不同春小麥品種在新疆旱作區產量形成的特征分析

摘 要：【目的】篩選出適合新疆旱作區種植和推廣的春小麥高產品種。

【方法】分析32個春小麥品種葉綠素含量、農藝性狀以及產量之間的差異，并利用相關性、主成分和聚類分析等方法綜合評價新疆春小麥耐旱性。

【結果】新春44號葉綠素含量最高，較對照品種新旱688提高11.92%；春小麥主要數量性狀變異系數為6.18%～28.75%，實收產量、單株生物量、不孕小穗數和千粒重4個指標遺傳變異豐富，改進潛力很大；新春44號產量最高為6 174.76 kg/hm2，較對照品種新旱688增產82.04%；實收產量與千粒重呈極顯著正相關（P lt;0.01），均與穗粒數和穗下莖長呈顯著正相關（P lt;0.05）；在遺傳距離12.5時分為5大類群，各類群性狀差異明顯，其中第Ⅱ類群新春44號的穗粒數和產量顯著高于其他類群。

【結論】新春44號的耐旱性最強，適宜在新疆旱作區種植及推廣。

關鍵詞：春小麥；旱作區；綜合評價；耐旱性

中圖分類號：S512.12 ""文獻標志碼：A ""文章編號：1001-4330（2025）01-0013-08

收稿日期（Received）：

2024-08-11

基金項目：

新疆維吾爾自治區“三農”骨干人才培養項目（2022SNGGNT062）；新疆維吾爾自治區重點研發計劃項目（2021B02002-1，2022B02001-3）；國家自然科學基金項目（31960379，51879267）；新疆維吾爾自治區“天山英才”人才培養項目；國家小麥產業技術體系烏魯木齊綜合試驗站（CARS-03-88）；新疆維吾爾自治區小麥產業技術體系項目（XJARS-01）

作者簡介：

陳慧（1998-），女，新疆人，碩士研究生，研究方向為小麥高產栽培，（E-mail）2570686286@qq.com

通信作者：

雷鈞杰（1972-），男，甘肅古浪人，研究員，博士，碩士生導師，研究方向為小麥高產栽培生理，（E-mail）leijunjie@sohu.com

畢海燕（1987-），女，甘肅人，高級農藝師，研究方向作物高產栽培，（E-mail）1063169358@qq.com

0 引 言

【研究意義】全世界有35%～40%的人口以小麥為主食［1］。我國新疆春小麥種植面積約25.33×104hm2，新疆旱作區以種植春小麥為主，水資源缺乏是限制小麥種植的關鍵因素，因此加強抗旱性研究對新疆旱作區小麥品種的推廣具有重要意義。【前人研究進展】劉鑫等［2］以152份大豆群體為材料，利用主成分分析方法，篩選出極端耐旱品種豐收七號。李春情等［3］以42個玉米主栽品種為材料，篩選出抗旱性較強的玉米品種遼單145和錦華150。時佳等［4］將16個新疆主栽春小麥品種聚類分為4種耐旱類型，其中強耐旱型3個，中耐旱型10個，弱耐旱型2個，旱敏感型1個。阿布都瓦斯提·買買提等［5］對7個冬小麥品種進行耐旱性試驗，篩選出強耐旱性品種新冬33號。【本研究切入點】目前小麥抗旱性鑒定主要是種子萌發、苗期和田間產量指標的研究［6～8］，而有關在新疆旱作區春小麥抗旱性研究鮮少報道。需分析篩選評價不同春小麥品種在新疆旱作區的適應性。【擬解決的關鍵問題】選擇32個春小麥品種，研究在旱作條件下其葉綠素含量、農藝性狀及產量之間的差異，篩選出適宜新疆旱地種植的春小麥品種，為培育適應干旱環境的春小麥新品種提供科學依據。

1 材料與方法

1.1 材 料

1.1.1 試驗地概況

試驗地位于新疆奇臺縣半截溝鎮小水山村，屬典型溫帶半濕潤山地氣候區，最高海拔3 800 m，最低海拔1 500 m，平均海拔2 200 m。年平均氣溫0.0～3.0℃，年降水量350～500 mm，年均相對濕度≥60％。

