適宜北京大面積推廣的冬小麥品種篩選

梅麗，孟范玉，周吉紅*，王俊英，羅軍，馮萬(wàn)紅，高飛，王燕，張洋

(1.北京市農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣站，北京 100029；2.北京市房山區(qū)種植業(yè)技術(shù)推廣站，北京 102425；3.北京市順義區(qū)農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所，北京 101300；4.北京市耕地建設(shè)保護(hù)中心，北京 100029；5.北京市密云區(qū)農(nóng)業(yè)農(nóng)村局 農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)化服務(wù)中心，北京 101500)

習(xí)近平總書(shū)記指出，糧食安全是戰(zhàn)略問(wèn)題，是 “國(guó)之大者”，必須把確保重要農(nóng)產(chǎn)品特別是糧食供給作為首要任務(wù)，把提高農(nóng)業(yè)綜合生產(chǎn)能力放在更加突出的位置，把“藏糧于地、藏糧于技”真正落實(shí)到位。小麥?zhǔn)俏覈?guó)的主要糧食作物，也是重要的戰(zhàn)略性物資。在人口基數(shù)大、耕地面積相對(duì)少的基本國(guó)情下，提高小麥單產(chǎn)是增加糧食總產(chǎn)[1]，保證我國(guó)小麥供應(yīng)的主要途徑[2-3]。北京小麥年種植面積2萬(wàn)hm2左右，是除玉米外的第二大糧食作物，既是京郊農(nóng)民的重要口糧，也發(fā)揮了抑制揚(yáng)塵、減少風(fēng)沙的重要生態(tài)保障功能。2020年，北京市農(nóng)業(yè)農(nóng)村局實(shí)施小麥良種補(bǔ)貼，向各區(qū)推薦了35個(gè)近年審定的品種。由于實(shí)施政企脫鉤后，郊區(qū)基本沒(méi)有從事小麥繁種的企業(yè)，沒(méi)有育、繁、推體系。在缺乏種子的情況下，各區(qū)從河北、天津、山西等地大量調(diào)運(yùn)種子，生產(chǎn)上小麥種植品種多、亂、雜局面突出，禾本科雜草危害發(fā)生較多。為準(zhǔn)確掌握國(guó)審、京審、津?qū)徠贩N在北京大田生產(chǎn)的適應(yīng)性，滿足規(guī)模經(jīng)營(yíng)戶對(duì)高產(chǎn)、節(jié)水型品種，散戶對(duì)口糧優(yōu)質(zhì)化的需求，2020年10月—2021年6月開(kāi)展了10個(gè)節(jié)水、優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)小麥新品種篩選試驗(yàn)，以期遴選出適宜京郊大面積推廣的小麥品種。

1 材料與方法

參試品種共10個(gè)，其中，8個(gè)為2021年北京市補(bǔ)貼品種，2個(gè)為天津新審定品種。各品種的選育單位、審定情況及類型見(jiàn)表1。

表1 參試品種基本情況Table 1 Basic information of the tested varieties

1.1 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

大區(qū)試驗(yàn)，每個(gè)品種種植0.13～0.33 hm2，以農(nóng)大212為對(duì)照。試驗(yàn)點(diǎn)從北到南設(shè)置3個(gè)，分別位于密云區(qū)河南寨鎮(zhèn)兩河村(116°46′E，40°17′N)、順義區(qū)北小營(yíng)鎮(zhèn)東府村(116°46′E，40°11′N)和房山區(qū)竇店鎮(zhèn)竇店村(116°04′E，39°38′N)。各試驗(yàn)地塊地勢(shì)平坦，肥力中等或偏上，有灌溉條件，前茬作物及土壤養(yǎng)分含量見(jiàn)表2。其中，房山點(diǎn)種植了除華麥18外的9個(gè)品種，順義點(diǎn)種植了除中麥886和華麥18外的8個(gè)品種，密云點(diǎn)種植了除中麥886和輪選117外的8個(gè)品種。

表2 試驗(yàn)地土壤養(yǎng)分狀況及前茬作物Table 2 Soil nutrient status and previous crops in the experimental sites

