肖永贵，陈新民，李思敏，王德森，夏先春，何中虎,2

(1.中国农业科学院作物科学研究所/国家小麦改良中心，北京 100081； 2.CIMMYT中国办事处，北京 100081)

水旱兼用型小麦品种中麦175节水特性分析

肖永贵1，陈新民1，李思敏1，王德森1，夏先春1，何中虎1,2

(1.中国农业科学院作物科学研究所/国家小麦改良中心，北京 100081； 2.CIMMYT中国办事处，北京 100081)

为了解水旱兼用型小麦品种中麦175的节水特性，设置两组试验，第一组试验在北部冬麦区和黄淮旱肥地进行，分析不同灌溉处理下中麦175的产量表现；第二组试验将包括中麦175在内的66份品种(系)分别种植于正常灌溉和节水条件下，结合生理和产量性状，探讨中麦175高产稳产节水特性。结果表明，在北部冬麦区3个灌溉处理(分别灌水0、1和2次)下，中麦175的产量高于对照品种京冬8号；在黄淮旱肥地4个灌溉处理(分别灌水0、1、2和3次)下，中麦175的产量均高于对照品种豫麦49，在1次灌水条件下，中麦175产量已达到较高水平。较高的穗数和穗粒数是该品种节水稳产的主要原因。在节水条件下，66份品种(系)中中麦175产量最高，达6 222.1 kg·hm-2。综合正常灌溉和节水条件下的表现，从66份供试材料中筛选出中麦175、CA1102、中麦816、CA1101和CA1060五个耐旱且高产的品种(系)，这些品种(系)均表现苗期生物量高、生长势旺盛、单位面积穗数多、冠层温度低、蒸腾效率高、株高受水分胁迫影响小等特点。中麦175在节水条件下的高产稳产特性主要与其较高的苗期生物量、稳定的株高和穗数有关。

小麦；节水；稳产；生理性状；产量性状

气候变化对粮食作物产量影响严重，尤其是降雨和温度变化的不可预测性日益突出，培育高产、稳产、节水、耐高温的品种是应对气候变化的重要措施[1-3]。我国北部冬麦区和黄淮北片如河北、山东等主要粮食产区缺水严重，小麦灌溉次数已由30年前的4～5次减少到目前的2～3次。因此，发掘并利用优异节水种质资源，培育高产、稳产、节水品种，对于应对气候变化和保障国家粮食安全具有重要意义。

节水型品种通常指水分利用效率高的品种，其节水特性是小麦在某种栽培条件下对环境水资源高效利用的综合表现[4-5]。影响水分利用效率的因素很多，包括基因型、土壤、物候、栽培模式等。基因型是决定品种节水特性的重要因素[5]，与其相关的性状主要包括：1)植株形态指标，如发达的根系系统、胚芽鞘长度、叶片形态结构等，影响植物水分吸收效率[6]；2)光合和干物质代谢，如光合作用、呼吸作用、水分和营养吸收与运输等生化生理的差异[7]；3)发育进程，小麦拔节期水分利用效率一般较高。发育快的品种叶面积指数和生物量增长显著，能够保持较高的生长势，可为后期抗旱奠定良好的生物学基础[8]。虽然品种节水性与抗旱性存在一定关联，但两个属于不同的概念。前者是指在水分相对匮缺条件下植株正常生长发育并获得的较高经济产量的能力，后者是在土壤或大气干旱条件下植株伤害较轻并获得一定经济产量的能力。抗旱品种往往具有良好的节水性，但节水品种不一定抗旱。

抗旱指数反映了品种对环境水分的敏感性，也反映了品种在不同种植条件下的稳产性[9]。评价品种高产、稳产、节水性高低，应结合品种产量水平和水分敏感性进行。理想的节水型品种具有根系发达、分蘖成穗率高、发育快、成熟早、持水能力强、耐水分亏缺的特征[1]。尽管影响小麦节水的形态结构和生理特征错综复杂，但经过育种家长期的探索，已建立起一套简单高效的节水育种方法。目前，在高代对稳定品系进行节水鉴定中广泛采用的方法是分离世代水旱交替选择和分离世代水地选择，稳定品系旱地鉴定，国内育种多采用后者。CIMMYT在F3世代以后采用水旱交替选择，即田间选择群体生物量大、穗多、大穗、结实率高、株高适中、粒重高且饱满的组合，并结合抽穗至成熟阶段测定的植被归一化指数(NDVI)和冠层温度数据对入选组合进行决选。高代稳定品系在不同灌溉条件下进行产量比较试验，以筛选高产节水且综合性状好的品种(系)。

