水分高效利用抗旱小麦品种筛选研究
现代农业科技2010年第17期农艺学
水分高效利用抗旱小麦品种筛选研究
李永山1
张建诚1
齐宏立1
史俊东1
杨苏龙1
2
常铁牛1黄明镜2王娟玲2
（1山西省农业科学院棉花研究所，山西运城044000；山西省农业科学院旱地农业研究中心）
摘要通过旱棚和大田对12个旱地小麦品种进行了抗旱鉴定和水分利用效率评价。试验结果表明，按照抗旱指数将12个品种分为4个类型：运旱23-35、运旱22-33属于极强类型；西农928、运旱21-30、洛旱2号、临旱51329、长6359和晋麦47属于中等类型；运旱20410、衡水7228属于弱类型；临旱51241、洛麦9769属于极弱类型。筛选出水分高效利用抗旱品种运旱23-35、运旱22-33、临旱51329、晋麦47等4个品种。
关键词小麦；抗旱指数；水分高效利用；品种筛选中图分类号S512文献标识码A 文章编号1007-5739（2010）17-0045-02
Studies on Wheat Cultivars Screening for Drought Resistance and High Water Use Efficiency
LI Yong-shan 1ZHANG Jian-cheng 1QI Hong-li 1SHI Jun-dong 1YANG Su-long 1CHANG Tie-niu 1
HUANG Ming-jing 2WANG Juan-ling 2
（1Cotton Research Institute ，Shanxi Academy of Agricultural Sciences ，Yuncheng Shanxi 044000；2Dryland Agriculture Research ，Shanxi Academy of
Agricultural Sciences ）
Abstract The exprienment was conducted to evaluate resistant drought and water use efficiency of 12wheat cultivars under field and water-free shellter conditions. The results showed that 12wheat cultivars were devided into four types according to drought resistance index. Yunhan 23-35and Yuhan 22-33were highly resistant ，Xinong 928，Yunhan 21-30，Luohan 2，Linhan 51329，Chang 6359and Jinmai 47were moderately resistant. Yunhan 20410and Hengshui 7228were susceptible. Linhan 51241and Luomai 9769were highly susceptible.Yunhan 23-35，Yuhan 22-33，Linhan 51329and Jinmai 47were high water use efficiency wheat cultivars.
Key words wheat ；drought resistance index ；high water use efficiency ；cultivar screening
干旱已成为全球农业生产面临的严重问题，尤其是进入21世纪以来，全球性气候变暖导致的干旱程度越来越严重，对粮食生产构成直接威胁[1]。小麦是世界第二大粮食作物，其种植面积的70%分布于干旱和半干旱地区[2]。在小麦生产中，干旱胁迫已成为限制小麦产量的重要因子[3-4]。水分利用效率（water use efficiency ，WUE ）已经成为当前我国农业研究的一个重要问题。筛选培育高水分利用效率的作物品种，达到生物节水的目的，是抗旱节水的一个重要途径。实践证明，培育和推广抗旱品种是提高旱地小麦产量的主要途径之一。目前，对小麦的抗旱性的鉴定指标的研究较多
[5]
[6-9]
过移动旱棚控制试验地接纳自然降水量，使0～150cm 土壤的储水量在150mm 左右，播种后试验地不再接纳自然降水。大田种植在旱棚旁边，全生育期充分灌水，分别于2008年1月2日、3月15日和4月29日灌水，每次600m 3/hm2。
1.41.4.1
试验方法
抗旱指数的测定。按《小麦抗旱性鉴定评价技术规···（GY CK.T 2）-1DI =GY S.T 2GY S.W -1GY CK.W
式中：DI 为抗旱指数，GY S.T 为待测材料胁迫处理籽粒
范》国标GB/T21127-2007进行。
，
产量（kg ），GY S.W 为待测材料对照处理籽粒产量（kg ），GY CK.W 为对照品种对照处理籽粒产量（kg ），GY CK.T 为对照品种胁迫处理籽粒产量（kg ）。
而对小麦抗旱品种的水分利用效率研究较少[10-11]。因此，筛选水分高效利用的抗旱小麦品种对促进旱地农业可持续发展具有重要意义。
1.4.2水分利用效率的测定。采用CNC503B 中子土壤水分土壤耗水量=播前土壤含水量-收获时土壤含水量+降
11.1
材料与方法试验概况
试验于2007—2008年在山西省农业科学院棉花研究
仪测定2m 深土壤的含水量。计算公式如下：水量+灌水量
水分利用效率=小麦产量/土壤耗水量所有数据统计分析均用DPS 统计软件进行。
所夏县牛家凹试验农场进行。参试小麦品种12个，分别为：洛麦9769、长6359、临旱51241、临旱51329、运旱20410、晋麦47、运旱22-33、运旱21-30、西农928、衡水7228、洛旱2号及运旱23-35。
22.1
