不同春小麥莖稈抗倒特性與產(chǎn)量相關性分析

中圖分類號：S512.1 文獻標識碼：A 文章編號：0488-5368（2025）07-0030-05

Correlation between Lodging Resistance Characteristics and Yield in Different Spring Wheat Stems

FAN Ming，ZHANG Shuangxi，ZENG Baoan，CHEN Jia，LI Hongxia （CropsResearch InstituteofNingxia AcademyofAgricultureandForestrySiences，Yinchuan，Ningxia75oo，China）

Abstract：To investigate the lodging resistance characteristics and yield differences among diffrent spring wheat lines，eight newly developed lines were used as experimental materials，with‘Ningchun 4’serving as the control.Stem morphological traits，mechanical strength，lodging resistance index，and yield -related parameters were measured and analyzed to clarify the relationship between lodging resistance and yield performance in spring wheat.The results showed that all eight lines exhibited lodging resistance indices higher than that ofthe control， ‘Ningchun 4’. Among them，lines 15M8887 and 15MJ424 demonstrated strong lodging resistance and high yield performance，whereas DN-646 and SM-17 showed weak lodging resistance and were prone to lodging under fieldconditions，with moderate yield performance.Corelation analysis revealed that yield was significantly positivelycorelatedwiththe thickness of the basal second internodeandoverallstemstrength，and showedahighly significant positive correlation with the breaking force and lodging resistance index of the basal second internode. In contrast，a significant negative correlation was observed between yield and the length ofthe basal second internode.Inaddition toselecting for high -yield potential，targeting traits such as moderate plant height，short and thick basal second internodes，and high stem mechanical strength is an effective strategy for improving wheat productivity and economic returns.

Key words：Spring wheat；Stem characteristics；Lodging resistance；Yield培技術的不斷發(fā)展，小麥的產(chǎn)量也在不斷提高，但是隨著生產(chǎn)中氮肥用量增加、氣候變化以及小麥品種抗倒伏能力下降等，小麥倒伏問題也日益嚴重。小麥發(fā)生倒伏會造成籽粒秖瘦，甚至發(fā)霉，使病害加重，嚴重影響產(chǎn)量和品質(zhì)1，同時加大機械收獲難度和增加成本。小麥倒伏既受莖稈高度的影響，還受莖稈自身形態(tài)特征的影響，莖稈形態(tài)和質(zhì)量的好壞，特別是莖稈基部莖節(jié)間的形態(tài)結(jié)構(gòu)和質(zhì)量對小麥抗倒性至關重要。一般認為株高越高，植株抗倒性越差，降低株高可以降低重心高度，從而提高抗倒伏能力[2]。在莖稈性狀中，基部節(jié)間實心度、粗度和節(jié)間壁厚是反映莖稈抗倒伏強度最好的性狀指標[3.4]。倒伏發(fā)生既與作物生長環(huán)境和生育時期有關，又和作物自身抗倒性密切相關，尤其莖稈的彈性和機械強度對抗倒伏起決定性作用。小麥倒伏多發(fā)生于莖稈基部，因此基部莖稈的性狀、機械強度大小可以反映出植株抗倒伏能力強弱[2，5] O

在小麥高產(chǎn)栽培中，隨著產(chǎn)量水平的提高，高產(chǎn)與倒伏的矛盾日益突出，倒伏成為限制小麥持續(xù)穩(wěn)產(chǎn)高產(chǎn)的重要因素[。生產(chǎn)上為了提高產(chǎn)量，通過增加小麥種植密度，加大肥料投入等措施來實現(xiàn)，然而，種植密度過大、水肥投人過多則會導致群體密度大，植株通風透光性差，莖稈纖弱，機械強度減弱，在小麥抽穗至成熟階段，如遇降雨刮風天氣會發(fā)生大面積倒伏，產(chǎn)量損失嚴重，甚至存在絕收的風險[5.7]。為防止小麥發(fā)生倒伏，生產(chǎn)中通過改變施肥配比，干濕控水，增施微量元素肥料或噴施如多效唑、矮壯素等生物調(diào)節(jié)劑來增加小麥的抗倒伏能力，盡管取得了較好的效果，但是存在實施技術難度大且費時、費工、成本高等缺點。因此，選育種植抗倒性能優(yōu)異的品種是最直接且經(jīng)濟有效的途徑。

