黄淮平原砂姜黑土区小麦品种筛选及高效栽培技术

为促进黄淮平原砂姜黑土区小麦产业健康发展,了解不同小麦品种在该生态区的丰产性和适应性,在2021年通过对12个小麦品种进行筛选试验,筛选出周麦36、百农207、郑麦136三个适宜在黄淮砂姜黑土区推广的品种,并研究了配套栽培技术,为今后黄淮平原砂姜黑土区小麦品种更新换代提供科学依据。

黄淮麦区小麦倒春寒危害机理及防控措施研究进展

倒春寒是限制黄淮麦区冬小麦高产稳产的主要因素之一。本文基于当前研究现状,从细胞膜系统、光合作用、呼吸作用、活性氧代谢、渗透调节物质以及内源激素代谢等方面阐述了倒春寒对小麦的危害机理,提出可以采取选育耐寒品种、水肥管理和应用外源化学调控物质等农艺措施防控倒春寒。建议在今后的小麦倒春寒研究中,应充分运用分子生物学等相关技术辅助传统育种,加快耐倒春寒小麦品种的选育;通过植物建模技术、高通量表型平台等作物表型组学相关技术深入研究倒春寒的致灾机理和响应机制,探讨小麦对倒春寒响应的敏感时段、耐性范围以及灾害的防控指标,研发减灾保产的关键栽培技术体系;最后,应综合考虑多重逆境叠加的影响。本文为找到更有效的倒春寒综合防控方法提供了新的思路。

黄淮麦区部分主推冬小麦品种越冬及拔节期的抗寒生理研究

【目的】研究冬小麦冬春季抗寒生理,探讨冬季抗冻性与春季抗寒性的关系。【方法】选择黄淮麦区推广面积较大的陕229、皖麦38、淮麦20、小偃22、西农979、陕麦139、郑麦366、周麦18等8个小麦品种,在越冬期、拔节期自然低温及药隔期人工低温胁迫处理条件下,测定小麦叶片丙二醛(MDA)、超氧化物歧化酶(SOD)、可溶性糖(WSS)、脯氨酸(Pro)和可溶性蛋白(Pr)等抗寒生理指标,结合表型分析各品种的抗寒性。【结果】在越冬期,冬性小麦陕229和半冬性小麦皖麦38、淮麦20的Pro、WSS含量及SOD活性较高,MDA含量较低,其冬季抗冻性表现最好,弱春性小麦小偃22则表现相反,其余品种的上述各生理指标表现介于以上两者之间,且冬季抗冻性以西农979、陕麦139、郑麦366优于周麦18和小偃22。在拔节期,陕229、皖麦38、淮麦20、西农979的MDA含量低,SOD活性和WSS含量高,拔节早期Pro含量高,其春季抗寒性表现较好;在拔节期自然降温及药隔期低温处理条件下,郑麦366、陕麦139的SOD活性均较低,且抗倒春寒能力较差,推测SOD活性可以作为小麦抗倒春寒能力的鉴别指标。小偃22在各阶段的SOD活性及WSS含量均较低,在药隔期前后Pro含量最高,而周麦18在雌雄分化期自然降温后的Pro含量高于其他品种,这可能是二者拔节期抗寒性好于郑麦366、陕麦139的潜在原因。【结论】小麦品种春季抗寒性与冬季抗冻性表现不一致,说明小麦越冬期抗寒性与拔节期抗寒性的生理机理存在差异,春季抗寒性可能是在各生理调节物质的协同调控下进行的。

