7份旱地小麥新品系(種)光合特性及主要農(nóng)藝性狀差異

吳秀寧，于浩世，張 軍，王新軍

(商洛學(xué)院,陜西 商洛 726000)

小麥?zhǔn)顷兾魇≈饕募Z食作物，常年種植面積約120萬(wàn)hm-2[1]。其中旱地小麥面積約占70%[2]，加之地處生態(tài)環(huán)境脆弱帶，干旱已成為陜西小麥生產(chǎn)的最大氣象災(zāi)害[3]。旱地小麥新品種的選育(用)對(duì)保障陜西糧食安全、促進(jìn)農(nóng)村經(jīng)濟(jì)發(fā)展具有重要的意義。

準(zhǔn)確評(píng)價(jià)作物的生產(chǎn)性能是選育(用)新品種的關(guān)鍵[4]。前人研究表明，小麥產(chǎn)量的90%～95%來(lái)自于光合作用，旗葉的凈光合速率對(duì)產(chǎn)量有顯著地正向效應(yīng)[5]。農(nóng)藝性狀方面，有效穗數(shù)、穗粒數(shù)和千粒重等與產(chǎn)量密切相關(guān)[6]。這為后續(xù)研究提供了較好地借鑒和參考。試驗(yàn)以課題組選育的6個(gè)旱地小麥新品系為材料，大田種植條件下測(cè)定光合生理特性和主要農(nóng)藝性狀，結(jié)合產(chǎn)量表現(xiàn)，以期篩選出抗旱豐產(chǎn)性優(yōu)良的小麥新品系。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)設(shè)計(jì)與材料

試驗(yàn)于2017-2018年在商洛學(xué)院秦嶺植物良種繁育中心張村試驗(yàn)站進(jìn)行。隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，小區(qū)行長(zhǎng)5 m，行距0.27 m。2017年10月30日播種，人工開(kāi)溝點(diǎn)播，播量20萬(wàn)?！?67 m-2，每小區(qū)種植5行，3次重復(fù)。田間種植與管理參照國(guó)家區(qū)域試驗(yàn)規(guī)程。整個(gè)生育期中，2018年4月7日遭遇倒春寒。

供試材料7個(gè)，其中小麥新品系6個(gè)，依次為08(2)-3-11、09(15)-4-6、09(15)-6-4、10(2)-1-4、10(2)-1-10、12(17)-1-1，對(duì)照品種1個(gè)，為小偃15，種子均由商洛學(xué)院秦嶺植物良種繁育中心提供。

1.2 測(cè)定指標(biāo)與方法

1.2.1 光合指標(biāo)測(cè)定 在灌漿期選擇晴朗無(wú)風(fēng)的晴天，早晨9：00-11：00采用LI-6400光合儀測(cè)定倒數(shù)第一片葉的測(cè)定凈光合速率(Pn)、氣孔導(dǎo)度(Gs)、胞間CO2濃度(Ci)、蒸騰速率(Tr)。紅藍(lán)光源作為固定光源，設(shè)定為1 000～1 500 μmol·m-2·s-1；開(kāi)放式氣路，CO2濃度約為370 μmol·L-1左右。每個(gè)葉片3次重復(fù)。

1.2.2 抗性和農(nóng)藝性狀測(cè)定 寒害發(fā)生72 h后進(jìn)行調(diào)查，方法參考安曉東等[7]進(jìn)行調(diào)查。揚(yáng)花初期就赤霉病發(fā)病率進(jìn)行調(diào)查。灌漿期選取每小區(qū)中間行中間1m處統(tǒng)計(jì)有效穗數(shù)，中間1m內(nèi)隨機(jī)選取10株調(diào)查株高、穗下莖節(jié)長(zhǎng)、穗長(zhǎng)、穗粒數(shù)。小區(qū)全部收獲脫粒、曬干，統(tǒng)計(jì)千粒重和產(chǎn)量。

1.3 數(shù)據(jù)處理

采用Excel 2003進(jìn)行數(shù)據(jù)整理和作圖、SPSS 22進(jìn)行數(shù)據(jù)分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 光合特性

