高產抗旱節水高水效冬小麥品種鑒選研究

喬文君,楊 晗,楊 紅,李永鵬,馬玉詔,鐘苑寧,喬勻周,董寶娣

(1.中國科學院遺傳與發育生物學研究所農業資源研究中心/中國科學院農業水資源重點實驗室/河北省節水農業重點實驗室,河北石家莊050022;2.中國科學院大學,北京 100049)

河北省地處華北平原北部,屬溫帶大陸性季風氣候,是我國小麥主產地之一。由于降水不能滿足小麥生長發育對水分的需求,為了實現高產,抽提地下水灌溉成為該地區小麥生產中補充灌溉的主要方式,因此過度開采地下水非常普遍。隨著華北地區地下水超采問題日益受到重視,地下水壓采政策得以實施,相關部門因地、因時制宜,為農業生產制定了用水限額,嚴格限制農業用水[1-2],對區域小麥高產穩產提出了更高要求。

抗旱節水、高水效品種培育和鑒選是應對缺水問題、適應地下水壓采政策的重要途徑之一[3]。現代半干旱地區的農業發展不再以產量為單一目標,需要從全域的角度,在水土資源可持續利用的前提下合理確定農業發展方向[4]。如喬文臣[5]認為,培育衡育系小麥的核心在于篩選高水分利用效率的品種。目前,國內外對小麥品種抗旱節水和水分利用效率的篩選方法和指標已做了大量研究。孔祥飛等[6]通過比較不同小麥品種的產量、產量構成因素、抗旱指數、節水指數等相關指標,篩選出了適合在大興區推廣種植的節水小麥品種。Fisher[7]和Eberhart等[8]提出了以抗旱系數作為指標篩選抗旱品種。蘭巨生等[9]在抗旱系數的基礎上建立了抗旱指數,并以此鑒選抗旱節水小麥品種。隨后,吳振錄[10]提出高水效冬小麥品種鑒選指標產量-水分高效利用指數(YHWUEI)。總體來看,這些以產量或者以產量為單一標準建立的評價指標在篩選抗旱節水高水效品種的實際應用過程中有較大的局限性,篩選方法未綜合考慮耗水量和水分利用效率,需建立產量、耗水量和水分利用效率同步使用的篩選方法,以選出真正的高產抗旱、低耗水、高水效的品種。董寶娣[11]根據不同小麥品種的產量、耗水量和水分利用效率之間的差異,將19個品種分為不同類型。然而目前與產量、耗水量和水分利用效率相關的品種篩選研究仍顯不足,仍缺乏明確的鑒選抗旱節水、低耗水、高水效小麥品種的方法和指標,同時鑒選試驗多在盆栽或者旱棚中進行[12-13],無法完全代表田間的實際情況,以至于能夠用于抗旱節水高水效品種培育的小麥種質資源仍較缺乏。

本試驗以河北省境內選育的56個不同產量水平和耗水規律的小麥品種為材料,進行雨養旱作和常規灌溉處理,研究了不同處理下小麥產量、耗水量、WUE的差異,并對河北省境內培育的小麥品種進行了分類分析,探討通過產量、耗水量和水分利用效率來鑒選高產、抗旱節水、高水效小麥品種的可行性,同時通過相關性分析明確了影響小麥產量和WUE的主要農藝性狀,以期為小麥的節水增產和華北地區節水農業的可持續發展提供科學依據和理論指導。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況

本試驗在中國科學院欒城農業生態系統試驗站(114°11′ E,37°53′ N,海拔約為50 m)進行。試驗站位于華北平原北部,屬于半干旱半濕潤季風氣候區,主要種植方式為冬小麥(Triticumaestivum)-夏玉米(Zeamays)輪作一年兩熟,是我國的糧食主產區。該區多年降水量為450～600 mm,降水年際變化較大,季節分布不均,降水主要集中在7—9月,冬小麥生育期從第一年秋冬持續至次年6月份,這期間降水較少,僅為80～130 mm,遠低于小麥全生育期需水量,主要依靠地下水灌溉維持小麥高產穩產。本試驗于2019—2020年進行,試驗期間冬小麥生長季降水量為75.8 mm,逐天降水量如圖1所示,氣象數據來自于欒城農業生態系統試驗站氣象場。試驗站地勢平坦,土壤類型為褐土類黃土種,播種前試驗田有機質含量為1.2%,有效P、N、K含量分別為15、80和150 mg·kg-1,田間持水量為36%(v/v)。

