楊進(jìn)文，元建芳，王曙光，孫黛珍，史雨剛，徐 敏，陳衛(wèi)國

（1.山西農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)學(xué)院，山西太谷030801；2.山西省農(nóng)業(yè)廣播電視學(xué)校晉城分校，山西晉城048000；3.山西農(nóng)業(yè)大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院，山西太谷030801）

由于全球氣候的變化，水資源變得日益貧乏，影響了作物的正常生長發(fā)育。在我國，特別是山西的大部分地區(qū)常常受到干旱的脅迫，這已成為限制作物生產(chǎn)的主要非生物因素之一。雖然通過灌溉可在一定程度上緩解干旱帶來的危害，但灌溉會(huì)引起土壤鹽堿化、土壤板結(jié)。因此，選育抗旱品種就成為解決干旱脅迫的主要途徑之一。張正斌等[1-2]提出，小麥抗旱育種的目標(biāo)不僅要求品種具有較好的穩(wěn)產(chǎn)性，而且要具有較大的增產(chǎn)潛力，達(dá)到高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)。金善寶等[3]研究認(rèn)為，作物的抗旱性是一項(xiàng)復(fù)雜的生物性狀，主要反映在一系列生理和形態(tài)變化上以及生長發(fā)育的節(jié)奏與農(nóng)業(yè)氣候因素變化相配合的程度，但最終還是通過產(chǎn)量來體現(xiàn)。小麥品種的抗旱性是一個(gè)復(fù)雜的性狀，是植株在干旱時(shí)通過本身的抗旱特性來抵抗干旱脅迫而提高產(chǎn)量[4-5]。不同小麥品種間抗旱性的差異及抗旱方式的多樣化，為抗旱親本的選育增加了難度[6]。

目前，國內(nèi)外學(xué)者對(duì)小麥抗旱性的鑒定方法已進(jìn)行了大量的研究，并提出了許多好的鑒定方法[7-14]。王曙光等[15]利用模糊隸屬函數(shù)與抗旱系數(shù)相結(jié)合的方法對(duì)小麥品種苗期的抗旱性進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)，并提出了對(duì)苗期抗旱性鑒定的一種有效方法。而對(duì)于一些快速有效的抗旱指標(biāo)測定是進(jìn)行抗旱性鑒定的關(guān)鍵。生物抗旱指標(biāo)對(duì)于鑒定小麥抗旱性具有直觀、簡單、容易測量的特點(diǎn)，為小麥抗旱種質(zhì)的鑒定和抗旱育種的選擇提供了一定的參考價(jià)值。農(nóng)業(yè)抗旱指標(biāo)（產(chǎn)量指標(biāo)）是鑒定小麥抗旱性最主要的指標(biāo)，是小麥區(qū)域試驗(yàn)和生產(chǎn)試驗(yàn)中抗旱性鑒定的最佳指標(biāo)[16]，常見的主要有抗旱系數(shù)、干旱敏感指數(shù)、抗旱指數(shù)以及性狀抗旱指數(shù)。

本研究從國際玉米小麥改良中心（CIMMYT）的GCP項(xiàng)目組提供的292份旱地春小麥品系中隨機(jī)選取28份，采用田間直接鑒定法，比較水旱2種條件下不同品種產(chǎn)量以及產(chǎn)量構(gòu)成因素的變化，采用抗旱系數(shù)、抗旱指數(shù)評(píng)價(jià)品種的抗旱性，以期為春小麥的抗旱育種提供理論依據(jù)。

1 材料和方法

1.1 供試材料

28份春小麥品系編號(hào)分別為9607，9725，9628，9693，9738，9746，9611，9614，9633，9637，9643，9646，9649，9655，9656，9658，9662，9669，9681，9696，9698，9700，9725，9728，9742，9610，9693，9654。同時(shí)以山西省抗旱性較強(qiáng)的品種晉麥33號(hào)為對(duì)照。

