小麥冬春性鑒定方法及評(píng)價(jià)指標(biāo)研究

孫軍偉 楊子光 孟麗梅 張珂

摘要：本研究旨在探索并驗(yàn)證科學(xué)、直觀、適用的小麥冬春性鑒定方法與評(píng)價(jià)指標(biāo)，更好地指導(dǎo)小麥科學(xué)定性，合理用種。以59份小麥品種為試驗(yàn)材料，通過2008—2013年度的連續(xù)大田春播試驗(yàn)以及人工模擬低溫春化處理試驗(yàn)，研究了小麥品種冬春性的基因型間差異，對(duì)春播抽穗率、苗穗期、抽穗所需低溫春化天數(shù)、苗期生長習(xí)性、成熟情況等指標(biāo)進(jìn)行了比較分析。春播二期條件下，冬性類品種的抽穗率均小于30%，均表現(xiàn)為未成熟；而春性類品種的抽穗率均大于30%，成熟情況表現(xiàn)為基本成熟和完全成熟。以抽穗率為主要分類指標(biāo)，用最短距離法進(jìn)行聚類分析，參試品種可分為兩大類別。春播一期條件下，冬春性類不同類型品種抽穗率分為4個(gè)范圍，以抽穗率為主要分級(jí)依據(jù)可把冬性類品種進(jìn)一步分級(jí)。春播三期條件下，以抽穗率為主要依據(jù)，同時(shí)參考苗穗期和成熟情況可把春性類品種進(jìn)一步分級(jí)。春播抽穗率是評(píng)價(jià)小麥品種冬春性的主要依據(jù)指標(biāo)，苗穗期、抽穗所需低溫春化天數(shù)可作為評(píng)價(jià)小麥春性的次級(jí)指標(biāo)，苗期生長習(xí)性、品種成熟情況可作為評(píng)價(jià)小麥冬春性的參考指標(biāo)。

關(guān)鍵詞：小麥；冬春性；田間春播鑒定法；人工低溫春化鑒定法；評(píng)價(jià)指標(biāo)

中圖分類號(hào)：S311文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A論文編號(hào)：cjas20200300057

Winter-spring Characteristics of Wheat： Identification Method and Evaluation Index

Sun Junwei， Yang Ziguang， Meng Limei， Zhang Ke

（Luoyang Agricutural and Forstry Science， Luoyang 471023， Henan， China）

Abstract： The purpose is to explore and verify the scientific， intuitive and applicable methods and evaluation indexes for winter- spring wheat identification， and to guide the scientific determination of wheat and the rational use of seed in the future. Using 59 wheat varieties as test materials， spring sowing test and artificial vernalization test were conducted from 2008 to 2013， genotypes of wheat varieties in winter and spring were studied， the heading rate of spring sowing， seedling-heading period， vernalization time for heading， growth habit and maturity were analyzed. Under the second stage of spring sowing， the spring sowing heading percentage of winter varieties was less than 30%， all of them were immature， but the spring sowing heading percentage of spring varieties was more than 30%， they were of basic maturity and maturity. Taking the spring sowing heading percentage as the main classification index and the shortest distance method was used for cluster analysis， wheat varieties could be divided into two categories. The tassel rates of winter and spring varieties could be divided into four ranges under the first stage of spring sowing. Winter varieties could be further classified based on the heading rate. The spring varieties could be further classified according to the heading rate and the seedling ear stage and maturity under the third stage of spring sowing. The spring sowing heading percentage was the main index to evaluate winterness and springiness of wheat varieties， the seedlingheading period and the number of days of low temperature vernalization required for heading could be used as secondary indexes. Growth habit and variety maturity at seedling stage could be used as reference indexes.

Keywords： Wheat； Winter-spring Characteristics； Spring Sowing Identification Method； Artificial Vernalization Method；EvaluationIndex

0引言

小麥?zhǔn)鞘澜缟系诙蠹Z食作物。在中國，小麥僅次于水稻、玉米，其種植面積和總產(chǎn)分別占糧食作物的25.83%和21.6%。小麥產(chǎn)量對(duì)穩(wěn)定國內(nèi)糧食供給，保障糧食安全具有至關(guān)重要的作用[1]。

