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一种田间节水高产小麦品种鉴定筛选方法

阅读：170发布：2024-01-09

专利汇可以提供一种田间节水高产小麦品种鉴定筛选方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本发明涉及一种田间节水高产小麦品种鉴定筛选方法,该方法包括小麦的形态指标和生理指标。小麦播种后采取全生育期灌2水（拔节水和灌浆水）、灌1水（拔节水）和完全雨养的灌水措施，评价种子根、株高、旗叶的形态指标，小区冠层温度和旗叶叶绿素含量的生理指标。本方法可以方便快捷的筛选鉴定出不同节水灌溉条件下的高产品种，为育种工作者和生产实践提供指导。，下面是一种田间节水高产小麦品种鉴定筛选方法专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种田间节水高产小麦品种鉴定筛选方法，其特征在于该方法包括如下步骤：
（1）小麦实时播种，常规管理；
（2）0水全生育期不灌水，完全雨养；
（3）选取种子根多于5条，株高介于80-95 cm，旗叶细长，旗叶中部宽度≤12 mm，长度≥
125 mm，灌浆中期冠层温度低的小麦品种为节水高产品种，其中温差≥3.0℃，温差=气温-冠层温度。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤（3）中，小麦长至两叶一心时，小麦长出的根即为种子根，小心拔出小麦，每个品种取7-10棵小麦，数种子根并计算平均数。
3.一种田间节水高产小麦品种鉴定筛选方法，其特征在于该方法包括如下步骤：
（1）小麦实时播种，常规管理；
（2）1水全生育期灌拔节水；
（3）选取株高介于75-85 cm、旗叶较宽，旗叶中部宽度≥15 mm，灌浆中期冠层温度低，灌浆初期叶绿素含量SPAD高小麦品种为节水高产品种，其中温差≥5.0℃，温差=气温-冠层温度， SPAD≥55。
4.一种田间节水高产小麦品种鉴定筛选方法，其特征在于该方法包括如下步骤：
（1）小麦实时播种，常规管理；
（2）2水全生育期灌拔节水和灌浆水；
（3）选取株高介于70-85 cm，旗叶较宽，旗叶中部宽度≥15.5 mm，灌浆中期冠层温度低，灌浆后期叶绿素含量高SPAD的小麦品种，其中温差≥6.5℃，温差=气温-冠层温度， SPAD≥40。
5.如权利要求4所述的方法，其特征在于：步骤（3）中，在小麦灌浆后期测量株高，此时小麦株高不再发生变化，株高为地面至主穗顶端的长度，不包括芒，每个小区取3个点，测量株高并计算平均数；
在小麦灌浆后期用叶面积仪测量旗叶宽，每个小区取 10-20 片旗叶，测量后取平均值；
在小麦灌浆中期用植物冠层温度测温仪测定每个小区的冠层温度，仪器到被测冠层约
60 cm，与小麦冠层呈 45°角，每个小区选取三个中间位置进行测量，测量后取平均值，测量时间中午12:30-15:00；
在于小麦灌浆后期用便携式叶绿素含量测定仪测定小麦旗叶的叶绿素含量，叶绿素含量测定选取小麦旗叶的中部位置，每个小区测定7-10 片叶子，测量后取平均值。

说明书全文

一种田间节水高产小麦品种鉴定筛选方法

技术领域

[0001] 本发明涉及一种田间节水高产小麦品种鉴定筛选方法，属于小麦育种领域。

背景技术

[0002] 黄淮冬麦区是我国最主要的小麦产区，常年小麦种植面积达1200.0～1333.3万2
hm ，约占全国小麦总面积的40％～44％。但是该区年降雨量多集中在夏季六、七、八3个月，小麦生育期降水仅为120～300mm，不足年降水量的30％。过去几十年大量开采地下水进行农业灌溉导致多地形成地下水漏斗，造成地面沉降。鉴于以上原因迫切要求我们育种工作者从实际出发，在维持粮食稳产的基础上进一步减少灌溉用水，有效的挖掘小麦自身的高效用水潜力，选育出节水高产新品种、新类型，达到节水高产的目的。