1.2 試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)于2011—2012年度在山西農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)作站小麥試驗(yàn)田內(nèi)進(jìn)行。土壤為沙質(zhì)土，播前澆足底墑水，施復(fù)合肥495 kg/hm2，氮磷鉀總量為46%。旱地整個(gè)生育期不澆水，降雨量為100 mm。水地分別在越冬前、返青期、拔節(jié)期、抽穗期、灌漿中期進(jìn)行灌溉，每次灌溉量為650 m3/hm2。

1.3 試驗(yàn)方法

試驗(yàn)采用隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，3次重復(fù)，行長2 m，行距0.25 m，株距5 cm，4行區(qū)，小區(qū)面積2 m2；行向設(shè)置成南北行，每20行留0.5 m寬走道，試驗(yàn)區(qū)四周設(shè)置1 m保護(hù)行。于2011年9月25日播種，2012年6月22—27日收獲。

1.4 測定項(xiàng)目及方法

成熟后分區(qū)收獲考種、統(tǒng)計(jì)小區(qū)實(shí)際產(chǎn)量。性狀包括籽粒產(chǎn)量、有效小穗數(shù)、千粒質(zhì)量、穗粒數(shù)。抗旱系數(shù)＝品種旱地指標(biāo)性狀值/品種水地指標(biāo)性狀值；抗旱指數(shù)＝（某品種旱地產(chǎn)量/對(duì)照品種旱地產(chǎn)量）×（某品種抗旱系數(shù)/對(duì)照品種抗旱系數(shù)）。

小麥抗旱性的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)是把對(duì)照品種的抗旱指數(shù)定為1，其他參試品種和對(duì)照品種進(jìn)行比較，抗旱指數(shù)大于1為抗旱性優(yōu)于對(duì)照，抗旱指數(shù)小于1為抗旱性低于對(duì)照，對(duì)抗旱指數(shù)進(jìn)行分級(jí)（表1）。

表1 小麥全生育期的抗旱性評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)

1.5 數(shù)據(jù)處理

采用DPS v7.05，Excel統(tǒng)計(jì)分析軟件處理數(shù)據(jù)。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同基因型春小麥間抗旱性的差異

由表2可知，春小麥旱地平均產(chǎn)量比水地平均產(chǎn)量減少了436.2 g/小區(qū)，減產(chǎn)率達(dá)37.1%，說明干旱會(huì)造成春小麥大幅減產(chǎn)；旱地產(chǎn)量變異系數(shù)大于水地產(chǎn)量的變異系數(shù)，表明不同春小麥在干旱條件下產(chǎn)量變化范圍較大，容易區(qū)分不同基因型間的差異；抗旱系數(shù)的變異系數(shù)小于抗旱指數(shù)的變異系數(shù)，說明用抗旱指數(shù)能更好地反映品種間抗旱性存在的遺傳差異；小穗數(shù)（主穗）、穗粒數(shù)、千粒質(zhì)量等性狀抗旱系數(shù)變異系數(shù)較大，說明不同基因型小麥在不同生育階段抗旱性存在著差異。由此說明，小麥品種抗旱性存在一定的復(fù)雜性。

表2 干旱對(duì)小麥不同品種遺傳性狀的影響

2.2 不同基因型小麥間抗旱性評(píng)價(jià)指標(biāo)的比較

抗旱系數(shù)是指旱地性狀值與水地性狀值的比值，反映不同小麥品種在水旱2種條件下的差異?？购迪禂?shù)越大，表明品種的抗旱性越大，產(chǎn)量就越高。但它僅表明品種對(duì)干旱的敏感程度，不能反映品種的產(chǎn)量水平。因?yàn)樗?、旱地種植條件下產(chǎn)量都較低的品種，同樣可以有較高的抗旱系數(shù)。不同小麥品種性狀指標(biāo)的抗旱系數(shù)及抗旱指數(shù)比較列于表3。

表3 不同春小麥品種性狀指標(biāo)的抗旱系數(shù)、抗旱指數(shù)及產(chǎn)量的比較

從表3可看出，9614在水地和旱地的籽粒產(chǎn)量分別位于第26位和第28位，產(chǎn)量明顯低于9633（水旱產(chǎn)量分居第5位和第1位），但是9614的抗旱系數(shù)（0.69）卻比9633的抗旱系數(shù)（0.50）高。因此，對(duì)于以收獲籽粒為主的作物進(jìn)行抗旱性的篩選時(shí)，以抗旱系數(shù)作為篩選指標(biāo)具有一定的局限性。

