河北省东部低平原区旱碱麦品种综合评价

冯珺珩，徐玉鹏，阎旭东，滕霄，卢相义，肖宇，岳明强

（沧州市农林科学院，河北 沧州 061001）

我国的基本国情是人多地少，耕地面积少制约着我国农业的发展。2023 年我国盐碱地面积约为1 亿hm2，占国土总面积的10%[1]。盐碱地土壤肥力低、易板结、盐渍化严重、不宜灌溉，对农作物正常生长产生抑制作用[2，3]。沧州市盐碱地面积3.04×105hm2，占全国盐碱地总面积的0.03%，其中2.88×105hm2可用于耕种，占该市盐碱地总面积的94.7%。因此，合理开发利用盐碱地对提高我国粮食产量、缓解人口粮食短缺问题具有重要意义[3，4]。

小麦是河北省重要的粮食作物，2021 年产量为1.44×108t，占该省全年粮食总产量的37.9%[5]。近几年，沧州地区因地制宜，开发出了特色产品旱碱麦面粉。旱碱麦是指利用滨海盐碱地特殊土壤条件栽培的旱作冬小麦，旱碱麦生产出的面粉具有蛋白质含量高、湿面筋含量高、出粉率高的特点[6]。旱碱麦生产上，采用的是雨养旱作[7，8]。水分是影响冬小麦生长发育的主要因子之一，近年来科技工作者对旱碱麦栽培技术进行了研究，如起垄覆膜侧播技术[9]、旱作沟播技术和起垄覆膜膜下栽培技术[10]，这些技术的核心内容是提高盐碱地雨水富集能力、降低田间水分蒸发量，以保证冬小麦生育期内所需水分的供应[9，10]。旱碱麦生产用水仅依靠自然降水，产量一般维持在3 000～5 250 kg/hm2，显著低于灌区的冬小麦产量[11，12]。因此，若想进一步提高旱碱麦产量，还需要筛选适宜河北省东部低平原区盐碱地种植的旱碱麦品种。

在旱碱麦品种比较试验中，主要关注株高、产量和品质。株高是评价小麦抗旱性的重要指标，与小麦的抗旱性和产量有关[13～15]。研究表明，孕穗期的穗长和小穗数为后期产量形成打下基础[16]。小麦产量与分蘖数、小穗数和小穗结实率呈极显著正相关，与不孕小穗数呈极显著负相关[16]。此外，小麦子粒品质也不容忽视。蛋白质是影响小麦营养品质和加工品质的关键[17]，不同小麦品种的子粒蛋白质含量变异幅度较大[18]。在旱作条件下，水分也是影响蛋白质含量的重要因素[19，20]，适当降低土壤含水量有利于蛋白质的积累。因此，在旱碱麦品种比较试验中，应关注小麦子粒的蛋白质含量。

在河北省东部低平原区盐碱地土壤上，同时种植一定范围内已经得到推广应用的8 个小麦品种，通过比较其农艺性状、产量和品质，旨为筛选出生态适应性强、适合该区种植的高产优质旱碱麦品种。

1 材料与方法

1.1 试验地概况

试验在河北省东部低平原区的黄骅市常郭镇李子扎村友和种植合作社试验基地进行。试验田土质为沙壤土，0～20 cm 耕层土壤基础养分含量为有机质13.5 g/kg、碱解氮37.1 mg/kg、速效磷18.9 mg/kg、速效钾140.2 mg/kg，盐分含量3.26 g/kg，pH 值8.2。前茬作物为春玉米，收获后秸秆全部粉碎还田。

1.2 试验材料

试验材料为在一定范围内得到推广应用的8 个优质旱碱麦品种，来源于7 家育种单位（表1）。

表1 试验旱碱麦品种及其育种单位Table 1 Drought resistant and salt alkali tolerant wheat varieties tested and their breeding units

1.3 试验方法

1.3.1 试验设计 试验设8 个旱碱麦品种处理，品种小区。小区面积30 m2（6 m×5 m），随机区组排列，3次重复，小区间留宽1 m 的观察道。

2021 年冬小麦播种前底施三元复合肥（N、P2O5、K2O 含量分别为18%、10%和12%）500 kg/hm2；10月在土壤湿润时播种（以促进种子萌发），小麦行距20 cm，基本苗数量300 万株/hm2。翌年，小麦开花前追施尿素（N 含量46%）300 kg/hm2，6 月收获。小麦生产仅靠自然降水，不再进行人工灌溉，其他管理措施同大田生产。

1.3.2 测定项目与方法

1.3.2.1 小麦农艺性状。在小麦成熟期进行指标测定。（1）小穗数、不孕小穗数和不孕小穗率。各小区均选取长势基本一致的小麦20 株，调查小穗数和不孕小穗数，计算不孕小穗率（不孕小穗数/小穗数×100%）。（2）株高。各小区均选取长势均匀一致的小麦10 株，在小麦自然生长状态下，用卷尺测量株高（地表到小麦顶端的高度）。