[0003] 小麦节水高产是多种因素共同作用的综合反映，品种自身的节水高产特性是由多基因控制的数量性状。前人围绕抗旱性评价指标、抗旱生理指标等方面做了很多工作，但往往只注重品种的抗旱性，忽视了品种的丰产性，因此，研究结果与生产应用差距甚远。生理指标的检测受环境条件、取材时期的影响，目前还没有哪个或哪些具体的生理指标被用来指导育种实践，只是作为辅助手段检验已育成的品种。因而，在不同灌水条件下选择便携、快速、适合大田应用的小麦形态特征和生理指标，有利于加速小麦节水高产的选育进程。

发明内容

[0004] 本发明对不同灌水制度下的小麦形态和生理指标与产量和抗旱系数进行相关分析，发现种子根、株高、旗叶性状、冠层温度和叶绿素含量与产量之间具有显著相关性，可以作为筛选鉴定节水高产小麦的形态和生理指标。

[0005] 本发明提供的技术方案是：一种田间节水高产小麦品种鉴定筛选方法，该方法包括如下步骤：

[0006] (1)小麦实时播种，常规管理；

[0007] (2)0水全生育期不灌水，完全雨养；

[0008] (3)选取种子根多于5条，株高介于80-95cm，旗叶细长，旗叶中部宽度≤12mm，长度≥125mm，灌浆中期冠层温度低的小麦品种为节水高产品种，其中温差≥3.0℃，温差＝气温-冠层温度。

[0009] 所述的方法，进一步地，小麦长至两叶一心时，小麦长出的根即为种子根，小心拔出小麦，每个品种取7-10棵小麦，数种子根并计算平均数。

[0010] 本发明提供另一种田间节水高产小麦品种鉴定筛选方法，该方法包括如下步骤：

[0011] (1)小麦实时播种，常规管理；

[0012] (2)1水全生育期灌拔节水；

[0013] (3)选取株高介于75-85cm、旗叶较宽，旗叶中部宽度≥15mm，灌浆中期冠层温度低，灌浆初期叶绿素含量SPAD高小麦品种为节水高产品种，其中温差≥5.0℃，温差＝气温-冠层温度，SPAD≥55：

[0014] 进一步地，本发明提供一种田间节水高产小麦品种鉴定筛选方法：

[0015] (1)小麦实时播种，常规管理；

[0016] (2)2水全生育期灌拔节水和灌浆水；

[0017] (3)选取株高介于70-85cm，旗叶较宽，旗叶中部宽度≥15.5mm，灌浆中期冠层温度低，灌浆后期叶绿素含量高SPAD的小麦品种，其中温差≥6.5℃，温差＝气温-冠层温度，SPAD≥40。

[0018] 上述的方法，进一步地包括：

[0019] 在小麦灌浆后期测量株高，此时小麦株高不再发生变化，株高为地面至主穗顶端的长度，不包括芒，每个小区取3个点，测量株高并计算平均数；

[0020] 在小麦灌浆后期用叶面积仪测量旗叶叶面积、叶长、叶宽和周长，每个小区取10-20片旗叶，测量后取平均值；

[0021] 在小麦灌浆中期用植物冠层温度测温仪测定每个小区的冠层温度，仪器到被测冠层约60cm，与小麦冠层呈45°角，每个小区选取三个中间位置进行测量，测量后取平均值，测量时间中午12:30-15:00；

[0022] 在于小麦灌浆后期用便携式叶绿素含量测定仪(SPAD502)测定小麦旗叶的叶绿素含量，叶绿素含量测定选取小麦旗叶的中部位置，每个小区测定7-10片叶子，测量后取平均值。

[0023] 本发明对不同灌水制度下的小麦形态和生理指标与产量和抗旱系数进行相关分析，发现种子根、株高、旗叶性状、冠层温度和叶绿素含量与产量之间具有显著相关性，该方法操作简单便捷，可以用来筛选和鉴定节水高产小麦品种。