隨著生產(chǎn)力的發(fā)展和遺傳改良力度的加大，中國秋播地區(qū)存在小麥品種春化趨勢[2-3]。據(jù)統(tǒng)計(jì)，在黃淮南片的河南、皖北、蘇北等地春性和弱春性品種種植面積已經(jīng)占小麥播種面積的1/2左右。然而，近年來秋暖冬寒和倒春寒頻繁，造成小麥凍害時(shí)常發(fā)生，對(duì)小麥生產(chǎn)帶來一定的風(fēng)險(xiǎn)[4-6]。因此品種審定前對(duì)其進(jìn)行冬春的判定，對(duì)品種的審定和推廣具有重要的意義。但目前小麥區(qū)域試驗(yàn)品種冬春性的確定僅按育種者及試驗(yàn)中的變現(xiàn)型來確定，常常出現(xiàn)冬春性類型出現(xiàn)差異很大的品種同組參試，給品種管理帶來壓力。

面對(duì)小麥冬春性問題，眾多學(xué)者選用多種方法進(jìn)行研究，例：晚播量法[7]、田間春播法[8]、形態(tài)觀察法[9-10]、綜合順序分類法[11]、人工模擬低溫春化鑒定法[12-13]、分子生物學(xué)方法[14-15]，并提出品種苗期生長習(xí)性、小麥主莖全生育期總?cè)~片數(shù)[16]、品種抽穗期相差天數(shù)、品種通過春化所需最低低溫春化天數(shù)以及春化基因[17-18]的等形態(tài)或分子指標(biāo)可作為小麥冬春性鑒定指標(biāo)，但迄今為止，一直沒有一套實(shí)用、公認(rèn)、直觀、可靠、可操作性強(qiáng)的小麥鑒定方法與評(píng)價(jià)指標(biāo)體系。為此，作者在前人研究的基礎(chǔ)上，自2008年開始用5年時(shí)間，以選用59份不同生態(tài)麥區(qū)廣泛種植或國家小麥區(qū)試對(duì)照種作為試驗(yàn)材料，進(jìn)行小麥冬春性鑒定方法與指標(biāo)體系研究，驗(yàn)證創(chuàng)新科學(xué)、實(shí)用、直觀的評(píng)價(jià)指標(biāo)與鑒定方法，為小麥科學(xué)定性和合理用種提供可靠的理論依據(jù)與技術(shù)支撐。

1材料與方法

1.1試驗(yàn)材料

2009—2013年選用59個(gè)不同生態(tài)區(qū)廣泛種植或國家小麥區(qū)試對(duì)照品種為試驗(yàn)材料（表1）。

1.2試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)采用田間春播與人工模擬低溫春化處理相結(jié)合的鑒定方法，于2009—2013年分別在洛陽農(nóng)林科學(xué)院試驗(yàn)田及實(shí)驗(yàn)室低溫光照培養(yǎng)箱內(nèi)進(jìn)行。洛陽農(nóng)林科學(xué)院試驗(yàn)田土壤為黏土，地下水位4～5 m，0～20 cm土層土壤有機(jī)含量15.4 g/kg，全氮含量2.21 g/kg、速效磷含量18.4 g/kg、速效鉀含量104 g/kg。

1.2.1田間春播鑒定法

（1）試驗(yàn)處理：春播一設(shè)置3個(gè)播期。第一播期為侯平均氣溫達(dá)3℃時(shí)，洛陽市一般為2月下旬；第二播期為侯平均氣溫達(dá)7℃時(shí)，洛陽市一般為3月上旬左右；第三播期為侯平均氣溫達(dá)10℃以上時(shí)，洛陽市一般為4月上旬。

（2）田間設(shè)計(jì)：試驗(yàn)采用裂區(qū)排列，每個(gè)播期均設(shè)3次重復(fù)，試驗(yàn)小區(qū)長2 m，3行區(qū)，行距0.23 m，出苗后人工定苗，每行50棵基本苗，株距均勻。

苗穗期：指春播小麥出苗到始穗期的天數(shù)。

1.2.2人工模擬低溫春化處理

（1）試驗(yàn)處理：低溫春化時(shí)間共設(shè)置10個(gè)處理。每隔5天一次處理，冬性類品種春化處理時(shí)間為（0、25、30、35、40、45天）；春性類品種春化處理時(shí)間為（0、5、10、15、20天）每個(gè)處理均選取籽粒飽滿種子50粒，放置于直徑10 cm、高1 cm的滅菌培養(yǎng)皿內(nèi)，70%酒精消毒處理2～3 min，用蒸餾水沖洗2～3遍，用濾紙吸干附著水，每品種加蒸餾水10 mL，并于25℃培養(yǎng)箱催芽24 h，萌動(dòng)后置于2℃低溫光照培養(yǎng)箱進(jìn)行春化處理，培養(yǎng)皿內(nèi)濾紙保持濕潤狀態(tài)。最后在候平均氣溫達(dá)10℃以上時(shí)（一般在4月上旬），同期播種于大田。