1.1.2 春小麥品種

選取32個春小麥品種作為供試材料，分別為龍麥60、新春44號、糧春142、龍墾401、隴春30號、龍麥16、龍墾403、隴春41、龍麥96、克春14109、龍麥67、蒙麥33、龍麥33、克春120833、克春4號、隴春27、定西40、龍春35、龍麥36、蒙麥22、克春130892、隴春44號、龍麥77、克春140243、核春115、墾紅14、龍春86、龍麥92、隴春8139、隴春35號、龍麥87和新旱688（對照，CK）。

1.2 方 法

1.2.1 試驗設計

采用隨機區組設計，32個供試品種設3次重復，小區長10.0 m、寬3.0 m，小區面積30.0m2，每個小區種15行，行距20 cm，走道寬40 cm，播種深度為3～5 cm，播種量為600×104粒/hm2，人工播種。2023年4月29日播種，2023年8月30日收。全生育期無灌溉，病蟲草防治等其他管理同常規大田。

1.2.2 測定指標

1.2.2.1 葉綠素SPAD值

于春小麥拔節期選取正常生長的小麥倒二葉，采用SPAD-502葉綠素測定儀（柯尼卡美能達，日本）測定小麥葉片葉綠素含量，每小區選取10株，每株葉片取3個不同部位測定，取平均值。

1.2.2.2 產量及其構成因素

于春小麥成熟期取樣，從各小區選取具有代表性的樣點1.5 m2（1.0 m×1.5 m）實收測產，各小區單打單收，人工脫粒，按照籽粒含水量13%折算出每公頃產量。每小區選取具有代表性的0.4 m2（1.0 m×0.4 m）植株，用于調查單株生物重、株高、穗長、莖長、穗粒數和千粒重。

1.3 數據處理

利用Excel 2019進行數據處理與作圖，使用SPSS 26.0數據處理系統進行方差、主成分和聚類分析，采用Origin2021軟件分析相關性及繪圖。

2 "結果與分析

2.1 不同春小麥品種葉片SPAD值比較

研究表明，各春小麥品種間SPAD值顯著差異，SPAD值為45.38～55.87，其中新春44號的SPAD值最高為55.87，較對照品種新旱688高11.92%，克春14109的SPAD值最低為45.38，較對照品種新旱688低8.44%。除蒙麥22、龍麥16、龍麥36、墾紅14、龍春92、克春140243、隴春27、龍春86、隴春8139、蒙麥33和克春14109較對照品種新旱688的SPAD值低外，其余20個春小麥品種均較對照品種新旱688的SPAD值高。圖1

2.2 不同春小麥品種數量性狀表型變異

研究表明，不同春小麥品種數量性狀的變異系數為6.18%～28.75%，各性狀品種間變異較大，其中實收產量的變異系數最大為28.75%，變幅為1 526.14～6 174.76 kg/hm2，總小穗數變異系數最小為6.18%，變幅為15.70～21.08個。數量性狀變異系數從大到小依次為實收產量gt;單株生物量gt;不孕小穗數gt;千粒重gt;倒二節間長gt;穗數gt;穗下莖長gt;穗粒數gt;株高gt;穗長gt;總小穗數。表1

2.3 不同春小麥品種產量及產量構成因素

研究表明，大部分春小麥品種間產量差異達顯著水平，產量變幅為1 526.14～6 174.76 kg/hm2，其中對照品種新旱688的產量為3 392.02 kg/hm2，排名17，排名前3的春小麥品種分別是新春44號、龍麥96和隴春27，產量分別為6 174.76、5 060.03 和4 891.49 kg/hm2，較對照品

種新旱688分別增產82.04%、49.17%和44.21%。龍春92產量最低為1 526.14 kg/hm2，較對照品種減產55.01%。

春小麥品種千粒重在13.48（龍麥36）～38.15g（龍麥96），穗粒數在為21.50（龍春92）～37.20個（定西40），穗數在404.88×104（龍春86）～782.50×104穗/hm2（墾紅14）。表2

2.4 產量構成因素與數量性狀的相關性

研究表明，不同春小麥品種實收產量與千粒重呈極顯著正相關（P lt; 0.01），相關系數為0.58；均與穗粒數和穗下莖長呈顯著正相關（Plt;0.05），相關系數分別為0.42和0.44；千粒重與穗數呈極顯著負相關（Plt;0.01），相關系數為-0.45；穗粒數與穗下莖長呈顯著正相關（Plt;0.05），相關系數為0.44，與不孕小穗數呈極顯著負相關（Plt;0.01），相關系數為-0.57，降低不孕小穗數可增加穗粒數，進而提高產量。圖2

