喀什地区耐盐碱冬小麦品种（系）筛选研究

摘要：为筛选适宜喀什乃至南疆种植的耐盐碱小麦新品种，2022-2023年度自新疆内外引进耐盐碱品种（系）75个，以新冬20为对照，通过变异系数、主成分和聚类分析系统研究了不同品种（系）在新疆喀什地区种植的生育期、农艺性状及产量性状。结果表明，不同小麦品种（系）间穗粒数、有效穗数和产量的变异系数较大，而生育期和灌浆时间的差异较小；相关性分析指出，小麦产量与有效穗数和穗粒数呈显著正相关，千粒重与灌浆速度呈极显著正相关，灌浆时间与灌浆速度呈极显著负相关；主成分分析提取了5个主成分，累积贡献率为72.02%，其中灌浆速度、灌浆时间和产量为主要指标；聚类分析将75个小麦品种（系）分为3大类群，其中亚群II1为超高产型品种（系），有中麦29、华麦9518、鑫麦807、百农1811、济农17、洛旱22、石麦0358、航麦2317、洛麦37和新冬60，平均产量为655.14kg/667m2，较新冬20平均增产10.85%，这些品种（系）产量较高、灌浆时间较长、灌浆速度较快、有效穗数较多，可作为今后重点研究及审定推广的品种（系）。

关键词：喀什地区；耐盐碱；冬小麦；品种筛选

Screening of Salt-Tolerant Winter Wheat Varieties in Kashgar Region

LIU Changwen1，ZHANG Shengquan2，LEI Junjie3，Tawakkul OSMAN1，

NIE Shihui3，Qimanguli KUERBAN1，Rayhangul TOHTAX1，

ZHU Minghui1，ZHANG Yongqiang3，GONG Juwu1，4

（1Kashgar Agricultural Technology Extension Center，Kashgar 844000，Xinjiang；2Institute of Hybrid Wheat，Beijing Academy of Agricultural and Forestry Sciences，Beijing 100097；3Institute of Food Crops，Xinjiang Academy of Agricultural Sciences，

Urumqi 830000；4National Key Laboratory of Cotton Bio-Breeding and Integrated Utilization，Institute of

Cotton Research of Chinese Academy of Agricultural Sciences，Anyang 455000，Henan）

粮食安全是关系我国经济发展、社会稳定和国家自立的全局性重大战略问题，实施藏粮于地、藏粮于技的战略是保障我国粮食安全的重要途径。2021年以来，习近平总书记两次调研盐碱地农业生产，强调开展盐碱地综合利用对保障国家粮食安全、端牢中国饭碗具有重要战略意义，要加强种质资源、耕地保护和利用等基础性研究，转变育种观念，由治理盐碱地适应作物向选育耐盐碱植物适应盐碱地转变，挖掘盐碱地开发利用潜力，努力在关键核心技术和重要创新领域取得突破，将科研成果加快转化为现实生产力[1]。研究人员由此开展了一系列耐盐碱品种的筛选。张风廷等[2]创制了耐盐碱杂交小麦新品种京麦189，于2022年5月通过了国家农作物品种审定委员会审定，审定编号为国审麦20220059。张幸福[3]开展了甘肃白银盐碱地区小麦品种的耐盐性研究，发现耐盐3号、8号小麦在土壤全盐含量为0.299%～0.786%的盐碱地上种植，耐盐性强，比对照小麦增产明显。张婷婷等[4]开展了松嫩平原春小麦耐盐碱性鉴定及品种（系）筛选试验，筛选出2个高度耐盐碱的品种（系）龙麦36和09-9933。孙现军等[5]开展了小麦种质资源苗期耐盐性鉴定评价试验，筛选出13份杂交小麦品种。乔志新等[6]研究了生产上应用广泛的128个小麦品种的干旱萌发特性，通过聚类分析将128个小麦品种的干旱萌发特性分为好、较好、中等、较差、差5类。杨丹丹等[7]以76份冬小麦品种（系）为试验材料，运用聚类分析对所有材料进行分类，将76份小麦材料分为8类，类群IV胚芽鞘长度最长，可作为抗旱性小麦品种（系）。李媛媛等[8]对283份小麦种质资源进行主成分分析并获得4个主成分，盐、碱胁迫累计贡献率分别为76.20%和83.59%；聚类分析将盐、碱胁迫下283份小麦材料划分为3类，筛选出10份耐盐碱型材料，分别为白芒麦、f106、和尚头、四方麦、轴包、中梁22、f78、蚰子麦、和尚麦、矮立多。