（2）試驗(yàn)設(shè)計(jì)：光照培養(yǎng)箱內(nèi)每個(gè)處理隨機(jī)排列，春化結(jié)束田間播種時(shí)采取裂區(qū)設(shè)計(jì)，春化處理時(shí)間為主區(qū)、參試品種為副區(qū)，主副區(qū)均采用順序排列，每小區(qū)1行，每行播50粒經(jīng)過春化處理的種子。

（3）主要調(diào)查項(xiàng)目：播種期、出苗期、始穗期、抽穗期、成熟期；基本苗數(shù)、最高總莖數(shù)、抽穗數(shù)。

2結(jié)果與分析

2.1春播第二播期不同生態(tài)類型參試品種冬春性鑒定結(jié)果

研究結(jié)果表明，春播第二播期條件下，參試的冬性類品種幼苗習(xí)性為1級(jí)和3級(jí)，抽穗率為0～29.3%，苗穗期為56.3～94天，成熟情況表現(xiàn)為未成熟；而參試的春性類品種幼苗習(xí)性為3級(jí)和5級(jí)，抽穗率為43.0%～ 76.8%，苗穗期為40.6～67.0天，成熟情況表現(xiàn)為正常成熟。小麥冬春性的傳統(tǒng)識(shí)別方法一般認(rèn)為幼苗習(xí)性匍匐、半匍匐、直立（1級(jí)、3級(jí)和5級(jí)）即表明該品種為冬性、半冬性和春性，實(shí)踐表明，參試的大多數(shù)春性類和冬性類品種的幼苗習(xí)性均為3級(jí)，顯然以幼苗習(xí)性作為鑒定指標(biāo)難以區(qū)分參試品種的冬春性；從兩大類品種的苗穗期來看，春性類和冬性類品種的苗穗期存在一定的交集，以苗穗期作為鑒定指標(biāo)也不易區(qū)分品種的冬春性；從抽穗率和成熟情況來看，冬性類品種的抽穗率均小于30%，均表現(xiàn)為未成熟；而春性類品種的抽穗率均大于30%，成熟情況表現(xiàn)為基本成熟和完全成熟，以抽穗率為主要分類指標(biāo)，以最短距離法進(jìn)行聚類分析（表2），參試品種可分為兩大類別，成熟情況可以作為參考指標(biāo)。

2.2冬性類品種春播一期條件下分級(jí)結(jié)果

研究結(jié)果表明（表3），冬性類參試品種春播一期抽穗率在0～52.4%之間，苗穗期在57～92天之間，成熟情況表現(xiàn)為未成熟、基本成熟、接近成熟。冬性類不同類型品種抽穗率大致分為4個(gè)范圍，強(qiáng)冬性品種抽穗率為0、冬性類品種抽穗率為1%～5%、弱冬性品種抽穗率為6%～20%、半冬性品種抽穗率大于20%，以抽穗率為主要分級(jí)指標(biāo)，采用最短距離法進(jìn)行聚類分析，可把參試冬性類品種進(jìn)一步分級(jí)。相關(guān)分析表明，在一定程度上反映光照因素的苗穗期和抽穗率呈顯著負(fù)相關(guān)（r=-0.3142；a=0.05時(shí)，r=0.2973；a=0.01時(shí)，r=0.3843），苗穗期可以考慮作為次級(jí)指標(biāo)。而春播一期的春性類品種均能正常抽穗，苗穗期比較接近，成熟情況均表現(xiàn)為完全成熟，不利于春性類品種進(jìn)一步分級(jí)。