中麦175是在水地条件下选育出的节水品种，已分别通过国家北部冬麦区水地与黄淮旱肥地审定，田间表现苗期繁茂性好，株高中等，株型紧凑，叶片衰老慢[10]，具有高产、稳产、抗寒、节水节肥、早熟等良好的品种特性[11-13]，目前是北部冬麦区推广面积最大的品种，但对其节水抗旱特性仍缺乏深入分析。本研究拟结合北部冬麦区水地和黄淮旱肥地的生产实际，采用不同灌水处理，以期了解中麦175的节水特性，为其高产高效栽培提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 试验设计

1.1.1 试验一

选用北部冬麦区的节水品种京冬8号和黄淮旱肥地广泛种植的豫麦49号优系(豫麦49-198)为对照，于2011-2012年度在北京和河南研究不同灌溉条件下中麦175与对照品种的产量性状表现。试验分别在中国农业科学院作物科学研究所昌平试验站(40.17°N，116.23°E)和河南省三门峡市试验站(34.51°N，110.91°E)进行。其中，昌平试验站土壤耕层有机质含量13.6 g·kg-1，全氮含量0.85 g·kg-1，碱解氮含量114.0 mg·kg-1，速效磷含量21.6 mg·kg-1，速效钾含量165.2 mg·kg-1。各品种均于2011年9月28日按基本苗300万·hm-2机器条播。试验采用随机区组设计，3次重复，小区长4 m，宽1.5 m，小区面积6.0 m2。三门峡试验站土壤耕层有机质含量11.8 g·kg-1，全氮含量0.99 g·kg-1，碱解氮含量162.1 mg·kg-1，速效磷含量52.9 mg·kg-1，速效钾含量144.2 mg·kg-1。各品种均于2011年10月20日人工播种。试验采用随机区组设计，3次重复，小区长8 m，宽1.4 m，小区面积11.2 m2。肥料管理按照当地丰产田标准进行，并防治病虫害及杂草。

北京昌平试验点设3个水分处理：不灌水(全生育期雨养)、灌水1次(越冬水)、灌水2次(越冬水+拔节水)；三门峡试验站设4个水分处理：不灌水(全生育期雨养)、灌水1次(越冬水)、灌水2次(越冬水+拔节水)、灌水3次(越冬水+拔节水+灌浆水)。每次灌溉采用大水漫灌，灌水量约750 m3·hm-2。越冬水一般在日均温7～8 ℃时即大概11月底到12月初灌溉；灌拔节水在3月下旬(三门峡)和4月上旬(昌平)进行；灌灌浆水在5月中旬(三门峡)和中下旬(昌平)进行。

1.1.2 试验二

供试材料为北部冬麦区主栽品种及中国农业科学院作物科学研究所自选的高代稳定品系，共66份材料，2011-2012年度种植于中国农业科学院作物科学研究所昌平试验站。试验采用随机区组设计，3次重复，小区长4 m，宽1.5 m，小区面积6.0 m2，小麦机器条播。设灌水1次(越冬水，即节水灌溉)和灌水3次(越冬水+拔节水+灌浆水，即正常灌溉)两个水分处理。

1.2 气候条件分析

气象数据(图1)表明，北部冬麦区(昌平试验点)冬前降雨较往年偏少，苗期出现轻微干旱，直至拔节期均未出现有效降雨。本年度越冬期较往年偏长，春季气温回升较快，5月中旬以后频频出现高温，生育期较往年提早3～4 d，影响籽粒灌浆，参试品种(系)千粒重较往年降低1～2 g。黄淮旱肥地(三门峡试验点)冬前降雨丰沛(127.5 mm)，播种至越冬商情一直较好，气温较常年偏高，参试品种苗期较旺盛。越冬期蒸发量虽小，但连续3个月降雨较少，造成返青苗出现轻微干旱，拔节期后降雨量基本能够满足生长需求。灌浆前期气温适宜，后期连续出现高温天气，造成供试材料高温逼熟，粒重降低。

