氮磷营养高效型小麦品种鉴定

袁园园 董 贝

（1山东省济南市农业科学研究院，济南 250316；2山东农业大学农学院，泰安 271018）

氮磷营养高效型小麦品种鉴定

袁园园1，2董 贝1

（1山东省济南市农业科学研究院，济南 250316；2山东农业大学农学院，泰安 271018）

为了快速筛选氮素和磷素营养高效型小麦品种，以山东省近年来育成的25个小麦品种（系）为材料，通过大田试验，对不同品种的子粒氮素和磷素利用效率及产量性状进行统计分析。结果表明，在正常氮肥和磷肥水平下，以济麦22为对照，氮素利用效率、磷素利用效率和产量高出10%以上的品种（系）分别有13个、9个和11个；其中山农24、泰农18、山农32（SH5099）和山农29（LS6109）在这3个指标上均比对照高出10%，是营养高效型小麦品种，在生产上具有较高的推广价值。

小麦；营养高效；产量

小麦是我国主要的粮食作物，2015年种植面积达2.44亿hm2，产量达1.18亿t。但是在实际生产中，小麦的氮肥和磷肥的利用效率很低，仅有10%左右[1]；不能被植物吸收的氮素会污染地下水、增加氧化亚氮等温室气体排放，而过量的磷素也会随雨水冲刷造成水体富营养化[2]。因此，从改善小麦自身对矿质营养的利用效率出发，筛选和培育营养高效型的作物品种，是解决上述问题更经济环保的途径。

作物的营养效率包括吸收效率和利用效率2个方面[3]。而营养利用效率反映了作物内部矿质营养元素的循环再利用能力，通常用作物单位矿质营养含量所产生的生物学产量或经济产量或CO2固定量来评价，即营养元素浓度的倒数[4]。与作物外部营养吸收效率相比，内部的营养利用效率在培育营养高效型品种方面更有价值[5]。很多研究表明，在矿质营养效率方面，小麦存在着显著的基因型差异。张锡州等[6]发现，同一供氮水平下供试小麦在氮素积累量、氮素利用效率等方面均存在基因型差异；杜保见等[7]发现，扬麦16和鉴76为正常供氮和高氮条件下的氮高效型品种，皖麦68、F60501-4、鉴62和安农1026为高氮条件下的氮高效型品种。在磷素利用效率方面，柏栋阴等[8]筛选出徐麦856、徐麦270、徐麦3-54、小偃54等4个磷高效品种。但是，同时鉴定小麦氮素和磷素利用效率品种差异的研究却很少。

近年来，各育种单位积极作为，育成了一批高产、抗倒、优质小麦品种和优良品系。特别是小麦主推品种济麦22，全国累计推广面积已达2亿多亩。但是，这些品种（系）的氮素和磷素利用效率如何，却鲜有报道。本研究选用山东省近年来育成的25个小麦品种（系），以济麦22为对照品种，采用大田随机区组试验，在正常氮营养水平下，对氮素和磷素利用效率及产量等农艺性状进行了综合鉴定和评价，拟筛选出氮磷高效型小麦品种，以指导生产。

1 材料与方法

1.1 试验材料 以山东省近年来育成的25个小麦品种或品系为材料，其中以济麦22为对照（表1）。

表1 25个小麦品种（系）的基本信息

表1 （续）

1.2 试验方法

试验在济南市农业科学院试验基地实施，地力条件一致。播种前施纯N 120kg/hm2（60%）、P2O5102kg/hm2、K2O 114kg/hm2，拔节期追施纯N 80kg/hm2。2014年10月5日播种，2015年6月10日收获。小区面积100m2，株距5cm，行距25cm，设置3次重复，完全随机区组设计，常规田间管理。

收获前按照品种不同每重复随机挑选10株，调查株高、穗长、不育小穗数、可育小穗数和穗粒数。按品种分别收获子粒，测小区产量，并计算每667m2产量。数3个500粒，测千粒重。

子粒含氮量采用微量凯氏定氮法，利用KDY-9820型凯氏定氮仪测定。子粒含磷量用钒钼酸铵显色法，用Lambda UV/VIS Specterometer分光光度计测定。子粒氮利用效率是子粒含氮量的倒数，子粒磷利用效率是子粒含磷量的倒数[8]。