圖1 2019—2020年研究區域冬小麥生育期降水量和溫度變化Fig.1 Changes of precipitation and temperature during the growing season of winter wheat in the study area from 2019 to 2020

1.2 試驗材料

試驗所用材料為56個不同耗水特性的冬小麥品種(表1),均為河北省選育。

表1 56個冬小麥供試品種的信息Table 1 Information of the 56 winter wheat varieties tested in the study

1.3 試驗設計

試驗采用裂區設計。其中,主區為水分,設置兩個水分條件,分別為全生育期不灌溉(雨養旱作,W0)和常規灌溉(灌溉兩次,W2),后者分別在拔節期(4月8日)和灌漿前期(5月18日)進行灌溉,每次灌水量為750 m3·hm-2;副區為品種,重復3次,品種經隨機排列后,在重復間保持一致的田間順序,小區面積為11.2 m2,品種間設置0.5 m寬的間隔,不同水分處理間設置2 m間隔防止相互影響。

試驗于2019年10月11日播種,基本苗為270萬株·hm-2。播種前底施純N 138 kg·hm-2、P2O5207 kg·hm-2和K2O 37.5 kg·hm-2,肥料采用尿素、磷酸二銨和氯化鉀,施肥后旋耕兩遍。采用小區播種機(ZXB-8,元氏縣昊卿農機具有限公司,河北石家莊)播種,行距17.5 cm。除灌水量外,其他管理措施按照當地大田田間管理進行。于2020年6月10收獲。

1.4 測定指標和方法

1.4.1 收獲期測產與考種

在冬小麥成熟時,分別在試驗小區中選取長勢一致的4行小麥收獲、晾干、脫粒和測產,取樣后用卷尺測量取樣長度(1.8～2.2 m),根據行長和行距計算取樣面積,根據收獲后的籽粒質量和取樣面積計算兩種水分處理下的產量,3次重復。收獲的同時,在各小區選取典型且長勢一致的完整小麥莖穗20個進行考種,調查植株高度、穗下節間長度、穗長、小穗數、不孕小穗數和穗粒數。

1.4.2 作物耗水量測定

在播種前和收獲后,于小麥行間每10 cm一層鉆取180 cm土樣,樣品封裝后帶回實驗室,用烘干法測定土壤含水量。通過水量平衡方程[14]計算作物耗水量(ET)。

ET=SWD+P+I-D+CR-R

式中,SWD指0～180 cm的土壤水分消耗量(mm)(初始土壤貯水量-收獲后土壤貯水量);I為灌水量(mm);D為根區的排水量;P為降水量(mm);CR為深層水上升到根區的毛細上升量;R代表徑流。因為灌水量和降水量較小,不足以滲透到地下180 cm以下,所以D和R可以不計。由于該試驗地地下水位埋深在48 m,所以CR也可以不計[15-16]。因此,ET公式可以變換為ET=SWD+P+I。

1.4.3 基于產量-水分高效利用指數(YHWUEI)的品種鑒選方法

DGYI=某品種旱地產量/所有參試品種旱地產量均值;WGYI=某品種水地產量/所有參試品種水地產量均值;YHWUEI=(DGYI+WGYI)/2。吳振錄[10]提出YHWUEI、DGYI和WGYI均大于1.05時則認為該品種為產量-高水效品種。

1.4.4 基于產量、耗水量、水分利用效率(GY-ET-WUE)指數的品種鑒選方法

本研究在干旱產量指數(DGYI)和豐水產量指數(WGYI)基礎上,引入干旱耗水量指數(DETI)、豐水耗水量指數(WETI)、干旱水分利用效率指數(DWUEI)、豐水水分利用效率指數(WWUEI)。DETI=所有參試品種旱地耗水量均值/某品種旱地耗水量;WETI=所有參試品種水地耗水量均值/某品種水地耗水量;DWUEI=某品種旱地WUE/所有參試品種旱地WUE均值;WWUEI=某品種水地WUE/所有參試品種水地WUE均值;WUE=GY/ET。GY代表冬小麥的產量。WGYI、DGYI、DWUEI、WWUEI、DETI、WETI值越高,表示品種的產量和水分利用效率越高,耗水量越少。高產低耗水高水效品種=(DGYI>1)∩(WGYI>1)∩(DETI>1)∩(WETI>1)∩(DWUEI>1)∩(WWUEI>1)。