结果与分析
不同小麦品种的产量
试验结果表明，旱地小麦各品种在充分灌水条件下产
1.2试验设计
试验设12个处理，即每个品种为1个处理，以晋麦47
2
量比旱地不灌水的明显提高，产量提高29.93%～130.27%，增产效果显著（表1）。旱作条件下产量依次为：运旱23-
为对照（CK ）。小区面积2m ，4行区，3次重复。分别在旱棚（旱地）和临近旱棚的大田（水地）进行。
35＞运旱22-33＞临旱51329＞西农928＞晋麦47＞运旱21-30＞洛旱2号＞长6359＞衡水7228＞运旱20410＞临旱51241＞
洛麦9769。运旱22-35、运旱22-33、临旱51329、西农928分别比对照晋麦47增产35.52%、24.83%、4.37%和
1.3试验实施
2007年10月2日播种。麦收后至下次小麦播种前，通
基金项目
作者简介收稿日期
国家“十一五”科技支撑项目（2006BAD29B04）。
李永山（1965-），男，山西夏县人，博士，研究员，主要从事作物栽培、土壤生态等研究工作。
1.41%，其余均减产，洛麦9769减产高达26.13%。在充分灌
水条件下，洛麦9769产量最高，其次为西农928和运旱23-
2010-07-15
表1
品种长6359衡水7228
临旱51241临旱51329洛旱2号洛麦9769西农928运旱20410运旱21-30运旱22-33运旱23-35晋麦47（CK ）
产量∥kg/hm2旱地水地
抗旱
指数
不同小麦品种在水旱条件下产量性状
穗粒数∥粒旱地水地
千粒重∥g
旱地水地
株高∥cm
旱地水地
201017穗数∥万穗/hm2
旱地水地水分利用效率∥kg/m3
旱地水地
3325.4
3292.92802.13644.23385.72768.43540.93114.93430.44358.74731.93491.75609.95852.35947.65771.85793.56374.96282.15887.95875.95932.16148.35732.80.930.870.621.080.930.570.940.770.941.511.711.00427.95444.75434.70369.30448.05420.00364.65464.70367.35623.40493.35345.30419.40479.40524.70474.00470.70445.35504.75454.65444.00597.30518.10460.6529.127.128.929.826.928.928.728.429.326.927.229.933.430.328.930.430.330.727.330.931.427.329.729.441.2537.6934.6039.3136.3246.6943.0636.5339.6339.1842.0838.841.801.601.40抗旱指数
45.6743.0140.1945.2340.6753.4253.5343.7344.1743.5746.6244.8369.056.267.166.964.360.371.074.368.671.380.770.584.972.189.974.369.880.393.387.086.690.797.289.71.161.150.981.271.180.971.231.091.201.521.651.221.081.131.141.111.111.231.211.131.131.141.181.10
35，最低为长6359。2.2
不同小麦品种的水分利用效率
试验结果表明，不同品种在不同水分条件下的水分利用效率明显不同（图1）。旱作条件下，运旱23-35、运旱22-
1.201.000.800.600.400.20
运旱22-33
运旱23-35
衡水7228
长6359
西农928
运旱21-30
临旱51241
运旱20410
晋麦47
临旱51329
洛麦9769
洛旱2号
33水分利用效率最高，分别达到1.65、1.52kg/m3，其次为临
旱51329、西农928和晋麦47，而洛麦9769和临旱51241最小，仅为0.97、0.98kg/m。在充分灌水条件下，各供试品种差
3
异不大，洛麦9769和西农928的水分利用效率最大，分别为1.23、1.21kg/m3，其次为运旱23-35和运旱22-33，分别为1.18、1.14kg/m3，其他品种的水分利用效率在1.1kg/m3左右，差异不大。
2.00水分利用效率∥k g /m 3
品种
图2
1.501.000.500
不同小麦品种的抗旱指数
亚类：第1亚类为洛麦9769，属于极弱类型；第2亚类有衡水7228、洛旱2号、运旱20410和临旱51241等4个品种，属于弱类型和极弱类型；第3亚类有西农928、长
6359、临旱51329、晋麦47、运旱21-30等5个品种，属于中等类型。
运旱22-33
运旱23-3衡水722西农92长635运旱21-3晋麦4临旱5124临旱51329
运旱2041洛麦976洛旱2号
长6359晋麦47临旱51329运旱21-30西农928衡水7228洛旱2号临旱51241运旱20410洛麦9769运旱22-33运旱23-35
品种
图1不同小麦品种的水分利用效率
2.3不同小麦品种的抗旱指数
从抗旱指数看，抗旱指数高于1（晋麦47）的品种有运
旱23－35、运旱22-33和临旱51329（图2）。按国家抗旱鉴定指标，这些品种可分为4类：运旱23-35、运旱22-33属于极强类型（抗旱指数≥1.3）；西农928、运旱21-30、洛旱2号、临旱51329、长6359和晋麦47属于中等类型（抗旱指数
00.781.56聚类值
2.343.123.90
0.9～1.2）；运旱20410、衡水7228属于弱类型（抗旱指数0.70～0.89）；临旱51241、洛麦9769属于极弱类型（抗旱指
