全 文 ：第 11卷 第 3期
2 0 0 3年 7月
中 国 生 态 农 业 学 报
Chinese Journal of Eco—Agriculture
Vo1．11 No．3
July， 2003
实验室冷冻法鉴定2个冬小麦品种抗寒性研究
张淑 霞 钟 阳和 魏淑秋
(共青 团中央青农部 北京 100051)(中国农业大学资源与环境学院 北京 100094)
摘 要 以实验室冷冻法研究模拟东北 、内蒙古 自治 区赤峰等地 区麦 田土壤温度 日变化规律 ，测定“Norstar”、“米
罗诺 夫 808”2个冬 小 麦 品种 的 生理 生态 抗寒 性 ，1月份 (隆 冬季 节 )2个 冬 小 麦 品种 的死亡 率 为 50％ 时临 界 温度 值
(LT50)分 别 为 一27．712 和 一26．3℃ ，死 亡 率 为 20％ 时 临界 温度 值 (LT20)分别 为 一26．2℃ 和 一23．9℃ 。返 青 期 2
个冬小麦 品种的死亡率为 50％时临界 温度值分别 为 一12．9℃和 一11．7"12，死亡率为 20％ 时临界 温度值分 别为
一 10．0℃ 和 一8．9℃ 。
●
关 键词 实验 室冷 冻 法 生理 生 态抗 寒 性 临界 温度 值
The cold resistance of two winter wheat cultivars appraised by the freezing method in a experiment room．ZHANG Shu-
Xia(Young Agricultural Department，The Chinese Communist Youth Co llege，Beijing 10005 1)，ZHONG Yang-He，WEI
Shu—Qiu(Co lege of Resource and Environment，China Agricultural University，Beijing 100094)，CJEA，2003，1 1(3)：
38～ 40
Abstract Imitating the regularity of temperature variation in the winter wheat field of Chifeng City，in Inner-mongolia
and the northeast regions by using the freezing method．two hardier cuhivars“Norstar’and “Mironovskaia 808’are
selected tO determine their 1etha1 temperatures．The LT20 0f“Norstar” and “Mironovskaja 808”is 一 26．2℃ and
一 23．9℃ ．the LT50 is一27．712 and一26．3℃ respectively in January；the freezing tolerance of the varieties in February
is 1ass—hardened。their LT20 is 一10．0℃ and 一8．912 and the LT50 is 一12．912 and 一11．7℃ respectively．
Key words Method of freezing test，Physiological and ecological cold hardiness，Lethal temperature
冬小麦抗寒 性鉴 定是 冬 小麦 抗 寒育 种 和种植 区划 的基础 ，对遗 传 育种 和生 产 实 际均有 重 要意
义 。’ 。实验室冷冻法是将植株经过一定时间低温冷冻处理后移人温室中返青 ，由处理温度值和与其
相应的返青成活率之间关系曲线拟合得到曲线方程 ，计算得出半致死温度值 (LT50)，该方法简便 、快速 ，但
冷冻过程中分蘖节在低温存放时间、降(升)温速度 、冷冻时间等均影响其测定结果准确性 ，故用实验室冷冻
法测定小 麦抗寒性所得抗 寒性 指标应用 于实际生产 尚存在 一定误差 。本研 究拟对实验 室内冷冻过程进行改
进 ，模 拟大 田不 同冷 冻温度处理 以期 得到较 为准确 的冬小麦生理生 态抗寒性指标 ，为选育适 宜抗 寒冬小麦 品
种及人工调控措施提供理论依据。
1 试验材料与方法
试验在中国农业大学科学园试验 田进行，供试抗寒冬小麦品种为“米罗诺夫 808”和“Norstar”，以大 田直
播和 田间杯播 2种方式 种植 ，于 1998年 10月 6日播种 ，田间直播 播种深 度为 0．03m，行距 为 0．15m。田间
杯播是 在直径 0．075m×高 0．1m杯 (杯底 钻 4～5个小孔 )中播种 ，将试杯排列 整齐 以土填实杯 间缝 隙 ，使 杯
中土 面与地表平齐 ，2品种经 自然条件抗 寒锻炼。 以 1997～1999年 冬 内蒙古 自治 区赤峰地 区冬小 麦 田监 测
