西南麥區不同小麥品種（系）氮效率利用評價

關鍵詞：小麥（TriticumaestivumL.）；氮效率類型；產量；農藝性狀；西南麥區中圖分類號：S512.1 文獻標識碼：A文章編號：0439-8114（2025）07-0010-05DOI：10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2025.07.003開放科學（資源服務）標識碼（OSID）：

Evaluation of nitrogen efficient utilization of different wheat varieties（lines）in SouthwestWheatRegion

QIAO Xiang-mei，WANG Zhi-long1，LIULie'，CHENG Jia-sheng'，HUANG Ting-zhi’，CHENG Geng'， LIHong-yan2，XIAYan-bo3，WANG Zhi-weil

（1.Institutefodos，naefluraliesYnachtioalatIrovntCteug， China;2.Yimen County Planting Industry Development Service Center，Yimen 6511oo，Yunnan，China; 3.Yunnan Seed Management Station，Kunming 650o31，China）

Abstract：Afieldexperimentwasconducted tostudythediferencesofmainagronomictraits，yieldand SPADvalueof36wheat （TriticumaestumL.）varieties（lines）fromSouthwestWheatRegionundertwonitrogenlevelsofnonitrogenapplication（No）and normal nitrogen application （N1，pure nitrogen application rate of 135kg/hm² ），in order to provide reference for nitrogen-efficient wheatbreding.Basedonthegrainyield，thevarieties（lines）weredividedintothreetypes：highyieldtype，middleyieldtypeand lowyieldtype.Theaverage yieldofhigh yield typewas 7334.60kg/hm² ，which was1.70 times thatof lowyield type and1.27 times thatofthemidleyieldtype.Basedonyielddiferencsundertwonitrogenapplicationlevels，thewheatvareties（lines）werelssifiedintofourcategies：ual-ficnttye，low-fcienttyp，ig-fcientye，anddualineficnttye.Aogth 10varieties（lines）weredualefcienttpe，6varieties（lines）werehig--icienttype，7varieties（lines）werelow-Nfcint type，andl3varieties（lines）weredual-neffcientype.Teaverageyieldshowedsignificantdiferencesamongtefourtrogfficiencytypes，followingteoderofual-eficienttype，ig-ficenttye，ow-Nfiienttyeanddual-ieffienttefro hightolow.However，nosignificantdiferences wereobservedinspikeletnumber，leaf length，spikelength，andplantheightamong thesefourtypes.Yunmai83，Yunmai80，Chuanmai1648，Yunmai56，Chuanmai84，andYunmai68werenotonlydual-N-fficiencyvarieties（lines），butalsohighyieldvarieties（lines）.Consequently，thesevarietiescouldserveasnitrogen-effcientwheat germplasm resources for breeding applications.

Key words：wheat（TriticumaestiumL.）；nitrogen eficiency type；yield；agronomiccharacters；Southwest WheatRegion

隨著全球人口增長，糧食需求日益增加，農作物生產的可持續性和效率成為農業研究的熱點。小麥作為重要的糧食作物，其產量和品質受到氮素供應的顯著影響。培育氮高效小麥品種是節約化肥、降低生產成本、提高收益及發展綠色高效農業的有效途徑[1]。越來越多的研究者聚焦于氮高效品種的篩選和推廣，旨在通過提高小麥氮利用效率降低氮肥用量、穩定產量，進而緩解過量施氮引發的一系列環境問題[2]。因此，充分利用植物自身的營養遺傳特性，篩選氮效率高、耐低氮環境能力強的小麥品種是提高氮素利用效率、減少過量施氮引發的環境問題及節約礦質營養資源的有效途徑[3]

關于小麥氮高效品種的篩選及評價的研究較多。張恒等4采用隸屬函數法和系統聚類分析相結合的綜合評價方法，篩選出適宜在西南麥區種植的4個低氮高效型品種以及6個高氮高效型品種；張子豪等5利用灰色關聯度分析和聚類分析等方法，篩選出DH16、川麥104、鄂麥170、淮麥35和蘇麥188共5個適宜在江漢平原推廣種植的豐產高效小麥品種。宋曉等采用主成分分析方法篩選出西農979、許科168、中育1211等10個高產氮高效小麥品種。樊繼偉等依據正常施氮和不施氮2個氮素水平下各小麥品種產量表現，將黃淮麥區42個小麥品種劃分為氮素雙高效型、高氮高效型、低氮高效型和氮素雙低效型4個不同氮效率類型，篩選出瑞豐1號、連麥2號、山農28、山農22、濟麥44、陜農981、西農511共7個氮素雙高效小麥品種。對小麥品種氮素利用效率的評價，因地域和試驗操作不同，采用的指標和分析方法也不相同。中國小麥品種不斷更新，導致品種繁多復雜，根據氣候環境選擇適宜西南地區種植的高產氮高效小麥品種對提高西南麥區小麥氮肥利用效率具有重要的應用價值。本研究以西南麥區36個小麥品種（系）為材料，通過氮素2個水平的田間栽培試驗，鑒定小麥氮素利用效率差異，擬篩選出小麥氮高效品種（系），以達到降低生產成本、提高產量、減輕環境污染、推動農業可持續發展的目的。