1.2 田間管理

密云地塊底施谷雨復(fù)合肥(N 16%、P2O518%、K2O 6%)600 kg·hm-2，2020年10月5日播種，旋耕2遍，播種量247.5 kg·hm-2，全田澆水3次，即：2020年11月28日澆凍水450 m3·hm-2，2021年3月26日澆返青水600 m3·hm-2，2021年4月14日澆拔節(jié)水450 m3·hm-2；追肥2次，即2021年3月25日返青期追施尿素112.5 kg·hm-2，2021年4月14日拔節(jié)期追施尿素112.5 kg·hm-2；2021年4月8日和5月18日分別使用高效氯氟氰菊酯、除蟲(chóng)菊素和己唑醇防治白粉病、銹病及蚜蟲(chóng)。

順義地塊底施三元復(fù)合肥(N 15%、P2O515%、K2O 15%)525 kg·hm-2，整地方式為翻耕+輕耙+旋耕，播種量247.5 kg·hm-2，2020年10月5日播種，全田澆水4 次，即：2020年11月25日澆凍水750 m3·hm-2，2021年4月12日澆拔節(jié)水600 m3·hm-2，2021年5月10日澆開(kāi)花水450 m3·hm-2，2021年6月5日澆灌漿水450 m3·hm-2；追肥2次，即2021年3月11日返青期施尿素225 kg·hm-2，2021年4月10日拔節(jié)期施尿素112.5 kg·hm-2；2021年4月5日使用苯磺隆、乙唑醇、2，4-D進(jìn)行春季“一噴三防”，2021年5月20日使用磷酸二氫鉀、高效氯氰菊酯、吡蟲(chóng)啉、戊唑醇進(jìn)行抽穗期“一噴三防”。

房山地塊底施小麥專用肥(N 20%、P2O510%、K2O 15%)600 kg·hm-2，2020年10月3日播種，整地方式為重耙+輕耙+翻耕+旋耕，小麥播種量為262.5 kg·hm-2，全田澆水4次，即2020年11月25日澆凍水600 m3·hm-2，2021年3月26日澆返青水450 m3·hm-2，2021年4月18日澆拔節(jié)水600 m3·hm-2，2021年5月18日澆灌漿水450 m3·hm-2；追肥2次，即2021年3月26日返青期追施尿素150 kg·hm-2，2021年4月18日拔節(jié)期追施尿素187.5 kg·hm-2；2021年5月18日，使用苦參堿、高效氯氰菊酯和己唑醇藥劑防治蚜蟲(chóng)。

1.3 調(diào)查項(xiàng)目

生育期：包括播種期、出苗期、返青期、起身期、拔節(jié)期、抽穗期、開(kāi)花期、灌漿期、成熟期。

群體發(fā)育情況：包括基本苗數(shù)、冬前莖數(shù)、返青莖數(shù)、起身莖數(shù)、拔節(jié)期大莖數(shù)、株高、次生根條數(shù)。

抗寒性：包括死苗率、死莖率、地中莖長(zhǎng)。

產(chǎn)量及產(chǎn)量構(gòu)成因素：成熟期每品種3點(diǎn)取樣，每點(diǎn)取1 m2的麥穗現(xiàn)場(chǎng)計(jì)數(shù)，之后集中進(jìn)行晾曬、脫粒，并測(cè)算千粒重和含水率。應(yīng)用下列公式計(jì)算產(chǎn)量：1 hm2產(chǎn)量=1 m2實(shí)測(cè)產(chǎn)量×(1-含水率)÷(1-13%)×10 000，并反推穗粒數(shù)。

1.4 數(shù)據(jù)分析

應(yīng)用 SPSS Statistics軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行方差分析和Duncan多重比較，其他分析在Excel中進(jìn)行。

