物學研究所農(nóng)業(yè)資源研究中心，石家莊 050021；2中國科學院大學生命科學學院，北京 100049；3中國科學院大學現(xiàn)代農(nóng)業(yè)學院，北京 100049；4中國科學院種子創(chuàng)新研究院，北京 100101；5山西省農(nóng)業(yè)科學院小麥研究所，山西臨汾 041000）

【目的】研究黃淮旱地冬小麥農(nóng)藝性狀與生育期降水的時空分布特征與互作關(guān)系，為氣候變化下黃淮旱地小麥品種改良提供理論依據(jù)?！痉椒ā坷?010—2017年國家黃淮冬小麥區(qū)域試驗對照品種在不同區(qū)域試驗點的農(nóng)藝性狀與降水資料，結(jié)合地理時空分布與數(shù)理統(tǒng)計方法，分析黃淮旱地冬小麥農(nóng)藝性狀和出苗-成熟期總降水的關(guān)系?！窘Y(jié)果】空間分布上，黃淮旱地小麥實際單位面積產(chǎn)量、千粒重呈現(xiàn)由西部旱薄地向東部旱肥地增加的趨勢。西部旱薄地的株高相對較高，中東部旱肥地的株高相對較低。中東部以北的黃淮旱地不同生育階段的總降水普遍較低，中東部以南的黃淮旱地不同生育階段的總降水相對較高。時間變化上，河南、山西和陜西的中西部旱地的出苗—成熟期總降水表現(xiàn)出顯著的增加趨勢。出苗—抽穗期總降水與實際單位面積產(chǎn)量、株高、有效穗數(shù)呈顯著正相關(guān)。通徑分析表明，黃淮旱肥地的株高和有效穗數(shù)決定了產(chǎn)量變異的53.2%，黃淮旱薄地的株高和千粒重決定了產(chǎn)量變異的67%?！窘Y(jié)論】建議黃淮旱肥地冬小麥育種以適當增加株高，提高花前高效利用有限降水的能力和增加穗部發(fā)育為主。黃淮旱薄地育種以穩(wěn)定株高，提高花后轉(zhuǎn)運干物質(zhì)的效率和收獲指數(shù)為主。