1.3.2.2 小麦产量及其构成因子。在小麦成熟期进行指标测定。每小区均选定1 m×1 m 的取样点3 个，收获样方内的全部小麦，测定产量。每小区均选取1 m双行，统计总穗数，用游标卡尺测量穗长；连续选取麦穗15 个，统计穗粒数；选取1 000 个子粒称重，测定千粒重。

1.3.2.3 蛋白质含量。取成熟期收获的小麦子粒，利用磨粉机磨成全麦粉，过100 目网筛。准确称取全麦粉0.2 g，利用H2SO4-H2O2消煮-凯氏定氮法，测定全氮含量。按照其0.57 计算得到小麦子粒的蛋白质含量。

1.3.3 数据统计分析 采用Microsoft Excel 2010 软件进行数据统计和整理；采用SPSS Statistics 17.0 软件的One-Way ANOVA 路径的分析方法进行方差分析；采用R 语言Stats 包3.5.0 版的cor 函数进行相关性分析和热图生成。

2 结果与分析

2.1 参试旱碱麦品种的株高

参试小麦品种的株高为59.1～69.49 cm，其中，沧麦6005 株高最大，捷麦19 次之，二者差异不显著，但均显著＞其他6 个品种；而其他6 个品种的株高差异均不显著（图1）。表明参试旱碱麦品种的株高差异显著，其中沧麦6005 和捷麦19 株高较大。

2.2 参试旱碱麦品种的穗部性状

参试小麦品种的穗长为6.43～7.65 cm，其中，晋麦100 穗长最大且显著＞除小偃155 外的其他6 个品种，沧麦6005 和捷麦20 的穗长较小，而其他4 个品种的穗长差异均不显著；小穗数为15.30～19.53 个，其中泊麦7 号小穗数最多且显著＞其他7 个品种，小偃156 和捷麦19 的小穗数较多，沧麦6005 和小偃155 的小穗数较少；不孕小穗数为1.06～3.79 个，其中捷麦19 的不孕小穗数最多，沧麦6005 次之，二者差异显著，且均显著＞其他品种，而铜麦6 号的不孕小穗数最少且显著＜其他7 个品种；不孕小穗率为6.12%～23.01%，其中沧麦6005 的不孕小穗率最高，捷麦19 次之，二者差异显著，且均显著＞其他品种，而铜麦6 号的不孕小穗率最低且显著＜其他7 个品种（表2）。表明参试旱碱麦品种的穗部性状差异显著，其中晋麦100 和小偃155 穗长较大，泊麦7 号、小偃156 和捷麦19 小穗数较多，捷麦19 和沧麦6005 不孕小穗数和不孕小穗率明显较高。

表2 不同品种小麦的穗部性状Table 2 Spike traits of different varieties of wheat

2.3 参试旱碱麦品种的产量及其构成因子

参试小麦品种的单位面积穗数为392.52 万～589.40 万个/hm2，除泊麦7 号和铜麦6 号明显较少外，其他6 个品种差异均不显著，其中捷麦19 的单位面积穗数最多；穗粒数为26.99～34.70 个，穗粒数超过30个的品种依次是泊麦7 号、小偃156 和捷麦20，三者差异均达到了显著水平，且均显著＞其他品种；千粒重为35.81～39.93 g，其中捷麦19 千粒重最大且显著＞其他7 个品种，其次是小偃156、小偃155、沧麦6005 和捷麦20 且四者差异均不显著；产量为2 880.5～4 951.3 kg/hm2，其中捷麦19 产量最高，其次是小偃156 和捷麦20，三者产量均＞4 500 kg/hm2且差异不显著（表3）。表明参试旱碱麦品种的产量及其构成因子均差异显著，其中捷麦19、小偃156 和捷麦20 产量较高，均超过4 500 kg/hm2。

表3 不同小麦品种的产量及其构成因子Table 3 Yield and its components of different wheat varieties

2.4 参试旱碱麦品种的粗蛋白含量

根据优质小麦的分级标准，蛋白质含量高于12.2%的小麦属于优质小麦[21]。参试小麦品种的粗蛋白含量为10.05%～14.18%，其中，小偃156 的粗蛋白含量最高，且显著＞其他品种；其次是小偃155，粗蛋白含量为12.21%，也符合优质小麦的蛋白质含量标准；其他6 个小麦品种的粗蛋白含量为10.05%～11.65%，均未达到优质小麦蛋白质含量标准（图2）。表明参试旱碱麦品种的粗蛋白含量差异显著，其中小偃156 和小偃155 的粗蛋白含量达到了优质小麦水平。

