利用错期播种鉴定水地小麦灌浆期耐高温耐干热风性方法

摘要

一种利用错期播种鉴定水地小麦灌浆期耐高温耐干热风性方法，目的是所选参数一致性好，鉴定结果精确；本发明选择当地正常播期为第一播期和推迟后的播期为第二播期，两播期相差15‑20天，第二播期播量比第一播期按每推迟一天基本苗增加15.0万株/公顷计算；在小麦全生育期井水漫灌3次；调查两个播期下的千粒质量并计算千粒质量耐高温耐干热风系数T=第二播期千粒质量 / 第一播期千粒质量；T为0～1之间的小数，其值越大耐高温或干热风性越好；调查两个播期下的小区产量并计算出小区产量耐高温耐干热风系数Y=第二播期下小区产量 / 第一播期下小区产量；Y为0～1之间的小数，其值越大耐高温或干热风性越好。

说明书

技术领域

本发明涉及一种利用错期播种鉴定水地小麦灌浆期耐高温或干热风性的方法。

背景技术

我国小麦主产区灌浆期间经常出现高温或干热风天气，此时气温高达32℃上，可使该区域小麦种植面积的三分之二发生危害，一般使小麦减产 30～20%，出现“高温逼熟”灾害。籽粒灌浆形成的适宜温度为20-24℃，高于25℃或低于12℃都不利于灌浆。在适宜温度范围内，灌浆期长，粒重高；温度高于25℃，会大大缩短灌浆时间，促进茎叶早衰，干物质累积量降低，影响粒重的增长。小麦灌浆期受到高温或干热风胁迫后会发生许多生理性状的改变，从而影响到正常的生理功能，最终导致粒重下降、产量的降低和品质降低。国内已有一些专家注意到高温或干热风的潜在危害，有些专家预言，未来小麦超高产的主要限制因素就是高温或干热风。其实，对许多地区来说，小麦后期干热风的有无，决定了小麦是丰产年还是歉收年。没有干热风就丰产，干热风来的又早又猛，则为歉收年。因此，各地开展了小麦耐高温或干热风生理及栽培技术研究。但在小麦耐高温或干热风研究中最瓶颈的问题就是高温或干热风抗性的鉴定问题。目前对小麦灌浆期的耐高温鉴定研究较多，因为耐高温鉴定有日光温室增温鉴定、细胞膜热稳定性鉴定、人工生长箱模拟鉴定等方法；而抗干热风鉴定间接鉴定方法极少，如用人工生长箱模拟鉴定，但鉴定的材料数量很有限，不宜对大量材料进行鉴定。

发明内容

本发明目的是克服上述已有技术的不足，提供一种操作简便、所选参数一致性好、鉴定结果更为精确的利用错期播种鉴定水地小麦灌浆期耐高温耐干热风性的方法。

本发明方法具体步骤如下：

（1）播期设置：在水浇地环境条件下，选择当地正常播期为第一播期；如在山西南部，水地麦区正常播期为10月1日-5日；选择正常播期之后的15-20天为第二播期；

（2）基本苗设置：第一播期播量为正常播量，第二播期播量比第一播期按照每推迟一天基本苗增加15.0万株/公顷计算；

正常播量基本苗大约为300万株/公顷；如推迟15天则基本苗增加15.0万株/公顷/天×15天=225.0万株/公顷；

（3）田间管理：小麦全生育期井水漫灌3次，即越冬水、起身拔节水和灌浆水，或喷灌N次，基本满足小麦全生育期需水要求，气候干旱因素对小麦灌浆影响极小。其它栽培管理同当地大田管理；

（4）样段选取：如果利用千粒质量进行耐高温耐干热风鉴定，一般一个基因型材料种3行区或4行区，行长1.3-1.8m，以中间的1行或2行为测试对象。成熟后收获时选中间0.5-1.0m样段，混脱晒干测其千粒质量；

