干旱脅迫對四川小麥品種產量及農藝性狀的影響

王淑榮　費德友　唐宗祥

摘 要：四川麥區常出現冬干春旱農業氣象災害天氣，給小麥生產造成巨大損失。因此有必要了解四川小麥品種的抗旱能力，為小麥品種結構調整提供參考依據。本文以四川20個小麥品種（系）為研究對象，采用搭棚模擬冬干和春旱處理所有材料。結果表明：在干旱脅迫下所有品種（系）產量均比自然環境下有所下降，冬干脅迫下產量降幅更大;在2種脅迫條件下川麥104、川麥93和綿麥367均表現極強抗旱能力，南麥660、川麥82為中等抗旱能力。

關鍵詞：小麥;干旱脅迫;抗旱評價;產量

中圖分類號：S-3

文獻標識碼：A

引言

小麥是中國的主要糧食作物之一，小麥產量的高低對中國糧食安全和社會經濟發展具有十分重要的作用。干旱是限制小麥增產最主要的非生物脅迫因素之一[1，2]，小麥的抗旱能力與產量具有直接關系，對干旱條件的適應力直接影響到小麥的穩產性和豐產性[3]。冀天會等[4]以137個小麥品種進行篩選適宜抗旱鑒定的綜合指標，得出抗旱指數DI是目前最適宜用于鑒定小麥抗旱的綜合指標。胡雯媚等[5]通過對西南地區部分小麥品種進行苗期抗旱和篩選，從中得出產量性狀對于評價小麥抗旱具有重要意義。四川省是我國小麥主產區之一，地形特征以盆地和山地為主，雖然年降雨量可達到1000mm，但月降雨量并不均勻，特別是1月中旬—次年3月降雨量的減少極易出現冬干和春旱現象，從而影響分蘗、拔節孕穗，最終影響產量。四川地區選育出的小麥新品種（系）主要以產量和抗病性作為考核指標，并未對抗旱性作具體要求。面對干旱情況的頻繁發生，有必要了解四川小麥品種（系）的抗旱能力，分析影響四川小麥抗旱能力大小的性狀指標，為小麥品種結構調整及選育抗旱品種提供一定參考依據。

1 材料與方法

1.1 供試材料

選用南麥618（1）、南麥987（2）、南麥660（3）、南麥990（4）、川麥104（5）、川麥604（6）、川麥93（7）、川麥86（8）、川麥82（9）、川麥96（10）、川麥602（11）、川農32（12）、川育27（13）、中科麥90（14）、中科麥99（15）、蜀麥969（16）、蜀麥133（17）、玉脈2號（18）、綿麥312（19），共19個四川省近年選育的新品種（系）為試材，以綿麥367（20）為對照，其中南麥987、南麥990、中科麥90和玉脈2號為品系，上述所有品種均為省區試參試種。

1.2 試驗方法設計

本試驗為人工搭棚模擬干旱環境處理選取的20個品種（系）。試驗于2017—2018年在南充市農業科學院綜合大樓旁進行，試驗地土質肥力均等，試驗設A、B、C 3組處理。A處理為自然條件環境，B處理為12月底搭棚直至收獲模擬春旱，C處理為出苗后搭棚直至收獲模擬冬干。所有材料采用隨機區組排列，設2次重復。小區面積1m2，小區長寬各1m，4行區，窄幅條播，小區間走道0.25m，周圍設保護行。3個處理均進行蟲害防治。A處理在采用正常管理，除自然降雨外還進行人工澆水3次。

1.3 性狀考察與抗旱指數計算

對所有參試品種（系）的產量和株高、穗長、有效穗數、千粒重、穗粒數等農藝性狀進行考察。對獲得的數據采用SPSS軟件進行各項數據的方差分析。此外，將產量數據進行抗旱等級的計算，參照胡福順等[6]報道的抗旱指數（DRI）計算：

DRI=某品種旱地處理產量對照組處理產量×某品種的抗旱系數對照組抗旱系數

抗旱評價分級采用冀天會等[11]報道的五級抗旱指數（DRI）標準。

2 結果與分析

2.1 干旱脅迫對小麥產量及農藝性狀的影響

從圖1可以看出，在2種脅迫處理下大部分品種相較于自然環境下，產量出現不同程度降低、有效穗數減少、穗粒數減少和穗長變短的現象，并且在C處理下的降幅更為嚴重;大部分品種的千粒重和株高出現不同程度增加和變高現象;C處理下的大部分品種千粒重和株高均比B處理下有所降低，這說明冬干對千粒重和株高的影響大于春旱的影響。此外，在2種脅迫處理下品種南麥660、川麥93和綿麥367在產量、有效穗數、穗粒數和穗長性狀上變化幅度較小。

2.2 ?品種（系）抗旱性指數評價

抗旱指數（DRI）結果表明，春旱條件下有5個品種表現出極強的抗旱能力，8個品種（系）為強抗旱能力，2個品種（系）為中等抗旱能力。冬干條件下有5個品種表現出極強抗旱能力，2個品種（系）為強抗旱能力，2個品種為中等抗旱能力。在2種脅迫條件下川麥104、川麥93和綿麥367均表現極強抗旱能力，南麥660、川麥82表現出強抗旱能力以上。

