河北省東部低平原區(qū)旱堿麥品種綜合評價

馮珺珩，徐玉鵬，閻旭東，滕霄，盧相義，肖宇，岳明強

（滄州市農(nóng)林科學院，河北 滄州 061001）

我國的基本國情是人多地少，耕地面積少制約著我國農(nóng)業(yè)的發(fā)展。2023 年我國鹽堿地面積約為1 億hm2，占國土總面積的10%[1]。鹽堿地土壤肥力低、易板結、鹽漬化嚴重、不宜灌溉，對農(nóng)作物正常生長產(chǎn)生抑制作用[2，3]。滄州市鹽堿地面積3.04×105hm2，占全國鹽堿地總面積的0.03%，其中2.88×105hm2可用于耕種，占該市鹽堿地總面積的94.7%。因此，合理開發(fā)利用鹽堿地對提高我國糧食產(chǎn)量、緩解人口糧食短缺問題具有重要意義[3，4]。

小麥是河北省重要的糧食作物，2021 年產(chǎn)量為1.44×108t，占該省全年糧食總產(chǎn)量的37.9%[5]。近幾年，滄州地區(qū)因地制宜，開發(fā)出了特色產(chǎn)品旱堿麥面粉。旱堿麥是指利用濱海鹽堿地特殊土壤條件栽培的旱作冬小麥，旱堿麥生產(chǎn)出的面粉具有蛋白質(zhì)含量高、濕面筋含量高、出粉率高的特點[6]。旱堿麥生產(chǎn)上，采用的是雨養(yǎng)旱作[7，8]。水分是影響冬小麥生長發(fā)育的主要因子之一，近年來科技工作者對旱堿麥栽培技術進行了研究，如起壟覆膜側播技術[9]、旱作溝播技術和起壟覆膜膜下栽培技術[10]，這些技術的核心內(nèi)容是提高鹽堿地雨水富集能力、降低田間水分蒸發(fā)量，以保證冬小麥生育期內(nèi)所需水分的供應[9，10]。旱堿麥生產(chǎn)用水僅依靠自然降水，產(chǎn)量一般維持在3 000～5 250 kg/hm2，顯著低于灌區(qū)的冬小麥產(chǎn)量[11，12]。因此，若想進一步提高旱堿麥產(chǎn)量，還需要篩選適宜河北省東部低平原區(qū)鹽堿地種植的旱堿麥品種。

在旱堿麥品種比較試驗中，主要關注株高、產(chǎn)量和品質(zhì)。株高是評價小麥抗旱性的重要指標，與小麥的抗旱性和產(chǎn)量有關[13～15]。研究表明，孕穗期的穗長和小穗數(shù)為后期產(chǎn)量形成打下基礎[16]。小麥產(chǎn)量與分蘗數(shù)、小穗數(shù)和小穗結實率呈極顯著正相關，與不孕小穗數(shù)呈極顯著負相關[16]。此外，小麥子粒品質(zhì)也不容忽視。蛋白質(zhì)是影響小麥營養(yǎng)品質(zhì)和加工品質(zhì)的關鍵[17]，不同小麥品種的子粒蛋白質(zhì)含量變異幅度較大[18]。在旱作條件下，水分也是影響蛋白質(zhì)含量的重要因素[19，20]，適當降低土壤含水量有利于蛋白質(zhì)的積累。因此，在旱堿麥品種比較試驗中，應關注小麥子粒的蛋白質(zhì)含量。

在河北省東部低平原區(qū)鹽堿地土壤上，同時種植一定范圍內(nèi)已經(jīng)得到推廣應用的8 個小麥品種，通過比較其農(nóng)藝性狀、產(chǎn)量和品質(zhì)，旨為篩選出生態(tài)適應性強、適合該區(qū)種植的高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)旱堿麥品種。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況

試驗在河北省東部低平原區(qū)的黃驊市常郭鎮(zhèn)李子扎村友和種植合作社試驗基地進行。試驗田土質(zhì)為沙壤土，0～20 cm 耕層土壤基礎養(yǎng)分含量為有機質(zhì)13.5 g/kg、堿解氮37.1 mg/kg、速效磷18.9 mg/kg、速效鉀140.2 mg/kg，鹽分含量3.26 g/kg，pH 值8.2。前茬作物為春玉米，收獲后秸稈全部粉碎還田。