（5）调查两个播期下的千粒质量并计算出千粒质量耐高温耐干热风系数T：

T = 第二播期千粒质量 / 第一播期千粒质量；

T为0～1之间的小数，其值越大耐高温或干热风性越好；

（6）按照下面的T等级标准来确定小麦不同基因型材料间千粒质量耐高温耐干热风性能：T≥0.9800为高抗高温或干热风型；0.9800＞T≥0.9500为中高抗高温或干热风型；0.9500＞T≥0.9000为中抗高温或干热风型；0.9000＞T≥0.8500为中低抗高温或干热风型；T＜0.8500为高温或干热风敏感型。

本发明可以不采用千粒质量耐高温耐干热风系数T进行筛选，而是利用小区产量耐高温耐干热风系数Y进行筛选；这样上述步骤（5）、（6）就采用下面的步骤（7）、（8）来替换；

（7）调查两个播期下的小区产量(Yield)；小区面积13.0-13.5m²，设3次重复；并计算出小区产量耐高温耐干热风系数Y：

Y = 第二播期下小区产量 / 第一播期下小区产量；

Y为0～1之间的小数，其值越大耐高温或干热风性越好；

（8）按照下面的Y等级标准来确定小麦不同基因型材料间小区产量耐高温耐干热风性能：Y≥0.9500为高抗高温或干热风型；0.9500＞Y≥0.9000为中高抗高温或干热风型；0.9000＞Y≥0.8000为中抗高温或干热风型；0.8000＞Y≥0.7000为中低抗高温或干热风型；Y＜0.7000为高温或干热风敏感型。

调查两个播期下的千粒质量（Thousand kerner weight）并计算小麦千粒质量耐高温耐干热风系数T的原理是由于灌浆期高温或干热风的影响，第二播期的小麦比第一播期往往灌浆期相对缩短，导致千粒质量和产量下降。如果一个基因型材料灌浆期耐高温或干热风性较好，对高温或干热风气候不敏感，则千粒质量和产量不下降或下降很少；反之，如果对高温或干热风气候敏感，则会导致千粒质量和产量明显下降。第二播期基本苗增加的原因是如果两个播期用同一播量，则第二播期由于晚播其群体和个体均明显不足，其农艺性状和产量性状与第一播期相比已无可比性。

样段的选取：一个基因型材料种3行区或4行区，行长1.5m左右即可，为了消除边行优势的作用，选择3行区的中间一行或4行区的中间2行为千粒质量测试对象，在测试行中选择0.5m的样段割回混脱，然后测其千粒质量。

为确定小麦不同基因型材料间千粒质量耐高温耐干热风指数T的等级，拟定了T的等级标准：T≥0.9800为高抗高温或干热风型；0.9800＞T≥0.9500为中高抗高温或干热风型；0.9500＞T≥0.9000为中抗高温或干热风型；0.9000＞T≥0.8500为中低抗高温或干热风型；T＜0.8500为高温或干热风敏感型。

为确定小麦不同基因型材料间小区产量耐高温耐干热风指数等级，拟定Y的等级标准：Y≥0.9500为高抗高温或干热风型；0.9500＞Y≥0.9000为中高抗高温或干热风型；0.9000＞Y≥0.8000为中抗高温或干热风型；0.8000＞Y≥0.7000为中低抗高温或干热风型；Y＜0.7000为高温或干热风敏感型。

小麦千粒质量耐高温耐干热风系数T与小区产量耐高温耐干热风系数Y的比较:在对大量材料进行耐高温或干热风鉴定时选用千粒质量耐高温耐干热风系数T鉴定较为合适，鉴定时可种成3行区或4行区，行长1.5m左右即可，为了消除边行优势的影响，选中间1行或2行为千粒质量的测试对象。而对少数材料进行耐高温或干热风较为精确鉴定时可利用小区产量耐高温耐干热风系数Y进行测试鉴定。该方法准确性高，由于要测小区产量，试验规模较大，显然测定的材料不能太多。所以在对大量种质材料的耐高温或干热风的筛选中第一年可利用千粒质量耐高温耐干热风系数T进行初步筛选，第二年再利用小区产量耐高温耐干热风系数Y进行进一步筛选比较。