图1 昌平(a)和三门峡(b)小麦生育期的平均气温和降雨量

1.3 产量和生理性状的测定

越冬前，在小区内出苗均匀且长势旺盛的非边行区域选定2个1 m样段，调查基本苗。春季拔节前调查样段的最大分蘖数，开花后测定样段穗数，并折算成单位面积穗数。成熟期在小区内随机选取3个点，测定并折算平均株高；在非边行区随机选取20穗，统计穗粒数。田间记载出苗情况以及抽穗期和成熟期。小区收获后籽粒晾晒干燥至含水量为13%时称重，测定千粒重，小区收获总重量折合成公顷产量。

使用GreenSeeker(美国，Trimble)分别在越冬前、起身期、拔节期和灌浆期采集NDVI数据，测定时传感器与冠层保持60 cm高度平衡，顺播种方向测定，在小区非边行区域往返测定2次。利用REYTEK ST20XB型(美国，Reytek Corporation)手持式红外测温仪测定冠层温度，光谱通带为8～14 μm，其灰度值ε= 0.95，测量时间为午后13:30-15:00[14]。灌浆中期在小区非边行区域随机选择10片旗叶，利用SPAD 502Plus叶绿素仪(日本，Konica Minolta)测定叶绿素相对含量值。开花期每小区随机选择10片旗叶，利用叶面积测定仪(中国，托普)测定叶面积，其均值作为被测群体的旗叶面积。同时在开花期，利用AccuPAR叶面积指数仪(美国，Decagon devices)测定群体冠层上下的入射光和透射光强度，并计算群体的LAI值。

1.4 数据处理和图谱绘制

按照兰巨生等[9]提出的方法计算抗旱指数DRI。节水耐旱品种的DRI≥1.0 且产量高；耐旱能力弱、对水分敏感的品种，DRI<1且产量低。

利用SAS 9.3软件对生物学产量、收获指数和籽粒产量进行基本统计量和方差分析，结合SAS的ANOVA程序对生理和产量性状进行处理间多重比较分析。

2 结果与分析

2.1 不同灌溉条件下中麦175的株高、产量及其构成表现

对试验一结果的方差分析(表1)表明，昌平试验点中麦175和京冬8号的株高、穗数、穗粒数、千粒重和产量均显著受水分影响(P<0.05)。除穗粒数外，两个品种间株高、穗数、千粒重和产量均存在显著差异。除千粒重外，其他性状上水分与品种间互作效应均不显著(P>0.05)。三门峡试验点水分处理对中麦175和豫麦49的株高和产量影响显著，而对穗数、穗粒数和千粒重影响不显著。两个品种间株高、穗粒数、千粒重和产量均存在显著差异，穗数差异不显著。除产量外，其他性状的处理与品种间互作效应均不显著。

在昌平试验点，在相同水分条件下，中麦175穗数(475.5穗·m-2)略高于对照品种京冬8号(448.5穗·m-2)，穗粒数(31.7个·穗-1)显著高于京冬8号(29.9个·穗-1)，而千粒重(37.7 g)显著低于京冬8号(43.9 g)(P<0.05)。在雨养和灌2水(越冬水、拔节水)条件下，中麦175的产量(5 346.0和7 000.5 kg·hm-2)显著高于京冬8号(4 753.5和6 774.1 kg·hm-2)；在灌水1次条件下，中麦175产量(5517.2kg·hm-2)略低于京冬8号(5 629.5 kg·hm-2)(图2a)。

表1 昌平和三门峡试验点产量性状的离差平方和Table 1 Sum of deviation squares of yield traits at experimental sites in Changping and Sanmenxia

*：P<0.05; **：P<0.01.