2.3春性類品種春播三期條件下分級(jí)結(jié)果

由表4可知，冬性類品種除‘濟(jì)麥20’、‘開麥20’、‘石4185’、‘石家莊8號(hào)’4個(gè)品種（抽穗率為0.1%～ 5.8%）抽穗外，其余品種均沒有抽穗，成熟情況均表現(xiàn)為未成熟，品種田間表現(xiàn)幾乎沒有差異；而春性類品種均全部抽穗，春播抽穗率在15.8%～80.4%之間，苗穗期在33.4～56天之間，‘遼春17’苗穗期最短33.4天，‘洛麥24’、‘定西35’苗穗期最長56天，品種之間差異明顯，成熟情況表現(xiàn)為未成熟、接近成熟和完全成熟。依抽穗率為主要依據(jù)，采用最短距離法進(jìn)行聚類分析，可把春性類品種分級(jí)；另相關(guān)分析表明，苗穗期和抽穗率呈極顯著負(fù)相關(guān)（r=-0.6972；a=0.05時(shí)，r=0.5529；a= 0.01時(shí)，r=0.6835），苗穗期可作為次要指標(biāo)，而不同春性類型品種成熟情況可作為參考指標(biāo)。

2.4人工模擬低溫春化處理鑒定結(jié)果

冬性類品種春化處理表明：春化處理0天后，所有品種都沒有抽穗，而春化處理45天，僅肥麥一個(gè)品種沒有抽穗。由此說明冬性類品種在未經(jīng)春化處理的情況下播種不能抽穗，肥麥抽穗所需的最低春化時(shí)間大于45天；春化處理25天，大多數(shù)冬性類品種都能抽穗，但抽穗率差異較大，介于0～70.5%之間；春化處理30天，冬性類品種都能抽穗（除肥麥外），隨著春化時(shí)間的繼續(xù)延長一直到45天，品種抽穗率有增加的趨勢，總體來看，品種冬性越強(qiáng)，同一處理?xiàng)l件下，抽穗率越低（表5）。

春性類品種春化處理表明：春性類品種春化處理0天，所有品種均能抽穗，‘偃展4110’抽穗率最低為 6.5%，‘寧春4號(hào)’最高為87.6%，品種間差異明顯。隨著春化時(shí)間的延長，品種的抽穗率有增加的趨勢，弱春性品種‘偃展4110’表現(xiàn)尤為明顯，總體來看，春性俞強(qiáng)的品種在同一處理?xiàng)l件下，抽穗率也越高；春性和強(qiáng)春性品種抽穗率均大于30%，而弱春性品種抽穗率均小于30%。

3討論與結(jié)論

小麥冬春性鑒定就是按照一定的方法、指標(biāo)對(duì)小麥品種春化特征進(jìn)行鑒定評(píng)價(jià)的過程[22]。眾多學(xué)者提出了一些小麥冬春性鑒定指標(biāo)。王建林[11]、趙虹[19]等研究認(rèn)為，苗期生長習(xí)性與品種的冬春性呈顯著正相關(guān)，可以大致判斷品種的冬春性，這與本人的研究結(jié)果并不一致，隨著育成品種的增多，幼苗生長習(xí)性一致、品種冬春性差別大的品種越來越多，幼苗習(xí)性僅可作為參考指標(biāo)；張燦軍[7]、冀天會(huì)[21]提出春播抽穗、苗穗期是鑒定小麥品種冬春性的可靠指標(biāo)，這與本人的研究結(jié)果基本是一致的，春播抽穗率可以作為小麥冬春性鑒定的可靠指標(biāo)，但苗穗期只能作為次級(jí)指標(biāo)，主要是選取參試品種數(shù)量與類型不一致，隨著參試品種類型與數(shù)量的增加，苗穗期大致可以以區(qū)分品種的冬春性。王建林等[11]用人工模擬低溫春化處理鑒定方法對(duì)20個(gè)大麥品種進(jìn)行冬春性鑒定研究，根據(jù)抽穗所需低溫處理的天數(shù)將參試品種劃分為強(qiáng)春性、春性、弱春性、弱冬性、冬性、強(qiáng)冬性六種類型；根據(jù)不同品種通過春化階段對(duì)溫度要求和的高低和時(shí)間長短的不同，小麥學(xué)者將小麥劃分為春性、半冬性、冬性三種類型[22]，苗果園等[12]利用低溫春化處理的方法將我國小麥品種分為春性、半冬性、冬性、強(qiáng)冬性四種類型；這與本人的研究結(jié)果基本一致，用低溫春化處理鑒定法可以鑒定小麥品種冬春性。

由于本試驗(yàn)試驗(yàn)品種類型有限，且人工模擬低溫春化處理天數(shù)設(shè)置最長僅為45天，強(qiáng)冬性品種抽穗所需低溫春化天數(shù)等有待繼續(xù)研究。

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