黃淮旱地；冬小麥；農(nóng)藝性狀；出苗-成熟期總降水；時空分布

0 引言

【研究意義】黃淮冬麥區(qū)是我國最大的小麥主產(chǎn)區(qū)，種植面積占全國小麥種植面積的67.6%，其中黃淮旱地小麥種植面積占整個黃淮麥區(qū)種植面積的42.7%[1]，對我國小麥生產(chǎn)和糧食安全有重要保障作用。黃淮旱地小麥生產(chǎn)以自然降水為主，特別是關(guān)鍵生育期的降水，在產(chǎn)量形成中起到了決定性作用[2]。全球氣候變化下，除溫度明顯變化外，降水也發(fā)生著改變。黃淮旱地小麥生長發(fā)育對降水的高度依賴性，使其對氣候背景下降水變化的響應更加敏感和突出[3]。深入分析該區(qū)小麥農(nóng)藝性狀和降水的時空分布特征及互作關(guān)系，有助于揭示黃淮旱地小麥育種適應氣候變化的機理?！厩叭搜芯窟M展】Hatfield等[4]指出，增溫對產(chǎn)量造成的負面影響，能夠通過提高土壤儲水量抵消一部分。Fang等[5]在河北井陘進行的田間模擬實驗也指出增加灌溉能夠彌補氣候變暖帶來的負面影響。降水作為作物需水量的重要來源之一，對作物產(chǎn)量的影響也是至關(guān)重要的。Lobell等[6]的研究表明，降水對作物增產(chǎn)的效果不分作物種類，不分國家和地區(qū)。全球降水呈現(xiàn)增加趨勢，但干旱、半干旱地區(qū)呈現(xiàn)減少趨勢[7]。我國華北、華中地區(qū)年際降水減少顯著[8]。史本林等[9]利用河南省商丘市多年冬小麥產(chǎn)量及氣象資料分析表明，降水是影響冬小麥產(chǎn)量的主要氣象因素之一。史印山等[10]對河北平原的研究進一步表明了降水與小麥產(chǎn)量呈現(xiàn)正相關(guān)。但是由于降水的時空差異性[11-12]，不同地區(qū)、不同季節(jié)或生育期的降水對作物產(chǎn)量的影響也各有不同[13-15]。Guo等[16]對黃土高原干旱地區(qū)的研究表明，冬小麥產(chǎn)量與休耕季降水呈正相關(guān)，與生長季降水顯著性不大。但Zhang等人[17]的研究表明，中國北部和東北部地區(qū)小麥生長季降水減少10%，該地區(qū)小麥產(chǎn)量減少1%—2%以上。柳芳等[18]研究表明，降水時間分布不均造成的干旱是制約天津冬小麥生長的主要氣象因子之一。李國強等[19]對山西省臨汾市的研究表明，冬小麥生育前期降水對產(chǎn)量影響不明顯，但拔節(jié)—抽穗期降水與產(chǎn)量呈現(xiàn)正相關(guān)?！颈狙芯壳腥朦c】前人的研究雖然利用長時間的數(shù)據(jù)，針對不同區(qū)域降水對小麥產(chǎn)量的影響開展了探討，但這些研究多集中于產(chǎn)量和降水的關(guān)系，并未進一步分析冬小麥生長發(fā)育受降水影響的具體過程。此外，長時間的小麥物候期記載數(shù)據(jù)不完整，前人研究多以經(jīng)驗值計算相應生育時期的降水，且未考慮品種更新對降水的影響。本研究所用小麥品種區(qū)域試驗數(shù)據(jù)的時間跨度雖然短，但是在此期間，品種未發(fā)生變化，且每一年的物候期均有詳細記載。本研究將從時空兩個維度上，深入剖析黃淮旱地冬小麥農(nóng)藝性狀和生育期降水的時空分布特征和互作關(guān)系。研究所用的國家區(qū)域試驗對照品種，具有多年不變，試點分布廣、數(shù)據(jù)詳盡、代表性強等諸多特點，它在篩選適宜種植區(qū)方面有重要的標桿作用[20-21]，也是研究品種適應氣候變化的典型材料?！緮M解決的關(guān)鍵問題】本研究利用2010—2017年黃淮旱地國家區(qū)域試驗對照品種農(nóng)藝性狀數(shù)據(jù)和降水資料，分析黃淮旱地小麥農(nóng)藝性狀和不同生育期降水的時空分布特征，進一步揭示小麥農(nóng)藝性狀與關(guān)鍵生育期降水之間的互作關(guān)系，為氣候變化背景下黃淮旱地小麥品種改良方向提供理論依據(jù)和技術(shù)支撐。

1 材料與方法

1.1 研究區(qū)概括

國家農(nóng)作物品種審定委員會印發(fā)的國品審【2016】1號文件，依據(jù)我國小麥種植區(qū)劃和各種植區(qū)域的氣候類型、生態(tài)條件、耕作制度、品種特性及生產(chǎn)實際等因素，將國家審定小麥品種適宜生態(tài)區(qū)劃分為九大麥區(qū)，分別為長江上游冬麥區(qū)、長江中下游冬麥區(qū)、黃淮旱地冬麥區(qū)、黃淮南片水地冬麥區(qū)、黃淮北片水地冬麥區(qū)、北部水地冬麥區(qū)、北部旱地冬麥區(qū)、東北春麥晚熟區(qū)、西北春麥區(qū)。其中，黃淮旱地冬麥區(qū)包括山東省旱地，河北省保定市和滄州市的南部及其以南地區(qū)的旱地，河南省除信陽市全部和南陽市南部部分地區(qū)以外的旱地，陜西省西安、渭南、咸陽、銅川和寶雞市的旱地，山西省運城市全部、臨汾市和晉城市部分的旱地以及甘肅省天水市丘陵山地。根據(jù)土壤肥力又分為旱肥地和旱薄地。本研究共選取了21個區(qū)域試驗點（簡稱區(qū)試點），其中旱肥地11個，旱薄地10個，主要分布在34—38°N之間（圖1）。