在三门峡试验点，4个灌溉处理下，中麦175的产量均高于对照品种豫麦49。在只浇越冬水的条件下，中麦175的产量已达较高水平，为7 133.3 kg·hm-2。在灌溉2水处理下，中麦175产量最高，为7 350.0 kg·hm-2，显著高于豫麦49(图2b)。在灌溉3水时，中麦175的产量虽然较高，但出现轻微倒伏。在4个灌溉处理下，中麦175的千粒重(40.1 g)显著低于豫麦49(44.1 g)，而穗粒数(35.0个·穗-1)显著高于豫麦49(31.2个·穗-1)，穗数(563.7穗·m-2)略高于豫麦49(542.2穗·m-2)。

图2 不同水分处理下中麦175与对照品种在昌平(a)和三门峡(b)的产量表现

2.2 节水和正常灌溉条件下产量和生理性状的表现

试验二的方差分析表明，越冬期NDVI、开花期冠层温度、叶绿素含量和旗叶面积在66份品种(系)间差异不显著(P>0.05)，其他性状在品种(系)间均存在显著差异(P<0.05)。越冬期和返青期的NDVI、叶绿素含量、旗叶面积和穗粒数受水分影响均不显著，其他性状显著受水分影响。叶面积指数、千粒重和产量上品种与水分间互作效应显著，其他性状上互作效应均不显著。

在仅灌越冬水的条件下，66份品种(系)的平均产量为4 741.7 kg·hm-2，变化范围为3 060.3～6 222.1 kg·hm-2(图3)，其中中麦175、CA1060、CA1102、中麦816和中麦818的产量较高。在正常灌溉条件下，66份品种(系)的平均产量为7 361.7 kg·hm-2，变化范围为5 036.0～8 633.9 kg·hm-2， 其中CA0856、09抗1027、CA1133、中麦998和中麦818的产量最高(图3)。

66份品种(系)的抗旱指数平均为0.66，变化范围为0.28～1.38，抗旱且高产(节水稳产)的5个品种(系)分别为中麦175、CA1102、中麦816、CA1101和CA1060，抗旱指数分别为1.38、1.35、1.22、1.25和1.24；水分胁迫敏感且产量低的5个品种(系)分别为CA1138、CA1143、09抗1063、CA1106和CA1104，抗旱指数分别为0.45、0.44、0.43、0.38和0.28。

2.3 节水和灌溉条件下水分敏感和不敏感品种(系)的产量和生理性状比较

根据抗旱指数和产量表现，分别选择5份水分胁迫敏感和不敏感(节水稳产)品种(系)进行产量和生理性状比较分析(表2)。结果表明，在节水和正常灌溉条件下，节水稳产品种(系)的NDVI、CTD、叶面积指数、株高和穗粒数均略高于水分敏感品种，但两种类型材料间的差异均未达到0.05显著水平。节水稳产品种(系)的旗叶面积和千粒重略低于水分敏感品种(系)(P>0.05)，而单位面积穗数和产量均显著高于敏感品种(P<0.05)。在正常灌溉和节水条件下，5份节水稳产材料中，CA1062(灌溉，746穗·m-2；节水，644穗·m-2)、中麦175(灌溉，732穗·m-2；节水，659穗·m-2)和中麦816(灌溉，675穗·m-2；节水，636穗·m-2)不仅具有较高的单位面积穗数，同时具有较高的苗期生物量(灌溉，NDVI为0.67～0.87；节水，NDVI为0.62～0.87)。说明苗期生物量和单位面积穗数对小麦品种(系)的节水特性贡献较明显。

图3 66份品种(系)在不同水分处理下的产量表现

性状Trait发育阶段Growthstage灌溉条件Fullirrigation节水小麦品种Insensitivityvarieties敏感小麦品种Sensitivityvarieties节水条件Reducedirrigation节水小麦品种Insensitivityvarieties敏感小麦品种Sensitivityvarieties植被归一化指数越冬期 Over-wintering0.85a0.81a0.85a0.82aNDVI返青期 Green-up0.68a0.72a0.64a0.60a拔节期 Jointing0.79a0.76a0.72a0.67a灌浆期 Grain-filling0.75a0.72a0.64a0.61a气冠温差CTD/℃开花期 Anthesis10.24a9.84a7.42a7.24a灌浆期 Grain-filling10.80a10.41a5.26a5.02a叶面积指数 Leafareaindex5.26a4.64a2.84a2.48a旗叶面积 Flagleafarea/cm211.46a12.97a8.29a9.00a叶绿素含量 SPADvalue55.25a54.73a56.82a56.58a株高 Plantheight/cm78.40a77.60a69.40a66.40a穗数 Spikepersquremeter682.84a643.93b526.40a463.38b穗粒数 Grainsperspike30.09a27.80a24.26a21.97a千粒重 1000-grainweight/g38.90a38.95a37.00a35.12a产量 Yield/(kg·hm-2)7731.65a6588.30b5818.34a3631.02b

数据后字母不同表示两类小麦间差异显著(P<0.05)。

Values within a column followed by different letters are significantly different between two types of wheats at 0.05 leverl.NDVI:Normalized difference vegetation index; CTD:Canopy temperature difference.