光合參數(shù)是葉片光合能力的表征。由表1可得，小偃15的凈光合速率最大，為15.18 μmolCO2·m-2·s-1，其次為08(2)-3-11，為14.86 μmolCO2·m-2·s-1，10(2)-1-4最小，為12.68 μmolCO2·m-2·s-1。氣孔導(dǎo)度、胞間CO2濃度和蒸騰速率為小偃15最大，09(15)-4-6最小，其余品種介于二者之間。

2.2 抗性和農(nóng)藝性

由表2可得，抗性和農(nóng)藝性狀在參試品系(種)間存在差異?？剐苑矫妫瑓⒃嚻废档膬龊Πl(fā)生率均顯著高于對(duì)照小偃15。12(17)-1-1赤霉病發(fā)病為2級(jí)外，其余品系(種)為1級(jí)。農(nóng)藝性狀方面，除10(2)-1-4、10(2)-1-10和小偃15為無(wú)芒外，其余4個(gè)品系為有芒類型。從株高來(lái)看，10(2)-1-10最高，為82.7 cm，09(15)-6-4最低，為73.8 cm，其余品系(種)介于二者之間。從穗下莖節(jié)長(zhǎng)來(lái)看，08(2)-3-11最長(zhǎng)，為30.4 cm，12(17)-1-1最短，為24.2 cm。從穗長(zhǎng)來(lái)看，除10(2)-1-4為12.6 cm外，其余品系(種)介于7.8～9.1 cm之間。

2.3 產(chǎn)量及其構(gòu)成因素

由表3可得，參試品系(種)穗數(shù)09(15)-4-6最大，為45.5 萬(wàn)穗·667m-2，12(17)1-1最小，為30.7萬(wàn)穗·667m-2；穗粒數(shù)08(2)-3-11最大，每穗為26.8粒，09(15)-4-6最小，為16.9粒/穗；10(2)-1-10千粒重最大，為53.2 g，12(17)-1-1最小，為36.8 g；其余品種其值介于二者之間。從產(chǎn)量來(lái)看，08(2)-3-11產(chǎn)量為321.9 kg·667m-2，較小偃15增產(chǎn)5.01%，其余品系的產(chǎn)量均低于小偃15。

表1 參試品系(種)光合參數(shù)

表2 參試品系(種)主要農(nóng)藝性狀

表3 參試品系(種)產(chǎn)量及其構(gòu)成因素

3 討論

眾多研究表明，作物產(chǎn)量的90%～95%直接或間接來(lái)自于光合作用[8]。葉片作為主要的光合器官直接影響到干物質(zhì)的積累，尤其是生育后期功能葉的光合能力對(duì)作物進(jìn)一步獲得高產(chǎn)起著關(guān)鍵的作用[9]。筆者試驗(yàn)中，小偃15的凈光合速率最高，究其原因，可能與其相對(duì)較高地胞間CO2濃度有關(guān)[10]，這為后期獲得較高的產(chǎn)量(307.5 kg·667m-2)奠定了基礎(chǔ)。

2018年4月7日，商洛地區(qū)遭遇倒春寒天氣，參試小麥品系(種)均遭受到不同程度凍害。其中小偃15凍害率最低(7.5%)，其較強(qiáng)地抗性可能與含有長(zhǎng)穗偃麥草的部分遺傳基因所致。08(2)-3-11凍害率為31.4%，最終產(chǎn)量較小偃15增產(chǎn)5.01%，表現(xiàn)出較好地抗逆豐產(chǎn)性，可進(jìn)一步進(jìn)行試驗(yàn)觀察。就產(chǎn)量構(gòu)成要素而言，倒春寒后穗粒數(shù)下降，但對(duì)千粒重影響甚微，這可能是低溫降低穗粒數(shù)的同時(shí)，相對(duì)增加了每穗的物質(zhì)供應(yīng)量有關(guān)[11]。另外，4月下旬的陰雨天氣正值小麥揚(yáng)花初期，所有參試品系都有赤霉病發(fā)生。凍害與赤霉病的交互作用導(dǎo)致參試小麥品系(種)的產(chǎn)量整體低于去年產(chǎn)量水平。