1.5 數據分析

試驗數據采用Microsoft Excel 2016軟件進行整理和分析,使用裂區試驗設計的two-way ANOVA(Turkey)進行不同處理、不同類群間的差異顯著性檢驗,顯著水平為0.01和0.05。圖表繪制采用Origin Pro 2022軟件進行。

2 結果與分析

2.1 不同冬小麥品種的產量、耗水量和WUE

干旱脅迫對供試小麥材料的產量和耗水量影響顯著,但對WUE影響較小(圖2)。雨養旱作處理(W0)下小麥籽粒產量、耗水量和WUE均值分別比常規灌溉處理(W2)減少29.1%、20.3%和14.3%。

W0:雨養旱作;W2:常規灌溉。不同大小寫字母(A、B、a、b)分別表示兩種水分處理均值在0.01和0.05水平上差異極顯著。W0: Rain-fed and drought; W2:Two irrigation.Different capital and small letters(A,B,a,b) indicate significant difference between two water treatments at 0.01 and 0.05 levels, respeetively.圖2 兩種水分處理下不同冬小麥品種產量、耗水量和WUE的變化Fig.2 Variation in yield, ET, and WUE of different winter wheat varieties under two water treatments

2.1.1 不同冬小麥品種的產量

供試小麥品種間產量存在顯著差異,且雨養旱作條件下品種間產量差異顯著大于常規灌溉(圖2,圖3)。雨養旱作條件下,所有品種的平均產量為4 697.47 kg·hm-2,品種間變異系數為14.8%,最高產量(5 830.78 kg·hm-2)為最低產量(2 804.03 kg·hm-2)的2.1倍;常規灌溉條件下平均產量為6 625.32 kg·hm-2,品種間變異系數較小(7.6%),最高產量(8 097.94 kg·hm-2)為最低產量(5 662.43 kg·hm-2)的1.4倍。

W0:雨養旱作;W2:常規灌溉。圖4、5、7同。W0:Rain-fed and drought; W2:Two irrigation. The same in Fig.4, 5 and 7.圖3 兩種水分處理下不同冬小麥品種產量的分布圖Fig.3 Distribution diagram of yield of different winter wheat varieties under two treatments

供試小麥品種表現出一定的抗旱能力和豐產能力(圖3)。在所有供試的56個品種中,雨養旱作條件下,有35個品種產量介于4 500～5 500 kg·hm-2之間,占比62.5%;介于5 500～6 000 kg·hm-2之間的品種有5個,占比8.9%,分別是編號14、18、40、25、26;未見產量高于6 000 kg·hm-2的小麥品種;產量介于3 500～4 500 kg·hm-2之間的品種有12個,占比21.4%;產量低于3 000 kg·hm-2(極低產品種)僅有3個(占比5.4%)。在常規灌溉條件下,有41個品種(73.2%)的產量介于6 000～7 000 kg·hm-2之間,有4個品種的產量高于7 500 kg·hm-2(編號7、18、24、28);產量低于6 000 kg·hm-2的品種僅有4個(占比7.1%)。

2.1.2 不同冬小麥品種的耗水量

品種間耗水量也存在顯著差異,且雨養旱作下品種間耗水量差異小于常規灌溉(圖2,圖4)。雨養旱作下小麥全生育期平均耗水量為325.05 mm,品種間耗水量最大值比最小值高23.9%;常規灌溉下小麥全生育期平均耗水量為407.99 mm,品種間耗水量最大值比最小值高31.5%。

供試小麥品種表現出低耗水特性(圖4)。雨養旱作條件下,大部分品種的耗水量介于300～340 mm之間(40個,71.4%);有11個品種的耗水量介于340～360 mm之間,占比19.6%;只有1個品種(石麥19)的耗水量超過360 mm;耗水量極低(<300 mm)的品種有4個(編號6、12、20、29)。在常規灌溉條件下,大部分品種的耗水量介于360～440 mm之間(47個,83.9%),耗水量高于440 mm的品種有6個(編號5、8、22、33、34、44),占比10.7%;其中耗水量極低(<360 mm)的品種有3個(編號17、18、29),占比5.4%。

2.1.3 不同冬小麥品種的WUE

小麥品種間WUE存在顯著差異,且雨養旱作條件下小麥的WUE顯著小于常規灌溉(圖2,圖5)。雨養旱作條件下平均WUE為1.45 kg·m-3,品種間最大值(1.77 kg·m-3)為最小值(0.81 kg·m-3)的2.2倍;常規灌溉下平均WUE為1.70 kg·m-3,最大值(2.09 kg·m-3)為最小值(1.22 kg·m-3)的1.7倍。

