范春燕 孟慶立 呂金倉 雷格麗 高 敏 郭艷萍

（1 陜西省寶雞市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究院，寶雞 724000；2 陜西寶雞迪興農(nóng)業(yè)科技有限公司，眉縣 722302）

小麥生長發(fā)育期常遭受多種逆境的威脅，其中拔節(jié)孕穗期的倒春寒危害會造成不同程度的減產(chǎn)。黃淮麥區(qū)是中國第一大小麥主產(chǎn)區(qū)，近年來倒春寒呈現(xiàn)頻發(fā)趨勢[1-2]。2013年4 月中旬，安徽、河南出現(xiàn)極端低溫，造成200 萬hm2小麥減產(chǎn)；2018年4 月初，倒春寒再次大面積發(fā)生，小麥減產(chǎn)損失嚴(yán)重。

關(guān)于倒春寒對小麥生產(chǎn)的影響，國內(nèi)學(xué)者開展了許多研究。如春季凍害對小麥生理生化方面的影響[3-6]，引起晚霜凍害的溫度[7]，小麥的凍害敏感期[8]，不同材料倒春寒抗性差異[9-11]等方面均有研究。對于小麥?zhǔn)艿勾汉：Τ潭?，薛輝等[11]以結(jié)實率和產(chǎn)量為評價指標(biāo)。歐行奇等[12]以受凍穗率為評價指標(biāo)，安曉東等[9]認(rèn)為評價倒春寒發(fā)生的程度應(yīng)當(dāng)考察材料受害率（當(dāng)?shù)厥芎Σ牧险既坎牧蠑?shù)的比例）。面對黃淮麥區(qū)近年來倒春寒多發(fā)頻發(fā)、糧食安全需要抗逆穩(wěn)產(chǎn)材料的現(xiàn)狀，以受凍穗率和材料受害率為評價指標(biāo)，對近年來審定的冬小麥材料和參試品系在關(guān)中地區(qū)倒春寒重發(fā)年份的田間表現(xiàn)進(jìn)行分析，旨在為小麥倒春寒抗性研究提供數(shù)據(jù)支撐，為小麥育種實踐提供參考。

1 材料與方法

1.1 試驗材料供試材料包含391 份小麥材料，為2009-2018年國家黃淮麥區(qū)審定的小麥材料或參試品系。

1.2 試驗地概況試驗于2017-2018年在寶雞市農(nóng)科院試驗基地進(jìn)行，試驗田塊地勢平坦，灌溉便利，前茬為白地。土壤質(zhì)地為兩合土，每kg 土壤有機質(zhì)含量平均值為14.44g、速效氮50.6mg、速效磷21.65mg、速效鉀150.53mg?；蕿辇堯蟮嘏茝?fù)混肥，氮磷鉀含量為25-15-5，施肥量為50kg/667m2，旋耕時一次施入。冬前12 月26 日灌水1 次。

1.3 氣象條件試驗地海拔680m，最冷月為1 月，平均氣溫-1.8℃。年平均日照時數(shù)2064.8h，日照率47%，平均無霜期214d，年平均降水量623.8mm。2018年3月11日出現(xiàn)最低氣溫2.8℃；21日出現(xiàn)最低氣溫1.8℃；月降水量58.3mm，比歷年同期偏多54%，降水分布在4-5 日、11-14 日、20 日和22-25 日。2018年4 月3 日13 時出現(xiàn)最高溫28.6℃；6-7 日大風(fēng)降溫，7 日早晨出現(xiàn)最低氣溫-2.7℃，15 日出現(xiàn)2℃低溫。對試驗田小麥造成了大面積的凍害。氣象數(shù)據(jù)由岐山縣氣象局提供。

1.4 調(diào)查方法每份材料種植3 行，行距25cm，行長2m，播種密度為270 萬/hm2基本苗。抽穗7d 后隨機選50 穗，統(tǒng)計受凍穗數(shù)[2]，包括啞巴穗、白穗、半截穗、虛尖穗、缺位穗、空殼穗、疙瘩穗和再生穗。其余為正常穗。用Excel 2003 進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計。具體計算公式如下。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同省份材料受害情況從表1 可以看出，來自不同省份材料均遭受到不同程度的倒春寒危害，但材料受害率有一定差異，材料受害率從高到底依次是陜西、河南、安徽、江蘇、河北和山東。陜西和河南的供試材料表現(xiàn)出較高的受害率，分別為90.5%和88.1%。河北和山東材料與其他省份相比，材料受害率較低，都為43.5%，這2 個省比其他省份緯度高，小麥經(jīng)歷過低溫環(huán)境下鍛煉和選擇，耐凍特性相對較好。

