宁夏南部山区冬小麦种质资源的适应性筛选

马海财, 杨巨良, 谢 全

(1.南京农业大学农学院，江苏 南京 210095；2.固原市农业综合培训中心，宁夏 固原 756000)

宁夏南部山区属黄土丘陵沟壑区，冬小麦是该区的主要粮食作物之一[1]。2000年前，宁夏南部山区小麦年均种植面积约21万hm2，但近年种植面积逐年降低，2021年仅4万hm2左右[2]。为了提高产量，育种工作者先后选育和引进了适合宁夏南部山区种植的‘宁冬’系列、‘兰天26’和‘陇育5号’[3]等冬小麦新品种，但在选育和引进时过于重视品种的高产性，而忽视其抗逆性。邵千顺等[4]筛选出10个适合宁夏南部不同生态区域种植的旱地冬小麦品种(系)。越冬保苗是长期困扰宁夏南部山区冬小麦生产的关键问题[5]，若遇到播前缺墒、冬季低温、持续干旱、返青期春寒降雪的特殊气候年份，将出现大面积越冬死苗，对冬小麦生产造成极大的损失。因此，本研究以南京农业大学保存的185份冬小麦种质资源为试材，比较其抗寒性、农艺性状及产量，以期筛选出适合宁夏南部山区栽培的冬小麦新品种(品系)。

1 材料与方法

1.1 试验材料

供试材料为南京农业大学作物遗传与种质创新国家重点实验室提供的185份冬小麦种质资源，包括36份产量QTL近等基因系、23份抗性QTL近等基因系、58份常规育种高代品系和68份新品种(系)。以当地主栽品种宁冬7号为对照(CK)。

1.2 试验地概况

试验地设在宁夏回族自治区固原市国家冬小麦区域试验区(35°14′～35°38′N ，105°20′～106°58′E)，海拔1 583 m。固原市地处宁夏南部，年平均气温6.8 ℃，无霜期120～140 d，年均降水量在300～550 mm 之间，是宁夏冬小麦的主要种植区域。该区土壤肥沃，全氮含量0.05%、速效磷含量20 mg·kg-1，阳离子交换量为0.18 mol·kg-1和有机质含量为1.63 g·kg-1。试验地前茬为胡麻。

1.3 试验设计

1.3.1 适应性试验 分别于2017—2020年进行引种适应性试验。采用完全随机区组设计，每个小区4行，行长3 m，行距15 cm，设2次重复。每年10月1日按小区进行人工点播，深度4～5 cm，每行播种200粒，株距约1.5 cm，小区间设宽2 m的保护行。整地前施15 t·hm-2农家肥(炕灰和牛粪)，播种前施184 kg·hm-2尿素、225 kg·hm-2磷酸二铵作基肥；苗期追施150 kg·hm-2尿素。3年均为旱作，未浇灌，每年拔节期人工除草1次。逐年淘汰无法正常返青的参试种质。

1.3.2 丰产性筛选试验 2020—2021年将筛选的10份种质按照1.3.1设计再进行1年丰产性试验。

1.4 测定项目及方法

1.4.1 抗寒性及生育期群体动态调查 于冬小麦苗期，每小区随机选取两行长势均匀、长1 m的样段，统计样段内总株数和总茎数以及死亡株数和死亡茎数，计算死株率和死茎率。其中，死株率/%=(死亡株数/总株数)×100；死茎率/%=(死亡茎数/总茎数)×100。通过死株率和死茎率计算抗寒等级[5-6]。成熟期调查每小区株高、穗下茎长和穗长；统计每小区的倒伏情况以及白粉病、赤霉病、条锈病、黄矮病和黑穗病等发病情况。记载出苗期、返青期、抽穗期和成熟期等群体动态性状。

1.4.2 产量 于冬小麦成熟期，每小区随机选取1 m2样方进行人工收割，统一晾干后测定产量。

1.5 统计与分析

采用SPSS 23.0软件和Excel 2003进行数据处理与分析。

2 结果与分析

2.1 参试种质差异性筛选

2.1.1 出苗率 185份参试种质第1年全部出苗，出苗率在60%～99%之间。其中，南大2419/(中优9507)BC4F4-5B出苗率最高，为99%。说明引进的185份种质在宁夏南部山区均可正常出苗。