1 材料與方法

1.1 試驗材料及試驗地概況

試驗材料為西南麥區育成的36個新品種（系），詳見表1。試驗于2021—2022年在云南省農業科學院嵩明科研基地進行，前作為玉米，土壤類型為黏王，全田平整，肥力均勻，排水方便。施種肥前采用五點取樣法采集土樣進行土壤基本養分檢測，基礎養分含量為速效氮 88.60mg/kg 速效磷 62.00mg/kg 、速效鉀 100.00mg/kg 。

1.2 試驗設計

采用兩因素完全隨機設計試驗，以36個小麥品種為因素A，以不施氮（NO）、正常施氮（N1，純氮用量 135kg/hm²） 2種氮水平為因素B，每個處理區間設置 2m 寬的隔離帶，其中N1為云南麥區小麥種植大田常規施氮量。2個處理 P₂O₅ 用量均為 75kg/ hm² ， K₂O 用量均為 45kg/hm² 。氮肥用尿素（N46% ），磷肥用過磷酸鈣 （P₂O₅12%） ，鉀肥用氯化鉀（ K₂O57% ）。磷、鉀和氮肥以種肥形式一次施入，全生育期不追施肥料，其余同常規田間管理。每個小區種植8行，行長 3.57m ，行距 23cm ，小區面積 6.67m² 重復3次。試驗于2021年11月2日播種，播種密度240萬粒 ?hm² ，人工條播。

表1小麥品種（系）名稱及選育單位

1.3 測定項目

1.3.1葉片SPAD 值測定選擇大小均勻、無病蟲害的葉片，于開花期測定旗葉SPAD值（葉綠素相對含量）。利用SPAD-502型葉綠素儀（Minolta，Japan）在晴天9：00—11：30進行測定，測定時用手持SPAD-502型葉綠素儀夾住葉片，沿葉脈方向慢慢移動，測定3次求平均值，每重復測定5莖。

1.3.2考種及成熟期測產于成熟期調查中間一行的穗數，取20株小麥進行考種（穗長、旗葉長度、株高、穗粒數），另全區收獲脫粒，稱取實際產量。

1.4 數據統計與分析

所得試驗數據用MicrosoftExcel2010處理并作圖，用DPS7.05軟件對數據進行統計分析，LSD法檢驗處理間的差異顯著性。

2 結果與分析

2.1 不同處理下小麥品種（系）子粒產量變化

2.1.1不同小麥品種（系）子粒產量的聚類分析對36個小麥品種（系）在2個施氮量下的平均產量進行聚類分析，將其劃分為高產品種（系）中產品種（系）和低產品種（系）3種類型（圖1）。結果表明，云麥83、云麥80、川麥1648、云麥56、川麥84和云麥68這6個品種（系）為高產品種（系），占品種（系）總數的16.67% ，產量范圍為 6847.83～8065.22kg/hm². 平均為 7334.60kg/hm² 。玉3-1、德D182等9個品種（系）為低產品種（系），占品種（系）總數的 25.00% ，產量范圍為 3217.39～4739.13kg/hm² ，平均為 4314.01kg/hm² 其余21個品種（系）為中產品種（系），占品種（系）總數的 58.33% ，產量范圍為 5195.65～6500.00kg/hm² 平均為 5758.80kg/hm² 。高產品種（系）的平均產量是低產品種（系）的1.70倍，是中產品種（系）的1.27倍。36份材料的產量呈“中間多兩邊少\"的特征，即高產品種（系）和低產品種（系）的數量少，特別是高產品種（系）數量最少，中產品種（系）的數量多，說明高產品種的選育有待進一步提高。