1.2 資料來源

區(qū)域試驗數(shù)據(jù)來自《中國冬小麥新品種動態(tài)——國家冬小麥品種區(qū)域試驗匯總報告》2010—2017年歷年黃淮旱地區(qū)域試驗對照品種產(chǎn)量及其相關(guān)農(nóng)藝性狀數(shù)據(jù)[22]。黃淮旱肥地的對照品種為洛旱7號，黃淮旱薄地的對照品種為晉麥47。黃淮旱地播種前進行精細整地，一次施足底肥，生育期一般不追肥且禁止?jié)菜?/p>

使用的降水觀測資料數(shù)據(jù)來自中國氣象數(shù)據(jù)網(wǎng)（http://data.cma.cn/）的《中國地面氣候資料日值數(shù)據(jù)集》。

圖1 黃淮旱地冬小麥研究區(qū)試點分布

1.3 分析方法

1.3.1數(shù)據(jù)指標 本研究選取的黃淮旱地區(qū)域試驗對照品種的農(nóng)藝性狀數(shù)據(jù)指標包括實際單位面積產(chǎn)量（簡稱實際單產(chǎn)，t·hm-2）、株高（cm）、有效穗數(shù)（×104·hm-2）、穗粒數(shù)、千粒重（g）以及出苗日期、抽穗日期和成熟日期。氣象資料選取相應區(qū)試點的日降水資料。無對應氣象站點的根據(jù)就近原則，綜合考慮緯度、海拔高度等影響降水的因子，選擇氣候條件接近的站點作為替補站[23]。

1.3.2 處理方法 利用Excel軟件計算理論單位面積產(chǎn)量（簡稱理論單產(chǎn)，理論單產(chǎn)=有效穗數(shù)×穗粒數(shù)×千粒重，t·hm-2）、實際單位面積產(chǎn)量和理論單位面積產(chǎn)量比值（簡稱單產(chǎn)比值，單產(chǎn)比值=實際單位面積產(chǎn)量/理論單位面積產(chǎn)量）、出苗—抽穗期總降水（mm）、抽穗—成熟期總降水（mm）、出苗—成熟期總降水（mm）及各性狀的多年平均值。隨后利用arcgis軟件制作地理空間分布圖。

利用Spss24.0軟件進行Pearson相關(guān)性分析、簡單線性回歸和逐步回歸分析。

2 結(jié)果

2.1 黃淮旱地小麥農(nóng)藝性狀空間分布特征

由圖2-A可知，黃淮旱地冬小麥實際單產(chǎn)呈現(xiàn)由西向東增加的趨勢，中部和東南部區(qū)試點實際單產(chǎn)相對較高。其中，低于黃淮旱地整體平均值的區(qū)試點除旱肥地的河北衡水外，其他均為旱薄地區(qū)試點；而旱薄地的河南林州是高于整體平均值的唯一旱薄地區(qū)試點。由圖2-B可知，西部旱地理論單產(chǎn)普遍高于中東部旱地。但西部旱地的單產(chǎn)比值卻明顯低于中東部旱地（圖2-C），說明由西向東實際單產(chǎn)逐漸達到理論單產(chǎn)，東部區(qū)試點生產(chǎn)潛力已經(jīng)基本充分發(fā)揮。

u代表黃淮旱地2010—2017年21個區(qū)試點的多年平均值。?代表單獨區(qū)試點的2010—2017年的平均值。下同

與產(chǎn)量密切相關(guān)的農(nóng)藝性狀除產(chǎn)量三要素外，株高也是影響小麥產(chǎn)量的重要因子[24-25]。由圖2-D、E可知，有效穗數(shù)和穗粒數(shù)呈現(xiàn)西部多中東部少的特征。株高也呈現(xiàn)西部高中東部低的特征（圖2-G）。千粒重呈現(xiàn)由西向東增加的趨勢（圖2-F）。單個區(qū)試點的農(nóng)藝性狀與黃淮旱地整體平均值的比較發(fā)現(xiàn)，旱肥地和旱薄地的有效穗數(shù)和穗粒數(shù)無明顯的高低差異，但千粒重和株高差異明顯。千粒重方面，高于整體平均值的只有旱肥地區(qū)試點。株高方面，高于整體平均值的區(qū)試點有10個，其中8個為旱薄地區(qū)試點。由此說明，黃淮旱肥地千粒重大，株高矮；黃淮旱薄地千粒重小，株高高，且東西方向的分布差異明顯。