灌溉对14个小麦新品种(系)产量和农艺性状适应性的GGE分析

于2018—2019年在山东省泰安市马庄试验田采用随机区组设计,包含品种、灌溉两因素,选用14个小麦新品种(系),水分处理分别为出苗后不浇水(E1)、浇拔节水(E2)和浇拔节+开花水(E3),3次重复,共126个小区。分别考察不同处理的小区产量、株高、单穗粒重、单穗穗粒数、单穗小穗数、单穗不孕小穗数等6个性状的变化情况,应用方差分析法和R语言的GGE双标图方法分析性状的基因型效应、环境效应、基因型与环境的互作效应。结果表明,节水型小麦新品系均存在基因型效应(G)、环境效应(E)和基因型×环境互作效应(GE)且均表现出极显著差异(P<0.05),基因型效应(G)的变异范围为1.07%~60.17%,环境效应(E)的变异范围为14.42%~86.97%,基因型×环境互作效应(GE)的变异范围为4.33%~47.88%。不同品种(系)的群体产量性状和个体农艺性状在不同环境下的适应性不同,表现为在不同灌水条件下,不同品种(系)处于不同多边形的顶角位置不同;小麦新品种(系)不同个体性状在不同浇水环境下表达程度不同。E1环境有利于单穗不孕小穗数的表达,E2有利于单穗粒重的表达,E3有利于株高的表达;不同环境对群体产量性状和个体农艺性状的鉴别力和代表性不同,E1环境比E2、E3环境具有更好的鉴别力和代表性。综上,在黄淮麦区,本研究所选用的14个节水型小麦新品种(系)农艺性状基因型效应及其与环境互作效应差异显著,E1环境有利于小麦节水新品种(系)群体产量和个体农艺性状的选择。

黄淮麦区小麦品种春化光周期基因型及其与产量性状的相关性

为了解新品种的春化和光周期基因的显隐性组成及对产量的影响,以2011-2012年度国家冬小麦品种区域试验黄淮南片的42个小麦品种为材料,用STS标记对Vrn-A1、Vrn-B1、Vrn-D1、Vrn-B3四个春化基因和光周期基因Ppd-D1位点进行检测,并结合供试材料的农艺性状,探讨春化基因显隐性组成与品种的冬春性、抽穗期及产量性状的相关性。结果表明,42个小麦品种均含有光周期非敏感型等位变异Ppd-D1a。各显性春化基因中,Vrn-D1的出现频率和含有其的品种(系)数最高(38.1%和16);Vrn-A1与每穗小穗数呈显著负相关;Vrn-B1与抽穗期呈显著正相关,与每穗小穗数和产量呈显著负相关;Vrn-D1与抽穗期呈极显著正相关。在春化基因组合中,vrn-A1+vrn-B1+vrn-D1与抽穗期呈极显著负相关,与每穗小穗数呈显著正相关;Vrn-A1+vrn-B1+vrn-D1与每穗小穗数呈显著负相关;vrn-A1+vrn-B1+Vrn-D1与抽穗期呈显著正相关。说明在小麦可以正常成熟的前提下,对产量等性状有正向作用的最佳春化基因型组合为Vrn-A1+vrn-B1+vrn-D1。

黄淮麦区主要推广小麦品种抗寒性的演变规律

为给黄淮地区小麦生产以及小麦抗寒育种提供参考依据,选取黄淮麦区20世纪60年代到2000年以后小麦主推品种40个,以实验室冷冻法结合logistic方程计算小麦的半致死温度(LT50),分析不同年份、不同类型小麦品种冬前期(苗期)、越冬期、返青期(分蘖期)、拔节期、孕穗期的抗寒性变化规律。结果表明,随着品种育成时间的往后推移,小麦品种抗寒性总体有逐渐增强的趋势,当前生产上的主要品种的抗寒性要强于一些老品种;不同区域品种的抗寒性也有差异,山东和陕西的品种表现出较强的抗寒性。半冬性品种济麦22、烟农19、良星66和皖麦38在各生育时期均表现出较强的抗寒能力,弱春性品种豫麦18、偃展4110在各生育时期抗寒性均较弱,这与它们在生产上的表现相一致;不同小麦品种在其生育进程中的抗寒性变化规律基本相似。