2 結(jié)果與分析

2.1 生育期

密云、順義和房山3個(gè)點(diǎn)的小麥品種分別于2020年11月29日、11月30日和12月1日進(jìn)入越冬期，3個(gè)點(diǎn)品種生育進(jìn)程接近，不同地點(diǎn)間生育進(jìn)程最多相差1～2 d，返青后平均生育期見(jiàn)表3。返青后各品種生育期相差1～3 d，航麥247、中麥1062抽穗較其他品種晚1～2 d。各品種生育日數(shù)介于254～256 d。

表3 各品種生育進(jìn)程Table 3 Growth process of various varieties

2.2 品種總莖數(shù)

群體調(diào)查表明，密云、順義、房山3點(diǎn)各點(diǎn)內(nèi)品種間的基礎(chǔ)苗差異不顯著，但以房山基本苗較高，平均為505.3萬(wàn)株·hm-2，其次為密云462.8萬(wàn)株·hm-2，順義基本苗最低，為435.4萬(wàn)株·hm-2。受品種抗寒性等因素影響，各試驗(yàn)點(diǎn)內(nèi)的各品種在基本苗一致的情況下，群體變化情況不一樣，起身期多點(diǎn)最高莖超過(guò)農(nóng)大212的品種有中麥123和中麥1062，分蘗成穗率較高的品種有航麥247、農(nóng)大3486、中麥886和華麥18(表4)。

表4 各品種群體發(fā)育情況Table 4 Population development of various varieties

2.3 品種抗寒性

2020年小麥越冬期2021年1月5—7日經(jīng)歷了近30年不遇的歷史極端低溫，全市小麥品種普遍地上部受凍較嚴(yán)重，3個(gè)點(diǎn)的品種地上部受凍也較嚴(yán)重。返青期調(diào)查結(jié)果(表5)表明，輪選117、航麥247和中麥123死苗、死莖率較嚴(yán)重，平均死苗率分別為14.5%、9.2%和6.1%，死莖率分別為33.1%、20.4%和14.4%。其余品種死苗率均在5%以下，死莖率在10%以下。這3個(gè)品種死苗死莖率較高，可能與品種本身的抗寒性較差有關(guān)，另外，這3個(gè)品種普遍存在分蘗節(jié)上抬的問(wèn)題，3個(gè)點(diǎn)平均地中莖都超過(guò)了2.0 cm。

表5 各品種抗寒性表現(xiàn)Table 5 Cold resistance performance of various varieties

方差分析結(jié)果表明，在密云點(diǎn)農(nóng)大3486、農(nóng)大212和中麥1062抗寒性較好，在順義點(diǎn)京麥9號(hào)、農(nóng)大3486、農(nóng)大212和京花12號(hào)的抗寒性較好，在房山點(diǎn)農(nóng)大3486和農(nóng)大212的抗寒性較好，在3點(diǎn)死苗死莖率均顯著低于或等于對(duì)照品種。

2.4 越冬前后單株重

從表6可見(jiàn)，越冬前單株干物質(zhì)積累較高的品種為中麥1062，在3點(diǎn)的單株干重均顯著高于對(duì)照農(nóng)大212；返青后中麥1062只在房山點(diǎn)單株干重高于CK。冬前品種之間干物質(zhì)存在差異，說(shuō)明在相同播期下，各品種分蘗多少、生長(zhǎng)快慢存在差異。

表6 各品種越冬前及返青期單株干重比較Table 6 Comparison of dry weight per plant before overwintering and during regreening periods among different varieties 單位：g

返青后各品種干物質(zhì)存在差異，說(shuō)明在經(jīng)歷了越冬氣候條件的脅迫后，各品種抵御旱寒的能力存在差異，抗寒性差的品種地上部青枯嚴(yán)重、甚至整株或個(gè)別分蘗凍死，造成干物質(zhì)的差異表現(xiàn)。

2.5 越冬前后次生根條數(shù)

從表7各品種的冬前和返青—起身期次生根條數(shù)來(lái)看(測(cè)定時(shí)間分別為2020年11月25—27日、2021年3月21—23日)，以京花12號(hào)次生根條數(shù)最多，冬前次生根平均為6.4條，在3點(diǎn)均顯著高于對(duì)照農(nóng)大212，返青—起身期，以中麥123次生根條數(shù)在3點(diǎn)均顯著高于或與對(duì)照差異不顯著，此外，次生根條數(shù)比較多的還有京麥9號(hào)、農(nóng)大3486、航麥247。