图2 不同小麦品种的粗蛋白含量Fig.2 Crude protein content of different wheat varieties

2.5 参试旱碱麦品种各农艺性状和产量构成因子与产量的相关性分析

小麦产量构成三因子中，千粒重和单位面积穗数与产量呈一定的正相关，相关系数分别为0.667 和0.601；5 个农艺性状中，株高、不孕小穗数和不孕小穗率与产量呈正相关，但相关性较弱，相关系数分别为0.300、0.348 和0.362（图3）。值得注意的是，株高与不孕小穗数和不孕小穗率呈较强的正相关，相关系数分别达到0.759 和0.813；小穗数与穗粒数呈较强的正相关，相关系数为0.773。

图3 小麦农艺性状和产量构成因子与产量的相关系数Fig.3 Correlation coefficients of agronomic traits and yield components and yield of wheat

3 结论与讨论

3.1 讨论

3.1.1 旱碱麦品种的抗旱性分析 本研究选用的8 个小麦品种均为优质旱碱麦品种，且在一定范围内得到了推广应用。目前，学术界对小麦抗旱性的表述有2种观点：一种认为，小麦的抗旱性可以用干旱胁迫系数表示，即小麦抗旱能力的强弱，与其在干旱条件下株高的下降幅度有关[14，22]；另一种则认为，旱生条件下，小麦的株高与抗旱性呈极显著正相关[15]。本研究的品种比较试验是在盐碱耕地上进行的，小麦全生育期内均未浇水，符合旱作栽培条件。试验结果显示，参试的8 个旱碱麦品种中，沧麦6005 和捷麦19 的株高显著高于其他6 个品种。因此，从抗旱性方面考虑，应优先关注沧麦6005 和捷麦19。

在小麦生育期内穗部性状对后期产量形成起到关键作用。本研究中，不孕小穗数和不孕小穗率均与产量相关性不强。研究表明，干旱条件下，小麦的物质转运会受到抑制，最终影响产量的形成[23]。在盐碱地种植产量形成潜力高的小麦品种，很可能会受到水分不足的影响，难以发挥其全部的生产潜力实现高产。因此，在旱碱麦品种比较试验中，不孕小穗数和不孕小穗率对后期产量的形成不具备参考意义。值得注意的是，本研究条件下，不孕小穗数和不孕小穗率与株高均呈较强的正相关，相关系数分别达到0.759 和0.813。这可能是抗旱性较强的小麦在遇到水分胁迫时，更易形成一定数量的不孕小穗，以保证其他小穗正常的水分供应，提高子粒的灌浆程度和干旱条件下物种的生存能力，是一种生物保护机制。因此，除株高外，不孕小穗数和不孕小穗率在一定程度上可以表征不同品种旱碱麦的抗旱性。

3.1.2 旱碱麦品种的产量和蛋白质含量分析 在雨养旱作条件下，8 个参试旱碱麦品种的产量存在显著差异，其中捷麦19 和小偃156 产量较高；相关分析结果表明，产量受千粒重和单位面积穗数影响较大。研究表明，适当提高干旱地区小麦的群体数量，有利于提高产量[24]。因此，在旱碱麦品种比较试验中应关注群体数量，保证后期形成产量优势。对2010～2017 年不同降水年型下的小麦产量构成因子进行分析发现，千粒重最高值易出现在降水量前多后少的年型，而在均衡降水年型则表现较低[25]。所以，适当的干旱可以提高小麦千粒重，这与前人观点一致。捷麦19 和小偃156 群体数量大，千粒重和产量高，可以作为旱碱麦栽培的优选品种。

小麦蛋白质含量受水分影响较大，适当干旱有利于提高小麦的蛋白质含量，但过度干旱会使子粒蛋白质含量升高受到抑制[26]。在雨养旱作条件下，8 个参试旱碱麦品种的蛋白质含量存在显著差异，其中小偃156的蛋白质含量最高，小偃155 次之，蛋白质含量分别为14.18%和12.21%。根据优质小麦的分级标准[21]，小偃156 和小偃155 的蛋白质含量符合优质小麦标准，而其他6 个品种的小麦蛋白质含量均未达标。

综上所述，在盐碱地种植捷麦19 和小偃156 可以获得较高产量，但2 个品种在抗旱性和品质方面表现不同，其中捷麦19 抗旱性较强，小偃156 子粒蛋白质含量较高。因此，在河北省东部低平原区种植旱碱麦时应关注当地的降水量。在降水量多的地区或年份，可以追求旱碱麦的产量和品质，推荐种植小偃156；反之，则需要种植抗旱性强、产量稳定的旱碱麦品种捷麦19。

3.2 结论

在盐分含量3.26 g/kg 的盐碱地上，选用在一定范围内得到推广和应用的8 个优质旱碱麦品种进行品种比较试验，结果表明，捷麦19 和小偃156 产量较高，生态适应性强，为适合河北省东部低平原区种植的旱碱麦优选品种。在降水量多的地区或年份，可以追求旱碱麦的产量和品质，推荐种植小偃156；反之，则推荐种植抗旱性强、产量稳定的捷麦19。