2.1.2 返青情况及抗寒性 2017—2018年，185份参试种质冻死69份，116份可正常返青(图1)。其中，ZM328返青最早，FY-9、LY18返青最迟。2018—2019年，返青后经过二次倒春寒冻害又淘汰34份种质，剩余82份可正常抽穗、成熟。2019—2020年，通过抗寒等级鉴定，在82份种质中进一步筛选出10份抗寒等级Ⅱ级及以上适合当地栽培的种质，包含4个品种和6个品系(表1)。10份种质中含7份冬性种质，分别为郑麦9023/(中优9507)BC4F4-5A、郑麦9023/(中优9507)BC3F5-5B&7B、郑麦9023/(中优9507)BC4F5-7B、郑麦9023/(中优9507)BC4F4-1B、YKM5、南大2419/(中优9507)BC4F4-3D&5B、南大2419/(中优9507)BC4F4-5B；3份半冬性种质，分别为LY18、LS6109、FY-9。春性和弱春性种质不能正常越冬，不适合宁夏南部山区栽培，只能作为亲本材料利用。本次适应性引种筛选试验表明，抗寒性是宁夏南部山区引种试验或新品种选育的主要目标性状之一。

A.越冬前；B.越冬中；C.返青中；D返青后。

表1 抗寒等级Ⅱ级及以上参试种质的抗寒性及抗病性(2017—2020年)Table 1 Disease resistance and cold resistance of germplasms with grade Ⅱ cold resistance or above in 2017—2020

2.1.3 农艺性状 引进的185份种质株高与原栽培地相比降幅达16%～43%，其中南大2419/(中优9507)BC4F4-3D&5B降幅最大，达43%，郑麦9023/(中优9507)BC4F4-1B降幅最小。由表2可知，筛选出的10份种质返青期比CK提前3～5 d，成熟期比CK提前4～7 d；株高、穗下茎长及穗长均低于CK，其中郑麦9023/(中优9507)BC4F4-1B株高最高(73.19 cm)，比CK降低15.73%，LS6109穗下茎长(14.85 cm)和穗长(6.34 cm)均最短，分别比CK降低57.29%和35.57%。

表2 抗寒等级Ⅱ级及以上参试种质的农艺性状(2017—2020年)Table 2 Agronomic characteristics of germplasm with grade Ⅱ cold resistance or above in 2017—2020

2.1.4 抗倒伏性与病害发生情况 所有引进种质均未发生倒伏现象， 但2019—2020年和2020—2021年CK出现倒伏现象(表1)。2018—2019年ZM328发生黄矮病，2个小区全部绝收；2019—2020年CK和郑麦9023/(中优9507)BC3F5-5B&7B发生轻微黑穗病，发病率分别为19%和8%；试验期间所有种质均未发生条锈病、白粉病和赤霉病(表1)。

2.2 参试种质丰产性比较

从表3可见，10份种质中4年产量均值超过CK的有9份，其中7份种质产量极显著大于CK，依次为：LS6109>郑麦9023/(中优9507)BC4F4-5A>LY18>YKM5>郑麦9023/(中优9507)BC3F5-5B&7B>郑麦9023/(中优9507)BC4F5-7B>郑麦9023/(中优9507)BC4F4-1B，分别比CK增产56.18%、41.57%、31.09%、31.09%、28.58%、22.47%、18.73%。

表3 抗寒等级Ⅱ级及以上参试种质产量比较Table 3 Comparison of yield of germplasms with grade Ⅱ cold resistance or above

3 小结

抗寒性等级越高的冬小麦在西北高海拔、低温地区的越冬能力越强[7]，强冬性种质更适合在该地区种植[8]。本研究表明，从南京农业大学引种到宁夏南部山区的185份种质均能正常出苗，其中69份春性和弱春性种质不能正常越冬，34份种质不抗倒春寒。通过3年适应性试验，共筛选出10份抗寒等级Ⅱ级及以上的种质。引进种质的株高普遍偏低，与原栽培地相比降幅达16%～43%，均低于对照；正常越冬的种质返青期与成熟期普遍提前且均未发生倒伏现象，其中筛选出的10份抗寒种质返青期比CK提前3～5 d，成熟期提前4～7 d。丰产性试验表明，10份抗寒性种质中有9份种质4年平均产量超过CK，其中7份种质产量与CK差异达极显著水平。

综合抗寒性、农艺性状及产量，LS6109和YKM5两份种质适合在宁夏南部山区开展冬小麦多年多点区域试验， 其他8份种质4年均能正常越冬，且产量均超过CK，建议作为新品种选育的亲本材料。