河北省東部低平原區旱堿麥品種綜合評價

馮珺珩，徐玉鵬，閻旭東，滕霄，盧相義，肖宇，岳明強

（滄州市農林科學院，河北 滄州 061001）

我國的基本國情是人多地少，耕地面積少制約著我國農業的發展。2023 年我國鹽堿地面積約為1 億hm2，占國土總面積的10%[1]。鹽堿地土壤肥力低、易板結、鹽漬化嚴重、不宜灌溉，對農作物正常生長產生抑制作用[2，3]。滄州市鹽堿地面積3.04×105hm2，占全國鹽堿地總面積的0.03%，其中2.88×105hm2可用于耕種，占該市鹽堿地總面積的94.7%。因此，合理開發利用鹽堿地對提高我國糧食產量、緩解人口糧食短缺問題具有重要意義[3，4]。

小麥是河北省重要的糧食作物，2021 年產量為1.44×108t，占該省全年糧食總產量的37.9%[5]。近幾年，滄州地區因地制宜，開發出了特色產品旱堿麥面粉。旱堿麥是指利用濱海鹽堿地特殊土壤條件栽培的旱作冬小麥，旱堿麥生產出的面粉具有蛋白質含量高、濕面筋含量高、出粉率高的特點[6]。旱堿麥生產上，采用的是雨養旱作[7，8]。水分是影響冬小麥生長發育的主要因子之一，近年來科技工作者對旱堿麥栽培技術進行了研究，如起壟覆膜側播技術[9]、旱作溝播技術和起壟覆膜膜下栽培技術[10]，這些技術的核心內容是提高鹽堿地雨水富集能力、降低田間水分蒸發量，以保證冬小麥生育期內所需水分的供應[9，10]。旱堿麥生產用水僅依靠自然降水，產量一般維持在3 000～5 250 kg/hm2，顯著低于灌區的冬小麥產量[11，12]。因此，若想進一步提高旱堿麥產量，還需要篩選適宜河北省東部低平原區鹽堿地種植的旱堿麥品種。

在旱堿麥品種比較試驗中，主要關注株高、產量和品質。株高是評價小麥抗旱性的重要指標，與小麥的抗旱性和產量有關[13～15]。研究表明，孕穗期的穗長和小穗數為后期產量形成打下基礎[16]。小麥產量與分蘗數、小穗數和小穗結實率呈極顯著正相關，與不孕小穗數呈極顯著負相關[16]。此外，小麥子粒品質也不容忽視。蛋白質是影響小麥營養品質和加工品質的關鍵[17]，不同小麥品種的子粒蛋白質含量變異幅度較大[18]。在旱作條件下，水分也是影響蛋白質含量的重要因素[19，20]，適當降低土壤含水量有利于蛋白質的積累。因此，在旱堿麥品種比較試驗中，應關注小麥子粒的蛋白質含量。

在河北省東部低平原區鹽堿地土壤上，同時種植一定范圍內已經得到推廣應用的8 個小麥品種，通過比較其農藝性狀、產量和品質，旨為篩選出生態適應性強、適合該區種植的高產優質旱堿麥品種。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況

試驗在河北省東部低平原區的黃驊市常郭鎮李子扎村友和種植合作社試驗基地進行。試驗田土質為沙壤土，0～20 cm 耕層土壤基礎養分含量為有機質13.5 g/kg、堿解氮37.1 mg/kg、速效磷18.9 mg/kg、速效鉀140.2 mg/kg，鹽分含量3.26 g/kg，pH 值8.2。前茬作物為春玉米，收獲后秸稈全部粉碎還田。

1.2 試驗材料

試驗材料為在一定范圍內得到推廣應用的8 個優質旱堿麥品種，來源于7 家育種單位（表1）。

表1 試驗旱堿麥品種及其育種單位Table 1 Drought resistant and salt alkali tolerant wheat varieties tested and their breeding units

1.3 試驗方法

1.3.1 試驗設計 試驗設8 個旱堿麥品種處理，品種小區。小區面積30 m2（6 m×5 m），隨機區組排列，3次重復，小區間留寬1 m 的觀察道。

2021 年冬小麥播種前底施三元復合肥（N、P2O5、K2O 含量分別為18%、10%和12%）500 kg/hm2；10月在土壤濕潤時播種（以促進種子萌發），小麥行距20 cm，基本苗數量300 萬株/hm2。翌年，小麥開花前追施尿素（N 含量46%）300 kg/hm2，6 月收獲。小麥生產僅靠自然降水，不再進行人工灌溉，其他管理措施同大田生產。

1.3.2 測定項目與方法

1.3.2.1 小麥農藝性狀。在小麥成熟期進行指標測定。（1）小穗數、不孕小穗數和不孕小穗率。各小區均選取長勢基本一致的小麥20 株，調查小穗數和不孕小穗數，計算不孕小穗率（不孕小穗數/小穗數×100%）。（2）株高。各小區均選取長勢均勻一致的小麥10 株，在小麥自然生長狀態下，用卷尺測量株高（地表到小麥頂端的高度）。