黄淮流域小麦品种高分子量谷蛋白亚基遗传变异分析

利用SDS-PAGE法分析了我国黄淮流域五省区(安徽、江苏、陕西、河南、山东)83个小麦品种(系)高分子量谷蛋白亚基的组成。结果表明,五省区小麦品种(系)中高分子量谷蛋白亚基变异较为丰富,不仅出现了常见的高分子量谷蛋白亚基类型,而且还出现了一些稀有亚基类型,如13+16,5+12等。对面包品质而言,在公认的优质亚基中,其中以安徽省小麦品种(系)中含5+10亚基的频率为最高,为52.94%,其后依次是江苏省、山东省、河南省、陕西省;在14+15优质亚基类型中,山东省最高,为17.64%,其次是安徽省、陕西省、河南省、江苏省;在7+8优质亚基类型中,江苏省最高,为60%,其次是山东省、河南省、陕西省、安徽省;由于所选83个品种中17+18和2*优质亚基类型出现次数太少,暂不能确定出现频率最高的省份。从高分子量谷蛋白亚基品质评分看,以山东省的小麦品种(系)亚基平均得分最高,安徽省最低。从总体看,我国黄淮流域五省区具有丰富的亚基类型,这为今后的育种工作,尤其是小麦品质的改良提供了更多可供选择的亲本材料。

黄淮麦区部分小麦新品系高分子量谷蛋白亚基的组成研究

为了解黄淮麦区小麦品种的高分子量麦谷蛋白亚基（HMW-GS）组成情况及优质亚基分布特点，利用SDS-PAGE电泳技术对39份2005-2006年度参加黄淮麦区区域试验小麦新品系的高分子量谷蛋白的亚基组成、亚基出现频率和品质得分进行研究。结果表明，参加试验的39份小麦新品系中出现了11种亚基和16种亚基组合类型，其中优质亚基2^＊、14＋15和5＋10出现频率分别为2．6％、7．7％和17．9％，亚基组合“1，7＋8，2＋12”和“N，7＋8，2＋12”为常见类型，其频率分别为20．5％和15．4％。参试的39份小麦品系的Glu-1品质得分在5～10分之间，平均品质得分为7．5，品质水平有所提高；具有较高品质得分亚基组合类型“1／2^＊，14＋15，5＋10”以及“1／2^＊，13＋16，5＋10”的品系没有出现，但出现了几种新的亚基组合类型，如“1，13＋16，3＋12”等。说明这些材料亚基组合类型存在一定的变异。在小麦品质育种上，应当注重优质亚基聚合，这对小麦品质改良具有重要作用。

黄淮麦区主要小麦种质资源铁含量的测定

[目的]为了解黄淮麦区小麦籽粒的铁元素含量情况。[方法]以黄海麦区具有代表性的260份小麦骨干种质为试材，采用火焰原子吸收分光光度法对其籽粒铁含量进行了测定分析。[结果]260份测试材料籽粒铁含量的平均值为22．22μg／g，表明目前黄淮麦区小麦籽粒的锌含量整体水平超过20．00μg／g，但尚未达到25．0μg/g；基因型间含量变幅为4．30～115．37μg，极差值为111．07μg／g，相差26．8倍，表明基因型间有极其显著差异；260份测定材料铁含量在5．001～25．000μg／g的基因型为172份，占所测总数的66．1％；在所测材料中不但有23份基因型的铁含量超过40．000μg/g，约占所测基因型总数的9％，还有2份超过100．00μg／g，表明小麦籽粒铁含号的遗传改良巨有很大潜力．[结论]通过遗传改良可以提高小麦籽粒铁的含量。

