西南麥區(qū)不同小麥品種（系）氮效率利用評(píng)價(jià)

關(guān)鍵詞：小麥（TriticumaestivumL.）；氮效率類型；產(chǎn)量；農(nóng)藝性狀；西南麥區(qū)中圖分類號(hào)：S512.1 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：0439-8114（2025）07-0010-05DOI：10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2025.07.003開放科學(xué)（資源服務(wù)）標(biāo)識(shí)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(zhǎng)，糧食需求日益增加，農(nóng)作物生產(chǎn)的可持續(xù)性和效率成為農(nóng)業(yè)研究的熱點(diǎn)。小麥作為重要的糧食作物，其產(chǎn)量和品質(zhì)受到氮素供應(yīng)的顯著影響。培育氮高效小麥品種是節(jié)約化肥、降低生產(chǎn)成本、提高收益及發(fā)展綠色高效農(nóng)業(yè)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(wěn)定產(chǎn)量，進(jìn)而緩解過量施氮引發(fā)的一系列環(huán)境問題[2]。因此，充分利用植物自身的營(yíng)養(yǎng)遺傳特性，篩選氮效率高、耐低氮環(huán)境能力強(qiáng)的小麥品種是提高氮素利用效率、減少過量施氮引發(fā)的環(huán)境問題及節(jié)約礦質(zhì)營(yíng)養(yǎng)資源的有效途徑[3]

關(guān)于小麥氮高效品種的篩選及評(píng)價(jià)的研究較多。張恒等4采用隸屬函數(shù)法和系統(tǒng)聚類分析相結(jié)合的綜合評(píng)價(jià)方法，篩選出適宜在西南麥區(qū)種植的4個(gè)低氮高效型品種以及6個(gè)高氮高效型品種；張子豪等5利用灰色關(guān)聯(lián)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(gè)適宜在江漢平原推廣種植的豐產(chǎn)高效小麥品種。宋曉等采用主成分分析方法篩選出西農(nóng)979、許科168、中育1211等10個(gè)高產(chǎn)氮高效小麥品種。樊繼偉等依據(jù)正常施氮和不施氮2個(gè)氮素水平下各小麥品種產(chǎn)量表現(xiàn)，將黃淮麥區(qū)42個(gè)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(gè)不同氮效率類型，篩選出瑞豐1號(hào)、連麥2號(hào)、山農(nóng)28、山農(nóng)22、濟(jì)麥44、陜農(nóng)981、西農(nóng)511共7個(gè)氮素雙高效小麥品種。對(duì)小麥品種氮素利用效率的評(píng)價(jià)，因地域和試驗(yàn)操作不同，采用的指標(biāo)和分析方法也不相同。中國(guó)小麥品種不斷更新，導(dǎo)致品種繁多復(fù)雜，根據(jù)氣候環(huán)境選擇適宜西南地區(qū)種植的高產(chǎn)氮高效小麥品種對(duì)提高西南麥區(qū)小麥氮肥利用效率具有重要的應(yīng)用價(jià)值。本研究以西南麥區(qū)36個(gè)小麥品種（系）為材料，通過氮素2個(gè)水平的田間栽培試驗(yàn)，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(dá)到降低生產(chǎn)成本、提高產(chǎn)量、減輕環(huán)境污染、推動(dòng)農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的目的。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料及試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)材料為西南麥區(qū)育成的36個(gè)新品種（系），詳見表1。試驗(yàn)于2021—2022年在云南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院嵩明科研基地進(jìn)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(diǎn)取樣法采集土樣進(jìn)行土壤基本養(yǎng)分檢測(cè)，基礎(chǔ)養(yǎng)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(yàn)設(shè)計(jì)

采用兩因素完全隨機(jī)設(shè)計(jì)試驗(yàn)，以36個(gè)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(gè)處理區(qū)間設(shè)置 2m 寬的隔離帶，其中N1為云南麥區(qū)小麥種植大田常規(guī)施氮量。2個(gè)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(guī)田間管理。每個(gè)小區(qū)種植8行，行長(zhǎng) 3.57m ，行距 23cm ，小區(qū)面積 6.67m² 重復(fù)3次。試驗(yàn)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(cè)定項(xiàng)目

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

1.3.2考種及成熟期測(cè)產(chǎn)于成熟期調(diào)查中間一行的穗數(shù)，取20株小麥進(jìn)行考種（穗長(zhǎng)、旗葉長(zhǎng)度、株高、穗粒數(shù)），另全區(qū)收獲脫粒，稱取實(shí)際產(chǎn)量。