表7 各品種冬前及返青-起身期次生根條數(shù)比較Table 7 Comparison of the number of secondary roots in different varieties before overwintering and during the period of regreening and erecting 單位：條

2.6 株高及抗倒伏情況

從表8可見(jiàn)，成熟期京麥9號(hào)植株最高，株高介于80.2～85.0 cm，平均83.1 cm，而農(nóng)大3486、中麥123、航麥247株高適中，平均株高均低于75 cm。這些品種在3個(gè)試驗(yàn)點(diǎn)的抗倒伏性均很強(qiáng)，田間均沒(méi)有倒伏/折發(fā)生。

表8 各品種成熟期株高比較Table 8 Comparison of plant height during maturity of various varieties

2.7 產(chǎn)量及產(chǎn)量構(gòu)成因素

密云、順義、房山3個(gè)展示點(diǎn)的各小麥品種產(chǎn)量及產(chǎn)量構(gòu)成因素見(jiàn)表9～10。可見(jiàn)，房山點(diǎn)由于土壤肥沃、整地精細(xì)、管理到位，全田各品種的平均產(chǎn)量最高，為7 963.5 kg·hm-2；其次為密云區(qū)，各品種平均產(chǎn)量為7 759.5 kg·hm-2；順義區(qū)產(chǎn)量較低，平均為6 897.0 kg·hm-2。盡管各品種在不同地塊產(chǎn)量表現(xiàn)各不相同，但3點(diǎn)試驗(yàn)綜合比較來(lái)看，產(chǎn)量綜合表現(xiàn)均較好的為農(nóng)大3486和中麥1062，產(chǎn)量分別達(dá)到7 500.0～9 667.5和7 666.5～9 834.0 kg·hm-2，且二者產(chǎn)量無(wú)顯著差別；華麥18只在密云種植，單點(diǎn)產(chǎn)量與農(nóng)大3486和中麥1062無(wú)顯著差異；中麥886只在房山種植，單點(diǎn)產(chǎn)量與農(nóng)大3486和中麥1062也無(wú)顯著差異。此外，在3點(diǎn)產(chǎn)量均高于或接近對(duì)照農(nóng)大212的還有京花12號(hào)。通過(guò)產(chǎn)量與產(chǎn)量構(gòu)成的三因素穗數(shù)、千粒重和穗粒數(shù)的相關(guān)分析結(jié)果可見(jiàn)(表11)，穗數(shù)對(duì)產(chǎn)量的貢獻(xiàn)最大，在3個(gè)地點(diǎn)中，均與產(chǎn)量達(dá)極顯著正相關(guān)，相關(guān)系數(shù)達(dá)到0.580～0.601。農(nóng)大3486和中麥1062也是因?yàn)樗霐?shù)均較高，最終產(chǎn)量排名第一、二。而穗數(shù)與穗粒數(shù)和千粒重之間存在負(fù)相關(guān)關(guān)系，這也是京麥9號(hào)和京花12號(hào)雖千粒重較高(分別介于42.4～46.7 g和38.8～55.3 g)，但由于穗數(shù)或穗粒數(shù)較低，而導(dǎo)致產(chǎn)量較低的原因。

表9 各品種穗數(shù)和千粒重比較Table 9 Comparison of spike number and 1000 grain weight of various varieties

表10 各品種穗粒數(shù)和產(chǎn)量比較Table 10 Comparison of grain number per spike and yield of various varieties

表11 產(chǎn)量及產(chǎn)量構(gòu)成因素的相關(guān)分析Table 11 Correlation analysis of yield and yield composition factors