黄淮麦区新选小麦品种(系)及农家种HMW-GS等位变异分析

【目的】比较分析黄淮麦区111个最新选育小麦品种(系)及39个农家种的高分子量谷蛋白亚基的组成和等位变异,为黄淮麦区优质小麦品种的选育和品质改良提供科学依据。【方法】应用SDS-PAGE方法,比较黄淮麦区新育成小麦品种(系)和农家种的高分子量谷蛋白亚基的遗传组成,并进行了统计分析。【结果】在新选育的小麦品种(系)中,Glu-1位点有10个等位变异,19个不同的亚基组合,其中3个主要的亚基组合分别为(1、7+9、2+12),(1、7+9、5+10)和(null、7+9、2+12),其出现的频率分别为20.7%,10.8%和9.9%,平均品质评分为6.9分;在小麦农家种中,Glu-1位点有7个等位变异,5个不同的亚基组合,出现频率最高的亚基组合是(null、7+8、2+12),占90.0%,平均品质评分为6分。此外在农家种"半截芒"的Glu-B1位点发现了新的亚基7**+8**。【结论】通过50余年的品种选育,黄淮麦区小麦高分子量谷蛋白亚基组成在Glu-A1位点的1亚基比例有了很大提高;在Glu-D1位点,亚基类型得到了丰富,而且出现了26.1%的5+10亚基。但该麦区含有优质亚基2*、13+16、17+18基因型的材料比较贫乏。

黄淮南片小麦区试品种沉降值的测定及优质区划研究

通过对黄淮南片小麦区试38个参试品种在10个不同试点的沉降值测定分析表明:达强筋标准的品 种有陕农981、藁麦8901、郑麦3666、西农979、新9408、豫麦34、PH6911、郑麦005;接近弱筋的品种有郑麦004、 轮选987、旱抗1号;其余品种为中筋类型。在优质小麦生产中,起决定作用的是品种,但不同生态条件对品种 品质的表现影响也很大,品质表现最好的试点是陕西富平,其次是河南新乡、安徽涡阳、江苏徐州、陕西杨凌。 品质表现最差的是河南周口。

施氮时期对冬小麦植株-土壤体系肥料氮去向的影响

通过15N示踪试验,研究了黄淮地区施氮时期对冬小麦植株-土壤体系肥料氮去向的影响。结果表明:随着施氮时期后移,小麦籽粒中的氮素含量增加,叶和茎中氮素含量降低。小麦植株氮素总积累量以拔节期追氮最高。拔节期追氮更有利于提高籽粒的氮素积累量,降低营养器官的氮素积累量,促进营养器官中的氮素向籽粒中转运。不同施氮时期条件下,冬小麦的氮肥生产效率和氮素收获指数均表现为拔节期追氮最高。拔节期追氮更有利于促进强筋小麦品种氮素的吸收,提高中弱筋小麦品种氮素的利用。小麦植株氮素总积累量来源于肥料氮的比例随施氮时期的后移呈降低趋势。推迟施氮时期,植株氮素总积累量来自基肥氮的比例增加,来自追肥氮的比例减少。随施氮时期后移,肥料氮在0～100 cm土壤中的残留呈现增加趋势。与起身期和孕穗期追氮相比,拔节期灌溉后追施氮肥,肥料氮在20～60 cm土壤中残留量最大。综合分析肥料氮在小麦季的去向得出,拔节期追氮肥料氮去向更均衡。

黄淮地区冬春季低温胁迫对小麦生理特性的影响

在黄淮地区冬春季自然低温条件下,以4个不同抗寒类型冬小麦品种为材料,对越冬期、拔节期、孕穗期、抽穗期4个时期的抗寒生理指标进行了研究。结果表明,越冬期至抽穗期抗寒性强的品种根系活力一直高于抗寒性弱的品种;在除抽穗期外的其他生育时期,抗寒性强的品种的SOD活性和Pro含量都明显高于抗寒性弱的品种,而抗寒性强的品种的质膜透性和MDA含量都显著低于抗寒性弱的品种;在越冬期,抗寒性强的品种的POD活性和WSS含量都低于抗寒性弱的品种,其含量变化与田间抗寒性关系不密切。由此可见,在小麦抗寒育种工作中,除注意田间直接鉴定外,还可以把根系活力、SOD酶活性和Pro含量作为室内间接鉴定的辅助指标。