1.4 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)與分析

所得試驗(yàn)數(shù)據(jù)用MicrosoftExcel2010處理并作圖，用DPS7.05軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，LSD法檢驗(yàn)處理間的差異顯著性。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同處理下小麥品種（系）子粒產(chǎn)量變化

2.1.1不同小麥品種（系）子粒產(chǎn)量的聚類分析對(duì)36個(gè)小麥品種（系）在2個(gè)施氮量下的平均產(chǎn)量進(jìn)行聚類分析，將其劃分為高產(chǎn)品種（系）中產(chǎn)品種（系）和低產(chǎn)品種（系）3種類型（圖1）。結(jié)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(gè)品種（系）為高產(chǎn)品種（系），占品種（系）總數(shù)的16.67% ，產(chǎn)量范圍為 6847.83～8065.22kg/hm². 平均為 7334.60kg/hm² 。玉3-1、德D182等9個(gè)品種（系）為低產(chǎn)品種（系），占品種（系）總數(shù)的 25.00% ，產(chǎn)量范圍為 3217.39～4739.13kg/hm² ，平均為 4314.01kg/hm² 其余21個(gè)品種（系）為中產(chǎn)品種（系），占品種（系）總數(shù)的 58.33% ，產(chǎn)量范圍為 5195.65～6500.00kg/hm² 平均為 5758.80kg/hm² 。高產(chǎn)品種（系）的平均產(chǎn)量是低產(chǎn)品種（系）的1.70倍，是中產(chǎn)品種（系）的1.27倍。36份材料的產(chǎn)量呈“中間多兩邊少\"的特征，即高產(chǎn)品種（系）和低產(chǎn)品種（系）的數(shù)量少，特別是高產(chǎn)品種（系）數(shù)量最少，中產(chǎn)品種（系）的數(shù)量多，說明高產(chǎn)品種的選育有待進(jìn)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(chǎn)量做散點(diǎn)圖，并以2種施氮水平下的平均產(chǎn)量將36個(gè)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(chǎn)量均高于相應(yīng)處理均值），共10個(gè)，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(shù)的 27.78% ；Ⅱ類為高氮高效型（IE，在施氮處理下產(chǎn)量高于該處理均值，不施氮處理下產(chǎn)量低于該處理均值），共6個(gè)，包括川糯麥1314、西科麥475、內(nèi)麥805、蜀麥114、云麥79和川農(nóng)32，占品種（系）總數(shù)的16.67% ;Ⅲ類為雙低效型（II，在2種施氮水平下產(chǎn)量均低于相應(yīng)處理均值），共13個(gè)，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(hào)、德D182、云麥86、臨麥23和玉3-1，占品種（系）總數(shù)的 36.11% IV 類為低氮高效型（EI，在不施氮處理下產(chǎn)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(gè)，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(shù)的 19.44% 。

圖1不同小麥品種（系）平均產(chǎn)量聚類結(jié)果

圖2不同氮水平下小麥子粒產(chǎn)量散點(diǎn)圖

2.2 不同氮效率類型小麥產(chǎn)量及農(nóng)藝性狀的差異

由表2可知，4種氮效率類型的小麥?zhǔn)┑幚砭^不施氮處理增產(chǎn)，除低氮高效型增產(chǎn)不顯著外，其余3種類型增產(chǎn)均達(dá)顯著水平（ _{（Plt;0.05）} ，其中高氮高效型增產(chǎn)幅度最大，達(dá) 57.26% ；雙高效型和雙低效型分別增產(chǎn) 19.04% 和 20.37% ；低氮高效型施氮較不施氮處理增產(chǎn)不顯著，僅增產(chǎn) 5.06% ，說明該類型的品種對(duì)氮肥反應(yīng)不敏感，在氮素供應(yīng)不足時(shí)亦能吸收利用更多的氮素，獲得較高的產(chǎn)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(chǎn)量表現(xiàn)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(chǎn)量差異不顯著外，其余類型間產(chǎn)量差異均達(dá)顯著水平 （Plt;0.05） ；雙高效型較其余3種類型分別增產(chǎn) 17.82%.21.62% 和 48.65% ，增產(chǎn)幅度較大，因此，選用雙高效型小麥品種能大幅提高產(chǎn)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(shù)、穗長(zhǎng)、葉長(zhǎng)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(shù)、穗長(zhǎng)、葉長(zhǎng)和株高。低氮高效型小麥在不施氮處理下的穗粒數(shù)和葉長(zhǎng)高于施氮處理。以上結(jié)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(chǎn)量是由于穗粒數(shù)、穗長(zhǎng)、葉長(zhǎng)及株高共同作用的結(jié)果，低氮高效型的增產(chǎn)途徑則不一致，導(dǎo)致增產(chǎn)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(xiàn)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(xiàn)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(xiàn)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(xiàn)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(chǎn)量及主要農(nóng)藝性狀差異