3 討論

2021年3月6日—29日，北京麥區(qū)日平均氣溫9.2 ℃，較2020年和常年同期分別偏高0.1和2.6 ℃；降雨量26.9 mm，分別較去年同期和常年同期偏多19.1和19.4 mm，適宜的溫度和濕度有利于小麥春季幼苗快速恢復(fù)生長(zhǎng)。各品種3月6—9日陸續(xù)返青，返青后生育期相差1～3 d，在北京地區(qū)的生育日數(shù)介于254～256 d。

王永華等[4]報(bào)道，小麥越冬凍害多發(fā)生在12月下旬至1月底，進(jìn)入越冬期后小麥處于休眠狀態(tài)，經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間的抗寒鍛煉，具有較強(qiáng)的抗寒能力，但是遇到天氣回暖，氣溫升高，幼苗開(kāi)始生長(zhǎng)，此時(shí)若再遇大幅降溫，則使小麥發(fā)生較為嚴(yán)重的凍害。2020年小麥越冬期發(fā)生了北京近30年以來(lái)的極端低溫，3個(gè)試驗(yàn)點(diǎn)極端低溫均在-20.0 ℃以下，較2019年、近十年和常年分別偏低6.3、3.9和1.3 ℃，冬季極端低溫導(dǎo)致小麥地上部青枯嚴(yán)重。從抗寒性調(diào)查數(shù)據(jù)來(lái)看，輪選117、航麥247和中麥123死苗、死莖率較嚴(yán)重，而農(nóng)大3486和農(nóng)大212在3點(diǎn)種植的抗寒性均表現(xiàn)較好，可以作為抗性品種在特殊年份加以利用。

慕美財(cái)?shù)萚5]指出，選用小葉型矮稈品種，即“穩(wěn)葉控株增穗”，是實(shí)現(xiàn)超高產(chǎn)的重要出路。杜永等[6]認(rèn)為，黃淮麥區(qū)高產(chǎn)和超高產(chǎn)(>9 000 kg·hm-2)小麥品種的株型是株高75 cm左右，有效穗數(shù)>619.5萬(wàn)·hm-2，穗粒數(shù)>33粒，千粒重>42 g。趙廣才等[7]認(rèn)為，中國(guó)北方超高產(chǎn)冬小麥特征為株高 80 cm左右，冬前總莖數(shù)1 050萬(wàn)～1 200萬(wàn)·hm-2，春季最高總莖數(shù)控制在1 350萬(wàn)～1 650萬(wàn)·hm-2，穗數(shù)600萬(wàn)～750萬(wàn)·hm-2，穗粒數(shù)33～36粒，千粒重40～50 g。本試驗(yàn)中除京麥9號(hào)株高大于80 cm外，其他品種的株高均小于80 cm，符合高產(chǎn)潛力品種特征，特別是農(nóng)大3486、中麥123在3點(diǎn)的株高均小于或略高于75 cm。

莊巧生[8]曾把中國(guó)小麥品種分成多穗型品種(穗數(shù)750萬(wàn)穗·hm-2、穗粒數(shù)25～30粒、千粒重36～40 g)、中間型品種(穗數(shù)555萬(wàn)～600萬(wàn)·hm-2、穗粒數(shù)37～40粒、千粒重40 g)和大穗型品種(穗數(shù)450萬(wàn)·hm-2左右、單穗重1.3～1.7 g)3種類型。王志芬等[9]認(rèn)為，雖然3種穗型都能夠達(dá)到超高產(chǎn)，但是在大田生產(chǎn)中，多穗型、中間型小麥品種比大穗型品種表現(xiàn)出更強(qiáng)的生產(chǎn)能力，已經(jīng)成為超高產(chǎn)小麥選擇的重要目標(biāo)。本試驗(yàn)中，在3點(diǎn)產(chǎn)量表現(xiàn)均較好的農(nóng)大3486、中麥1062表現(xiàn)為多穗型品種的特征，不過(guò)這2個(gè)品種在順義點(diǎn)的穗數(shù)為484.5萬(wàn)和516.0萬(wàn)·hm-2，未體現(xiàn)多穗型品種的增產(chǎn)潛力；而在房山穗數(shù)分別達(dá)到927萬(wàn)和975萬(wàn)·hm-2，中麥1062在密云點(diǎn)穗數(shù)達(dá)到873萬(wàn)·hm-2，單位面積穗數(shù)過(guò)高的同時(shí)導(dǎo)致穗粒數(shù)不足，農(nóng)大3486、中麥1062在房山點(diǎn)的穗粒數(shù)分別只有22.4和25.2粒，中麥1062在密云點(diǎn)穗粒數(shù)只有24.9粒。今后，應(yīng)適當(dāng)控制穗數(shù)至750萬(wàn)·hm-2左右，穗粒數(shù)25～30 粒，以爭(zhēng)取更合理的產(chǎn)量三要素分配，獲取更理想的產(chǎn)量。