高温天气一般为气温≥32℃的天气，干热风天气一般为气温≥30℃、风速V≥2.0m/s且空气相对湿度低于30%的天气。在错期播种情况下播期相差15-20天，扬花期相差4-6天，成熟期相差2-3天；这是由于灌浆期高温或干热风的影响，而使生育期缩短，尤其是灌浆期缩短，导致产量三要素受到影响，尤其是千粒质量下降，最后导致产量降低。调查样段的选择应避开边行，因边行往往存在边行优势，所以应选择苗匀苗壮的里面行。

本发明方法适合对水浇地小麦抗高温或干热风特性进行鉴定，操作简便，所选参数一致性好，计算结果更加精确，可用于对高温或干热风抗性的大田直接进行鉴定，其鉴定结果更直接可靠。

本发明方法在水浇地环境条件下进行，干旱气候对小麦籽粒形成的影响较高温干热风的影响相比极小。而针对旱地条件（雨养条件）下的耐热耐干热风鉴定需继续研究，因为在干旱条件下影响小麦灌浆的气候因素除高温干热风外还有土壤干旱因素，至于哪个因素的作用有多大，需多年资料的综合分析。

具体实施方式

山西省农业科学院小麦研究所在2015年至2016年期间利用本发明方法对国家黄淮冬麦区北片水地组的5个品种（系），即良星99、邢麦13、冀麦325、衡S29-2和山农29，进行了千粒质量耐高温耐干热风系数鉴定：

（1）播期设置：选择2014年10月3日为正常播种期（第一播种期），10月18日为晚播种期（第二播种期）。

（2）基本苗设置：10月3日基本苗按330万株/公顷进行播量设置，10月18日按每推迟一天基本苗增加15.0万株/公顷计算，该播期基本苗设置为555万/公顷。种植小区为4行区，行距21.5cM，行长1.5m。麦行南北走向，同一基因型材料两个播期应南北对应，以0.5m的走道把两个播期隔开。

（3）田间管理：小麦全生育期漫灌3次，即越冬水、起身拔节水和灌浆水，或喷灌N次，基本满足小麦全生育期需水要求，气候干旱因素对小麦灌浆影响极小。其它栽培管理同当地大田管理。

（4）样段选取：2015年收获时选4行区的中间2行，距离走道0.3m以内的选0.5m样段割回混脱，测其千粒质量。测千粒质量时每次数500粒，测3次，3次粒重相差不超过1.0克，以3次的平均值为准。

（5）试验结果比较：5个品种（系）的两个播期的千粒质量及其耐高温或干热风系数结果见表1。从千粒质量耐高温或干热风系数来看，5个品种（系）中表现最好的为邢麦13，其T值为0.949；而表现最差的为衡S29-2，其T值为0.864。其耐热性表现优劣依次为邢麦13、良星99、山农29、冀麦325及衡S29-2。

（6）依据小麦千粒质量耐高温耐干热风指数T的等级指标：“T≥0.9800为高抗高温或干热风型；0.9800＞T≥0.9500为中高抗高温或干热风型；0.9500＞T≥0.9000为中抗高温或干热风型；0.9000＞T≥0.8500为中低抗高温或干热风型；T＜0.8500为高温或干热风敏感型”。

邢麦13、良星99及山农29为中抗高温或干热风；而冀麦325和衡S29-2表现为中低抗高温或干热风。

本次试验的5个材料中未检测到高抗、中高抗及敏感型材料。

随后，课题组按照本发明方法对两个使用面积较大的小麦品种良星99和冀麦325进行了小区产量耐高温耐干热风系数（Y）的鉴定，其中良星99的Y值明显高于冀麦325，说明良星99的耐热耐干热风性能确实好于冀麦325；这个鉴定结果与上述千粒质量耐高温耐干热风系数（T）的鉴定结果是一致的。