黄淮麦区主要小麦种质资源钙含量测定

为了解黄淮麦区小麦籽粒的钙元素含量情况,本试验以黄淮麦区260份骨干种质为测定材料,采用火焰原子吸收分光光度法对其钙含量进行了测定.结果表明:①260份测试材料籽粒中Ca含量的平均测定值为202.80μg/g;②基因型间含量变幅为40.79-954.80μg/g,极差值为914.02μg/g,相差23.4倍;③260份测定材料中钙含量在50.00-300.00μg/g之间的为206份,占所测总数的79.2%;含量在50.00μg g/以下的有2份,占0.8%;含量在300.0μg/g以上的有50份,约占19.2%,其中,超过500.00μg/g的有18份,约占6.9%。

黄淮南片小麦夏季自然加代育种技术

总结了黄淮南片冬麦区小麦夏季自然加代技术在育种中的应用现状,提出了在该麦区夏季就地自然加代的规模化、高效、低成本小麦育种加代操作技术,为加速小麦育种进程提供技术支撑。

北方地区小麦蚜虫气象适宜度预报模型构建

根据1958-2015年我国北方地区8个主产省(市)小麦蚜虫分省发生面积和发生程度资料、1958-2015年601个气象站点相应逐日气象资料和农业气象站小麦发育期资料,采用相关分析、主成分分析和逐步回归等方法,并利用相关系数法进行因子普查,结合小麦蚜虫适宜生理气象指标和华北、黄淮小麦生育期规律,筛选影响小麦蚜虫年发生程度的关键气象因子,构建分区域的小麦蚜虫气象适宜度预报模型,并将气象适宜度指数划分为非常适宜、适宜、较适宜、不适宜4个等级,以反映气象条件对小麦蚜虫发生发展的适宜程度。结果表明:筛选出影响华北小麦蚜虫年发生程度的8个关键气象因子,影响黄淮小麦蚜虫年发生程度的6个关键气象因子。建立的华北、黄淮模型回代检验等级准确率分别为91.2%,93.1%,2016-2018年3年外推预报平均准确率均在75%以上;利用黄淮模型反演苏皖两省2016-2018年小麦蚜虫发生等级、异地检验3年预报效果均较理想。模型适用于从气象角度对华北、黄淮及江淮地区小麦蚜虫发生等级进行监测和预报。

黄淮南片小麦品种(系)籽粒品质性状研究

【目的】明确黄淮南片当前种植小麦品种的品质状况及存在问题,为我国黄淮南片小麦品质育种和品种利用提供理论与技术依据。【方法】对黄淮南片82个小麦品种(系)的容重、蛋白质含量、湿面筋、沉降值、吸水率、形成时间、稳定时间、最大抗延阻力和拉伸面积等品质性状进行测定与分析。【结果】黄淮南片小麦品种(系)各品质性状的平均水平分别为:容重797.6 g/L,蛋白质含量144 g/kg,湿面筋31.3%,沉降值33.2 mL,面粉吸水率59.5%,形成时间3.3 min,面团稳定时间4.6 min,最大抗延阻力255.8 EU,拉伸面积55.2 cm2;根据专用小麦品质标准综合评定,黄淮南片82个供试小麦品种(系)中,品质性状达到强筋的有7个,仅占8.54%,中筋的有41个,占50%,弱筋的有4个,占4.88%。【结论】面筋强度差、稳定时间短、拉伸面积小是黄淮南片小麦品种(系)普遍存在的突出问题。因此育种工作者应在提高产量的同时,加强对沉降值和面团稳定时间及拉伸面积的选择,以满足生产和加工对优质、强筋小麦的需求。