圖5 兩種水分處理下不同冬小麥品種WUE的分布圖Fig.5 Distribution diagram of WUE of different winter wheat varieties under two water treatments

供試品種表現出一定的水分高效利用能力(圖5)。在雨養旱作條件下,WUE在1.23～1.65 kg·m-3之間的品種有38個,占全部品種的67.9%;WUE在1.65～1.86 kg·m-3之間的品種有12個,占比21.4%,分別是衡麥系列3個(編號12、14、18)、冀麥系列2個(編號40、43)、石麥系列3個(編號23、25、28)、中信麥系列3個(編號19、20、21)和科農1223(編號29);有6個品種的WUE低于1.23 kg·m-3。在常規灌溉條件下,WUE在1.52～1.82 kg·m-3之間的品種有38個,占比67.9%;WUE高于1.82 kg·m-3的品種有12個,包括衡麥系列5個(編號10、11、12、16、18),編號4、34、29、24、28、7、19;低于1.52 kg·m-3的品種有6個,占比10.7%。

2.2 高產抗旱節水高水效冬小麥品種的篩選

2.2.1 基于產量-水分高效利用指數的冬小麥品種篩選

依據產量-水分高效利用指數(YHWUEI)可從供試小麥品種篩選出GY-WH(GY-WUE-high)和GY-WL(GY-WUE-low)兩個類群。其中,GY-WH類群為產量-高水效品種組,該組干旱產量指數(DGYI)、豐水產量指數(WGYI)和產量-水分高效利用指數(YHWUEI)都高于1.05;GY-WL類群為產量-低水效品種組,該組DGYI、WGYI和YHWUEI都低于0.95(圖6,表2)。

表2 基于產量-水分高效利用指數劃分的不同類群冬小麥的產量、耗水量和WUETable 2 Descriptive statistics about yield, ET, and WUE of different groups of winter wheat screened by YHWUEI

圖6 基于產量-水分高效利用指數的冬小麥品種類群劃分Fig.6 Classification of winter wheat varieties based on YHWUEI

這兩個類群的產量、耗水量和WUE也不同(圖6,表2)。GY-WH類群共有8個品種,占總體品種的14.3%;在雨養旱作及常規灌溉條件下該類群平均產量分別為5 256.43和7 467.03 kg·hm-2,WUE分別為1.68 kg·m-3(1.53～1.77 kg·m-3)和1.93 kg·m-3(1.84～2.09 kg·m-3)。GY-WL類群有5個品種,約占品種總數的8.9%;在雨養旱作和常規灌溉條件下該類群平均產量、WUE均低于GY-WH類群,其中產量分別減少了31.3%和19.0%,WUE分別降低了33.4%和23.6%;該類群的耗水量與GY-WH類群差異不顯著。

2.2.2 基于產量、耗水量和WUE(GY-ET-WUE)指數的冬小麥品種篩選

依據干旱產量指數(DGYI)和豐水產量指數(WGYI),可將56個參試小麥品種劃分為豐水豐產-干旱低產、豐水豐產-干旱豐產、豐水低產-干旱低產、豐水低產-干旱豐產4個組別,其中可以認為豐水豐產-干旱豐產組的品種具備高產抗旱能力(圖7A,表3)。

表3 不同冬小麥類群的樣本數量、節水特征和品種組成Table 3 Number, traits and variety composition of different winter wheat groups

圖7 基于產量、耗水量和水分利用效率指數的冬小麥品種篩選結果Fig.7 Screening results of winter wheat varieties based on GY-ET-WUE index

依據干旱耗水量指數(DETI)和豐水耗水量指數(WETI),可將56個參試小麥品種劃分為豐水高耗水-干旱低耗水、豐水高耗水-干旱高耗水、豐水低耗水-干旱低耗水、豐水低耗水-干旱高耗水4個組別,其中豐水低耗水-干旱低耗水品種可以認為具有穩定的低耗水特性(圖7B,表3)。

依據干旱水分利用效率指數(DWUEI)和豐水水分利用效率指數(WWUEI),可將56個參試小麥品種劃分為豐水高水效-干旱高水效、豐水低水效-干旱高水效、豐水高水效-干旱低水效、豐水低水效-干旱低水效4個組別,其中豐水高水效-干旱高水效組的品種可以認為具有較高的水分利用能力(圖7C,表3)。