綜合來看，位于黃淮旱地東北方向的河北衡水、滄州，無論是在實際單產(chǎn)、理論單產(chǎn)還是株高、有效穗數(shù)、穗粒數(shù)方面，都表現(xiàn)出較低的水平。因此，建議將這兩個區(qū)試點由旱肥地改為旱薄地。而作為旱薄地的河南林州，其實際產(chǎn)量高于黃淮旱地多年整體平均值，應該改為旱肥地。這樣可能更加符合生產(chǎn)實際，也更便于為當?shù)貧夂蜃兓碌挠N方向提供新的理論依據(jù)。

2.2 黃淮旱地小麥生育期降水空間分布特征

圖3展示了出苗—成熟期、出苗—抽穗期、抽穗—成熟期總降水多年平均值的地區(qū)分布特征。黃淮旱地區(qū)試點集中分布在35°N附近，東西方向上各生育階段的總降水空間分布差異不顯著。但中東部偏北的7個區(qū)試點（山西萬榮、絳縣、澤州、陽城；河南林州；河北衡水、滄州）各生育階段的總降水普遍低于其他區(qū)試點。中東部以南的旱地區(qū)域各生育階段的總降水相對較高。

圖3 黃淮旱地生育期降水的地區(qū)分布

Fig. 3 The region distribution of precipitation of growth period in Huang-Huai dryland

2.3 黃淮旱地小麥農(nóng)藝性狀和生育期降水年際變化趨勢

分別對21個區(qū)試點的產(chǎn)量等農(nóng)藝性狀和生育期降水進行以年份為自變量的線性回歸，將回歸方程顯著性小于0.05的區(qū)試點繪制成表（表1）。結(jié)果表明，除黃淮旱肥地河北滄州的穗粒數(shù)和黃淮旱肥地山西絳縣的千粒重呈顯著減少趨勢，其他表現(xiàn)顯著趨勢變化的農(nóng)藝性狀均呈顯著增加趨勢。株高表現(xiàn)顯著增加趨勢的只有黃淮旱薄地的河南林州和甘肅天水。有效穗數(shù)只有黃淮旱肥地的陜西長武，表現(xiàn)出了顯著增加趨勢。穗粒數(shù)方面，甘肅天水的逐年增多趨勢以及河北滄州的逐年減少趨勢明顯，但山西陽城是在2015年后顯著增加（圖4）。千粒重方面，河南林州和汝州的增加趨勢略大于山西澤州的增加趨勢（圖5）。

生育期降水有顯著變化的區(qū)試點均表現(xiàn)為顯著增加趨勢。出苗—成熟期總降水有8個區(qū)試點表現(xiàn)顯著增加趨勢，集中分布在河南、山西和陜西的中西部旱地。其中，河南三門峽和汝州的增加趨勢明顯大于其他區(qū)試點（圖6）。

2.4 黃淮旱地小麥農(nóng)藝性狀與生育期降水互作分析

為驗證小麥農(nóng)藝性狀和生育期降水的關(guān)系，對小麥農(nóng)藝性狀和不同生育階段的降水進行了相關(guān)性分析（表2）。結(jié)果表明，黃淮旱肥地的實際單產(chǎn)與除千粒重和抽穗—成熟期總降水外的農(nóng)藝性狀均表現(xiàn)為極顯著正相關(guān)，其中與株高的相關(guān)性最強。黃淮旱薄地的實際單產(chǎn)與千粒重呈顯著正相關(guān)，與株高、有效穗數(shù)、穗粒數(shù)、理論單產(chǎn)、出苗—抽穗期總降水量呈極顯著正相關(guān)。黃淮旱薄地的實際單產(chǎn)也是與株高的相關(guān)性最強。