黄淮和长江中下游冬麦区小麦品种(系)农艺性状及其聚类分析

气候变暖对我国乃至世界小麦育种和生产有很大影响。为了研究我国不同生态麦区小麦品种(系)农艺性状适应气候变化调控机理,本研究以黄淮冬麦区北片和南片及长江中下游冬麦区的20个当前大面积推的小麦品种、新审定品种和新选育品系为试验材料,在黄淮冬麦区北片河北省石家庄市种植,在返青期前对其抗旱抗冻性、根冠比和叶片干重与鲜重比进行调查;收获后对株高、穗长、穗下节间长、分蘖数、小穗数、穗粒数、千粒重、单株生物量、单株粒重、经济系数等10个农艺性状进行了考种和相关、聚类和主成分分析。结果表明,不同麦区小麦品种(系)苗期的抗旱抗冻性为黄淮冬麦区北片>黄淮冬麦区南片>长江中下游冬麦区。三大生态麦区的单株粒重与分蘖数、穗粒数、单株生物量、经济系数均呈极显著正相关,黄淮冬麦区南片和长江中下游冬麦区呈显著和极显著的农艺性状相对较多,说明这两个生态麦区的品种有很大的相似性;但不同生态麦区其他农艺性状正负相关各有一定差异。在欧氏距离20处,20个小麦品种(系)被聚类为长江中下游冬麦区和黄淮冬麦区南片品种(系)(第Ⅰ类)及黄淮冬麦区北片品种(系)(第Ⅱ类)两个大的生态型;在欧氏距离6处,Ⅰ类又分为分别以‘百农207’‘济麦22’和‘西农979’为代表的3个亚类,Ⅱ类是以‘长旱58’为代表。产量、穗长、株高和经济系数4个主成分因子对10个农艺性状表现型变异累计贡献率为76.39%。‘济麦22’等黄淮冬麦区北片的品种(系)综合得分在前20株中占95%。以上研究结果为小麦适应气候变暖育种和引种示范推广提供了重要参考信息。

黄淮区旱作条件下高产冬小麦品种筛选及高产指标研究

在黄淮冬麦区旱作条件下对20个旱地小麦品种进行了筛选试验。试验结果表明:产量超过6000 kg/hm^2的品种有7个,即西农928、长6359、洛旱6号、衡136、西农219、洛旱7号和长旱58;其高产经济性状指标为成穗数(420.00~485.10)万穗/hm^2,千粒重45.96~50.01 g,穗粒数31.00~34.40粒,收获指数40.95%~43.13%,株高86~96 cm,水分利用效率14.12~16.38 kg/(mm·hm^2);越冬期、拔节期、孕穗期和抽穗期的群体大小应分别为成穗数的1.88、3.35、2.26和1.51倍;越冬期、拔节期、孕穗期、开花期、收获期的干物质积累量应分别占总干物质量的3.20%、16.85%、23.08%、26.81%、30.07%。

黄淮南片近年国审小麦品种抗病性分析

[目的]为小麦抗病材料的筛选及抗病品种的推广提供参考。[方法]以黄淮南片45个国审小麦品种为材料,研究其对白粉病、赤霉病、纹枯病、叶锈病、条锈病、秆锈病的抗性。[结果]对白粉病高抗、中抗、中感、高感的品种分别有2、2、21、20个,对赤霉病高抗、中抗、中感、高感的品种分别有0、1、4、40个,对纹枯病高抗、中抗、中感、高感的品种分别有0、4、25、16个,对叶锈病免疫、高抗、中抗、中感、高感的品种分别有1、1、1、2、25个,对条锈病高抗、中抗、中感、高感的品种分别有6、8、8、5个,对秆锈病高抗、中抗、中感、高感的品种分别有10、7、12、3个。[结论]供试品种对白粉病、赤霉病、纹枯病的抗性较差,而对3种锈病的抗性相对较好。