1.2 試驗材料

試驗材料為在一定范圍內(nèi)得到推廣應用的8 個優(yōu)質(zhì)旱堿麥品種，來源于7 家育種單位（表1）。

表1 試驗旱堿麥品種及其育種單位Table 1 Drought resistant and salt alkali tolerant wheat varieties tested and their breeding units

1.3 試驗方法

1.3.1 試驗設計 試驗設8 個旱堿麥品種處理，品種小區(qū)。小區(qū)面積30 m2（6 m×5 m），隨機區(qū)組排列，3次重復，小區(qū)間留寬1 m 的觀察道。

2021 年冬小麥播種前底施三元復合肥（N、P2O5、K2O 含量分別為18%、10%和12%）500 kg/hm2；10月在土壤濕潤時播種（以促進種子萌發(fā)），小麥行距20 cm，基本苗數(shù)量300 萬株/hm2。翌年，小麥開花前追施尿素（N 含量46%）300 kg/hm2，6 月收獲。小麥生產(chǎn)僅靠自然降水，不再進行人工灌溉，其他管理措施同大田生產(chǎn)。

1.3.2 測定項目與方法

1.3.2.1 小麥農(nóng)藝性狀。在小麥成熟期進行指標測定。（1）小穗數(shù)、不孕小穗數(shù)和不孕小穗率。各小區(qū)均選取長勢基本一致的小麥20 株，調(diào)查小穗數(shù)和不孕小穗數(shù)，計算不孕小穗率（不孕小穗數(shù)/小穗數(shù)×100%）。（2）株高。各小區(qū)均選取長勢均勻一致的小麥10 株，在小麥自然生長狀態(tài)下，用卷尺測量株高（地表到小麥頂端的高度）。

1.3.2.2 小麥產(chǎn)量及其構成因子。在小麥成熟期進行指標測定。每小區(qū)均選定1 m×1 m 的取樣點3 個，收獲樣方內(nèi)的全部小麥，測定產(chǎn)量。每小區(qū)均選取1 m雙行，統(tǒng)計總穗數(shù)，用游標卡尺測量穗長；連續(xù)選取麥穗15 個，統(tǒng)計穗粒數(shù)；選取1 000 個子粒稱重，測定千粒重。

1.3.2.3 蛋白質(zhì)含量。取成熟期收獲的小麥子粒，利用磨粉機磨成全麥粉，過100 目網(wǎng)篩。準確稱取全麥粉0.2 g，利用H2SO4-H2O2消煮-凱氏定氮法，測定全氮含量。按照其0.57 計算得到小麥子粒的蛋白質(zhì)含量。

1.3.3 數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析 采用Microsoft Excel 2010 軟件進行數(shù)據(jù)統(tǒng)計和整理；采用SPSS Statistics 17.0 軟件的One-Way ANOVA 路徑的分析方法進行方差分析；采用R 語言Stats 包3.5.0 版的cor 函數(shù)進行相關性分析和熱圖生成。

2 結果與分析

2.1 參試旱堿麥品種的株高

參試小麥品種的株高為59.1～69.49 cm，其中，滄麥6005 株高最大，捷麥19 次之，二者差異不顯著，但均顯著＞其他6 個品種；而其他6 個品種的株高差異均不顯著（圖1）。表明參試旱堿麥品種的株高差異顯著，其中滄麥6005 和捷麥19 株高較大。

2.2 參試旱堿麥品種的穗部性狀

參試小麥品種的穗長為6.43～7.65 cm，其中，晉麥100 穗長最大且顯著＞除小偃155 外的其他6 個品種，滄麥6005 和捷麥20 的穗長較小，而其他4 個品種的穗長差異均不顯著；小穗數(shù)為15.30～19.53 個，其中泊麥7 號小穗數(shù)最多且顯著＞其他7 個品種，小偃156 和捷麥19 的小穗數(shù)較多，滄麥6005 和小偃155 的小穗數(shù)較少；不孕小穗數(shù)為1.06～3.79 個，其中捷麥19 的不孕小穗數(shù)最多，滄麥6005 次之，二者差異顯著，且均顯著＞其他品種，而銅麥6 號的不孕小穗數(shù)最少且顯著＜其他7 個品種；不孕小穗率為6.12%～23.01%，其中滄麥6005 的不孕小穗率最高，捷麥19 次之，二者差異顯著，且均顯著＞其他品種，而銅麥6 號的不孕小穗率最低且顯著＜其他7 個品種（表2）。表明參試旱堿麥品種的穗部性狀差異顯著，其中晉麥100 和小偃155 穗長較大，泊麥7 號、小偃156 和捷麥19 小穗數(shù)較多，捷麥19 和滄麥6005 不孕小穗數(shù)和不孕小穗率明顯較高。