2.5 主成分因子的方差貢獻率比較

研究表明，4個特征值大于1的主成分因子，分別命名為PC1、PC2、PC3、PC4，特征值分別為3.15、2.26、1.56和1.30，貢獻率分別為28.63%、20.54%、14.16%和11.81%，其累計總方差貢獻率達到75.15%。有14個春小麥品種的主成分綜合得分大于0，占比43.75%，其余18個春小麥品種的主成分綜合得分小于0，占比56.25%。其中新春44號主成分綜合得分最高為1.21，蒙麥33主成分綜合得分最低為-1.65。表3

2.6 聚類分析及綜合得分與排序

研究表明，當歐式距離為12.5時，可將32個參試春小麥品種聚為5類：第Ⅰ類為龍麥60、龍春86、龍春92和龍麥87，4個品種產量均值顯著低于其他群體；第Ⅱ類為新春44號，其特點是穗粒數和產量顯著高于其他類群；第Ⅲ類為糧春142、龍墾401、龍墾403、克春14109、龍麥67、龍麥33、克春4號、隴春27、龍春35、蒙麥22、克春130892、龍麥77、核春115、隴春8139和隴春35，15個品種的產量構成因素均值接近總體的平均水平；第Ⅳ類為隴春30號、龍麥16、蒙麥33、新旱688、克春120833、定西40、龍麥36、隴春44號、克春140243和墾紅14，10個品種千粒重均值顯著低于其他群體；第Ⅴ類為隴春41、龍麥96，2個品種千粒重均值顯著高于其他群體。表4，圖3

3 討 論3.1

小麥葉綠素含量與抗旱性密切相關，其含量高低可作為抗旱性的生理指標［9］。Gholizadeh等［10］研究發現，抗旱型小麥較干旱敏感型小麥具有更高的總葉綠素含量和光合速率，且抗旱型小麥產量較高。董成武等［11］研究發現，葉綠素含量越高小麥抗旱能力越高，也會促進小麥的光合作用，與試驗研究的結果相似，在試驗研究中新疆旱作區春小麥不同品種的葉綠素含量與產量之間存在一定的關系，新春44號葉綠素含量最高，產量也是最高。3.2

彭玉琳等［12］研究84份大麥種質變異系數，10個數量性狀中株高變異系數最小，單株產量的變異系數最大。宋全昊等［13］研究61份小麥種質變異系數，15個數量性狀中株高的變異系數最小，不育小穗數的變異系數最大。試驗研究發現，11個數量性狀中總小穗數（6.18%）變異系數較小，該性狀在一定程度上很難改變，其中實收產量（28.78%）、單株生物量（27.11%）、不孕小穗數（25.17%）、千粒重（22.80%）的變異系數較大，均在20.00%以上，4個性狀有很大的改進潛力，具有較大的遺傳變異，可以作為育種選擇的性狀。干旱是影響新疆小麥高產的重要因素，尤其是干旱在小麥灌漿期對于小麥籽粒形成的影響巨大［8］。小麥抗旱與否最終體現在籽粒產量方面，因此產量是最終切合實際的鑒定指標［5］。李劍峰等［14］研究表明，穗粒重和千粒重可作為耐旱性鑒定指標。徐銀萍等［15］研究表明，穗長、單株粒質量、穗粒數、單株粒數、產量可作為大麥種質資源成株期簡單、直觀的抗旱評價指標。畢紅園等［16］研究表明，產量、穗粒數、千粒質量、SOD活性、葉綠素含量、穗長6個指標作為小麥抗旱性評價的重要指標，其中產量可作為評價小麥抗旱性最重要的綜合抗旱指標。楊玉敏等［17］研究表明，單株籽粒產量、單株生物量、小穗數和單株分蘗數是小麥抗旱性評價較為直觀的農藝性狀。研究結果表明，實收產量與千粒重呈極顯著正相關（Plt;0.01），千粒重可以作為判斷耐旱性的重要指標。3.3

