梁晨 郭云峰 王連芬 于澎湃 王麗 王妍卿
摘 ? ?要:為篩選出適合天津地區(qū)的冬小麥抗旱節(jié)水品種,于2020—2021年度在天津市寧河區(qū)、武清區(qū)選擇2塊試驗(yàn)田,開展了冬小麥品種抗旱節(jié)水篩選試驗(yàn)。結(jié)果表明,在水分脅迫條件下,萬(wàn)豐505的抗旱系數(shù)和產(chǎn)量較高,并且抗旱系數(shù)對(duì)冬小麥的株高有明顯影響;津17185在W1(只在拔節(jié)期澆水)處理下水分利用效率最高,京農(nóng)14-95、中麥804、津農(nóng)2034在W2(在拔節(jié)期、揚(yáng)花期澆2次水)處理下水分利用效率最高,捷麥20、京冬26在W0(全生育期不澆水)處理下水分利用效率最高;在不同灌溉處理下,津17185的干物質(zhì)積累量最多,并且隨著灌溉次數(shù)增加和冬小麥生育期的推進(jìn),干物質(zhì)積累呈現(xiàn)出遞增趨勢(shì);在不同灌溉次數(shù)下,中麥804產(chǎn)量最高,增加灌溉量有助于提高冬小麥的產(chǎn)量,但不同品種在增加灌溉量后產(chǎn)量增幅并不相同。
關(guān)鍵詞:冬小麥;抗旱節(jié)水品種;抗旱系數(shù);干物質(zhì)積累量
文章編號(hào):1005-2690(2023)07-0005-03 ? ? ? 中國(guó)圖書分類號(hào):S512.11 ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼:B
小麥品種的抗旱能力是小麥在干旱條件下依然能夠有效利用水分、獲得較高籽粒產(chǎn)量的能力。天津地區(qū)冬小麥全生育期的大部分時(shí)間是干旱的,需要一定的抗旱性。短時(shí)間少量降雨的環(huán)境條件下,具有高效的水分利用效率和補(bǔ)償生長(zhǎng)對(duì)冬小麥更為重要。選擇適合本地土壤和氣候條件的抗旱節(jié)水品種,對(duì)提高冬小麥的產(chǎn)量與質(zhì)量以及減輕種植期間的管護(hù)壓力至關(guān)重要。從種植效果來(lái)看,京農(nóng)14-95、中麥804、萬(wàn)豐505等都是近年來(lái)在品種審定及區(qū)試中表現(xiàn)出優(yōu)良性狀和獲得較高產(chǎn)量的冬小麥品種。
1 材料與方法
1.1 試驗(yàn)材料
1.1.1 抗旱試驗(yàn)
試驗(yàn)地點(diǎn)為寧河區(qū)東棘坨鎮(zhèn)白閘北,設(shè)水分和品種2個(gè)處理。水分設(shè)遮雨棚完全遮雨和露天2種情況,各設(shè)3個(gè)重復(fù)。試驗(yàn)品種有6種,分別為馬蘭一號(hào)、石農(nóng)087、萬(wàn)豐505、滄麥6002、津17185、津農(nóng)2029。
1.1.2 節(jié)水試驗(yàn)
試驗(yàn)地點(diǎn)為武清區(qū)大堿廠鎮(zhèn),使用雙因素裂區(qū)設(shè)計(jì),主區(qū)為水區(qū),副區(qū)為品種。設(shè)W0全生育期不澆水、W1只在拔節(jié)期澆水、W2在拔節(jié)期和揚(yáng)花期澆2次水,共3個(gè)水分處理。試驗(yàn)品種有6種,分別是京農(nóng)14-95、中麥804、津農(nóng)2034、津17185、捷麥20、京冬26。
1.2 試驗(yàn)方法