本研究選取寧夏最新選育春小麥品系，針對不同品種莖稈抗倒伏特性及產(chǎn)量差異進行研究，明確春小麥品種高產(chǎn)與莖稈抗倒伏之間的關系，旨在為寧夏春小麥抗倒品種選育及高產(chǎn)防倒栽培提供參考和理論依據(jù)。

1材料與方法

1.1 供試材料

以寧夏近年來選育的具有高產(chǎn)潛力春小麥新品系15MJ424、15M8887、15ZM804、永085、永380、SM-17、Ny2014y60、DN-646為材料，以寧春4號（CK）為對照品種。試驗用種均由小麥研究室提供。

1.2 試驗設計

試驗于2022年在寧夏回族自治區(qū)青銅峽市良種繁殖場（ 106^°10^′E，38^°10^′N） 試驗園區(qū)進行，該地區(qū)屬中溫帶大陸性干旱氣候，海拔 1116m ，全年平均日照 2955h ，年平均氣溫 8.3～8.6^°C ，無霜期176d，年平均降水量 260.7mm 。試驗地土壤屬灌淤土土質(zhì)，肥力均勻，黃河水自流灌溉，灌排便利，試驗前 0～20cm 土層 pH8.78 ，有機質(zhì)含量15.2g/kg 全氮 0.9g/kg 、硝態(tài)氮 1.5mg/kg 、銨態(tài)氮3.6mg/kg 、速效磷 40.5mg/kg 、速效鉀212.6mg/kg 。試驗地前茬作物為甘藍。試驗采用單因素完全隨機區(qū)組設計，每個小區(qū)種植10行，行長8m ，行距 0.15m ，小區(qū)面積 12.0m² ，重復3次，相鄰小區(qū)間距 0.3m ，重復間間距 0.4m ，播種量按675萬粒/ hm² 計算。2月27日采用條播機播種，播深 3～5cm 。播種前結(jié)合整地，施足底肥，基施純 N250kg/hm² 、 P₂O₅ 180kg/hm² 和 K₂O 60kg/hm² 。全生育期澆水4次，分別在5月20日和6月10日采用 3% 啶蟲胱可溶性粉劑 100g/hm² 和 15% 三唑酮可濕性粉劑 900g/hm² 混合液進行噴霧，及時防治蚜蟲、白粉病及銹病的發(fā)生。7月14日收獲，其他田間管理措施同大田。

1.3 測定項目與方法

1.3.1 基本苗及最高總莖數(shù)調(diào)查 在小麥三葉一心時，各小區(qū)選擇長勢均勻的 1m 樣段做標記，測定基本苗數(shù)，重復3次，取其平均值作為最終測定值，在小麥不同生育期測定其總莖數(shù)。

1.3.2莖稈形態(tài)指標及測定方法灌漿后期，田間在每個處理中選擇長勢均勻一致的植株10株，將其連根挖出帶回室內(nèi)調(diào)查，取樣時防止莖稈折斷。首先將根部剪掉，對主莖長度、重心高度、莖稈機械強度、基部第1、2、3節(jié)間長度、莖粗和第2節(jié)間莖稈壁厚進行測量。重心高度為莖稈基部至平衡支點的距離；莖稈機械強度（抗折力）測定方法為：取基部第1、2節(jié)間，剝除葉鞘，兩端放于高50cm木架凹槽內(nèi)，在其中部掛一容器，向容器內(nèi)勻速加細沙，莖稈折斷時所用的細沙及容器的總重量即為莖科機械強度；基部第1、2、3節(jié)間長度、莖粗和第2節(jié)間莖稈壁厚分別采用直尺和游標卡尺測出，莖粗和莖稈壁厚均測量節(jié)間中部位置。莖稈抗倒伏指數(shù)一般采用公式計算：