3 讨 论

3.1 节水品种的产量性状对干旱胁迫的响应

穗数、穗粒数和粒重是构成小麦产量的关键因素，各个产量性状均受土壤水分多寡的影响。通常穗数和穗粒数对干旱胁迫较为敏感，进而影响籽粒产量[15-16]。也有研究认为，土壤缺水易导致茎秆干物质积累不足，碳水化合物分解转运受阻，进而影响籽粒灌浆和产量，尤其在孕穗期和开花期干旱胁迫情况下表现更加明显[2,17]。本研究表明，水分胁迫对小麦的产量及其构成因素的影响因品种而异，节水稳产品种在干旱胁迫下的产量性状下降幅度较小。例如中麦175与对照品种(京冬8号和豫麦49)的穗数、穗粒数和千粒重均不同程度因干旱胁迫影响而降低，但中麦175的穗数减少幅度略低于对照品种。66份的试验结果进一步证明，穗数较多的品种(系)往往水旱兼用性较好，产量稳定。因此，良好苗期繁茂性和较多穗数是品种高产稳产的基础。

3.2 节水稳产品种生理性状的综合表现

品种稳产性不仅需要产量构成协调，而且需要耐逆境胁迫和高效的光合产物积累和转运分配机制。产量的物质来源主要是花前和花后干物质积累及灌浆期干物质的分解转运[2-3]。干物质分配是产量的关键指标，在干旱条件下品种的干物质分配效率主要受基因型影响，稳产品种的干物质分配效率相对高且稳定[3]。本研究也发现节水稳产品种(系)花前和花后干物质积累相对较快，对产量有重要贡献。另外，水分不敏感品种通常表现为苗期生物量较高，旗叶面积略小，气冠温差较大，株高在水旱条件下的差异较小。

气冠温差是小麦抗旱表现的综合指标，与植株叶片功能活性、根系活力和库源平衡有重要关系。干旱条件下小麦冠层温度与产量的相关系数达0.8以上[18]。小麦花后叶片功能逐渐衰退，叶绿素含量和光合速率呈下降趋势，水分胁迫往往加剧叶片衰老[1,5,18]。本研究发现，气冠温差与粒重和产量均存在相关性，且水分不敏感小麦的气冠温差较大，这也将意味着节水稳产小麦的蒸腾效率较高，根系活力较旺盛。在生理机制方面，低冠层温度品种(系)的抗氧化酶一直能保持着稳定的清除活性氧和脂质过氧化物的能力[16,19]，同时其作用膜脂过氧化水平也表现比较稳定，绿色组织衰老缓慢，能维持较长的光合反应和库源代谢活动，从而保障籽粒灌浆强度[3]。因此，综合性状的优良表现是水分胁迫不敏感品种(系)稳产的关键。

3.3 中麦175水旱兼顾的遗传因素解析

中麦175的选育策略是以中高产田为主，在保持较多穗数的基础上降低株高，改良株型，提高抗倒伏能力，增加穗重，提高产量[11]。经过多年生产表现结果来看，中麦175具有高产、稳产、抗寒、节水节肥、早熟等特点，且面条品质优良[10-11]，2007-2012年分别通过北京市、山西省、国家北部水地与国家黄淮旱肥地及河北省、青海省、甘肃省等多地审定。目前该品种是北部冬麦区及甘肃、青海春改冬的主栽品种，并在黄淮旱肥地得到大面积推广[11,20]。

前期研究发现，中麦175具有优良的苗期根系特征，最长根长、主根长、主根表面积和根干物质重均优于广适品种京411[20]；综合表现为根系发达，水肥利用效率高[10,12]；幼苗地上部在越冬前后旺盛，生长势较强，分蘖成穗率高，单位面积穗容量多，株型好，光截获面积大，群体光能利用率高，具有较高的生物学产量[11]。良好的地下和地上组织表现为该品种的稳产和广适性奠定了基础。另外，中麦175遗传了骨干亲本京411较多的根系、生理和产量性状及肥料利用率的基因位点，而且多数基因具有正向遗传效应[12]。推测，这些正向遗传基因的协同表达可能是中麦175高产稳产的关键。

[1] REYNOLDS M,FOULKES M J,SLAFER G A,etal.Raising yield potential in wheat [J].JournalofExperimentalBotany,2009,60(7):1899.