表1 黃淮旱地小麥農(nóng)藝性狀與生育期降水年際趨勢

X1：實際單產(chǎn)；X2：株高；X3：有效穗數(shù)；X4：穗粒數(shù)；X5：千粒重；X6：理論單產(chǎn)；X7：出苗—成熟期總降水；X8：出苗—抽穗期總降水；X9：抽穗—成熟期總降水?！?”表示顯著增加，“-”表示顯著減少（＜0.05）。下同 X1: Actual yield; X2: Plant height; X3: the number of effective ears; X4: Kernels per ear; X5: 1000-kernel weight; X6: Theoretical yield; X7: Precipitation from germination to maturity; X8: Precipitation from germination to heading; X9: Precipitation from heading to maturity. + indicatessignificant increase. – indicates significant decrease (<0.05). The same as below

圖4 2010—2017年黃淮旱地小麥穗粒數(shù)的變化

圖5 2010—2017年黃淮旱地小麥千粒重的變化

圖6 2010—2017年黃淮旱地出苗-成熟期總降水的變化

黃淮旱肥地的株高、有效穗數(shù)、穗粒數(shù)、理論單產(chǎn)與出苗—成熟期總降水和出苗—抽穗期總降水呈顯著正相關(guān)。黃淮旱薄地的株高、有效穗數(shù)、理論單產(chǎn)與出苗—成熟期總降水和出苗—抽穗期總降水呈顯著正相關(guān)。

為進一步分析小麥農(nóng)藝性狀與降水對最終產(chǎn)量形成的影響程度，以產(chǎn)量為因變量，株高、有效穗數(shù)、穗粒數(shù)、千粒重以及出苗—抽穗期和抽穗—成熟期總降水為自變量，分別對黃淮旱肥地和黃淮旱薄地進行逐步回歸的通徑分析，結(jié)果如表3所示。對旱肥地實際單產(chǎn)貢獻較大的有株高和有效穗數(shù)，二者共同決定了小麥產(chǎn)量變異的53.2%。對旱薄地實際單產(chǎn)貢獻較大的有株高和千粒重，二者共同決定了小麥產(chǎn)量變異的67%。

通過比較圖7黃淮旱肥地和黃淮旱薄地篩選出的自變量的通徑系數(shù)可知，黃淮旱肥地和黃淮旱薄地均是株高對實際單產(chǎn)的貢獻最大。此結(jié)果與相關(guān)分析的結(jié)果一致。由出苗—抽穗期總降水與實際單產(chǎn)和株高的相關(guān)系數(shù)可知，出苗—抽穗期總降水對實際單產(chǎn)有一定的正效應，但對株高的正效應更大，說明出苗—抽穗期的降水主要通過影響株高來影響黃淮旱地小麥產(chǎn)量。

表2 黃淮旱地小麥農(nóng)藝性狀與生育期降水相關(guān)性分析

**表示在 0.01 級別（雙尾），相關(guān)性顯著。*表示在 0.05 級別（雙尾），相關(guān)性顯著

** and * indicate correlation coefficients are significant at 0.01 level (two-tailed) and 0.05 level (two-tailed) respectively

→表示因果關(guān)系，其上數(shù)字為通徑系數(shù)；? 表示相關(guān)性，其上數(shù)字為相關(guān)系數(shù)，*和**分別表示在0.05、0.01水平上顯著相關(guān)。A為黃淮旱肥地，B為黃淮旱薄地

表3 黃淮旱地小麥產(chǎn)量與其他性狀回歸分析

3 討論

降水的時間趨勢變化上，曹倩等[26]對包括河北、河南、山東、山西、陜西在內(nèi)的冬小麥主產(chǎn)區(qū)生育期降水趨勢變化的研究表明，生育期內(nèi)的降水量變化趨勢不顯著。丁一匯[27]、秦大河[28]等人的研究表明，北方地區(qū)冬半年的降雨量呈增加趨勢。劉新月等[3]對黃淮旱地山西臨汾1986—2014年降水的研究表明，出苗—越冬期降水有增加趨勢，抽穗—成熟期降水有減少趨勢。但是，本研究的研究結(jié)果顯示河南、山西和陜西的中西部黃淮旱地出苗—成熟期總降水呈顯著增加趨勢，但出苗—抽穗期總降水和抽穗—成熟期總降水無顯著趨勢變化。推測出現(xiàn)上述不同結(jié)果的原因是選取的研究區(qū)域和時間跨度略有不同。