莖稈抗倒伏指數(shù) Σ=Σ 莖稈機械強度/莖稈重心高度[2，7] 。1.3.3 莖稈強度測定乳熟期，田間在每處理中選取長勢均勻的植株10株，使用浙江托普云農(nóng)科技股份有限公司生產(chǎn)的YYD-1A型便攜式植物抗倒伏測定儀對莖稈強度進行測定。每個處理隨機選取3個樣點，測定儀測定位置為植株重心高度位置（根據(jù)室內(nèi)測定結(jié)果得出），所有處理每次儀器推壓方向保持一致，當植株和地面呈 45^° 角時（用量角器測定），記錄測定值，取3次重復平均值并換算成單株莖稈強度值作為最終測定值。

1.3.4田間倒伏狀況調(diào)查小麥灌漿后期，對各處理小區(qū)倒伏程度和倒伏面積進行調(diào)查。測定方法參照國家西北春麥區(qū)水地組區(qū)域試驗品種調(diào)查方法。

1.3.5產(chǎn)量要素及農(nóng)藝性狀調(diào)查小麥收獲前，各處理選取 1.0m² 樣方對穗數(shù)進行調(diào)查，并隨機選取30株帶回室內(nèi)，對穗長、穗粒數(shù)、穗粒重、千粒重進行調(diào)查。各小區(qū)單獨收獲進行脫粒測產(chǎn)。

1.4 數(shù)據(jù)處理

采用Excel2017和IBMSPSS20.0軟件對試驗數(shù)據(jù)進行整理及統(tǒng)計分析，采用Duncan新復極差法對差異顯著性水平進行檢驗。

2 結(jié)果與分析

2.1不同品種（系）莖稈形態(tài)特征及抗倒性能表現(xiàn)

對不同品種（系）莖稈形態(tài)特征測定見表1，結(jié)果表明，不同品種（系）的植株高度不同其重心高度也不相同。15ZM804株高最高為 94.9cm ，其重心高度為 55.3cm ，15MJ424株高最小為 81.5cm ，其重心高度為 51.2cm ，株高最高和最低相差13.4cm，且差異達到顯著水平，兩者重心高度相差4.1cm，差異顯著。不同品種（系）基部第1、2、3節(jié)間的長度、粗度不同，其從第1節(jié)間到第2、第3節(jié)間依次增長和變粗，且各品種（系）間差異不同。基部第一節(jié)間抗折力以15M8887最高，為13.26N，其次是永380、15MJ424、寧春4號、SM-17和永085，且此品種（系）間差異不顯著；DN-646為最小（10.53N），較CK低2.52N，兩者差異顯著。第2節(jié)間莖稈壁厚度參試8個品系間差異均不顯著，其中永085為最大，其次是Ny2014y60，分別較CK增加 0.18mm、0.16mm 。基部第2節(jié)間抗折力以15M8887最高（7.22N）， Ny2014y60 和15MJ424次之，且三者間差異不顯著，分別較CK（3.42N）高3.8N，3.15N，2.9N ，且與對照間差異均達顯著水平；15ZM804為參試品系中最低（3.66N），較CK高 0.24N ，且二者間差異不顯著。抗倒伏指數(shù)最高的是15M8887（ 0.126N/cm ），其次是15MJ424、Ny2014y60、永085，且4個品系間差異不顯著，分別較CK （0.066N/cm） 高 0. 060N/cm?0.057 N/cm0.046N/cm0.045N/cm ，均較對照差異達顯著水平，其余品系與對照差異均不顯著。