加强盐碱地综合利用是守住耕地红线、确保粮食安全的重要举措[9]。作为受盐碱危害严重的喀什地区，目前尚缺少对耐盐碱小麦的品种筛选，因此自2019年起喀什地区农业技术推广中心联合北京市农林科学院、新疆农业科学院共同开展喀什地区耐盐碱冬小麦品种筛选工作。本文对75个小麦品种（系）在喀什地区盐碱地种植的农艺性状表现及产量进行分析，采用主成分分析及聚类分析对品种（系）表现进行综合评价，以期为喀什地区筛选出更多优异耐盐碱小麦品种（系）。

1 材料与方法

1.1 供试材料 来自新疆内外耐盐碱品种（系）75个，其中河北8个，山东17个，河南25个，北京7个，陕西1个，新疆本地17个（表1），对照品种为新冬20。

1.2 试验地概况 试验地安排在新疆莎车县巴格阿瓦提乡7村，该村位于新疆西南部、塔克拉玛干沙漠西南边缘，叶尔羌河和提孜那甫河冲积平原，平均海拔1205m，土质为沙土，土壤总含盐（碱）量为0.36%，年平均气温11.8℃，无霜期210～230d，年平均日照时数2965h，年平均降水量40mm，年平均蒸发量2226mm，属典型的温带大陆性干旱气候。

1.3 气候数据 自2022年10月14日小麦播种后喀什地区气温持续偏高，11月27日最高，可达20℃，非常适合小麦生长；11月28日后呈现断崖式降温，最高温度自20℃下降至6℃，11月29日降至-2℃，夜间温度低至-9℃，与近3年的平缓下降形成鲜明对比，导致部分不抗冻材料大量死亡。2023年3月大部分时间日最高温度和夜间最低温度较近3年高，温度回升快有利于小麦幼穗分化成大穗；4月1日至6月8日日最高温度较近3年平均低2.4℃，相对偏低的温度可延长穗分化及灌浆期，促进小麦穗大、粒多、籽饱满，进而有利于产量提高，但4月4-6日温度骤降在一定程度上影响了不耐低温品种（系）；6月9日开始持续高温，尤其是6月11-12日均温度达36℃，有利于早熟品种（系）加速小麦完熟，但对晚熟品种（系）来说则存在高温逼熟，不利于产量提高，这也是本年度早熟品种（系）产量普遍偏高，但晚熟高产品种（系）产量反而不理想的原因。

1.4 试验设计 试验采用随机区组排列，小区长7.0m，宽2.8m，小区面积19.6m2，行距20cm，种植14行。所有小麦品种（系）统一于2022年10月14日人工播种，2023年6月24日收获。

1.5 测定指标 生育期内记载各品种（系）的播种期、返青期、拔节期、抽穗期、扬花期、成熟期，并计算灌浆时间及全生育期。每小区随机选取60株小麦，测量叶长、叶宽、茎高、穗长、株高；挑选长势均匀的4行小麦测定有效穗数，并计算每667m2有效穗数；随机选取60个穗测定穗粒数，称量千粒重；对灌浆速度按照公式进行计算（灌浆速度=千粒重/灌浆时间）；小麦成熟后全田收获，测定产量并计算折合每667m2产量。

1.6 数据处理 使用Excel 2010进行统计分析，采用Origin 2023进行绘图，R语言“Performance Analytics”数据分析包计算相关性。

2 结果与分析

2.1 不同小麦品种（系）农艺性状分析 由表2可知，参试品种（系）的茎高为47.13～85.27cm，垦冬1530最高，冷育麦18最低，茎高较高（70.40～85.27cm）的品种（系）有新粮807、良星99、石优31、石麦31、石麦0358、石麦01163、西农20、垦冬1510、泊麦4、捷麦19和垦冬1530，茎高较低（47.13～51.78cm）的品种（系）有冷育麦18、豫麦186、百农889、周麦32和石优17，其余品种（系）适中；穗长为5.00～9.16cm，石麦01163最长，垦冬1512最短，穗长较长（8.63～9.16cm）的品种（系）有鲁原128、石麦0358、西农20、漯麦163和石麦01163，穗长较短（5.00～5.96cm）的品种（系）有垦冬1512、山农20、周麦33、2012AR10、济麦22、航麦3108、济麦0435和冷育麦27，其余品种（系）适中；株高为54.15～92.80cm，垦冬1530最高，冷育麦18最低，株高较高（85.64～92.80cm）的品种（系）有石麦01163、西农20、垦冬1510、泊麦4、捷麦19和垦冬1530，株高较低（54.15～59.43cm）的品种（系）有冷育麦18、百农889、豫麦186、周麦32、周麦33、新粮802和石优17，其余品种（系）适中。

参试品种（系）的叶长为12.02～20.62cm，石麦01163最长，华麦9518最短，叶长较长（19.2～20.62cm）的品种（系）有新冬46、垦冬1510、中育1702和石麦01136，叶长较短（12.02～12.70cm）的品种（系）有华麦9518、济麦22、金鑫128、济1806和山农20，其余品种（系）适中；叶宽为1.06～1.83cm，中育1686和百农207最宽，航麦3108最窄，叶宽较宽（1.72～1.83cm）的品种（系）有石麦01163、鲁原128、垦冬1510、百农207和中育1686，叶宽较窄（1.06～1.19cm）的品种（系）有航麦3108、HM3108、JM0435和ZM32，其余品种（系）适中。