1.3 数据处理 采用Excel 2010和SPSS 19.0软件进行统计分析。

2 结果与分析

2.1 产量等农艺性状的鉴定 分析山东地区25个近年来育成小麦品种（系）在株高、穗长、可育小穗数、不育小穗数、穗粒数、千粒重、产量共7个产量性状的平均表现（表2）发现：株高在59.70～80.60cm之间，平均为72.87cm，均属于矮秆品种（系）；穗长在6.90～10.20cm之间，平均8.32cm；可育小穗数在16.20～18.80之间，平均为17.53；不育小穗数0～2.20之间，平均为1.19；穗粒数在28.00～57.40之间，平均为39.47；千粒重在25.70～43.10g之间，平均为37.83g，属于中穗或大穗品种；每667m2产量在404.30～646.00kg之间，平均为547.21kg。7个产量性状的变异范围在4.91%～45.04%之间，变异最大的性状是不育小穗数。

在产量上，对照品种济麦22为500.00kg，比对照高出10%的小麦品种有11个（表2），产量最高的是山农29（LS6109），为646.00kg，高出对照29.20%。在千粒重性状上，对照品种为37.50g，比对照高出10%的品种有6个（表2），千粒重最大的品种是山农28，为43.10g，高出对照14.93%。综合以上因素，山农22、山农32（SH5099）、SH5186、山农29（LS6109）和山农28（SH4300）在产量性状上优于济麦22。

表2 山东省25个小麦品种（系）的产量性状表现

2.2 氮素和磷素利用效率鉴定 对25个小麦品种（系）的子粒氮利用效率和子粒磷利用效率进行鉴定发现（表3），子粒含氮量在24.35%～32.18%之间，平均为28.08%；子粒氮利用效率在3.42～4.52之间，平均为3.95；子粒含磷量在0.27%～0.57%之间，平均为0.40%；子粒磷利用效率在175.44～370.37之间，平均为262.10。子粒氮利用效率的变异系数为8.63%，子粒磷利用效率的变异系数为22.62%，说明25个小麦品种（系）在子粒氮利用效率和磷利用效率上存在较大差异。

在子粒氮素利用效率方面，对照品种济麦22为 3.51，高于对照10%以上的品种有13个，分别是山农24、山农18、泰农18、烟农173、良星77、鑫麦296、汶农17、泰农1014、鲁原502、KY088、山农22、山农32（SH5099）和山农29（LS6109）；最大的是山农22，高出对照品种28.69%（表3）。在子粒磷素利用效率方面，济麦22为256.41，高于对照10%以上的品种有9个，分别是山农32（SH5099）、SH5186、山农29（LS6109）、烟农5158、山农24、山农18、泰农18、良星66和泰山28；其中烟农5158的磷素利用效率比对照高出46.97%（表3）。

表3 24个小麦品种（系）在子粒氮素和磷素利用效率上与济麦22的比较

3 结论与讨论

本研究以山东省近年来育成的25个小麦品种为供试材料，济麦22为对照，筛选出氮素利用效率、磷素利用效率和产量高出对照10%以上的品种（系）分别有13个、9个和11个；综合评价这3个性状的表现，最终获得4个氮磷双高效且高产的品种，即山农24、泰农18、山农32（SH5099）和山农29（LS6109），为氮磷营养高效型新品种的选育提供了宝贵的亲本材料，同时为品种推广工作提供了理论依据。

[1] Lu R K．Phosphorus resources and phosphate fertilizer production and consumption of China．Plant Soil，2011，339（1-2）：97-111

[2] Yang M，Ding G，Shi L，et al．Detection of QTL for phosphorus efficiency at vegetative stage in Brassica napus．Plant Soil，2011，339：97-111

[3] Guo Y，Kong F M，Xu Y F，et al．QTL mapping for seedling traits in wheat grown under varying concentrations of N，P and K nutrients．Tag．theoretical & Applied Genetics．theoretische Und Angewandte Genetik，2012，124（5）：851-865

[4] van de Wiel C C M，van der Linden C G，Scholten O E．Improving phosphorus use efficiency in agriculture：opportunities for breeding．Euphytica，2016，207（1）：1-22

[5] 肖轶娆，景东林．施氮量对冬小麦产量和氮肥利用率的影响．中国种业，2016（6）：56-57

[6] 张锡洲，阳显斌，李廷轩，等．小麦氮素利用效率的基因型差异．应用生态学报，2011，22（2）：369-375

[7] 杜保见，郜红建，常江，等．小麦苗期氮素吸收利用效率差异及聚类分析．植物营养与肥料学报，2014（6）：1349-1357

[8] 柏栋阴，冯国华，张会云，等．低磷胁迫下磷高效基因型小麦的筛选．麦类作物学报，2007，27（3）：407-410

2016-08-18）

济南市农业科技创新项目（201313，201404）；济南市科技计划项目（201401103）