[0024] 本发明提供的形态和生理指标检测使用品种为黄淮冬麦区近10年102份国审小麦品种。检测了102份小麦品种的种子根，小麦在完全雨养、灌1水和2水条件下种子根与产量显著正相关。小麦灌1水和2水条件下株高与产量显著负相关，完全雨养条件下株高与产量显著正相关。完全雨养的条件下，选择株高介于80-95cm，灌1水的条件下，选取株高介于75-85cm，灌2水的条件下，选取株高介于70-85cm小麦品种有利于获得高产。

[0025] 检测了102份小麦品种旗叶叶面积、叶长、叶宽和周长，灌1水和灌2水的小麦叶面积、周长、叶长和叶宽比不灌水的明显增加，而灌1水和灌2水之间小麦叶面积、周长、叶长和叶宽的差异不明显。小麦完全雨养条件下旗叶周长和叶长与抗旱系数表现出显著正相关，灌1水和2水条件下叶宽与产量显著正相关，完全雨养的条件下，选取旗叶细长小麦品种，灌1水和2水的条件下，选取旗叶较宽小麦品种有利于获得高产。

[0026] 小区冠层温度指标：播种小麦连续两年检测到不同灌水条件下灌浆中后期小区的冠层温差与产量及抗旱系数显著正相关，3种灌水条件下，小麦灌浆中后期选取冠层温度低的小麦品种有利于获得高产。

[0027] 旗叶叶绿素含量指标：播种小麦连续两年在灌1水条件下检测到灌浆初期叶绿素含量与产量显著正相关，灌2水条件下灌浆中后期叶绿素含量与产量显著正相关。灌1水的条件下，灌浆初期选取叶绿素含量高的小麦品种，灌2水的条件下，灌浆后期选取叶绿素含量高的小麦品种有利于获得高产。

[0028] 说明书附图

[0029] 图1为扬花期小麦，其中，(A)摄于2013年5月6日赵县试验站；(B)摄于2014年5月3日赵县试验站。

[0030] 图2不同灌水条件下小麦产量，其中，图(A)是2012-2013年度不同灌水条件下小麦产量；图(B)是2013-2014年度不同灌水条件下小麦产量。

[0031] 图3小麦种子根数分布。

[0032] 图4不同灌水条件下小麦的株高，其中，(A)2012年-2013年度不同灌水条件下小麦的株高；(B)2013年-2014年度不同灌水条件下小麦的株高。箱图上、中、下线分别表示变量值的第75、50、25百分位数，触须线上、下截止横线代表变量值本体最大值和最小值。“o”代表奇异值>or<(P75-P25)×1.5。

[0033] 图5不同灌水条件下小麦的旗叶性状，其中，图(A)、(C)、(E)和(G)分别代表2012-2013年度小麦旗叶的叶面积、周长、叶长和叶宽；图(B)、(D)、(F)和(H)分别代表2013-2014年度小麦旗叶的叶面积、周长、叶长和叶宽。

具体实施方式

[0034] 下述实施例中所使用的试验方法如无特殊说明，均为常规方法。下述实施过程中所用的材料，如无特殊说明，均可从商业途径或国家种质资源中心得到。田间检测的小麦形态和生理数据与产量和抗旱指标的相关分析用SPSS 软件进行双尾检测，显著和极显著水平分别设为0.05和0.01。

[0035] 实施例1小麦品种的收集和种植

[0036] 本发明人收集了我国黄淮冬麦区近十年审定小麦品种102份(表1)。按照品种育成区域和育成时间分成10组，编号1-12，13-22，23-32，33-42，43-52，53-62，63-72，73-82，83-92，93-102分别为第1到第10组，除第一组外，其它每组加上对照品种石4185和晋麦47。每组设3次重复，每个重复内进行随机区组设计。小麦适时播种，小区种植，分别于2012年10月6-
7日和2013年10月7日播种于赵县试验站，小区面积为6m2，小区行长5m，宽1.2m，8行区，行距
15cm，基本苗18万/亩。