3 討論

3.1 與前人研究結果的異同

所選品種（系）在2種干旱環境下均出現不同程度減產;品種（系）的穗長變短，有效穗和穗粒數減少，這一結果與許多研究者的結果相一致[7，8]。在春旱脅迫下川麥104、南麥660、川麥82、川農32、玉脈2號、綿麥312、綿麥367等品種千粒重不減反增且增加明顯，這一結果同前人研究的表明適度的干旱脅迫可以提高千粒重結果相一致[8]。但干旱引起株高增加的報道還較少，有關這方面的研究今后將繼續。

3.2 四川抗旱品種中可能存在1～2個耐旱基因

對于小麥耐旱基因的相關研究，大多數研究者通過將水稻、擬南芥等其它物種的抗旱基因轉移到小麥中以增強小麥抗旱能力[9]。本試驗通過抗旱指數DRI評價篩選出的中等以上抗旱品種川麥104、南麥660、川麥93和綿麥367親本組合均有共同的基因來源，川麥104的親本川麥42與綿麥367的親本川麥43互為2個姊妹系（品種來源SynCD768/SW3243//川6415），川麥93的親本之一川麥104與南麥660親本之一3911為姊妹系。王相權等[10]通過對15個四川冬小麥進行抗旱鑒定，發現品系川重組125具有較強的抗旱能力，品系川重組125即品種川麥64（川麥42/川農16）。何員江等[11]研究發現綿麥367、川麥104這2個品種具有級強的抗旱能力。結合王相權等[10]與何員江等[11]研究根據系譜追蹤，筆者推測在SynCD768、SW3243、川6415中可能存在1個或者多個與耐旱相關的基因，需要進一步進行相關研究。

3.3 四川小麥品種的抗旱能力逐漸提升

四川小麥主要分布于成都及周邊平原與川東北丘陵地帶，而近年的干旱逐漸成為影響四川小麥產量的主要自然災害之一。王相權等[11]與何員江等[12]通過選取一部分新品種（系）進行抗旱性研究，發現僅有個別品種的抗旱性較強，大部分品種的抗旱能力較弱，四川小麥抗旱整體水平較低。本研究選取的近年審定和參加區試品種，在春旱和冬干情況下抗旱較強品種均占樣本量的25%，表明近幾年四川小麥品種的抗旱能力逐漸提升。

4 結論

干旱脅迫使得小麥產量明顯降低，總體上冬干對產量的影響大于春旱對產量的影響，因此在生產上對易于出現冬干的地方更要提前進行抗旱品種的品種布局，降低干旱災害對小麥產量的影響。在冬干春旱同時發生地區選用本文研究得出的強抗旱品種有利于防范干旱所帶來的減產影響。南麥660、川麥104、川麥93和綿麥367品種（系）中可能攜帶有抗旱基因。因此，在選育具有抗旱品種時，可以選取具有潛在抗旱基因的資源材料，將耐旱基因轉移到目標品種中，不斷提高四川小麥抗旱水平，防范干旱災害所帶來的影響。

參考文獻

[1]??Siddique M R B ， Hamid A ， Islam M S . Drought stress effects on photosynthetic rate and leaf gas exchange of wheat[J]. Botanical Bulletin Academia Sinica Taipei， 1999， 40（2）：141-145.

[2]Wangxia W，Basia V，Arie A.Plant responses to drought， salinity and extreme temperatures：towards genetic engineering for stress tolerance [J].Planta，2003，218（1）：1-14.

[3]柴守璽.小麥抗旱生態分類中的主要農藝性狀[J].甘肅農業大學學報，2001，36（01）：112-118.

[4]冀天會，張燦軍，楊子光，孟麗梅，郭軍偉，張珂.小麥抗旱性鑒定方法及評價指標研究Ⅲ綜合評價指標的比較研究[J].中國農學通報，2007，23（10）：422-426.

[5]胡雯媚，王思宇，樊高瓊，等.西南麥區小麥品種苗期抗旱性鑒定及其指標篩選[J].麥類作物學報，2016，36（02）：182-189.

[6]胡福順.小麥遺傳資源研究[M].北京：中國農業大學出版社，1997：45-63.

[7]劉青松，肖宇，徐玉鵬，等.河北省10個小麥品種抗旱性研究[J].天津農業科學，2018，24（01）：54-58.

[8]許海霞，李偉，程西永，等.干旱脅迫對小麥農藝性狀的影響[J].中國農學通報，2008，24（03）：125-129.

[9]周淼平，余桂紅，孫曉波，等.基因槍共轉化將擬南芥DREB2A基因和bar基因導入小麥[J].江蘇農業學報，2009，25（06）：1224-1228.

[10]?[ZK（#]王相權，黃輝躍，王仕林，等.四川冬小麥新品種（系）抗旱性鑒定及分析[J].中國農學通報，2013，30（15）：39-45.

[11]何員江，任勇，周強，等.四川北部丘陵地區小麥新品種（系）抗旱性比較[J].四川農業科技，2018（03）：11-13.

（責任編輯 李媛媛）