上述試驗(yàn)于2020—2021年度分別在寧河區(qū)、武清區(qū)的試驗(yàn)田進(jìn)行。其中,在寧河區(qū)試驗(yàn)田選取馬蘭一號(hào)、石農(nóng)087等6個(gè)品種,進(jìn)行冬小麥抗旱篩選試驗(yàn);在武清區(qū)試驗(yàn)田選取京農(nóng)14-95、中麥804等6個(gè)品種,進(jìn)行冬小麥節(jié)水篩選試驗(yàn)。寧河區(qū)的2個(gè)試驗(yàn)小區(qū)中,露天試驗(yàn)小區(qū)在小麥起身期進(jìn)行1次灌溉,遮雨試驗(yàn)小區(qū)全生育期不灌溉。播種方式統(tǒng)一選用免耕寬幅勻播,播種量統(tǒng)一設(shè)為150 kg/hm2。試驗(yàn)小區(qū)的面積均為667 m2。
1.3 測(cè)定指標(biāo)與測(cè)試方法
試驗(yàn)選取抗旱系數(shù)、水分利用效率、產(chǎn)量及產(chǎn)量構(gòu)成、干物質(zhì)積累等測(cè)定指標(biāo)作為對(duì)比和篩選的依據(jù)。
1.3.1 抗旱系數(shù)
根據(jù)下式計(jì)算抗旱系數(shù)。
抗旱系數(shù)=品種旱地平均產(chǎn)量/品種水地平均產(chǎn)量(1)
1.3.2 土壤含水量
在冬小麥的各個(gè)生育期內(nèi),對(duì)每個(gè)試驗(yàn)小區(qū)0~100 cm深度的土壤進(jìn)行分層,每層土壤厚度為20 cm,共分為5層,從每層取適量土壤樣品,然后采用烘干法測(cè)定土壤含水量[1]。
土壤含水量=原土壤樣品質(zhì)量-烘干后土壤樣品質(zhì)量(2)
1.3.3 水分利用效率
水分利用效率=籽粒產(chǎn)量/生育期總耗水量
(3)
生育期總耗水量(ET)與生育期降水量、灌水量、地下水不計(jì)量等因素有關(guān),可通過(guò)下式求得。
ET=10i giHi(qi1-qi2)+M+P+K(4)
式中:i為土層編號(hào);n為總土層數(shù);gi為第i層土壤的容重;Hi為第i層土壤的厚度;qi1和qi2分別表示第i層土壤生育期初和末的含水量;M為生育期內(nèi)灌水量;P為生育期內(nèi)降水量;K為生育期內(nèi)地下水補(bǔ)給量[2]。
根據(jù)相關(guān)要求,當(dāng)?shù)叵滤怀^(guò)2.5 m時(shí),K值可忽略不計(jì)。本次試驗(yàn)地塊中地下水埋深超過(guò)5 m,故K=0。
1.3.4 小麥產(chǎn)量
在冬小麥?zhǔn)斋@期,從每個(gè)試驗(yàn)小區(qū)內(nèi)收割5.8 m2的冬小麥,脫粒后晾曬,曬干后計(jì)算籽粒重量。
1.3.5 干物質(zhì)積累
分別在冬小麥的越冬期、返青期、拔節(jié)期、開花期、成熟期,從各個(gè)試驗(yàn)小區(qū)內(nèi)隨機(jī)挑選20株冬小麥,去掉地下部分后,按照莖+葉鞘、葉、穗軸+潁殼、籽粒等不同器官進(jìn)行分樣。將分離后的器官放到烘干箱中,設(shè)定烘干溫度為105 ℃、烘干時(shí)間為30 min,然后調(diào)節(jié)烘干溫度為80 ℃,至水分完全蒸發(fā)以后測(cè)量干重[3]。
干物質(zhì)的質(zhì)量=器官干物質(zhì)質(zhì)量總和/株數(shù)×群體數(shù)(5)
2 結(jié)果分析
2.1 抗旱小麥品種的篩選
2.1.1 不同小麥品種的產(chǎn)量與抗旱指數(shù)
