摘要
小麦是我国重要的粮食作物之一,也是易受干旱困扰的作物之一。小麦在生长发育过程中对水分的需求较高,但如今干旱等极端气候的频发和水资源的愈发短缺严重影响了小麦的产量形成。因此,在有限的水分条件下,选育高产抗旱高水分利用效率的优质小麦品种对保障小麦高产稳产具有重要意义。基于此,本研究选用来自山西、陕西、河南、山东等地的不同旱地小麦品种,通过分析小麦地上部及根系生长参数、生理参数在不同水分条件下的变化趋势并结合主成分分析、隶属函数分析、聚类分析等方法对苗期各小麦品种抗旱性进行鉴定,以期筛选抗旱型小麦品种。同时结合各小麦品种在不同地区(陕西杨凌、山西翼城)旱作种植的产量、耗水量和水分利用效率等参数的综合表现,以期明确旱作条件下各小麦品种的耗水特性并筛选具有高产高水分利用效率特征且在两个试验区域均适宜种植的小麦品种。研究结果如下: (1)以浓度20%PEG-6000溶液模拟的干旱胁迫显著抑制了小麦幼苗的生长。各小麦品种在干旱胁迫下的株高、茎粗、地上部干重、根干重、总根长、根表面积、根体积均表现不同程度的下降。12个小麦品种各指标的平均下降幅度在22.56%~52.85%之间,其中,根系生长参数(总根长、根表面积、根体积)的降幅较大。同时,干旱胁迫下的小麦叶片叶绿素、可溶性糖、脯氨酸和丙二醛含量均呈上升的趋势,且不同品种的增幅不同。 (2)依据各指标在不同水分条件下的测定值结合主成分分析和隶属函数法计算12个小麦品种的综合抗旱性评价值(D值)。基于D值的聚类结果将12个小麦品种分为4种抗旱类别,其中晋麦98(JM98)为高抗旱型品种,西农219(XN219)、西农226(XN226)、金麦919(JM919)为中抗旱型品种,西农979(XN979)、洛旱12(LH12)、西农189(XN189)、西农928(XN928)、西农198(XN198)、临麦9号(LM9)、长武521(CW521)为抗旱型品种,西农811(XN811)为干旱敏感型品种。 (3)旱作条件下,翼城种植的小麦于开花至收获期耗水量达到最大,日耗水量约为3~5mm?d-1;杨凌种植的小麦于拔节至开花期耗水量达到最大,日耗水量约为3~6mm?d-1。即小麦在不同旱作条件下对水分的需求关键期不同。同时,各小麦品种在不同旱作区(杨凌、翼城)的产量、耗水量和水分利用效率的综合表现不同。杨凌小麦的产量、耗水量和水分利用效率的变化范围分别在3655.3~7590.3kg?hm-2、434.46~547.06mm和6.68~14.49kg?hm-2?mm-1之间;翼城小麦的产量、耗水量和水分利用效率的变化范围分别在4905~9935kg?hm-2、324.05~395.18mm和13.85~28.00kg?hm-2?mm-1之间。同一试验区不同小麦品种间的产量、耗水量和水分利用效率存在显著差异。结合产量和水分利用效率分别对杨凌、翼城的小麦品种进行聚类分析,分析结果为在两个试验区域均具有较高的产量和水分利用效率的品种为金麦919(JM919)、西农198(XN198)、西农189(XN189)、临麦9号(LM9),但临麦9号(LM9)在两个试验区域的耗水量均较大。 结合室内苗期抗旱性鉴定试验与室外田间试验的实验结果,最终筛选出金麦919(JM919)、西农198(XN198)是同时满足高产抗旱高水分利用效率特征的优质小麦品种,且在两个试验区域均适宜种植。