2.1.2不同小麥品種（系）氮效率類型劃分以施氮和不施氮2種處理下的產量做散點圖，并以2種施氮水平下的平均產量將36個小麥品種（系）劃分為4類（圖2），I類為雙高效型（EE，在2種氮水平下產量均高于相應處理均值），共10個，分別為云麥83、川麥1648、云麥56、云麥68、川輻20、云麥80、渝19002、川麥84、云麥77和云麥53，占品種（系）總數的 27.78% ；Ⅱ類為高氮高效型（IE，在施氮處理下產量高于該處理均值，不施氮處理下產量低于該處理均值），共6個，包括川糯麥1314、西科麥475、內麥805、蜀麥114、云麥79和川農32，占品種（系）總數的16.67% ;Ⅲ類為雙低效型（II，在2種施氮水平下產量均低于相應處理均值），共13個，包括云麥69、綿麥903、彌1583-72、渝1768、蜀麥1868、云麥78、德1729、云麥84、云雜24號、德D182、云麥86、臨麥23和玉3-1，占品種（系）總數的 36.11% IV 類為低氮高效型（EI，在不施氮處理下產量高于該處理均值，而施氮處理下則低于該處理均值），共7個，包括川麥88、川麥42、云麥93、云19D4-8、云麥76、川育31、滇19-15106，占品種（系）總數的 19.44% 。

圖1不同小麥品種（系）平均產量聚類結果

圖2不同氮水平下小麥子粒產量散點圖

2.2 不同氮效率類型小麥產量及農藝性狀的差異

由表2可知，4種氮效率類型的小麥施氮處理均較不施氮處理增產，除低氮高效型增產不顯著外，其余3種類型增產均達顯著水平（ _{（Plt;0.05）} ，其中高氮高效型增產幅度最大，達 57.26% ；雙高效型和雙低效型分別增產 19.04% 和 20.37% ；低氮高效型施氮較不施氮處理增產不顯著，僅增產 5.06% ，說明該類型的品種對氮肥反應不敏感，在氮素供應不足時亦能吸收利用更多的氮素，獲得較高的產量，適合低氮條件下種植，屬于耐低氮型。就不同氮效率類型而言，4種類型的平均產量表現為雙高效型 gt; 高氮高效型 gt; 低氮高效型 gt; 雙低效型，除高氮高效型與低氮高效型之間產量差異不顯著外，其余類型間產量差異均達顯著水平 （Plt;0.05） ；雙高效型較其余3種類型分別增產 17.82%.21.62% 和 48.65% ，增產幅度較大，因此，選用雙高效型小麥品種能大幅提高產量。

雙高效型、高氮高效型和雙低效型小麥在施氮處理下的穗粒數、穗長、葉長和株高均較不施氮處理高，說明施氮處理提高了這3種氮效率類型小麥的穗粒數、穗長、葉長和株高。低氮高效型小麥在不施氮處理下的穗粒數和葉長高于施氮處理。以上結果表明施氮處理顯著提高雙高效型、高氮高效型和雙低效型的產量是由于穗粒數、穗長、葉長及株高共同作用的結果，低氮高效型的增產途徑則不一致，導致增產不顯著。

2.3 不同氮效率類型小麥旗葉SPAD值差異

由圖3可知，4種氮效率類型的小麥旗葉SPAD值均表現為施氮處理顯著高于不施氮處理（ Plt; 0.05），說明增加氮肥投入可以有效提高小麥旗葉SPAD值。N1處理下，小麥旗葉SPAD值變幅為53.73～54.79，表現為低氮高效型 gt; 雙高效型 gt; 雙低效型 gt; 高氮高效型；NO處理下，小麥旗葉SPAD值變幅為50.50～51.56，表現為低氮高效型 gt; 雙低效型gt;雙高效型 gt; 高氮高效型。從不同氮處理的平均值來看，4種氮效率類型的小麥旗葉SPAD值表現為低氮高效型 . 雙低效型 |gt; 雙高效型 .gt; 高氮高效型，差異不顯著。