1.3.2.2 小麥產量及其構成因子。在小麥成熟期進行指標測定。每小區均選定1 m×1 m 的取樣點3 個，收獲樣方內的全部小麥，測定產量。每小區均選取1 m雙行，統計總穗數，用游標卡尺測量穗長；連續選取麥穗15 個，統計穗粒數；選取1 000 個子粒稱重，測定千粒重。

1.3.2.3 蛋白質含量。取成熟期收獲的小麥子粒，利用磨粉機磨成全麥粉，過100 目網篩。準確稱取全麥粉0.2 g，利用H2SO4-H2O2消煮-凱氏定氮法，測定全氮含量。按照其0.57 計算得到小麥子粒的蛋白質含量。

1.3.3 數據統計分析 采用Microsoft Excel 2010 軟件進行數據統計和整理；采用SPSS Statistics 17.0 軟件的One-Way ANOVA 路徑的分析方法進行方差分析；采用R 語言Stats 包3.5.0 版的cor 函數進行相關性分析和熱圖生成。

2 結果與分析

2.1 參試旱堿麥品種的株高

參試小麥品種的株高為59.1～69.49 cm，其中，滄麥6005 株高最大，捷麥19 次之，二者差異不顯著，但均顯著＞其他6 個品種；而其他6 個品種的株高差異均不顯著（圖1）。表明參試旱堿麥品種的株高差異顯著，其中滄麥6005 和捷麥19 株高較大。

2.2 參試旱堿麥品種的穗部性狀

參試小麥品種的穗長為6.43～7.65 cm，其中，晉麥100 穗長最大且顯著＞除小偃155 外的其他6 個品種，滄麥6005 和捷麥20 的穗長較小，而其他4 個品種的穗長差異均不顯著；小穗數為15.30～19.53 個，其中泊麥7 號小穗數最多且顯著＞其他7 個品種，小偃156 和捷麥19 的小穗數較多，滄麥6005 和小偃155 的小穗數較少；不孕小穗數為1.06～3.79 個，其中捷麥19 的不孕小穗數最多，滄麥6005 次之，二者差異顯著，且均顯著＞其他品種，而銅麥6 號的不孕小穗數最少且顯著＜其他7 個品種；不孕小穗率為6.12%～23.01%，其中滄麥6005 的不孕小穗率最高，捷麥19 次之，二者差異顯著，且均顯著＞其他品種，而銅麥6 號的不孕小穗率最低且顯著＜其他7 個品種（表2）。表明參試旱堿麥品種的穗部性狀差異顯著，其中晉麥100 和小偃155 穗長較大，泊麥7 號、小偃156 和捷麥19 小穗數較多，捷麥19 和滄麥6005 不孕小穗數和不孕小穗率明顯較高。

表2 不同品種小麥的穗部性狀Table 2 Spike traits of different varieties of wheat

2.3 參試旱堿麥品種的產量及其構成因子

參試小麥品種的單位面積穗數為392.52 萬～589.40 萬個/hm2，除泊麥7 號和銅麥6 號明顯較少外，其他6 個品種差異均不顯著，其中捷麥19 的單位面積穗數最多；穗粒數為26.99～34.70 個，穗粒數超過30個的品種依次是泊麥7 號、小偃156 和捷麥20，三者差異均達到了顯著水平，且均顯著＞其他品種；千粒重為35.81～39.93 g，其中捷麥19 千粒重最大且顯著＞其他7 個品種，其次是小偃156、小偃155、滄麥6005 和捷麥20 且四者差異均不顯著；產量為2 880.5～4 951.3 kg/hm2，其中捷麥19 產量最高，其次是小偃156 和捷麥20，三者產量均＞4 500 kg/hm2且差異不顯著（表3）。表明參試旱堿麥品種的產量及其構成因子均差異顯著，其中捷麥19、小偃156 和捷麥20 產量較高，均超過4 500 kg/hm2。

表3 不同小麥品種的產量及其構成因子Table 3 Yield and its components of different wheat varieties

2.4 參試旱堿麥品種的粗蛋白含量

根據優質小麥的分級標準，蛋白質含量高于12.2%的小麥屬于優質小麥[21]。參試小麥品種的粗蛋白含量為10.05%～14.18%，其中，小偃156 的粗蛋白含量最高，且顯著＞其他品種；其次是小偃155，粗蛋白含量為12.21%，也符合優質小麥的蛋白質含量標準；其他6 個小麥品種的粗蛋白含量為10.05%～11.65%，均未達到優質小麥蛋白質含量標準（圖2）。表明參試旱堿麥品種的粗蛋白含量差異顯著，其中小偃156 和小偃155 的粗蛋白含量達到了優質小麥水平。