表1 不同省份小麥材料受害率

2.2 不同抽穗期材料受凍情況2018年春季小麥的抽穗期同常年相比，大都提早1～10d，4 月12-23日都有材料在抽穗。集中抽穗期在4 月15-18 日，以16 日抽穗材料最多。從表2 可以看出，不同抽穗期的材料都有受凍情況，材料受害率和受凍穗率與抽穗期沒有明顯的關(guān)系。說明在同一播期下材料抽穗期遲早與倒春寒抗性沒有明顯關(guān)系。

表2 不同抽穗期材料受凍情況

4 月19 日抽穗的材料受害率最高，為92.3%。其次是13 日和15 日抽穗的材料受害率較高。當(dāng)年可能有2 次或多次的低溫導(dǎo)致倒春寒的發(fā)生，使不同抽穗期的材料都遭受了較大的危害。13-21 日之間抽穗的材料其材料受害率都在70%以上。

12 日抽穗的材料受害率較低，但其平均受凍穗率較高。19 日抽穗的材料受凍穗率最高，結(jié)合19日材料受害率看，這些材料遭受的倒春寒危害最大。23 日抽穗的材料受害率和受凍穗率最低，分別為33.3%和26.7%；22 日抽穗的材料受害率較低，可能發(fā)育進(jìn)程特快或偏慢的材料具有一定的避倒春寒或耐倒春寒能力；抽穗極早或極晚的材料在本研究試驗材料中占比較少，其倒春寒抗性結(jié)果可能代表性不足。

2.3 抽穗期年際間變化與受凍穗率2018年小麥比2017年晚播10d（2017年秋播遇連陰雨，于20日播種），分析了2018年春天小麥抽穗期較2017年變化，從表3 可以看出，329 份小麥材料出現(xiàn)了抽穗期提前的情況，只有27 份材料抽穗期比上年度推遲，有35 份材料表現(xiàn)抽穗期穩(wěn)定。當(dāng)抽穗期推遲1～4d 時，平均受凍穗率變化從6.0%～76.0%。當(dāng)抽穗期提前1～12d，平均受凍穗率變化從10.0%～48.3%。當(dāng)抽穗期表現(xiàn)穩(wěn)定，仍有31.3%的受凍穗率。這說明是否受凍及受凍穗率高低與抽穗期推遲或提前沒有明顯相關(guān)關(guān)系。

表3 抽穗期年際變化與供試小麥材料受凍穗率

2.4 不同受凍穗率材料占比按受凍穗率對391份試驗材料進(jìn)行分級，由表4 可以看出沒有凍害的材料占總參試小麥材料數(shù)的18.9%，這些材料耐倒春寒能力好。受凍較輕的材料比例高，為29.1%，受凍穗率在1%～20%，耐倒春寒能力較好。受凍穗率在51%～60%之間的材料占比較大，為12.5%，這些材料的發(fā)育進(jìn)程較一致，受到4 月7 日凌晨低溫凍害。其他級別的受凍穗率在整個參試材料中分布較一致。受凍穗率在81%～100%之間的材料僅占參試材料的8%，說明育種人員對倒春寒抗性選擇工作取得一定的成效，在倒春寒危害時，受凍穗率特別重的材料比例小。

表4 不同受凍穗率材料數(shù)量占比

2.5 小麥倒春寒抗性鑒定田間倒春寒抗性表現(xiàn)好（受凍穗率為0）的材料有74 份，有漯麥906、洛麥26、盈滿208、徐麥15135，山農(nóng)538、煙農(nóng)999、良星99、淮麥508 等（表5），這些材料表現(xiàn)為倒春寒發(fā)生后穗部基本完整，具有較好的抗性。在陜西關(guān)中地區(qū)，可選擇高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、倒春寒抗性較強的材料西農(nóng)511、西農(nóng)810 等進(jìn)行適期播種。其他材料倒春寒抗性（表6）供育種家參考，其中抗性較差的材料有鄭麥05706、豫教6號等，受害后出現(xiàn)較嚴(yán)重的啞巴穗、白穗。