[0037] 设3个灌水处理(每个处理包含10组，每组3次重复)，分别为0水、1水和2水。0水全生育期不灌水，完全雨养，1水全生育期灌拔节水，2水全生育期灌拔节水和灌浆水。各处理一次性施足底施，磷酸二铵(46％)40斤/亩，尿素50斤/亩，播后镇压。小麦扬花期参见图1。

[0038] 表1试验用小麦品种的系谱与特性

[0039]

[0040]

[0041]

[0042]

[0043] 实施例2小麦产量指标测定

[0044] 以小区为单位进行收获，实打实收，最终产量是实测产量和后熟期去杂的产量之和，其中去杂的产量是通过千粒重和穗粒数计算而来(去杂产量＝穗粒数×去杂穗数×千粒重/1000)。千粒重的测定为每个小区收获的小麦取两个500粒，称重，确保两次重复之间重量差小于0.4g。穗粒数的测定为收获前每小区选取长势均匀的位置，由下向上随机取20穗，混合脱粒，数其总粒数，求得平均每穗粒数。有效穗数为成熟前每个小区定点区域(1.5平方尺)的有效穗数(穗粒数在5粒以上者)，折算成“万/亩”表示。

[0045] 连续两年播种小麦的结果显示产量在灌水的情况下比不灌水都有明显增加，而灌1水和灌2水之间产量的差异较小(图2)。2012和2013年播种102份小麦不灌水的平均产量分别是405.5公斤/亩和539.1公斤/亩，灌1水和2水的分别是，461.4公斤/亩和621.4公斤/亩，
463.7公斤/亩和641.7公斤/亩。2012年播种小麦与2013年播种小麦产量年际间差异大，原因可能是2013年4月19日河北石家庄四月飞雪，打破上半年最晚降雪纪录，此时小麦处于孕穗阶段，影响穗的发育，最终导致整体产量偏低。

[0046] 实施例3小麦形态指标检测

[0047] 1.小麦种子根测定

[0048] 将102份小麦种子播种于装有沙子的托盘中，保持湿润，待小麦长至两叶一心时，每个品种轻轻拔出10株记录种子根数目。检测了102份小麦品种的种子根，发现102份材料种子根数量的分布范围在3.3-5.6之间(图3)，大部分品种种子根数目分布在3.6-5.0之间，共计81份，占统计品种的79.41％。种子根数目多于5条的有13个品种，占统计品种的12.75％。

[0049] 种子根与不同灌水制度下产量之间的关系，连续两年发现小麦完全雨养条件下种子根与产量显著正相关(表2)，2012年播种小麦在灌1水和2水条件下种子根与产量显著正相关(表2)，雨养条件下和少雨年份选择种子根多于5的小麦品种有利于获得高产。

[0050] 表2小麦的形态特性与产量和抗旱指标的相关分析

[0051]

[0052] **Correlation is significant at the 0.01level(2-tailed).

[0053] *Correlation is significant at the 0.05level(2-tailed).

[0054] 注：与抗旱指标进行相关性分析的是不灌水的株高和旗叶性状。

[0055] 2.小麦株高测定

[0056] 2013年和2014年五月中、下旬小麦进入灌浆后期，此时小麦株高不再发生变化，每个小区随机取3个点测量株高，计算平均值。株高为地面至主穗顶端的长度，不包括芒。

[0057] 检测了102份小麦品种的株高，连续两年播种小麦的结果显示株高在灌水的情况下比不灌水都有明显增加，而灌1水和灌2水之间株高的差异不明显(图4)。2012和2013年播种小麦不灌水的平均株高分别是78.43cm和77.87cm，灌1水和2水的分别是，83.45cm和82.22cm，83.98cm和82.33cm。