表1不同品種（系）莖稈形態(tài)特征

注：同列不同小寫字母分別表示不同處理在 Plt;0.05 水平差異顯著，下同。

2.2 不同品種（系）倒伏狀況及莖稈強度分析

小麥莖稈強度反映了植株在受外力傾斜 45^° 角度下的受力情況，由表2可以看出，15MJ424莖稈強度最大，為0.229N，其次是Ny2014y60（0.201N）、永085（0.199N），較CK分別高0.062N.0.034N.0.033N ，莖稈強度均與對照差異達到顯著水平；DN-646莖稈強度最小，為0.135N，較CK低 0.032N ，且達到顯著水平；其余品系莖稈強度都較CK增加，但兩者間差異均不顯著。田間倒伏狀況調(diào)查見表2，除DN-646發(fā)生輕度倒伏外，其余品種（系）均無倒伏現(xiàn)象。通過調(diào)查分析，不同品種（系）間在抗倒伏指數(shù)、莖稈強度及田間倒伏狀況等性狀指標上的差異及變化規(guī)律基本趨于一致，其結(jié)論相似。

表2不同品種（系）莖稈強度及倒伏狀況

2.3 不同品種（系）產(chǎn)量及其構(gòu)成因素比較分析

由表3可知，不同小麥品種（系）基本苗及最高總莖數(shù)不同，基本苗永085最高，DN-646最低，兩者間差異顯著；最高總莖數(shù)15ZM804為最高（1260.0萬） ?hm² ），最低為永380（1105.5萬 ?hm² ），最高和最低相差154.5萬 ?hm² ，兩者間差異顯著，且均與CK差異也達到顯著水平。成熟期單位面積收獲穗數(shù)以永308最高，其次是15MJ424和15M8887，DN-646和SM-17都低于對照，其中DN-646為最低，各品系除SM-17與CK間差異不顯著，其余均與CK差異顯著。穗粒數(shù)以永380最高，其次是永085，分別比CK多3.2粒、3.0粒；

最低為DN-646，為35.9粒，比CK少3.0粒，此3個品系與CK差異均顯著。千粒重以15MJ424最高 （45.9g） ，較CK高 2.2g ;最低為DN-646（ 42.2g） ，較CK減少 _1.5g ，千粒重最高和最低相差 3.7g ，且兩者均與CK差異達顯著。籽粒產(chǎn)量以15MJ424（ 9 097.5kg/hm² ）最高，其次是15M88878 937.0kg/hm² ），分別比CK增產(chǎn) 11.5%.9.5% ，增產(chǎn)顯著；Ny2014y60、永380、永085、15ZM804都較CK增產(chǎn)，且增產(chǎn)不顯著;DN-646和SM-17均較CK減產(chǎn)，減產(chǎn)不顯著，其中SM-17產(chǎn)量最低，較CK減產(chǎn) 1.9% 0

表3不同品種（系）總莖數(shù)、產(chǎn)量及其構(gòu)成因素

2.4莖稈抗倒伏性狀與產(chǎn)量相關性分析

通過對不同品種（系）莖稈抗倒性狀與產(chǎn)量及其構(gòu)成因素之間相關性分析（見表4），小麥株高和重心高度均與產(chǎn)量、千粒重呈負相關未達到顯著，第2節(jié)間長與穗數(shù)、千粒重、產(chǎn)量也呈負相關，說明小麥株高過高，其重心高度增加，易消耗過多的光合作用產(chǎn)物8，對粒重形成不利，適當?shù)闹旮邔Ξa(chǎn)量形成至關重要。第2節(jié)間粗與千粒重和產(chǎn)量呈顯著正相關，第2節(jié)間壁厚與穗數(shù)、千粒重和產(chǎn)量呈正相關未達顯著。第2節(jié)間抗折力和抗倒伏指數(shù)均與產(chǎn)量達極顯著正相關（ r=0. 840，r= 0.860），與千粒重和穗數(shù)呈正相關未達顯著；莖稈強度與穗數(shù)、千粒重和產(chǎn)量都呈顯著正相關。說明生產(chǎn)上可通過控制合理的播種密度和化學調(diào)控等科學的栽培管理措施，促使植株基部第2節(jié)間變粗、變短來提高穗數(shù)和粒重[5]，既可保證植株群體較高的抗倒伏能力，又有利于產(chǎn)量的增加，同時要注意肥水合理供給和促控技術的靈活運用，使得小麥的產(chǎn)量潛力能夠得到充分發(fā)揮。