表5 田間倒春寒抗性表現(xiàn)好的小麥材料

表6 不同受凍穗率的小麥材料

3 結(jié)論與討論

本試驗表明，來源于不同地區(qū)的材料受害率有一定的差異。河北、山東的材料在耐倒春寒性狀上表現(xiàn)較好。這與材料選育地的地理位置、自然環(huán)境條件、種植制度和常發(fā)災(zāi)害不同，進(jìn)而選擇重點不同有關(guān)。從材料受凍情況和抽穗期遲早來看，二者沒有明顯關(guān)系。在同一播期下，不同抽穗期的材料都有可能遭受倒春寒的危害，這與安曉東等[9]研究結(jié)果一致。材料受害率和受凍穗率相關(guān)不顯著（r=0.335），材料受害率高時，受凍穗率不一定高。二者結(jié)合能全面地反映農(nóng)業(yè)生產(chǎn)所受倒春寒危害的普遍性和嚴(yán)重度。

在小麥生產(chǎn)中，倒春寒災(zāi)害分為零上低溫冷害和零下低溫凍害兩種類型[13]。趙虹等[7]和安曉東等[9]研究認(rèn)為黃淮麥區(qū)3 月下旬到4 月中上旬，4℃以下的低溫就會對小麥造成明顯凍害。在實踐中發(fā)現(xiàn)，在2018年春季發(fā)生的嚴(yán)重倒春寒危害中，雖然0℃以下低溫僅在4 月7 日早晨發(fā)生，但試驗結(jié)果顯示有3 個抽穗期的材料受害率都在90%以上，說明低溫凍害發(fā)生了2 次或多次，0℃以上低溫或劇烈降溫也有可能造成嚴(yán)重的倒春寒危害。2021年春季，3 月中下旬平均溫度都在5℃以上，但在下旬出現(xiàn)過最低氣溫-2.5℃；4 月上旬和中旬最低氣溫分別為4.7℃、4.3℃，大田生產(chǎn)和國家區(qū)域試驗中均發(fā)生了凍害，表現(xiàn)為上部小穗不孕或下部缺位小穗數(shù)多達(dá)5～8 個，灌漿后多數(shù)材料出現(xiàn)尖穗或者穗子中部缺粒等癥狀。說明小麥拔節(jié)期的低溫或孕穗期劇烈降溫也會對小麥造成明顯凍害。

2020年春季試驗田小麥多數(shù)材料開穎嚴(yán)重，且主要表現(xiàn)為開穎。調(diào)查發(fā)現(xiàn)其他小麥主產(chǎn)區(qū)如河南、山東、河北都遇到小麥抽穗后開穎現(xiàn)象。開穎雖然并未嚴(yán)重影響大田小麥產(chǎn)量，但致使種子純度難以保證，2021年小麥抽穗后穗層混雜現(xiàn)象非常突出。2020年氣象資料顯示，4 月上旬只有4 月6 日出現(xiàn)過2.5℃的低溫；3 月中旬和下旬出現(xiàn)過-2.8℃和2.4℃的低溫。所以，3 月中下旬和4 月上旬的低溫，會對小麥造成明顯凍害。

2021年4 月上中旬的最低溫度都在4℃以上，當(dāng)最低氣溫是4.5℃或5℃時會不會對孕穗期的小麥造成傷害？還是3 月下旬拔節(jié)期的那次-2.5℃低溫起主要作用？所以，小麥從拔節(jié)到抽穗的發(fā)育進(jìn)程對應(yīng)不同時期、不同程度低溫，小麥倒春寒危害癥狀表現(xiàn)以及春季溫度波動幅度多大會引起凍害，都需要進(jìn)一步研究。

歐行奇等[2]認(rèn)為材料耐倒春寒能力強弱與6類性狀存在正相關(guān)，即材料的冬春性和抽穗期，材料生長發(fā)育的光溫反應(yīng)特性，植株健壯度，越冬期抗寒性，穗部結(jié)實性，受害后的恢復(fù)能力，這6 類性狀可通過目測鑒定，對指導(dǎo)小麥耐倒春寒育種工作有一定的參考價值。本研究發(fā)現(xiàn)，抗倒春寒性狀與抽穗期遲早沒有明顯關(guān)系，且這些性狀并非完全決定倒春寒抗性，倒春寒的危害受多種因素影響，可結(jié)合材料的光周期反應(yīng)、栽培條件、苗情等，對干旱+低溫、苗情+低溫、其他多重逆境疊加后不同小麥材料對春季低溫的抗耐性加以研究，以期指導(dǎo)育種。

本研究進(jìn)行了單個地區(qū)單個凍害嚴(yán)重年份小麥倒春寒受害情況分析，這些小麥材料在多個凍害年份、其他地區(qū)及其受倒春寒危害后的表現(xiàn)，有待進(jìn)一步研究。