張彬等［18］對主要農藝性狀進行聚類分析，將18份小麥品系在歐氏距離為12.98時可以劃分為4個類群。李英杰等［19］對籽粒品質進行聚類分析，可將7個小麥品種劃分為3類。試驗研究基于產量及產量構成因素對32個不同春小麥品種進行聚類分析，在歐氏距離為12.5時可將32個不同春小麥品種分為5類，其中第Ⅱ類群僅有新春44號，其穗粒數和產量顯著高于其他類群，該品種在主成分綜合得分也最大。

4 結 論

在新疆旱作區環境條件下，新春44號產量最高為6 174.76 kg/hm2，龍春92產量最低為1 526.14 kg/hm2。新春44號的耐旱性最強，在旱作條件下種植該品種可增產增收。

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Yield formation characteristics of different spring wheat

varieties in dryland farming area of Xinjiang

CHEN Hui1， ZHANG Yongqiang2，BI Haiyan3，TANJun4，CHEN Chuanxin2，

XU Qijiang2，NIE Shihui2，YU Jianxin5，LU Dong5，LEI Junjie2

（1." College of Agronomy， Xinjiang Agricultural University， Urumqi 830052， China;2. Institute of Grain Crops， Xinjiang Academy of Agricultural Sciences， Urumqi 830091， China; 3. Rural Energy Workstation of Xinjiang Uygur Autonomous Region， Urumqi 830001， China; 4. Xinjiang Agricultural Radio and Television School， Urumqi 830063， China;5.Qitai County Agricultural Technology Extension Center， Qitai Xinjiang 831800， China）

Abstract：【Objective】 To screen out high-yield spring wheat varieties suitable for planting and promotion under rain-fed agriculture conditions in Xinjiang.

【Methods】" The chlorophyll content， agronomic traits and yield of 32 spring wheat varieties were determined， and the drought tolerance of spring wheat in Xinjiang was comprehensively evaluated by analysis of variance， correlation analysis， principal component analysis and cluster analysis.

【Results】 The chlorophyll content of Xinchun 44 was the highest， which was 11.92% higher than that of the control variety Xinhan 688. The coefficient of variation of the main quantitative traits of spring wheat ranged from 6.18% to 28.75%， and the four indexes of actual yield， biomass per plant， number of infertile spikelets and 1000-grain weight had rich genetic variation and great potential for improvement. The highest yield of Xinchun 44 was 6，174.76 kg/hm2， which was 82.04% higher than that of the control variety Xinhan 688.There was a significant positive correlation between the yield and 1000-grain weight （Plt; 0.01）， which were significantly positively correlated with the number of grains per panicle and stem length under panicle （Plt; 0. 05）. At the genetic distance of 12.5， it was divided into five major groups， and the traits of each group were significantly different， and the number of grains per spike and the yield of group II Xinchun 44 were significantly higher than those of other groups.

【Conclusion】" Considering comprehensively， it is considered that Xinchun 44 has the strongest drought tolerance and is suitable for planting and promotion in the dryland of Xinjiang. After comprehensive consideration， it is believed that Xinchun 44 drought resistance is the strongest and is suitable for planting and promotion in dry land in Xinjiang.

Key words：spring wheat; dry farming area;comprehensive evaluation； drought tolerance

Fund projects： \"Three Rural\" Backbone Talent Training Project of Xinjiang Uygur Autonomous Region （2022SNGGNT062）;Key R amp; D Program Project of Xinjiang Uygur Autonomous Region（2021B02002-1，2022B02001-3）;National Natural Science Foundation of China （31960379 and 51879267）; \"Tianshan Talents\" Talent Training Project of Xinjiang Uygur Autonomous Region; Urumqi Comprehensive Experimental Station of National Wheat Industry Technology System （CARS-03-88）; Wheat Industry Technology System Project of Xinjiang Uygur Autonomous Region （XJARS-01）

Correspondence author：LEI Junjie（1972-），male， from Gulang Gansu， researcher， Ph.D.， master's supervisor，research direction： the physiology of wheat high-yield cultivation， （E-mail）leijunjie@sohu.com

BI haiyan（1987-）， female， from Gansu， senior agronomist， research direction： high-yield cultivation of crops， （E-mail）1063169358@qq.com