圖2 不同小麥品種的粗蛋白含量Fig.2 Crude protein content of different wheat varieties

2.5 參試旱堿麥品種各農藝性狀和產量構成因子與產量的相關性分析

小麥產量構成三因子中，千粒重和單位面積穗數與產量呈一定的正相關，相關系數分別為0.667 和0.601；5 個農藝性狀中，株高、不孕小穗數和不孕小穗率與產量呈正相關，但相關性較弱，相關系數分別為0.300、0.348 和0.362（圖3）。值得注意的是，株高與不孕小穗數和不孕小穗率呈較強的正相關，相關系數分別達到0.759 和0.813；小穗數與穗粒數呈較強的正相關，相關系數為0.773。

圖3 小麥農藝性狀和產量構成因子與產量的相關系數Fig.3 Correlation coefficients of agronomic traits and yield components and yield of wheat

3 結論與討論

3.1 討論

3.1.1 旱堿麥品種的抗旱性分析 本研究選用的8 個小麥品種均為優質旱堿麥品種，且在一定范圍內得到了推廣應用。目前，學術界對小麥抗旱性的表述有2種觀點：一種認為，小麥的抗旱性可以用干旱脅迫系數表示，即小麥抗旱能力的強弱，與其在干旱條件下株高的下降幅度有關[14，22]；另一種則認為，旱生條件下，小麥的株高與抗旱性呈極顯著正相關[15]。本研究的品種比較試驗是在鹽堿耕地上進行的，小麥全生育期內均未澆水，符合旱作栽培條件。試驗結果顯示，參試的8 個旱堿麥品種中，滄麥6005 和捷麥19 的株高顯著高于其他6 個品種。因此，從抗旱性方面考慮，應優先關注滄麥6005 和捷麥19。

在小麥生育期內穗部性狀對后期產量形成起到關鍵作用。本研究中，不孕小穗數和不孕小穗率均與產量相關性不強。研究表明，干旱條件下，小麥的物質轉運會受到抑制，最終影響產量的形成[23]。在鹽堿地種植產量形成潛力高的小麥品種，很可能會受到水分不足的影響，難以發揮其全部的生產潛力實現高產。因此，在旱堿麥品種比較試驗中，不孕小穗數和不孕小穗率對后期產量的形成不具備參考意義。值得注意的是，本研究條件下，不孕小穗數和不孕小穗率與株高均呈較強的正相關，相關系數分別達到0.759 和0.813。這可能是抗旱性較強的小麥在遇到水分脅迫時，更易形成一定數量的不孕小穗，以保證其他小穗正常的水分供應，提高子粒的灌漿程度和干旱條件下物種的生存能力，是一種生物保護機制。因此，除株高外，不孕小穗數和不孕小穗率在一定程度上可以表征不同品種旱堿麥的抗旱性。

3.1.2 旱堿麥品種的產量和蛋白質含量分析 在雨養旱作條件下，8 個參試旱堿麥品種的產量存在顯著差異，其中捷麥19 和小偃156 產量較高；相關分析結果表明，產量受千粒重和單位面積穗數影響較大。研究表明，適當提高干旱地區小麥的群體數量，有利于提高產量[24]。因此，在旱堿麥品種比較試驗中應關注群體數量，保證后期形成產量優勢。對2010～2017 年不同降水年型下的小麥產量構成因子進行分析發現，千粒重最高值易出現在降水量前多后少的年型，而在均衡降水年型則表現較低[25]。所以，適當的干旱可以提高小麥千粒重，這與前人觀點一致。捷麥19 和小偃156 群體數量大，千粒重和產量高，可以作為旱堿麥栽培的優選品種。

小麥蛋白質含量受水分影響較大，適當干旱有利于提高小麥的蛋白質含量，但過度干旱會使子粒蛋白質含量升高受到抑制[26]。在雨養旱作條件下，8 個參試旱堿麥品種的蛋白質含量存在顯著差異，其中小偃156的蛋白質含量最高，小偃155 次之，蛋白質含量分別為14.18%和12.21%。根據優質小麥的分級標準[21]，小偃156 和小偃155 的蛋白質含量符合優質小麥標準，而其他6 個品種的小麥蛋白質含量均未達標。

綜上所述，在鹽堿地種植捷麥19 和小偃156 可以獲得較高產量，但2 個品種在抗旱性和品質方面表現不同，其中捷麥19 抗旱性較強，小偃156 子粒蛋白質含量較高。因此，在河北省東部低平原區種植旱堿麥時應關注當地的降水量。在降水量多的地區或年份，可以追求旱堿麥的產量和品質，推薦種植小偃156；反之，則需要種植抗旱性強、產量穩定的旱堿麥品種捷麥19。

3.2 結論

在鹽分含量3.26 g/kg 的鹽堿地上，選用在一定范圍內得到推廣和應用的8 個優質旱堿麥品種進行品種比較試驗，結果表明，捷麥19 和小偃156 產量較高，生態適應性強，為適合河北省東部低平原區種植的旱堿麥優選品種。在降水量多的地區或年份，可以追求旱堿麥的產量和品質，推薦種植小偃156；反之，則推薦種植抗旱性強、產量穩定的捷麥19。