Nicholls[29]認為，同一地區(qū)、同一種作物產(chǎn)量的年際變化主要是由氣候因子的波動引起的。Hatfield等[4]進一步指出冬季和春季降雨量的年際變化是小麥產(chǎn)量變化的主要原因。Yu等[30]從生長階段角度進行的研究也表明涉及冬春季的營養(yǎng)生長階段的降水更有利于產(chǎn)量的提高。特別是越冬期降水的增加有利于小麥根部發(fā)育和小麥籽粒產(chǎn)量形成及其穩(wěn)定性的提高[2,31]。本研究農(nóng)藝性狀與生育期降水相關(guān)性分析的結(jié)果顯示，黃淮旱地小麥產(chǎn)量、株高、有效穗數(shù)與出苗—抽穗期總降水呈極顯著正相關(guān)，這與前人研究結(jié)果一致。李廣等[32]利用APSIM模型對甘肅旱地小麥產(chǎn)量與生育期降水的研究表明，灌漿期每增加1 mm降水，小麥產(chǎn)量約增加3.18 kg·hm-2。而本研究結(jié)果則顯示黃淮旱地小麥產(chǎn)量及農(nóng)藝性狀與抽穗-成熟期總降水量相關(guān)不顯著。故此推斷黃淮旱地冬小麥主要靠抽穗開花前的降雨量獲得高產(chǎn)基礎(chǔ)，在培育新品種時建議選育花前高效利用有限降水的品種。

相關(guān)性分析和回歸分析的結(jié)果顯示，無論旱肥地還是旱薄地，研究的農(nóng)藝性狀中均是株高對產(chǎn)量的直接作用最大。李樸芳等[33]總結(jié)前人的研究認為旱地六倍體小麥株高最好控制在 80—100 cm。結(jié)合株高空間分析的結(jié)果，中東部的旱肥地小麥育種應側(cè)重提高植株高度，旱薄地小麥穩(wěn)定當前高度。除株高對黃淮旱地小麥的貢獻外，有效穗數(shù)是對旱肥地產(chǎn)量影響較大的另一重要因子，千粒重是對旱薄地產(chǎn)量影響較大的另一重要因子。前人研究表明，小麥穗部光合作用對產(chǎn)量形成具有顯著貢獻，它在缺水狀態(tài)下比正常狀況下光合效率更高[34-35]。此外，花后碳水化合物高效運轉(zhuǎn)到籽粒的特性是決定千粒重大小的關(guān)鍵因素。所以，黃淮旱肥地冬小麥還應選育花前穗部發(fā)育多的品種；黃淮旱薄地冬小麥還應選育花后具有高效運轉(zhuǎn)干物質(zhì)能力和高收獲指數(shù)的品種?？紤]到小麥產(chǎn)量、株高和有效穗數(shù)受出苗—抽穗期降水影響較大，而干旱環(huán)境下基因型和環(huán)境的較高互作會降低小麥的遺傳力，為傳統(tǒng)育種帶來阻力，適時輔以分子育種技術(shù)將加快旱地育種的進程[36]。