[2] FOULKES M J,SLAFER G A,DAVIES W J,etal.Raising yield potential of wheat.III.Optimizing partitioning to grain while maintaining lodging resistance [J].JournalofExperimentalBotany,2011,62(2):469.

[3] PINTO R S,REYNOLDS M P.Common genetic basis for canopy temperature depression under heat and drought stress associated with optimized root distribution in bread wheat [J].TheoreticalandAppliedGenetics,2015,128(4):575.

[4] HUANG M,DENG X,ZHAO Y,etal.Water and nutrient use efficiency in diploid,tetraploid and hexaploid wheats [J].JournalofIntegrativePlantBiology,2007,49(5):706.

[5] PARENT B,SHAHINNIA F,MAPHOSA L,etal.Combining field performance with controlled environment plant imaging to identify the genetic control of growth and transpiration underlying yield response to water-deficit stress in wheat [J].JournalofExperimentalBotany,2015,66(18):5481.

[6] PARENT B,SUARD B,SERRAJ R,etal.Rice leaf growth and water potential are resilient to evaporative demand and soil water deficit once the effects of root system are neutralized [J].Plant,CellandEnvironment,2010,33(8):1256.

[7] HONSDORF N,MARCH T J,BERGER B,etal.High throughput phenotyping to detect drought tolerance QTL in wild barley introgression lines [J].PloSOne,2014,9:e97047.

[8] DEVKOTA K P,HOOGENBOOM G,BOOTE K J,etal.Simulating the impact of water saving irrigation and conservation agriculture practices for rice-wheat systems in the irrigated semi-arid drylands of central Asia [J].AgriculturalandForestMeteorology,2015,214:266.

[9] 兰巨生,胡顺福,张景瑞.作物抗旱指数的概念和统计方法[J].华北农学报,1990,5(2):20.

LAN J S,HU S F,ZHANG J R.The concept and statistical method of drought resistance index in crops [J].ActaAgricultureaBoreali-Sinica,1990,5(2):20.

[10] 李兴茂,倪胜利.不同水分条件下广适性小麦品种中麦175的农艺和生理特性解析[J].中国农业科学,2015,48(21):4374.

LI X M,NI S L.Agronomic and physiological characterization of the wide adaptable wheat cultivar Zhongmai 175 under two different irrigation conditions [J].ScientiaAgriculturaSinica,2015,48(21):4374.

[11] 何中虎,陈新民,王德森,等.中麦175高产高效广适特性解析与育种方法思考[J].中国农业科学,2015,48(17):3394.

HE Z H,CHEN X M,WANG D S,etal.Characterization of wheat cultivar Zhongmai 175 with high yielding potential,high water and fertilizer use efficiency,and broad adaptability [J].ScientiaAgriculturaSinica,2015,48(17):3394.

[12] 肖永贵,李思敏,李法计,等.两种施肥环境下冬小麦京411及其衍生系产量和生理性状的遗传分析[J].作物学报,2015,41(9):1333.

XIAO Y G,LI S M,LI F J,etal.Genetic analysis of yield and physiological traits in elite parent Jing 411 and its derivatives under two fertilization environments [J].ActaAgronomicaSinica,2015,41(9):1333.

[13] 李法计,肖永贵,金松灿,等.京411及其衍生系苗期氮和磷利用效率相关性状的遗传分析[J].麦类作物学报,2015,35(6):737.

LI F J,XIAO Y G,JIN S C,etal.Genetic analysis of nitrogen and phosphorus utilization efficiency related traits at seeding stage of Jing 411 and its derivatives [J].JournalofTriticeaeCrops,2015,35(6):737.

[14] REYNOLDS M P,NAGARAJAN S,RAZZAQUE M A,etal.Application of Physiology in Wheat Breeding [M].Mexico:CIMMYT Press,2001:124-135.

