黃淮麥區冬小麥倒春寒抗性鑒定

范春燕 孟慶立 呂金倉 雷格麗 高 敏 郭艷萍

（1 陜西省寶雞市農業科學研究院，寶雞 724000；2 陜西寶雞迪興農業科技有限公司，眉縣 722302）

小麥生長發育期常遭受多種逆境的威脅，其中拔節孕穗期的倒春寒危害會造成不同程度的減產。黃淮麥區是中國第一大小麥主產區，近年來倒春寒呈現頻發趨勢[1-2]。2013年4 月中旬，安徽、河南出現極端低溫，造成200 萬hm2小麥減產；2018年4 月初，倒春寒再次大面積發生，小麥減產損失嚴重。

關于倒春寒對小麥生產的影響，國內學者開展了許多研究。如春季凍害對小麥生理生化方面的影響[3-6]，引起晚霜凍害的溫度[7]，小麥的凍害敏感期[8]，不同材料倒春寒抗性差異[9-11]等方面均有研究。對于小麥受倒春寒危害程度，薛輝等[11]以結實率和產量為評價指標。歐行奇等[12]以受凍穗率為評價指標，安曉東等[9]認為評價倒春寒發生的程度應當考察材料受害率（當地受害材料占全部材料數的比例）。面對黃淮麥區近年來倒春寒多發頻發、糧食安全需要抗逆穩產材料的現狀，以受凍穗率和材料受害率為評價指標，對近年來審定的冬小麥材料和參試品系在關中地區倒春寒重發年份的田間表現進行分析，旨在為小麥倒春寒抗性研究提供數據支撐，為小麥育種實踐提供參考。

1 材料與方法

1.1 試驗材料供試材料包含391 份小麥材料，為2009-2018年國家黃淮麥區審定的小麥材料或參試品系。

1.2 試驗地概況試驗于2017-2018年在寶雞市農科院試驗基地進行，試驗田塊地勢平坦，灌溉便利，前茬為白地。土壤質地為兩合土，每kg 土壤有機質含量平均值為14.44g、速效氮50.6mg、速效磷21.65mg、速效鉀150.53mg。基肥為龍蟒大地牌復混肥，氮磷鉀含量為25-15-5，施肥量為50kg/667m2，旋耕時一次施入。冬前12 月26 日灌水1 次。

1.3 氣象條件試驗地海拔680m，最冷月為1 月，平均氣溫-1.8℃。年平均日照時數2064.8h，日照率47%，平均無霜期214d，年平均降水量623.8mm。2018年3月11日出現最低氣溫2.8℃；21日出現最低氣溫1.8℃；月降水量58.3mm，比歷年同期偏多54%，降水分布在4-5 日、11-14 日、20 日和22-25 日。2018年4 月3 日13 時出現最高溫28.6℃；6-7 日大風降溫，7 日早晨出現最低氣溫-2.7℃，15 日出現2℃低溫。對試驗田小麥造成了大面積的凍害。氣象數據由岐山縣氣象局提供。

1.4 調查方法每份材料種植3 行，行距25cm，行長2m，播種密度為270 萬/hm2基本苗。抽穗7d 后隨機選50 穗，統計受凍穗數[2]，包括啞巴穗、白穗、半截穗、虛尖穗、缺位穗、空殼穗、疙瘩穗和再生穗。其余為正常穗。用Excel 2003 進行數據統計。具體計算公式如下。

2 結果與分析

2.1 不同省份材料受害情況從表1 可以看出，來自不同省份材料均遭受到不同程度的倒春寒危害，但材料受害率有一定差異，材料受害率從高到底依次是陜西、河南、安徽、江蘇、河北和山東。陜西和河南的供試材料表現出較高的受害率，分別為90.5%和88.1%。河北和山東材料與其他省份相比，材料受害率較低，都為43.5%，這2 個省比其他省份緯度高，小麥經歷過低溫環境下鍛煉和選擇，耐凍特性相對較好。

表1 不同省份小麥材料受害率

2.2 不同抽穗期材料受凍情況2018年春季小麥的抽穗期同常年相比，大都提早1～10d，4 月12-23日都有材料在抽穗。集中抽穗期在4 月15-18 日，以16 日抽穗材料最多。從表2 可以看出，不同抽穗期的材料都有受凍情況，材料受害率和受凍穗率與抽穗期沒有明顯的關系。說明在同一播期下材料抽穗期遲早與倒春寒抗性沒有明顯關系。

表2 不同抽穗期材料受凍情況

4 月19 日抽穗的材料受害率最高，為92.3%。其次是13 日和15 日抽穗的材料受害率較高。當年可能有2 次或多次的低溫導致倒春寒的發生，使不同抽穗期的材料都遭受了較大的危害。13-21 日之間抽穗的材料其材料受害率都在70%以上。

12 日抽穗的材料受害率較低，但其平均受凍穗率較高。19 日抽穗的材料受凍穗率最高，結合19日材料受害率看，這些材料遭受的倒春寒危害最大。23 日抽穗的材料受害率和受凍穗率最低，分別為33.3%和26.7%；22 日抽穗的材料受害率較低，可能發育進程特快或偏慢的材料具有一定的避倒春寒或耐倒春寒能力；抽穗極早或極晚的材料在本研究試驗材料中占比較少，其倒春寒抗性結果可能代表性不足。

2.3 抽穗期年際間變化與受凍穗率2018年小麥比2017年晚播10d（2017年秋播遇連陰雨，于20日播種），分析了2018年春天小麥抽穗期較2017年變化，從表3 可以看出，329 份小麥材料出現了抽穗期提前的情況，只有27 份材料抽穗期比上年度推遲，有35 份材料表現抽穗期穩定。當抽穗期推遲1～4d 時，平均受凍穗率變化從6.0%～76.0%。當抽穗期提前1～12d，平均受凍穗率變化從10.0%～48.3%。當抽穗期表現穩定，仍有31.3%的受凍穗率。這說明是否受凍及受凍穗率高低與抽穗期推遲或提前沒有明顯相關關系。