上述豐水豐產-干旱豐產、豐水低耗水-干旱低耗水、豐水高水效-干旱高水效3個組別分別有17、19和18個品種入選,選擇同時入選這3個組的品種共有8個,可認為其為高產抗旱-低耗水-高水效品種(圖7D,表3)。

從表4可以看出,通過干旱/豐水產量指數(DGYI/WGYI)篩選出的高產抗旱組品種的產量在雨養旱作和常規灌溉條件下分別為5 264.12和7 123.52 kg·hm-2,顯著高于其他品種,其具有穩定的高產特性;通過干旱/豐水耗水量指數(DETI/WETI)篩選出的低耗水品種的耗水量在雨養旱作和常規灌溉條件下分別為309.54和383.37 mm,顯著低于其他品種,具有穩定的低耗水量特性;通過干旱/豐水水分利用效率指數(DWUEI/WWUEI)篩選出的高水效品種的WUE在雨養旱作和常規灌溉條件下也均顯著高于其他品種,其具有穩定高水效的特征;同時入選這三組的8個品種的產量在雨養旱作條件下較其他品種平均增加13.5%,耗水量平均降低4.6%,WUE平均增加16.6%,而在常規灌溉條件下產量平均增加9.9%,耗水量平均降低7.7%,WUE平均增加10.6%。

表4 基于產量、耗水量和水分利用效率指數劃分的不同類群冬小麥產量、耗水量和WUETable 4 Descriptive statistics about yield, ET, and WUE of different winter wheat groups screened by GY-ET-WUE index

2.2.3 高產抗旱節水高水效冬小麥品種鑒選

綜合2.2.1、2.2.2部分的篩選結果,同時包含于所有組別中的品種有5個(圖8),分別為衡444(編號14)、衡H116021(編號18)、科農1223(編號29)、石麥28(編號28)和中信麥15(編號19)。在雨養旱作條件下,這5個品種的產量均大于5 100 kg·hm-2,耗水量均低于320 mm,WUE均大于1.6 kg·m-3,而在常規灌溉條件下,產量均高于7 100 kg·hm-2,耗水量均低于400 mm,WUE均大于1.8 kg·m-3,同時具備高產抗旱、節水、高水效的特征,可認為是高產抗旱-節水-高水效品種(圖8)。

圖8 高產抗旱節水高水效冬小麥品種鑒選Fig.8 Screening of winter wheat varieties for drought resistance, water-saving and high WUE

2.3 高產抗旱節水高水效小麥品種的特征

高產抗旱節水高水效小麥品種(優選組,5個冬小麥品種)除具有產量高、耗水量少、WUE高等明顯優勢外,其部分農藝特征與普通品種也有較大差異。經對56個品種2個水分處理的12個農藝性狀進行相關分析(圖9),雨養旱作條件下,小麥產量指數與穗下節長(r=0.66)、穗粒數(r=0.66)和株高(r=0.56)均呈極顯著正相關,與不孕小穗數呈極顯著負相關(r=-0.58);WUE與穗下節長(r=0.60)、穗粒數(r=0.65)和株高(r=0.44)均呈極顯著正相關,與不孕小穗數呈極顯著負相關(r=-0.62)。在雨養旱作條件下,優選組小麥的穗下節長、穗粒數、株高和不孕小穗數分別介于28～35粒、60～65 cm、15～20 cm和2～4個之間,其中穗下節長、穗粒數和株高較普通品種分別增加4.5%、10.7%和3.7%,不孕小穗數減少23.2%(圖10)。

*:P≤0.05; **:P≤0.01; ***:P≤0.001圖9 干旱/豐水產量指數、干旱/豐水耗水量指數和干旱/豐水WUE指數與農藝性狀的相關性Fig.9 Correlation among D/WYI, D/WETI, D/WWUEI, and the agronomic characteristics

圖10 不同類型冬小麥在雨養旱作條件下的農藝性狀Fig.10 Agronomic characteristics of different types of winter wheat under drought conditions

3 討論

解析作物對干旱脅迫的響應有助于高產抗旱和節水品種的培育和篩選[17],高水效品種的培育是缺水區保證產量的有效途徑[18]。本研究基于小麥應對干旱脅迫的不同響應機制,通過綜合分析產量、耗水量、WUE在干旱和豐水條件下的變化趨勢,篩選出高產抗旱節水高水效的冬小麥品種,并解析其農藝特征。