表2 不同品種小麥的穗部性狀Table 2 Spike traits of different varieties of wheat

2.3 參試旱堿麥品種的產(chǎn)量及其構成因子

參試小麥品種的單位面積穗數(shù)為392.52 萬～589.40 萬個/hm2，除泊麥7 號和銅麥6 號明顯較少外，其他6 個品種差異均不顯著，其中捷麥19 的單位面積穗數(shù)最多；穗粒數(shù)為26.99～34.70 個，穗粒數(shù)超過30個的品種依次是泊麥7 號、小偃156 和捷麥20，三者差異均達到了顯著水平，且均顯著＞其他品種；千粒重為35.81～39.93 g，其中捷麥19 千粒重最大且顯著＞其他7 個品種，其次是小偃156、小偃155、滄麥6005 和捷麥20 且四者差異均不顯著；產(chǎn)量為2 880.5～4 951.3 kg/hm2，其中捷麥19 產(chǎn)量最高，其次是小偃156 和捷麥20，三者產(chǎn)量均＞4 500 kg/hm2且差異不顯著（表3）。表明參試旱堿麥品種的產(chǎn)量及其構成因子均差異顯著，其中捷麥19、小偃156 和捷麥20 產(chǎn)量較高，均超過4 500 kg/hm2。

表3 不同小麥品種的產(chǎn)量及其構成因子Table 3 Yield and its components of different wheat varieties

2.4 參試旱堿麥品種的粗蛋白含量

根據(jù)優(yōu)質(zhì)小麥的分級標準，蛋白質(zhì)含量高于12.2%的小麥屬于優(yōu)質(zhì)小麥[21]。參試小麥品種的粗蛋白含量為10.05%～14.18%，其中，小偃156 的粗蛋白含量最高，且顯著＞其他品種；其次是小偃155，粗蛋白含量為12.21%，也符合優(yōu)質(zhì)小麥的蛋白質(zhì)含量標準；其他6 個小麥品種的粗蛋白含量為10.05%～11.65%，均未達到優(yōu)質(zhì)小麥蛋白質(zhì)含量標準（圖2）。表明參試旱堿麥品種的粗蛋白含量差異顯著，其中小偃156 和小偃155 的粗蛋白含量達到了優(yōu)質(zhì)小麥水平。

圖2 不同小麥品種的粗蛋白含量Fig.2 Crude protein content of different wheat varieties

2.5 參試旱堿麥品種各農(nóng)藝性狀和產(chǎn)量構成因子與產(chǎn)量的相關性分析

小麥產(chǎn)量構成三因子中，千粒重和單位面積穗數(shù)與產(chǎn)量呈一定的正相關，相關系數(shù)分別為0.667 和0.601；5 個農(nóng)藝性狀中，株高、不孕小穗數(shù)和不孕小穗率與產(chǎn)量呈正相關，但相關性較弱，相關系數(shù)分別為0.300、0.348 和0.362（圖3）。值得注意的是，株高與不孕小穗數(shù)和不孕小穗率呈較強的正相關，相關系數(shù)分別達到0.759 和0.813；小穗數(shù)與穗粒數(shù)呈較強的正相關，相關系數(shù)為0.773。

圖3 小麥農(nóng)藝性狀和產(chǎn)量構成因子與產(chǎn)量的相關系數(shù)Fig.3 Correlation coefficients of agronomic traits and yield components and yield of wheat

3 結論與討論

3.1 討論

3.1.1 旱堿麥品種的抗旱性分析 本研究選用的8 個小麥品種均為優(yōu)質(zhì)旱堿麥品種，且在一定范圍內(nèi)得到了推廣應用。目前，學術界對小麥抗旱性的表述有2種觀點：一種認為，小麥的抗旱性可以用干旱脅迫系數(shù)表示，即小麥抗旱能力的強弱，與其在干旱條件下株高的下降幅度有關[14，22]；另一種則認為，旱生條件下，小麥的株高與抗旱性呈極顯著正相關[15]。本研究的品種比較試驗是在鹽堿耕地上進行的，小麥全生育期內(nèi)均未澆水，符合旱作栽培條件。試驗結果顯示，參試的8 個旱堿麥品種中，滄麥6005 和捷麥19 的株高顯著高于其他6 個品種。因此，從抗旱性方面考慮，應優(yōu)先關注滄麥6005 和捷麥19。