[0058] 株高与不同灌水制度下产量之间的关系，连续两年发现小麦灌1水和2水条件下株高与产量显著负相关(表2)，2012年播种小麦完全雨养条件下株高与产量显著正相关(表2)。完全雨养的条件下，选择株高介于80-95cm，灌1水的条件下，选取株高介于75-85cm，灌2水的条件下，选取株高介于70-85cm小麦品种有利于获得高产。

[0059] 3.小麦旗叶形态测定

[0060] 分别在2013年和2014年5月中、下旬取小麦旗叶，用Yaxin-1241叶面积仪(北京雅欣)检测叶面积、周长、叶长和叶宽，每个小区取10-20片旗叶，测量后取平均值。

[0061] 检测了102份小麦品种旗叶叶面积、叶长、叶宽和周长，连续2年测定中都发现，灌1水和灌2水的小麦叶面积、周长、叶长和叶宽比不灌水的明显增加(图5)，而灌1水和灌2水之间小麦叶面积、周长、叶长和叶宽的差异不明显(图5)。

[0062] 旗叶形态与不同灌水制度下产量之间的关系，连续两年发现小麦完全雨养条件下旗叶周长和叶长与抗旱系数表现出显著正相关(表2)，灌1水和2水条件下叶宽与产量显著正相关(表2)，完全雨养的条件下，选取旗叶细长小麦品种，灌1水和2水的条件下，选取旗叶较宽小麦品种有利于获得高产。其中，抗旱系数可以通过公式计算得到，抗旱系数＝品种不灌水的产量/品种灌2水的产量。

[0063] 实施例4小麦生理指标检测

[0064] 1.小麦冠层温度测定

[0065] 2012-2013年度和2013-2014年度种植的小麦进入灌浆期后，用植物冠层温度测温仪(上海鑫态)测定每个小区的冠层温度，仪器到被测冠层约60cm，与小麦冠层呈45°角，中午(12:30-15:00)测定。其中，小区冠层温度冠层温差是指小区冠层温度与当时气温的差值。可以通过公式计算得到，冠层温差＝检测时气温-小区的冠层温度。小区冠层温度检测方法，在小麦灌浆中期或后期用植物冠层温度测温仪测定每个小区的冠层温度，仪器到被测冠层约60cm，与小麦冠层呈45°角，每个小区选取三个中间位置进行测量，测量后取平均值，测量时间中午12:30-15:00。

[0066] 小区冠层温度指标，播种小麦连续两年检测到不同灌水条件下灌浆中后期小区的冠层温差与产量及抗旱系数显著正相关(表3)，3种灌水条件下，小麦灌浆中后期选取冠层温度低的小麦品种有利于获得高产。

[0067] 表3小麦的生理特性与产量和抗旱指标的相关分析

[0068]

[0069] **Correlation is significant at the 0.01level(2-tailed).

[0070] *Correlation is significant at the 0.05level(2-tailed).

[0071] 注：与抗旱指标进行相关性分析的是不灌水的冠层温差和叶绿素含量；“—”没有测量。2.小麦叶绿素含量测定

[0072] 2012-2013年度和2013-2014年度种植的小麦，在小麦进入扬花期后，用便携式叶绿素含量测定仪(PAD-502Plus，日本)测定小麦旗叶的叶绿素含量，叶绿素含量测定选取小麦旗叶的中部位置，每个小区测定7-10片叶子。旗叶叶绿素含量检测方：小麦灌浆后期用便携式叶绿素含量测定仪测定小麦旗叶的叶绿素含量，叶绿素含量测定选取小麦旗叶的中部位置，每个小区测定7-10片叶子，测量后取平均值。

[0073] 旗叶叶绿素含量指标，播种小麦连续两年在灌1水条件下检测到灌浆初期叶绿素含量与产量显著正相关，灌2水条件下灌浆中后期叶绿素含量与产量显著正相关(表3)。灌1水的条件下，灌浆初期选取叶绿素含量高的小麦品种，灌2水的条件下，灌浆后期选取叶绿素含量高的小麦品种有利于获得高产。

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