[15] CATTIVELLI L,RIZZA F,BADECK F W,etal.Drought tolerance improvement in crop plants:an integrated view from breeding to genomics [J].FieldCropsResearch,2008,105(1-2):1.

[16] LI P,CHEN J,WU P.Agronomic characteristics and grain yield of 30 spring wheat genotypes under drought stress and non-stress conditions [J].AgronomyJournal,2011,103(6):1619.

[17] RANA R M,REHMAN S U,AHMED J,etal.A comprehensive overview of recent advances in drought stress tolerance research in wheat(TriticumaestivumL.) [J].AsianJournalofAgricultureandBiology,2013,1(1):29.

[18] LONBANI M,ARZANI A.Morpho-physiological traits associated with terminal drought stress tolerance in triticale and wheat [J].AgronomyResearch,2011,9(1-2):315.

[19] KRASENSKY J,JONAK C.Drought,salt,and temperature stress-induced metabolic rearrangements and regulatory networks [J].JournalofExperimentalBotany,2012,63(4):1593.

[20] 肖永贵,路亚明,闻伟锷,等.小麦骨干亲本京411及衍生品种苗期根部性状的遗传[J].中国农业科学,2014,47(15):2916.

XIAO Y G,LU Y M,WEN W E,etal.Genetic contribution of seedling root traits among elite wheat parent Jing 411 to its derivatives [J].ScientiaAgriculturaSinica,2014,47(15):2916.

Characteristics Associated with a Water-Saving Wheat Variety Zhongmai 175 under Different Irrigation Conditions

XIAO Yonggui1,CHEN Xinmin1,LI Simin1,WANG Desen1,XIA Xianchun1,HE Zhonghu1,2

(1.Institute of Crop Science,Chinese Academy of Agricultural Sciences (CAAS)/National Wheat Improvement Center,Beijing 100081,China; 2. International Maize and Wheat Improvement Center (CIMMYT) China Office,C/O CAAS,Beijing 100081,China)

Understanding the water-saving characteristics of variety with broad adaptation under irrigation and reduced irrigation conditions is valuable for developing variety with high and stable grain. In order to investigate the characteristics of a high and stable yield,and water-saving variety Zhongmai 175,two trails were conducted in the study. First trail included three and four irrigations for Zhongmai 175 and local variety as control in Northern Winter Wheat Region and Dryland of Yellow and Huai River Valleys Region,respectively. Second trail had 66 advance varieties(lines) planted under reduced irrigation and full irrigation treatments,to analyse the performance of physiological and yield traits. The results showed that grain yield of Zhongmai 175 was higher than that of check variety Jingdong 8 under rain-fed and three irrigations in Northern Winter Wheat Region,and higher than that of check variety Yumai 49 under four irrigations in Semi-arid Region of Yellow and Huai River Valleys. The advantages of spikes per unit area and grains per spike were key factors contributing to water-saving and stability. Grain yield of Zhongmai 175 (6 222.1 kg·hm-2) was the highest among the 66 tested varieties(lines) with only one irrigation at over-winter stage.Five varieties(lines),such as Zhongmai 175,CA1102,Zhongmai 816,CA1101,and CA1060,were selected to have higher yield and water insensitivity based on drought resistance index. They exhibited higher biomass in tillering stage,higher early vigor,more spikes per unit area,lower canopy temperature,higher transpiration efficiency,and less sensitive on plant height than water sensitive varieties. Meanwhile,Zhongmai 175 has better water-saving and higher yield potential,associated with higher biomass,more stable plant height and spikes per unit area. Irrigation at over-winter stage was recommended for planting Zhongmai 175 in semi-arid region,because it can easily get high grain yield and gain water-saving in field.

Common wheat; Water-saving; Stable yield; Physiological traits; Yield traits

时间：2017-01-16

2016-06-23

2016-08-30

中国农业科学院科技创新工程项目；国家自然科学基金项目(31161140346)；国家科技支撑计划项目(2014BAD01B05)

E-mail：xiaoyonggui@caas.cn

何中虎(E-mail：zhhecaas@163.com)

S512.1；S311

A

1009-1041(2017)02-0212-08

网络出版地址：http://www.cnki.net/kcms/detail/61.1359.S.20170116.1835.024.html