注：同列數(shù)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(píng)價(jià)

評(píng)價(jià)氮高效的指標(biāo)較多，不同研究者選用的評(píng)價(jià)指標(biāo)也不盡相同，主要包括苗期干重[4.8]、成熟期產(chǎn)量[79]、不同生育期干物質(zhì)累積及光合指標(biāo)[3]、氮素積累量、氮素利用效率[10.1]等，其中產(chǎn)量是多數(shù)研究的主要?jiǎng)澐种笜?biāo)。如康利允等2根據(jù)施氮和不施氮2個(gè)水平下的產(chǎn)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(jù)子粒產(chǎn)量和氮肥利用效率，通過系統(tǒng)聚類將品種分為高產(chǎn)高效、中產(chǎn)中效和低產(chǎn)低效3個(gè)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(chǎn)量將36個(gè)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(chǎn)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(gè)品種不僅是氮素雙高效型品種，而且是高產(chǎn)型品種，可作為小麥氮素高效育種的親本材料，同時(shí)為小麥高產(chǎn)、高效生產(chǎn)提供依據(jù)。以往的研究結(jié)果顯示，云麥77的氮素吸收利用能力、生產(chǎn)效率和轉(zhuǎn)運(yùn)利用效率均較好[4]，是耐低氮小麥種質(zhì)[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(chǎn)量均高于其均值，進(jìn)一步證實(shí)該品種在低氮和高氮條件下均能高產(chǎn)，是1份氮高效種質(zhì)。川糯麥1314、西科麥475、內(nèi)麥805、蜀麥114、云麥79和川農(nóng)32為高氮高效型品種，即在施氮處理下產(chǎn)量高于其均值，不施氮處理下產(chǎn)量低于其均值，說明此類品種對(duì)氮素的需求量較大，較高的氮素條件才能獲得高產(chǎn)。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(chǎn)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(shí)，能夠獲得較高的產(chǎn)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(chǎn)奠定良好基礎(chǔ)。

3.2 不同氮效率類型小麥品種農(nóng)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(chǎn)高效型小麥實(shí)現(xiàn)高產(chǎn)是由于具有顯著高的總結(jié)實(shí)粒數(shù)，即穗數(shù)和穗粒數(shù)的協(xié)同增加，實(shí)現(xiàn)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(chǎn)量表現(xiàn)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(shù)、穗長(zhǎng)、葉長(zhǎng)、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(jié)果不一致，這可能是由于小麥基因型和地域的不同而導(dǎo)致小麥的增產(chǎn)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(guān)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(jié)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(shí)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(chǎn)量和葉片SPAD值均顯著高于不施氮處理（低氮高效型產(chǎn)量除外），穗粒數(shù)、穗長(zhǎng)、葉長(zhǎng)和株高也呈增加趨勢(shì)，這與徐晴等的研究結(jié)果一致。

4 小結(jié)

通過聚類分析將品種分為高產(chǎn)型、中產(chǎn)型和低產(chǎn)型3個(gè)類型。基于2個(gè)施氮水平下的產(chǎn)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(gè)品種（系）為雙高效型品種，6個(gè)品種（系）為高氮高效型，7個(gè)品種（系）為低氮高效型，13個(gè)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(gè)品種不僅是氮素雙高效型品種，而且是高產(chǎn)型品種，因此，該類品種可作為氮高效小麥種質(zhì)資源進(jìn)行育種利用，同時(shí)也可為云南省高產(chǎn)高效小麥的推廣應(yīng)用提供依據(jù)。

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（責(zé)任編輯 呂海霞）

收稿日期：2024-02-13

基金項(xiàng)目：云南省科技人才與平臺(tái)計(jì)劃-技術(shù)創(chuàng)新人才培養(yǎng)對(duì)象項(xiàng)目王志偉（202405AD350071）;國(guó)家農(nóng)業(yè)重大科技項(xiàng)目（NK20220607）；國(guó)家現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系專項(xiàng)（CARS-3）

作者簡(jiǎn)介：?jiǎn)滔槊罚?987-），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 。