3.1 高產抗旱節水高水效冬小麥品種鑒選方法

根據本研究結果,推薦聯合使用產量-水分高效利用指數(YHWUEI)、產量-耗水量-水分利用效率(GY-ET-WUE)指數進行高產抗旱節水高水效品種篩選。本研究綜合兩種方法最終選出5個同時具備高產抗旱節水高水效特征的品種。然而,當兩種方法單獨使用時,都存在一定的不足。

方法一:通過吳振錄提出的產量-水分高效利用指數(YHWUEI)來篩選高水效品種[10]。本研究是對吳振錄方法的一個驗證,分類后通過統計分析發現,選出的高水效品種的產量和WUE都高于低水效品種,符合高水效品種的特征,但是用這種方法進行選擇時,只考慮了產量因素,未充分考慮耗水量和WUE,這樣選出的高水效品種雖平均耗水量少,但部分高耗水的品種也被選出來了。如,邯麥19(編號4)旱作耗水量335.50 mm,在所有品種中耗水量排名40;河農7106(編號34)豐水條件下耗水量449.00 mm,排名53;邢麥7號(編號7)豐水條件下435.09 mm,排名49。這說明這個方法更強調的是在干旱或者灌溉條件下的產量表現,一定程度上忽視了耗水量的高低。

方法二:基于產量、耗水量和WUE(GY-ET-WUE)指數的品種篩選。本方法成功篩選出8個具有高產抗旱、低耗水、高水效特征的品種,但這組品種中冀麥181(編號39)、衡4399(編號11)的旱地產量分別是4 927.89 kg·hm-2(23位次)和4 848.56 kg·hm-2(27位次),雖然位于圖7A的第二象限,具有豐水豐產、干旱也豐產的特征,但并不是高產品種,說明方法二在兼顧品種的產量、耗水量和WUE同時,主要強調了低耗水,容易選入一些非高產品種,更適合用來篩選在水資源更為短缺的地區種植的品種。

方法三:聯合使用產量-水分高效利用指數(YHWUEI)、產量-耗水量-WUE(GY-ET-WUE)指數進行品種篩選。對以上兩種方法結合使用,去掉了高耗水,產量較低的品種,篩選出5個優勢品種(衡444、衡H116021、科農1223、石麥28和中信麥15),在雨養旱作和常規灌溉條件下其平均產量分別為5 331.47和7 453.10 kg·hm-2,平均耗水量分別為307.1和376 mm,平均WUE分別為1.73和1.92 kg·m-3,同時具備抗旱、高產、低耗水、高水效的特征,可作為優勢品種在河北地區推廣使用,也證明了產量-水分高效利用指數(YHWUEI)、產量-耗水量-WUE(GY-ET-WUE)指數聯合使用,是保證品種篩選效果的重要保障。

3.2 高產抗旱節水高水效冬小麥品種性狀特征

國家重點研發計劃“七大農作物育種”項目于2019年實施,其目的是培育廣適的優質、高產、節水小麥新品種。在培育新品種的過程中存在后代篩選工作量大、篩選率低等情況[19-20],急需建立完善的高產優質節水品種的鑒選指標體系[21-22]。相關分析、分類分析是建立指標評判體系常采用的方法[23-25]。國內外的很多學者對作物高產、抗旱、節水、高水效的鑒選指標進行了深入的研究[26-29]。本研究通過相關分析找出與產量和WUE呈極顯著相關的農藝性狀后發現,在雨養旱作條件下,產量和WUE與農藝性狀具有更好的相關性,很多性狀在雨養旱作條件下呈極顯著相關,在灌溉條件下卻不存在相關性,如旱地不孕小穗數與產量和WUE呈極顯著負相關,但是水地不孕小穗數卻沒有顯著相關性。張永平等在節水條件下也獲得相似的結果[30]。這可能是因為只有在水分不足的情況下,才能最大程度的發揮作物自身抗旱節水的遺傳特性[31]。

分析雨養旱作條件下冬小麥的穗下節長、不孕小穗數、穗粒數、株高等四個性狀(與產量和WUE呈極顯著相關的性狀),可以發現優選組的性狀分布都較為集中,且這些指標在田間試驗中易于測量,可以根據這個特征在田間試驗中實現高產、抗旱節水、高水效品種的高效快速初篩,在田間試驗中可以重點關注雨養旱作條件下株高、穗下節長、不孕小穗數和穗粒數分別介于60～65 cm、15～20 cm、2～4個和28～35粒之間的品種。