4 結(jié)論

通過對黃淮旱地小麥農(nóng)藝性狀與生育期總降水的空間分布特征分析，結(jié)果表明空間分布上，黃淮旱地小麥實際單產(chǎn)、千粒重呈現(xiàn)由西向東增加的趨勢。西部旱地的有效穗數(shù)、穗粒數(shù)、株高相對較多（高），中東部旱地對應農(nóng)藝性狀相對較少（低）。整體來看，黃淮旱薄地實際單產(chǎn)低，千粒重小，株高高；黃淮旱肥地實際單產(chǎn)高，千粒重大，株高矮。山西、河北以北的黃淮旱地不同生育階段總降水普遍較低，中東部以南的旱地不同生育階段總降水相對較高。時間變化上，河南、山西和陜西的中西部旱地的出苗—成熟期總降水表現(xiàn)出顯著的增加趨勢。相關(guān)性分析和通徑分析的結(jié)果表明，株高和有效穗數(shù)是影響黃淮旱肥地產(chǎn)量的重要因子，株高和千粒重是影響黃淮旱薄地產(chǎn)量的重要因子?？紤]到黃淮旱地實際單產(chǎn)、株高、有效穗數(shù)受出苗—抽穗期總降水影響較大，建議黃淮旱肥地選育植株相對較高，花前能夠高效利用有限降水以及有效穗數(shù)多的旱地品種，黃淮旱薄地選育株高穩(wěn)定，花后高效轉(zhuǎn)運干物質(zhì)和收獲指數(shù)高的旱地品種。

[1] 劉新月, 裴磊, 衛(wèi)云宗, 張正斌, 高輝明, 徐萍. 氣溫變化背景下中國黃淮旱地冬小麥農(nóng)藝性狀的變化特征——以山西臨汾為例. 中國農(nóng)業(yè)科學, 2015, 48(10): 1942-1954.

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（責任編輯 楊鑫浩）

Spatial-Temporal Distribution Characteristic and Interaction between Agronomic Traits of Winter Wheat and Precipitation of Growth Period in Huang-Huai Dryland

LI ShiJing1,2, XU Ping1, ZHANG ZhengBin1,3,4, WEI YunZong5

(1Center for Agricultural Resources Research, Institute of Genetics and Developmental Biology, Chinese Academy of Sciences, Shijiazhuang 050021;2College of Life Sciences, University of Chinese Academy of Sciences, Beijing 100049;3College of advanced agricultural Sciences, University of Chinese Academy of Sciences, Beijing 100049;4The Innovative Academy of Seed Design, Chinese Academy of Sciences, Beijing 100101;5Institute of Wheat Research, Shanxi Academy of Agricultural Sciences, Linfen 041000, Shanxi)

【Objective】This article was to study the spatial-temporal distribution and interaction between agronomic traits of winter wheat and precipitation of growth period, and to provide a theoretical basis for variety improvement of winter wheat in Huang-Huai dryland under climate change.【Method】The data of agronomic traits and precipitation of the national regional trials of Huang-Huai dryland from 2010 to 2017 were used to analyze the spatial-temporal distribution and interaction by geographic methods and statistical methods.【Result】In terms of spatial distribution, the actual yield per unit area and 1000-kernel weight of winter wheat showed an increasing trend from west barren dryland to east fertile dryland. The plant height showed higher in the west barren dryland and lower in the middle and east fertile dryland. The total precipitation of different growth stages in the north of central and eastern Huang-Huai dryland was generally low, the south of central and eastern Huang-Huai dryland relatively high. In terms of time change, the total precipitation of germination to maturity period in the central and western dryland of Henan, Shanxi and Shaanxi showed a significant increasing trend. The total precipitation of germination to heading period was significantly positively correlated with actual yield, plant height, and number of effective ears. The results of path analysis showed that the plant height and the number of effective ears determined 53.2% of the actual yield variation in Huang-Huai fertile dryland, and the plant height and 1000-kernel weight determined 67% of the actual yield variation in Huang-Huai barren dryland. 【Conclusion】It was suggested that winter wheat breeding in Huang-Huai fertile dryland should increase plant height appropriately, improve the ability of efficient use of limited precipitation before flowering and increase ear development. Huang-Huai barren dryland breeding should stabilize plant height and improve the efficiency of transporting dry matter after flowering and harvest index.

Huang-Huai dryland; winter wheat; agronomic traits; precipitation of germination-maturity; spatial-temporal distribution

10.3864/j.issn.0578-1752.2019.10.003

2018-12-08；

2019-03-06

國家重點研發(fā)計劃小麥生產(chǎn)系統(tǒng)對氣候變化的響應機制及其適應性栽培途徑（2017YFNC050025）、中國科學院種子創(chuàng)新研究院項目

李世景，E-mail：lishijing1122@163.com。通信作者張正斌，E-mail：zzb@sjziam.ac.cn