吳秀寧,于浩世,張 軍,王新軍
(商洛學(xué)院,陜西 商洛 726000)
小麥?zhǔn)顷兾魇≈饕募Z食作物,常年種植面積約120萬(wàn)hm-2[1]。其中旱地小麥面積約占70%[2],加之地處生態(tài)環(huán)境脆弱帶,干旱已成為陜西小麥生產(chǎn)的最大氣象災(zāi)害[3]。旱地小麥新品種的選育(用)對(duì)保障陜西糧食安全、促進(jìn)農(nóng)村經(jīng)濟(jì)發(fā)展具有重要的意義。
準(zhǔn)確評(píng)價(jià)作物的生產(chǎn)性能是選育(用)新品種的關(guān)鍵[4]。前人研究表明,小麥產(chǎn)量的90%~95%來(lái)自于光合作用,旗葉的凈光合速率對(duì)產(chǎn)量有顯著地正向效應(yīng)[5]。農(nóng)藝性狀方面,有效穗數(shù)、穗粒數(shù)和千粒重等與產(chǎn)量密切相關(guān)[6]。這為后續(xù)研究提供了較好地借鑒和參考。試驗(yàn)以課題組選育的6個(gè)旱地小麥新品系為材料,大田種植條件下測(cè)定光合生理特性和主要農(nóng)藝性狀,結(jié)合產(chǎn)量表現(xiàn),以期篩選出抗旱豐產(chǎn)性優(yōu)良的小麥新品系。
試驗(yàn)于2017-2018年在商洛學(xué)院秦嶺植物良種繁育中心張村試驗(yàn)站進(jìn)行。隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì),小區(qū)行長(zhǎng)5 m,行距0.27 m。2017年10月30日播種,人工開(kāi)溝點(diǎn)播,播量20萬(wàn)?!?67 m-2,每小區(qū)種植5行,3次重復(fù)。田間種植與管理參照國(guó)家區(qū)域試驗(yàn)規(guī)程。整個(gè)生育期中,2018年4月7日遭遇倒春寒。
供試材料7個(gè),其中小麥新品系6個(gè),依次為08(2)-3-11、09(15)-4-6、09(15)-6-4、10(2)-1-4、10(2)-1-10、12(17)-1-1,對(duì)照品種1個(gè),為小偃15,種子均由商洛學(xué)院秦嶺植物良種繁育中心提供。
1.2.1 光合指標(biāo)測(cè)定 在灌漿期選擇晴朗無(wú)風(fēng)的晴天,早晨9:00-11:00采用LI-6400光合儀測(cè)定倒數(shù)第一片葉的測(cè)定凈光合速率(Pn)、氣孔導(dǎo)度(Gs)、胞間CO2濃度(Ci)、蒸騰速率(Tr)。紅藍(lán)光源作為固定光源,設(shè)定為1 000~1 500 μmol·m-2·s-1;開(kāi)放式氣路,CO2濃度約為370 μmol·L-1左右。每個(gè)葉片3次重復(fù)。
1.2.2 抗性和農(nóng)藝性狀測(cè)定 寒害發(fā)生72 h后進(jìn)行調(diào)查,方法參考安曉東等[7]進(jìn)行調(diào)查。揚(yáng)花初期就赤霉病發(fā)病率進(jìn)行調(diào)查。灌漿期選取每小區(qū)中間行中間1m處統(tǒng)計(jì)有效穗數(shù),中間1m內(nèi)隨機(jī)選取10株調(diào)查株高、穗下莖節(jié)長(zhǎng)、穗長(zhǎng)、穗粒數(shù)。小區(qū)全部收獲脫粒、曬干,統(tǒng)計(jì)千粒重和產(chǎn)量。
采用Excel 2003進(jìn)行數(shù)據(jù)整理和作圖、SPSS 22進(jìn)行數(shù)據(jù)分析。