宋健民等[10]、王漢霞等[11]、黃興蛟等[12]、郭鳳芝等[13]研究小麥品種產(chǎn)量及農(nóng)藝性狀關(guān)系均表明，增加單位面積穗數(shù)是產(chǎn)量潛力提高的主攻方向，小麥產(chǎn)量遺傳改良的重點(diǎn)是在保障穗數(shù)的基礎(chǔ)上，提高穗粒數(shù)和粒重。本試驗(yàn)中，穗數(shù)對(duì)產(chǎn)量的貢獻(xiàn)最大，與產(chǎn)量達(dá)極顯著正相關(guān)，農(nóng)大3486和中麥1062也是因?yàn)樗霐?shù)均較高，最終畝產(chǎn)排名第一、二。趙倩等[14]研究指出，產(chǎn)量三要素對(duì)產(chǎn)量的貢獻(xiàn)最大，但三要素間存在負(fù)相關(guān)趨勢(shì)。王紹中等[15]認(rèn)為三要素同時(shí)都對(duì)產(chǎn)量產(chǎn)生正效應(yīng)，三要素之間呈正效應(yīng)或微弱負(fù)相關(guān)。因而，在一定范圍內(nèi)增加穗數(shù)，不會(huì)影響粒數(shù)和粒重的相應(yīng)增加，達(dá)到產(chǎn)量增長(zhǎng)之目的。本試驗(yàn)中，順義、房山2個(gè)點(diǎn)產(chǎn)量三要素與小麥產(chǎn)量均呈正相關(guān)，但密云點(diǎn)千粒重和穗粒數(shù)與產(chǎn)量呈負(fù)相關(guān)。三要素中，穗數(shù)與穗粒數(shù)呈顯著或極顯著負(fù)相關(guān)，即表明穗數(shù)的增加必然導(dǎo)致因群體增加爭(zhēng)奪光熱資源而造成小麥穗子變小，穗粒數(shù)減少。3個(gè)試驗(yàn)點(diǎn)，穗數(shù)與千粒重也均呈負(fù)相關(guān)，其中，在密云點(diǎn)呈顯著負(fù)相關(guān)。而千粒重和穗粒數(shù)之間，在順義和房山點(diǎn)均呈負(fù)相關(guān)，在密云點(diǎn)呈正相關(guān)，但相關(guān)性均不顯著。因此，今后應(yīng)注意順應(yīng)品種特征特性，適當(dāng)增加單位面積穗數(shù)，不因過(guò)度增加穗數(shù)而造成穗粒數(shù)和千粒重的急劇降低。

4 結(jié)論

在3個(gè)不同的環(huán)境地點(diǎn)，優(yōu)質(zhì)型品種中麥1062、高產(chǎn)型品種農(nóng)大3486產(chǎn)量表現(xiàn)較突出，分別介于7 500.0～9 677.5和7 666.5～9 834.0 kg·hm-2。這2個(gè)品種的株高適中，抗寒性較好，越冬和返青期單株干物重較高，可在京郊大面積種植。高產(chǎn)型品種華麥18和中麥886雖然只在單點(diǎn)種植，但產(chǎn)量表現(xiàn)與農(nóng)大3486、中麥1062 差異不顯著，這2個(gè)品種株高適宜，抗寒性較好，今后可多點(diǎn)示范種植，明確其豐產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)性。