按照表1中的抗旱指數(shù)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，從表3可以看出，抗旱性較強(qiáng)的品種有2個(gè)（9693和9738），占鑒定品種的7.14%；抗旱性強(qiáng)的品種1個(gè)（9681），占鑒定品種的3.57%；抗旱性中等的品種4個(gè)（9643，9658，9725，9742），占鑒定品種的 14.3%；抗旱性較弱的品種 7個(gè)（9728，9696，9698，9637，9633，9628，9677），占鑒定品種的25%；抗旱性弱的品種14個(gè)，占鑒定品種的50%。說明抗旱性極強(qiáng)的品種較少，多數(shù)品種（占鑒定品種的88.53%）抗旱性表現(xiàn)為中等或弱。

2.3 春小麥產(chǎn)量性狀和抗旱指標(biāo)的相關(guān)性分析

由表4可知，抗旱指數(shù)與旱地產(chǎn)量呈極顯著正相關(guān)（相關(guān)系數(shù)為0.93），抗旱指數(shù)與抗旱系數(shù)呈顯著正相關(guān)（相關(guān)系數(shù)為0.85），表明抗旱指數(shù)越高，品種的抗旱性越強(qiáng)，而且穩(wěn)產(chǎn)性好，產(chǎn)量相對(duì)較高。

表4 春小麥產(chǎn)量及產(chǎn)量抗旱指標(biāo)的相關(guān)性分析

3 討論

抗旱育種是節(jié)水農(nóng)業(yè)中最經(jīng)濟(jì)有效的一個(gè)研究領(lǐng)域，同時(shí)也被認(rèn)為是生物節(jié)水和增產(chǎn)的關(guān)鍵所在[17]。小麥抗旱種質(zhì)資源表現(xiàn)多種抗旱類型，有些材料對(duì)水分條件敏感，有些材料則不敏感。品種間抗旱性的遺傳差異是進(jìn)行抗旱篩選的理論基礎(chǔ)，作物抗旱性最重要的體現(xiàn)在產(chǎn)量上，產(chǎn)量是育種過程和生產(chǎn)中最終追求的目標(biāo)。所以，其產(chǎn)量指標(biāo)可作為評(píng)價(jià)小麥抗旱性最重要的指標(biāo)[6]。

小麥品種的抗旱性是對(duì)小麥抗旱能力大小的綜合評(píng)價(jià)，針對(duì)的就是小麥在干旱條件下的豐產(chǎn)性和穩(wěn)產(chǎn)性。在抗旱評(píng)價(jià)體系中，抗旱系數(shù)和抗旱指數(shù)可作為評(píng)價(jià)抗旱性的重要指標(biāo)?？购迪禂?shù)通過旱地的農(nóng)藝性狀與水地農(nóng)藝性狀的比值反映材料的抗旱性，利用其可以直觀分析材料在水旱2種條件下的綜合表現(xiàn)，為育種工作中的親本合理配組提供參考依據(jù)[2]。抗旱指數(shù)是在對(duì)照品種的基礎(chǔ)上，同時(shí)考慮了相對(duì)產(chǎn)量和絕對(duì)產(chǎn)量，能夠篩選出在水地產(chǎn)量高、在旱地減產(chǎn)少的品種。并通過田間直接鑒定，結(jié)合品種產(chǎn)量比較試驗(yàn)，可準(zhǔn)確地評(píng)價(jià)品種抗旱性的綜合表現(xiàn)，可操作性較強(qiáng)。

本研究采用田間直接鑒定法，結(jié)果直觀、可靠。但仍存在不足之處，主要表現(xiàn)在通過大田鑒定可以反映田間的實(shí)際情況，但由于受到氣候和環(huán)境因素的影響，年際間存在較大的差異；僅僅通過1 a的試驗(yàn)結(jié)果來說明小麥抗旱性的差異，存在片面性和局限性，因此，鑒定的準(zhǔn)確性仍有待于進(jìn)一步研究。

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