参试品种（系）的灌浆时间为34～44d，航麦2317最长，洛旱22、济1806、济麦44和石麦01163最短，灌浆时间较长（42～44d）的品种（系）有中麦29、新麦60、新冬60、石麦31、新冬40、西农20、郑麦369和航麦2317，灌浆时间较短（34～35d）的品种（系）有洛旱22、济1806、济麦44、石麦01163、百农889、济麦0435、捷麦19和鲁原128，其余品种（系）适中；灌浆速度为1.08～1.82g/d，中麦29最快，新麦28最慢，灌浆速度较快（1.08～1.18g/d）的品种（系）有中麦29、新麦60、华麦9518、石优17、航麦3108、西农20、2012AR220、新麦45和新冬60，灌浆速度较慢（1.62～1.82g/d）的品种（系）有济麦23、洛旱22和新麦28，其余品种（系）适中；生育期为271～280d，新冬48最长，新粮807、新麦28和新冬20最短，生育期较长（278～280d）的品种（系）有垦冬1512、济农17、垦冬1530、石麦0351、中育1686、石麦0358、石麦31和新冬48，生育期较短（271～273d）的品种（系）有新粮807、新麦28、新冬20、丰5、华麦007、济麦44、中麦578和新粮802，其余品种（系）适中。

茎高、穗长、株高、叶长、叶宽的变异系数在10.00%以上，相对较高；全生育期的变异系数较小，为0.62%，其次是灌浆时间，为5.84%，说明不同品种生育期、灌浆时间差异不大，在品种选择时没有较大影响。

2.2 不同小麦品种（系）产量相关性状分析 由表3可知，参试品种（系）的有效穗数为31.07万～72.14万穗/667m2，中麦29最高，鲁原502最低，有效穗数较高（60.27万～72.14万穗/667m2）的品种（系）有冷育麦27、郑麦618、新冬57、2012AR220、华麦9518、SY58、新冬46、鑫麦807和中麦29，有效穗数较低（31.07万～39.67万穗/667m2）的品种（系）有鲁原502、冷麦8号、洛麦37、垦冬1530、垦冬1510和新麦60，其余品种（系）适中；穗粒数为19.00～64.15粒，石麦0358最多，洛麦27最少，穗粒数较多（51.48～64.15粒）的品种（系）有石麦01163和石麦0358，穗粒数较少（19.00～20.95粒）的品种（系）有洛麦27、航麦3108和济1806，其余品种（系）适中；千粒重为42.35～66.36g，新麦28最高，华麦9518最低，千粒重较高（59.58～66.36g）的品种（系）有洛旱22、丰5、济麦23和新麦28，千粒重较低（42.35～44.99g）的品种（系）有华麦9518、石优17、新麦45和泊麦7，其余品种（系）适中；产量为326.62～692.98kg/667m2，中麦29最高，冷麦8号最低，产量较高（663.60～692.98kg/667m2）的品种（系）有济农17、百农1811、鑫麦807、华麦9518和中麦29，产量较低（326.62～452.77kg/667m2）的品种（系）有冷麦8号、垦冬1512、济麦22、良星99和中育1686，其余品种（系）适中。

变异系数较高的性状有有效穗数和穗粒数，均在15.00%以上，说明75个小麦品种（系）的有效穗数和穗粒数差异较大，可作为品种改良的首选性状；有效穗数、穗粒数、千粒重的偏度为正值，产量的偏度为负值，说明大部分品种的有效穗数、穗粒数、千粒重在平均值以上，但产量在平均值以下。

2.3 不同小麦品种（系）农艺性状间的相关性分析 相关性分析表明，小麦产量与有效穗数呈极显著正相关，与穗粒数呈显著正相关，与其他性状相关性不显著；千粒重与灌浆速度呈极显著正相关，与有效穗数呈显著负相关；全生育期与茎高、穗长、株高、叶长、叶宽呈显著正相关，灌浆时间与灌浆速度呈极显著负相关（图1）。由此可知，各性状间存在较复杂的相关性，小麦产量提高关键在于穗粒数和有效穗数的增加。