数≤0.69）。
图3
小麦品种抗旱性综合聚类分析
3结论与讨论
试验结果表明，按照抗旱指数将12个品种分为4个类
2.4不同小麦品种的聚类分析
用干旱条件下产量、
穗数、穗粒数、千粒重、株高、抗旱
型：运旱23-35、运旱22-33属于极强类型；西农928、运旱
指数和水分利用效率等7个性状进行聚类分析（图3），结果表明，这些品种可分为两大类：第1类为运旱23-35、运旱
21-30、洛旱2号、临旱51329、长6359和晋麦47属于中等
类型；运旱20410、衡水7228属于弱类型；临旱51241、洛麦
（下转第54页）
22-33，属于抗旱极强和水分利用高效类型；第2类可分为3
表3
水平
氮磷钾单因素对小麦产量的影响
产量2
201017表5
K 2O 160.9285.21-32.61-120.26
处理
沉降值
不同处理小麦籽粒品质
蛋白质
水分
淀粉（）
123
最高水平较最低水平±∥%
N 365.08482.83547.75+50.04P 2O 5168.20130.7082.00-51.25
Y NK =194.510+28.140N-0.539N2-2.088K-0.585K 2-0.238NK
（6）
将各因素不同水平值分别代入（5）、（6）式得表4。
表4
氮磷、氮钾互作对小麦产量的影响
（kg/667m 2）
产量
N 水平123
1323.61426.19475.95P 2O 5水平
23270.94207.07358.35279.32392.95298.75
1
321.50429.25484.18
K 2O 水平
2235.79333.55378.48
[***********]4
mL 22.679020.776827.100123.588228.997629.203439.388429.234027.551726.403938.835527.088323.674029.2342%68.189768.147567.122167.773766.933466.573365.820966.783067.069266.905265.758266.944767.487766.5576%10.529310.417511.988811.060912.016612.253911.781312.295911.779511.747113.334210.623710.888912.2296%13.333513.343414.900313.729013.976013.581513.799413.983713.678513.445914.034713.728913.595413.3678
湿面筋含量（14%水分量）∥%
21.049620.608124.602122.338824.531125.025424.105025.154124.341024.041227.465621.214521.931724.9501
3107.97195.73230.66
3结论与讨论
试验结果表明，肥料对小麦产量的影响为氮>磷>钾，对
弱筋小麦品质影响最大的是氮素。通过数据处理系统（V2.0），结合生产实践对模型进行分析可知，弱筋小麦要高产必须氮、磷、钾齐全，在高氮的水平下，重视磷肥使用。在搬经镇弱筋小麦生产中氮、磷、钾最佳配比为1.00∶0.25∶0.86。施肥措施仅是影响弱筋小麦产量和品质的一个方面，因此优质品种必须与适应生态环境和配套栽培技术优化结合，才可能生产出合格的优质农产品。
由表4可知，固定钾肥水平为0水平，当施氮水平较低，随着磷肥用量的增加，小麦产量呈下降趋势；施氮水平提高后，其影响逐渐增大，这说明高氮肥必须配合高磷肥，才能高产，氮钾互作效应趋势相同。
2.1.3最佳施肥量确定。按照求导法，可得出试验条件下最
2
2
大产量为442.13kg/667m ，此时施纯氮19.83kg/667m 、五氧化二磷7.18kg/667m 2、氧化钾9.76kg/667m 2；N ∶P ∶K 为
4参考文献
1.00∶0.36∶0.49。2.2
对弱筋小麦品质的影响
根据国家质量技术监督局制订标准（GB/T17892-1999）即，籽粒容重≥750g/L，降落数值≥300s ，蛋白质含量（1000粒）≤11.5%，湿面筋含量（14%水分量）≤22%，面团稳定时间≤2.5min 。南京农业大学对14个样品进行测定，结果见表5。由表5可知，既保证品质，又高产的为处理5，即氮、磷、钾配比为1.00∶0.25∶0.86。（上接第46页）
才是真正的水分高效利用。
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9769属于极弱类型。筛选出水分高效利用抗旱品种运旱23-35、运旱22-33、临旱51329、晋麦47等4个品种。干旱
是影响小麦生产的重要因素之一，利用品种的自身作用提高水分利用效率是生物节水的核心，从理论上讲，高水分利用效率的抗旱、耐旱、节水植物新品种在提高有限水分的利用效率方面具有无限性，但这既是一个极其复杂的理论与实践的难题，又是生物节水的内在潜力。小麦品种的水分利用效率与其抗旱节水高产能力密切相关[10]，抗旱品种的水分利用效率高于不抗旱品种[8]，但水分高效利用并不完全等同于抗旱性。抗旱性突出反映的是作物品种对干旱胁迫的抗耐力，抗旱性强的品种在干旱条件下能较一般品种收获高的干物质产量；而水分高效利用则表现为作物品种对干旱和丰水条件的广泛适应性，具有水分高效利用特性的品种在干旱或水分充足的条件下都能较一般品种收获更高的干物质产量。在同样的水分状况下，不同品种因为抗旱性不同而产量差别很大。水分高效利用小麦种质应当是在水分不足和水分充足时其籽粒产量都较一般种质高。这种对不同水分状况具有广泛适应性的作物种质的内在遗传生理机制
4
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