遮雨區(qū)和露天區(qū)6種小麥的產(chǎn)量與抗旱系數(shù)見表1。在水分脅迫條件(遮雨區(qū))下,萬(wàn)豐505、津17185的產(chǎn)量較高;在無(wú)水分脅迫(露天區(qū))下,馬蘭一號(hào)、津17185的產(chǎn)量較高。滄麥6002的抗旱系數(shù)最高,達(dá)到了0.792,但是其豐產(chǎn)性在6種冬小麥中最差,無(wú)水分脅迫情況下產(chǎn)量?jī)H6 596.85 kg/hm2。萬(wàn)豐505、石農(nóng)087的抗旱性次之,產(chǎn)量相對(duì)較高。
2.1.2 水分脅迫敏感因子與抗旱系數(shù)的關(guān)系
選取株高、穗粒數(shù)、千粒重等8個(gè)水分脅迫敏感因子,對(duì)比這些因子與抗旱系數(shù)的相關(guān)性。在水分脅迫(遮雨區(qū))的情況下,株高與抗旱系數(shù)的相關(guān)系數(shù)最大,達(dá)0.714,說(shuō)明冬小麥植株在受到水分脅迫時(shí)會(huì)直接影響植株的生長(zhǎng),導(dǎo)致植株變矮。除株高外,有效穗、干物質(zhì)、經(jīng)濟(jì)系數(shù)與抗旱系數(shù)也有較大的關(guān)系,相關(guān)系數(shù)分別為0.539、0.557、0.520,說(shuō)明冬小麥植株在受到水分脅迫時(shí),有效穗數(shù)量、干物質(zhì)質(zhì)量等都會(huì)受到影響[4]。
2.2 節(jié)水小麥品種的篩選
2.2.1 不同小麥品種的水分利用效率
不同品種冬小麥在不同處理下的水分利用效率有明顯差異。其中,京農(nóng)14-95、中麥804和津農(nóng)2034隨著灌溉次數(shù)增加,水分利用效率呈現(xiàn)出上升趨勢(shì)。這3個(gè)品種的冬小麥均在W2處理下水分利用效率最高。津17185在W1處理下水分利用效率最高,是6個(gè)品種中水分利用效率最高的品種,為25.4 kg/(hm2·mm)。捷麥20和京冬26在W0處理下水分利用效率更高,在W2處理下水分利用效率較低。
2.2.2 不同小麥品種的產(chǎn)量
各處理下,6種冬小麥產(chǎn)量及其構(gòu)成如表2、表3、表4所示。對(duì)于6種冬小麥,增加灌水的次數(shù)均能夠提升產(chǎn)量。以京農(nóng)14-95為例,W0處理產(chǎn)量為7 840.65 kg/hm2,W1處理產(chǎn)量為8 058.90 kg/hm2,W2處理產(chǎn)量為8 285.70 kg/hm2。相比于W0處理,W1和W2處理的京農(nóng)14-95分別增產(chǎn)2.78%和5.68%。
2.2.3 不同小麥品種干物質(zhì)積累量
W0、W1和W2處理下,冬小麥干物質(zhì)積累量的整體變化趨勢(shì)基本保持一致,即隨著生長(zhǎng)期延長(zhǎng),干物質(zhì)積累量不斷增加,在成熟期達(dá)到最大值。在越冬期和返青期,各品種冬小麥生長(zhǎng)緩慢,干物質(zhì)積累量的增加不明顯。從拔節(jié)期開始,冬小麥的增長(zhǎng)速度加快,干物質(zhì)積累量明顯增加,尤其以開花期到成熟期變化最為明顯[5]。
橫向?qū)Ρ瓤梢园l(fā)現(xiàn),與W0處理相比,W1和W2處理下的冬小麥,除越冬期、返青期外,其他生育期內(nèi)的干物質(zhì)積累量有明顯增加趨勢(shì)。