表3 抽穗期年際變化與供試小麥材料受凍穗率

2.4 不同受凍穗率材料占比按受凍穗率對391份試驗材料進行分級，由表4 可以看出沒有凍害的材料占總參試小麥材料數的18.9%，這些材料耐倒春寒能力好。受凍較輕的材料比例高，為29.1%，受凍穗率在1%～20%，耐倒春寒能力較好。受凍穗率在51%～60%之間的材料占比較大，為12.5%，這些材料的發育進程較一致，受到4 月7 日凌晨低溫凍害。其他級別的受凍穗率在整個參試材料中分布較一致。受凍穗率在81%～100%之間的材料僅占參試材料的8%，說明育種人員對倒春寒抗性選擇工作取得一定的成效，在倒春寒危害時，受凍穗率特別重的材料比例小。

表4 不同受凍穗率材料數量占比

2.5 小麥倒春寒抗性鑒定田間倒春寒抗性表現好（受凍穗率為0）的材料有74 份，有漯麥906、洛麥26、盈滿208、徐麥15135，山農538、煙農999、良星99、淮麥508 等（表5），這些材料表現為倒春寒發生后穗部基本完整，具有較好的抗性。在陜西關中地區，可選擇高產、優質、倒春寒抗性較強的材料西農511、西農810 等進行適期播種。其他材料倒春寒抗性（表6）供育種家參考，其中抗性較差的材料有鄭麥05706、豫教6號等，受害后出現較嚴重的啞巴穗、白穗。

表5 田間倒春寒抗性表現好的小麥材料

表6 不同受凍穗率的小麥材料

3 結論與討論

本試驗表明，來源于不同地區的材料受害率有一定的差異。河北、山東的材料在耐倒春寒性狀上表現較好。這與材料選育地的地理位置、自然環境條件、種植制度和常發災害不同，進而選擇重點不同有關。從材料受凍情況和抽穗期遲早來看，二者沒有明顯關系。在同一播期下，不同抽穗期的材料都有可能遭受倒春寒的危害，這與安曉東等[9]研究結果一致。材料受害率和受凍穗率相關不顯著（r=0.335），材料受害率高時，受凍穗率不一定高。二者結合能全面地反映農業生產所受倒春寒危害的普遍性和嚴重度。

在小麥生產中，倒春寒災害分為零上低溫冷害和零下低溫凍害兩種類型[13]。趙虹等[7]和安曉東等[9]研究認為黃淮麥區3 月下旬到4 月中上旬，4℃以下的低溫就會對小麥造成明顯凍害。在實踐中發現，在2018年春季發生的嚴重倒春寒危害中，雖然0℃以下低溫僅在4 月7 日早晨發生，但試驗結果顯示有3 個抽穗期的材料受害率都在90%以上，說明低溫凍害發生了2 次或多次，0℃以上低溫或劇烈降溫也有可能造成嚴重的倒春寒危害。2021年春季，3 月中下旬平均溫度都在5℃以上，但在下旬出現過最低氣溫-2.5℃；4 月上旬和中旬最低氣溫分別為4.7℃、4.3℃，大田生產和國家區域試驗中均發生了凍害，表現為上部小穗不孕或下部缺位小穗數多達5～8 個，灌漿后多數材料出現尖穗或者穗子中部缺粒等癥狀。說明小麥拔節期的低溫或孕穗期劇烈降溫也會對小麥造成明顯凍害。

2020年春季試驗田小麥多數材料開穎嚴重，且主要表現為開穎。調查發現其他小麥主產區如河南、山東、河北都遇到小麥抽穗后開穎現象。開穎雖然并未嚴重影響大田小麥產量，但致使種子純度難以保證，2021年小麥抽穗后穗層混雜現象非常突出。2020年氣象資料顯示，4 月上旬只有4 月6 日出現過2.5℃的低溫；3 月中旬和下旬出現過-2.8℃和2.4℃的低溫。所以，3 月中下旬和4 月上旬的低溫，會對小麥造成明顯凍害。

2021年4 月上中旬的最低溫度都在4℃以上，當最低氣溫是4.5℃或5℃時會不會對孕穗期的小麥造成傷害？還是3 月下旬拔節期的那次-2.5℃低溫起主要作用？所以，小麥從拔節到抽穗的發育進程對應不同時期、不同程度低溫，小麥倒春寒危害癥狀表現以及春季溫度波動幅度多大會引起凍害，都需要進一步研究。

歐行奇等[2]認為材料耐倒春寒能力強弱與6類性狀存在正相關，即材料的冬春性和抽穗期，材料生長發育的光溫反應特性，植株健壯度，越冬期抗寒性，穗部結實性，受害后的恢復能力，這6 類性狀可通過目測鑒定，對指導小麥耐倒春寒育種工作有一定的參考價值。本研究發現，抗倒春寒性狀與抽穗期遲早沒有明顯關系，且這些性狀并非完全決定倒春寒抗性，倒春寒的危害受多種因素影響，可結合材料的光周期反應、栽培條件、苗情等，對干旱+低溫、苗情+低溫、其他多重逆境疊加后不同小麥材料對春季低溫的抗耐性加以研究，以期指導育種。

本研究進行了單個地區單個凍害嚴重年份小麥倒春寒受害情況分析，這些小麥材料在多個凍害年份、其他地區及其受倒春寒危害后的表現，有待進一步研究。