在小麥生育期內(nèi)穗部性狀對后期產(chǎn)量形成起到關鍵作用。本研究中，不孕小穗數(shù)和不孕小穗率均與產(chǎn)量相關性不強。研究表明，干旱條件下，小麥的物質(zhì)轉運會受到抑制，最終影響產(chǎn)量的形成[23]。在鹽堿地種植產(chǎn)量形成潛力高的小麥品種，很可能會受到水分不足的影響，難以發(fā)揮其全部的生產(chǎn)潛力實現(xiàn)高產(chǎn)。因此，在旱堿麥品種比較試驗中，不孕小穗數(shù)和不孕小穗率對后期產(chǎn)量的形成不具備參考意義。值得注意的是，本研究條件下，不孕小穗數(shù)和不孕小穗率與株高均呈較強的正相關，相關系數(shù)分別達到0.759 和0.813。這可能是抗旱性較強的小麥在遇到水分脅迫時，更易形成一定數(shù)量的不孕小穗，以保證其他小穗正常的水分供應，提高子粒的灌漿程度和干旱條件下物種的生存能力，是一種生物保護機制。因此，除株高外，不孕小穗數(shù)和不孕小穗率在一定程度上可以表征不同品種旱堿麥的抗旱性。

3.1.2 旱堿麥品種的產(chǎn)量和蛋白質(zhì)含量分析 在雨養(yǎng)旱作條件下，8 個參試旱堿麥品種的產(chǎn)量存在顯著差異，其中捷麥19 和小偃156 產(chǎn)量較高；相關分析結果表明，產(chǎn)量受千粒重和單位面積穗數(shù)影響較大。研究表明，適當提高干旱地區(qū)小麥的群體數(shù)量，有利于提高產(chǎn)量[24]。因此，在旱堿麥品種比較試驗中應關注群體數(shù)量，保證后期形成產(chǎn)量優(yōu)勢。對2010～2017 年不同降水年型下的小麥產(chǎn)量構成因子進行分析發(fā)現(xiàn)，千粒重最高值易出現(xiàn)在降水量前多后少的年型，而在均衡降水年型則表現(xiàn)較低[25]。所以，適當?shù)母珊悼梢蕴岣咝←溓ЯＶ?，這與前人觀點一致。捷麥19 和小偃156 群體數(shù)量大，千粒重和產(chǎn)量高，可以作為旱堿麥栽培的優(yōu)選品種。

小麥蛋白質(zhì)含量受水分影響較大，適當干旱有利于提高小麥的蛋白質(zhì)含量，但過度干旱會使子粒蛋白質(zhì)含量升高受到抑制[26]。在雨養(yǎng)旱作條件下，8 個參試旱堿麥品種的蛋白質(zhì)含量存在顯著差異，其中小偃156的蛋白質(zhì)含量最高，小偃155 次之，蛋白質(zhì)含量分別為14.18%和12.21%。根據(jù)優(yōu)質(zhì)小麥的分級標準[21]，小偃156 和小偃155 的蛋白質(zhì)含量符合優(yōu)質(zhì)小麥標準，而其他6 個品種的小麥蛋白質(zhì)含量均未達標。

綜上所述，在鹽堿地種植捷麥19 和小偃156 可以獲得較高產(chǎn)量，但2 個品種在抗旱性和品質(zhì)方面表現(xiàn)不同，其中捷麥19 抗旱性較強，小偃156 子粒蛋白質(zhì)含量較高。因此，在河北省東部低平原區(qū)種植旱堿麥時應關注當?shù)氐慕邓?。在降水量多的地區(qū)或年份，可以追求旱堿麥的產(chǎn)量和品質(zhì)，推薦種植小偃156；反之，則需要種植抗旱性強、產(chǎn)量穩(wěn)定的旱堿麥品種捷麥19。

3.2 結論

在鹽分含量3.26 g/kg 的鹽堿地上，選用在一定范圍內(nèi)得到推廣和應用的8 個優(yōu)質(zhì)旱堿麥品種進行品種比較試驗，結果表明，捷麥19 和小偃156 產(chǎn)量較高，生態(tài)適應性強，為適合河北省東部低平原區(qū)種植的旱堿麥優(yōu)選品種。在降水量多的地區(qū)或年份，可以追求旱堿麥的產(chǎn)量和品質(zhì)，推薦種植小偃156；反之，則推薦種植抗旱性強、產(chǎn)量穩(wěn)定的捷麥19。