對(duì)不同處理下的6種冬小麥干物質(zhì)積累量進(jìn)行排序,W0處理下,津17185>津農(nóng)2034>京冬26>中麥804>京農(nóng)14-95>捷麥20;W1處理下,津17185>津農(nóng)2034>中麥804>京農(nóng)14-95>京冬26>捷麥20;W2處理下,津17185>中麥804>津農(nóng)2034>京農(nóng)14-95>捷麥20>京冬26。
3 結(jié)果與討論
3.1 抗旱節(jié)水品種的篩選結(jié)果
在干旱脅迫條件下,冬小麥長(zhǎng)勢(shì)會(huì)受到影響,出現(xiàn)株高降低、結(jié)實(shí)率下降、穗長(zhǎng)變短等情況。結(jié)合本次試驗(yàn)結(jié)果,萬(wàn)豐505、津17185在具有較強(qiáng)抗旱性的同時(shí),還能保持較高的產(chǎn)量;中麥804、京農(nóng)14-95在有限灌溉條件下,水分利用效率和產(chǎn)量較高,表現(xiàn)出較好的節(jié)水性。因此,天津地區(qū)種植抗旱節(jié)水型冬小麥時(shí),可以優(yōu)先考慮萬(wàn)豐505、津17185、中麥804、京農(nóng)14-95。
3.2 干物質(zhì)積累量及轉(zhuǎn)運(yùn)特征
本次試驗(yàn)中選取的6個(gè)冬小麥品種的干物質(zhì)積累量隨著小麥生育期延長(zhǎng)呈現(xiàn)出遞增趨勢(shì),但在越冬期和返青期增長(zhǎng)不明顯,拔節(jié)期以后迅速增長(zhǎng),成熟期達(dá)到最大值。不同灌溉處理下,同一品種干物質(zhì)積累量會(huì)表現(xiàn)出差異,W2處理下干物質(zhì)積累量最多,W1處理下干物質(zhì)積累量次之,W0處理下干物質(zhì)積累量最少[6]。
3.3 水分利用效率
本次試驗(yàn)表明,當(dāng)灌溉次數(shù)增加、灌水量增多后,冬小麥整個(gè)生育期內(nèi)的耗水量會(huì)呈現(xiàn)出上升趨勢(shì)。在相同灌溉條件下,不同品種的冬小麥對(duì)水分的利用效率表現(xiàn)出差異。津17185在W1處理下,即生育期內(nèi)灌溉1次的情況下,水分利用效率最高;京農(nóng)14-95、中麥804和津農(nóng)2034在W2處理下,即生育期內(nèi)灌溉2次的情況下,水分利用效率最高;京冬26和捷麥20在W0處理下,即生育期內(nèi)無(wú)灌溉的情況下,水分利用效率最高。
3.4 產(chǎn)量及產(chǎn)量構(gòu)成
在本次試驗(yàn)中,W0處理下,京農(nóng)14-95、中麥804和京冬26的產(chǎn)量均超過(guò)7 650 kg/hm2,超過(guò)其他3個(gè)品種。在不同的處理下,同一品種冬小麥的產(chǎn)量與產(chǎn)量構(gòu)成也不同。在本次試驗(yàn)中,津17185在W0處理下的產(chǎn)量為5 975.25 kg/hm2,在W1處理下的產(chǎn)量為7 509.30 kg/hm2,在W2處理下的產(chǎn)量為8 223.45 kg/hm2,適當(dāng)增加灌溉次數(shù)可以增加津17185的產(chǎn)量。對(duì)于中麥804來(lái)說(shuō),W1和W2處理相比于W0處理均能增加產(chǎn)量,但W1處理增幅明顯,W2處理增幅較小,因此從經(jīng)濟(jì)性和節(jié)水性方面考慮,中麥804在生育期內(nèi)灌溉1次最為適宜。
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