光合參數(shù)是葉片光合能力的表征。由表1可得,小偃15的凈光合速率最大,為15.18 μmolCO2·m-2·s-1,其次為08(2)-3-11,為14.86 μmolCO2·m-2·s-1,10(2)-1-4最小,為12.68 μmolCO2·m-2·s-1。氣孔導(dǎo)度、胞間CO2濃度和蒸騰速率為小偃15最大,09(15)-4-6最小,其余品種介于二者之間。
由表2可得,抗性和農(nóng)藝性狀在參試品系(種)間存在差異??剐苑矫妫瑓⒃嚻废档膬龊Πl(fā)生率均顯著高于對(duì)照小偃15。12(17)-1-1赤霉病發(fā)病為2級(jí)外,其余品系(種)為1級(jí)。農(nóng)藝性狀方面,除10(2)-1-4、10(2)-1-10和小偃15為無(wú)芒外,其余4個(gè)品系為有芒類型。從株高來(lái)看,10(2)-1-10最高,為82.7 cm,09(15)-6-4最低,為73.8 cm,其余品系(種)介于二者之間。從穗下莖節(jié)長(zhǎng)來(lái)看,08(2)-3-11最長(zhǎng),為30.4 cm,12(17)-1-1最短,為24.2 cm。從穗長(zhǎng)來(lái)看,除10(2)-1-4為12.6 cm外,其余品系(種)介于7.8~9.1 cm之間。
由表3可得,參試品系(種)穗數(shù)09(15)-4-6最大,為45.5 萬(wàn)穗·667m-2,12(17)1-1最小,為30.7萬(wàn)穗·667m-2;穗粒數(shù)08(2)-3-11最大,每穗為26.8粒,09(15)-4-6最小,為16.9粒/穗;10(2)-1-10千粒重最大,為53.2 g,12(17)-1-1最小,為36.8 g;其余品種其值介于二者之間。從產(chǎn)量來(lái)看,08(2)-3-11產(chǎn)量為321.9 kg·667m-2,較小偃15增產(chǎn)5.01%,其余品系的產(chǎn)量均低于小偃15。
表1 參試品系(種)光合參數(shù)
表2 參試品系(種)主要農(nóng)藝性狀
表3 參試品系(種)產(chǎn)量及其構(gòu)成因素
眾多研究表明,作物產(chǎn)量的90%~95%直接或間接來(lái)自于光合作用[8]。葉片作為主要的光合器官直接影響到干物質(zhì)的積累,尤其是生育后期功能葉的光合能力對(duì)作物進(jìn)一步獲得高產(chǎn)起著關(guān)鍵的作用[9]。筆者試驗(yàn)中,小偃15的凈光合速率最高,究其原因,可能與其相對(duì)較高地胞間CO2濃度有關(guān)[10],這為后期獲得較高的產(chǎn)量(307.5 kg·667m-2)奠定了基礎(chǔ)。
2018年4月7日,商洛地區(qū)遭遇倒春寒天氣,參試小麥品系(種)均遭受到不同程度凍害。其中小偃15凍害率最低(7.5%),其較強(qiáng)地抗性可能與含有長(zhǎng)穗偃麥草的部分遺傳基因所致。08(2)-3-11凍害率為31.4%,最終產(chǎn)量較小偃15增產(chǎn)5.01%,表現(xiàn)出較好地抗逆豐產(chǎn)性,可進(jìn)一步進(jìn)行試驗(yàn)觀察。就產(chǎn)量構(gòu)成要素而言,倒春寒后穗粒數(shù)下降,但對(duì)千粒重影響甚微,這可能是低溫降低穗粒數(shù)的同時(shí),相對(duì)增加了每穗的物質(zhì)供應(yīng)量有關(guān)[11]。另外,4月下旬的陰雨天氣正值小麥揚(yáng)花初期,所有參試品系都有赤霉病發(fā)生。凍害與赤霉病的交互作用導(dǎo)致參試小麥品系(種)的產(chǎn)量整體低于去年產(chǎn)量水平。