2.4 不同小麦品种（系）农艺性状的主成分分析 对75个小麦品种（系）的农艺性状进行主成分分析，结果如表4、表5所示。当特征值gt;1.00时，对12个农艺性状进行主成分提取，共提取到5个主成分（PC1～PC5）。第1主成分贡献率27.82%，特征向量中载荷较大的因子为株高、茎高和穗长；第2主成分贡献率16.85%，特征向量中载荷较大的因子为灌浆速度、千粒重和灌浆时间；第3主成分贡献率9.77%，特征向量中载荷较大的因子为叶宽、茎高、株高、穗粒数；第4主成分贡献率9.18%，特征向量中载荷较大的因子为产量、灌浆时间、叶长、千粒重；第5主成分贡献率8.40%，特征向量中载荷较大的因子为灌浆时间、产量、有效穗数。5个主成分累计贡献率为72.02%，表明这5个主成分可代表12个性状绝大部分的信息。以上结果中，灌浆速度载荷最大，是喀什地区耐盐碱冬小麦评价的主要因子，其次为灌浆时间和产量。因此，可以考虑将灌浆速度、灌浆时间和产量作为喀什地区耐盐碱冬小麦品种（系）的主要筛选指标。

2.5 不同小麦品种（系）聚类分析 根据主成分分析结果对供试材料进行系统聚类分析，75个品种（系）在喀什地区种植的12个性状的隶属函数值平均值为聚类依据，结果如图2所示。欧氏平方距离为80时，75个小麦品种（系）被划分为3大类群。类群I为低产群，只有冷麦8号1个品种，具有产量低、叶长及叶宽的特性；类群II可分2个亚群，亚群II1包括10个品种（系），为高产亚群，具有有效穗数和穗粒数较多的特性，每667m2平均产量在655.14kg，较新冬20平均增产10.85%，其中突出的品种（系）有中麦29、华麦9518、鑫麦807、百农1811、济农17；亚群II2包括新冬46、新冬48等25个品种（系），产量变幅在551.27～616.71kg之间，平均产量为583.35kg。类群III可分为2个亚群，亚群III1包括百农207、中育1702等27个品种（系），具有产量较低、千粒重较大和叶片较短、叶宽较窄、全生育期较短的特性；亚群III2包括垦冬1510、西农20等12个品种（系），具有产量低、茎高和株高较高、穗长较长、灌浆速度较快和全生育期较长的特性。

3 讨论与结论

盐碱地是世界性的热点问题，严重限制着农作物的生长发育和产量提升，喀什地区盐碱化土壤有65.59万hm2，盐渍化面积33.42万hm2，占耕地面积的48.7%，其中轻盐渍化耕地面积26.37万hm2，中盐渍化耕地面积5.06万hm2，重盐渍化耕地面积1.99万hm2[10]。因此，提高喀什地区冬小麦耐盐碱性、筛选小麦耐盐碱品种（系），对于提高该地区小麦产量和保障国家粮食安全有十分重要的意义。曹平平等[11]基于TOPSIS法对沧麦6005的73个诱变家系进行小麦萌发期耐盐性评价，发现发芽率、芽长、根长、芽鲜质量和根鲜质量均极显著降低；王宏凯等[12]以国内外引进的40份小麦品种（系）和新疆2个主栽品种为材料，研究不同浓度NaCl对小麦芽期农艺表现的影响，以期筛选出耐盐小麦品种。本研究对引自新疆内外的75个耐盐碱品种（系）通过变异系数、主成分和聚类分析，系统研究了不同品种（系）在新疆喀什地区种植的生育期、农艺性状及产量性状，筛选出了超高产型品种（系），分别是中麦29、华麦9518、鑫麦807、百农1811和济农17，平均产量为675.70kg/667m2，较新冬20平均增产14.33%，这些品种（系）产量较高、灌浆时间较长、灌浆速度较快且有效穗数较多，其中华麦9518产量性状、适应性、农艺性状表现优良，可作为今后重点研究及推广应用的品种（系）。另外，自河南引进的抗旱材料洛旱22在从旱地转为水地后表现很好，每667m2产量可达641.14kg，且未出现旱改水后的倒伏现象，说明该品种具有高产和抗倒伏潜力；引进自山东、河南、河北等地区的品种（系）普遍存在较高的增产潜力，产量排名靠前的品种（系）大部分来自这3个省份，因此在喀什地区盐碱地可加大引种力度。本研究可以直接有效地为喀什地区耐盐碱冬小麦品种（系）筛选及资源配制提供科学依据，下一步将结合田间表现对这些品种（系）进行深入鉴定和基因发掘，为缩短育种进程提供有效的参考价值。

参考文献

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[12]王宏凯，赵靖怡，郭宏娜，李先发，徐泰山，翟云龙，王瑞清，胡银岗，文卿琳．小麦种质资源耐盐性鉴定．麦类作物学报，2024，44（2）：253-260

（收稿日期：2024-06-09）

基金项目：新疆维吾尔自治区“天山英才”计划（2022SNGGGCE007）；

新疆维吾尔自治区重点研发计划项目（2021B02002-1）；喀什地区2022年新时代人才发展项目（KSRC2022059）

通信作者：龚举武