表4莖稈抗倒性狀與產(chǎn)量性狀的相關系數(shù)

注：*表示在0.05水平差異顯著（ Plt;0.05 ）； ** 表示在0.01水平差異極顯著 （Plt;0.01） 。

3 結(jié)論與討論

小麥倒伏在生產(chǎn)中較常見，一般多為莖倒伏且多發(fā)生于基部第二節(jié)間，因此研究基部第二節(jié)間的莖稈形態(tài)特性可以更好反映小麥植株抗倒伏能力強弱[5]。小麥株高越矮，其莖稈的重心高度越低，則發(fā)生倒伏的幾率越小[2]，但評價小麥抗倒伏能力，不能僅以株高來論，要結(jié)合莖稈特性、抗倒伏指數(shù)等指標來進行綜合評價。本研究中，15M8887抗倒伏性能表現(xiàn)最好，15MJ424次之，兩者較其他品系株高相對較低，基部第二節(jié)間長度最短、抗折力較大，抗倒伏指數(shù)最大（0.126N/cm、0.123N/cm ），其莖稈強度分別為0.196N和0.229N，較CK差異均達顯著水平；15ZM804抗倒伏指數(shù)最低（0.067N/cm） ；DN-646莖稈強度最低為 0.135N ，較CK低0.032N，差異顯著。本研究表明小麥莖稈的機械強度是小麥莖稈抗倒伏性狀的綜合表現(xiàn)，是小麥倒伏指數(shù)的重要因素，這與姚金保等研究結(jié)論相同。孟令志[10]等研究表明，矮稈、基部節(jié)間較短、重心高度較低植株的抗倒伏性較強。魏鳳珍[1] 董琦[12]等研究指出，基部莖稈的厚度和第二節(jié)間長是影響倒伏的重要因素;陳亞蘭[13]等認為，品種選擇上應以第二節(jié)間粗而短，植株較矮為基本性狀。小麥倒伏后嚴重影響了小麥的正常灌漿，導致小麥產(chǎn)量三要素降低而減產(chǎn)[6，14]。本研究結(jié)果表明，產(chǎn)量與基部第2節(jié)間抗折力及植株莖稈強度和抗倒伏指數(shù)呈顯著或極顯著正相關，與植株高度和基部第2節(jié)間長呈負相關（ 、r=δ-0.530 ），這與胡衛(wèi)國[15]等研究結(jié)論相同。在小麥高產(chǎn)超高產(chǎn)育種中應把品種的抗倒伏性作為一個重要的選擇指標，要做到高產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)性同抗倒伏性兼顧，要通過選用抗倒品種并配合科學合理的栽培措施來促進小麥莖稈粗壯，增加其強度和抗折力，通過提高小麥的抗倒伏能力是取得高產(chǎn)的基礎和必要途徑之一。

本研究中8個品系抗倒伏指數(shù)都高于對照寧春4號，莖稈強度除DN-646小于對照外，其余品系都高于對照;DN-646和SM-17產(chǎn)量較CK減產(chǎn)，莖稈抗倒伏性能較差，田間發(fā)生倒伏風險較大；15ZM804、永085、永380和Ny2014y60產(chǎn)量均較CK增產(chǎn)，莖稈抗倒伏性能中等，田間存在一定的倒伏風險，生產(chǎn)中應適當控制群體大小，防止倒伏；15M8887和15MJ424產(chǎn)量分別較CK增產(chǎn) 11.5% 和 9.5% ，且抗倒伏能力較強，為選育的高產(chǎn)兼具抗倒型品系，可繼續(xù)下一步品種的審定及推廣種植。

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