表2不同氮效率類型小麥產量及主要農藝性狀差異

注：同列數值后不同小寫字母表示氮處理間差異顯著 （Plt;0.05 ，不同大寫字母表示不同氮效率類型間差異顯著 _（Plt;0.05 ，

不同小寫字母表示氮處理間差異顯著（ Plt;0.05. ，不同大寫字母表示不同氮效率類型間差異顯著（ _Plt;0.05 一

圖3不同氮效率類型的小麥旗葉SPAD值差異

3 討論

3.1 小麥氮利用效率評價

評價氮高效的指標較多，不同研究者選用的評價指標也不盡相同，主要包括苗期干重[4.8]、成熟期產量[79]、不同生育期干物質累積及光合指標[3]、氮素積累量、氮素利用效率[10.1]等，其中產量是多數研究的主要劃分指標。如康利允等2根據施氮和不施氮2個水平下的產量差異，將不同甜瓜品種（系）的耐低氮能力劃分為4類，分別為雙高效型、低氮高效型、高氮高效型和雙低效型；丁永剛等[13]根據子粒產量和氮肥利用效率，通過系統聚類將品種分為高產高效、中產中效和低產低效3個類型。本研究以正常施氮和不施氮2種施氮水平下的平均產量將36個小麥品種（系）劃分為4類，云麥83、川麥1648、云麥56、云麥68、川輻20、云麥80、渝19002、川麥84、云麥77和云麥53為雙高效型，即在低氮和正常氮水平下產量均較高。其中，云麥83、云麥80、川麥1648、云麥56、川麥84和云麥68這6個品種不僅是氮素雙高效型品種，而且是高產型品種，可作為小麥氮素高效育種的親本材料，同時為小麥高產、高效生產提供依據。以往的研究結果顯示，云麥77的氮素吸收利用能力、生產效率和轉運利用效率均較好[4]，是耐低氮小麥種質[15]。本研究中，云麥77被劃分為雙高效型品種，在2種氮水平下產量均高于其均值，進一步證實該品種在低氮和高氮條件下均能高產，是1份氮高效種質。川糯麥1314、西科麥475、內麥805、蜀麥114、云麥79和川農32為高氮高效型品種，即在施氮處理下產量高于其均值，不施氮處理下產量低于其均值，說明此類品種對氮素的需求量較大，較高的氮素條件才能獲得高產。川麥88、川麥42、云麥93、云19D4-8、川育31、滇19-1106為低氮高效型品種，即在不施氮處理下產量高于其均值，而施氮處理下則低于其均值，說明這類品種具有耐貧瘠的能力，在土壤含氮量較低時，能夠獲得較高的產量。篩選出雙高效型和低氮高效型小麥品種，為云南省小麥綠色生產奠定良好基礎。

3.2 不同氮效率類型小麥品種農藝性狀的差異

氮高效品種較低效品種通常具有更高的氮吸收效率或者氮利用效率[9]。丁永剛等[13]的研究表明，高產高效型小麥實現高產是由于具有顯著高的總結實粒數，即穗數和穗粒數的協同增加，實現高效得益于高的氮肥吸收效率和氮肥生理利用效率。本研究表明，4種氮效率類型的平均產量表現為雙高效型gt;高氮高效型 gt; 低氮高效型 gt; 雙低效型，且差異顯著，但是穗粒數、穗長、葉長、株高和葉片SPAD值各類型之間總體間無顯著差異，這與丁永剛等13的研究結果不一致，這可能是由于小麥基因型和地域的不同而導致小麥的增產途徑不一致。Fitzgerald等[16]的研究指出，葉片SPAD值與作物氮素含量關系密切，氮高效型小麥品種具有較高的旗葉SPAD值[7，17]，本研究結果與之不一致，這可能是由于光照、溫度和降水等氣候條件的差異以及土壤類型、生育時期的不同造成的。4種氮效率類型的小麥品種在施氮處理下，產量和葉片SPAD值均顯著高于不施氮處理（低氮高效型產量除外），穗粒數、穗長、葉長和株高也呈增加趨勢，這與徐晴等的研究結果一致。

4 小結

通過聚類分析將品種分為高產型、中產型和低產型3個類型。基于2個施氮水平下的產量差異將不同小麥品種（系）劃分為4類，即雙高效型、低氮高效型、高氮高效型和雙低效型，其中10個品種（系）為雙高效型品種，6個品種（系）為高氮高效型，7個品種（系）為低氮高效型，13個品種（系）為雙低效型。其中，云麥83、云麥80、川麥1648、云麥56、川麥84和云麥68這6個品種不僅是氮素雙高效型品種，而且是高產型品種，因此，該類品種可作為氮高效小麥種質資源進行育種利用，同時也可為云南省高產高效小麥的推廣應用提供依據。

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（責任編輯 呂海霞）

收稿日期：2024-02-13

基金項目：云南省科技人才與平臺計劃-技術創新人才培養對象項目王志偉（202405AD350071）;國家農業重大科技項目（NK20220607）；國家現代農業產業技術體系專項（CARS-3）

作者簡介：喬祥梅（1987-），女，云南曲靖人，助理研究員，碩士，主要從事小麥遺傳育種及栽培研究，（電子信箱）363880209@qq.com;通信作者，王志偉（1985-），男，湖北松滋人，副研究員，碩士，主要從事小麥遺傳育種及栽培研究，（電子信箱） wzw0903@126.com 。