土壤温度资料为依据 ，模拟冬小麦田分蘖节处土壤温度 日变化过程 ，在实验室人工控制冰箱降温和升温测定
小麦抗寒性 ，测定时将田间小麦样株取回置 0～5℃室温化冻后去除泥土，剪去分蘖节上部 0．02m以上和下
部 0．01m以下部分 ，将分蘖节部分洗净用滤纸吸干水分 ，每处理 50个分蘖节，用湿布包好后装人纸袋置 4℃
冰箱中待用。测定时在分蘖节处插人 TD型热敏电阻感温元件监测分蘖节处温度变化。1月份(隆冬季节)
测定温度为 0～一32℃ ，每间隔 2℃为 1温度处理 ，共 16个温度处理 ，即 0～一14℃各温度处理降温时间为
13h，每处理临界温度处停 留2h后升温。 一14～一20℃各温度处理降温时间为 15h，每处理临界温度处停留
*冬麦北移试验示范开发项 目“冬麦北移种植 区划与品种区划”资助
收稿 日期 ：2002—08—06 改回日期：2002—09—16
维普资讯 http://www.cqvip.com
第 3期 张 淑霞 等 ：实 验室冷 冻 法鉴 定 2个 冬小 麦 品种抗 寒 性研 究 39
1．5h后升温。 一20～一32℃各温度处理降温时间为 16h，每处理临界温度处停 留3h后升温。升温过程分 3
个 阶段 ，即由各处 理临界温度处 以 2℃／h升至 一712，再 以 1．5℃／h升至 一5℃ ，最 后 以0．5℃／h升至 0℃ 。2月
底冬小麦返青期测定温度为 0～一24℃ ，每 2℃为 1温度处理 ，共 12个温度处理，0～一5℃各温度处理降温
时间为 4h，每处理临界温度处停留 2h后升温。 一5～一14℃各温度处理降温时间为 12h，每处理临界温度处
停留 1．5h后升温。一16～一24℃各温度处理降温时间为 14h，每处理临界温度处停留 1h后升温。升温时
由该处理温度以2℃／h升至 一5℃，再以0．5℃／h升至 0℃。将冷冻后分蘖节于 1～5℃下化冻后，栽植沙壤土
育苗盘中并置 10～15℃下返青，注意满足其光照和水分生长要求 ，21d后测其返青成活率 ，用 Logistic方程
拟合温度一返青成活率曲线 ，得到 2个冬小麦品种的死亡率为 50％时临界温度值和死亡率为 20％时临界
温度值。
2 结果与分析
由 1998～1999年冬季小麦 田分 蘖节 处土 壤温 度测 定 数据分 析 可知 ，冬前 小 麦抗 寒 锻 炼时 间 为 30d左
右 ，冬小麦抗寒锻炼较好 ，1999年 1月 13日气温降至最低时测定冬小麦抗寒力 ，可代表冬小麦的最大抗寒
力。1999年 2月 13日麦田土壤处于冻融交替阶段 ，小麦分蘖节处 日均土壤温度已稳定通过 0℃ ，2月 23日
取苗测定其抗寒力时，分蘖节处 日均土壤温度 >0℃活动积温为 14．6℃，直播小麦处于返青中期时 ，杯播小
麦 则刚开始返青 ，此时冬小麦抗寒力已降低 ，是易受倒春寒影响的关键时期 ，对小麦的成活率有重要影响。
表1 1月份(隆冬)、2月份(i~til01)冷冻处理温度与冬小麦返青成活率之间拟合曲线方程 对冷 冻 处 理 温度 (t)和
Tab．1 The Logistic curvilinear of freezing temperature and percent of
plant survival in January and February
船
!ig
槎
栅
0 —5 —10 —15 ——20 ——25 — 30 ——35
处理温度／℃
图 1 N0 tar品种 处 理温 度 与返 青成 活率 拟 合 曲线
Fig．1 Lo gistic curv e regression of Noratar
蝮
镁
恤
返青 成 活 率 (Y)进 行
Logistic曲线 拟合 ，可得
曲线方 程 (见 表 1)和 拟
合 曲线 图 (见 图 1和 图
2)，表 1所 建 方 程 样 本
数 为 50个 ，置 信度
为 0．001。根 据 曲线 方
程分析得出隆冬和返青
期测定相 同播 种 方 式 2
品种冬小 麦抗 寒力均为
LZU o1月份直播
s
I 口 ⋯ ⋯ ⋯
46 0 砉
。
10 0 —10 —20 —30 —40 —50
处理温度／C
图 2 米罗诺 夫 808品种 处理温 度与返 青成活 率拟 合 曲线
Fig．2 Lo gistic curve regression of Mironovskaja
crowns cold hardiness 808 crowns cold hardiness
“Norstar”大于“米罗诺夫 808”，不同季节冬小麦抗寒性差异很大，2品种冬小麦返青萌动时抗寒力显著低于
隆冬季节 ，且不同播种方式苗情不同，抗寒力亦不同。冬小麦抗寒性的大小与苗情有关 ，冬前田间直播苗较
杯播苗情稍好，隆冬季节直播苗的死亡率为 50％时临界温度值较杯播苗低0．5℃；返青期水肥状况 田间苗优
于杯中苗，直播苗返青时间早于杯播苗，直播苗与杯播苗的死亡率为 50％时临界温度值分别较隆冬季节降
低 15℃和 11～12℃，直播苗抗寒力低于杯播苗(见表 1)。直播苗与杯播苗抗寒力差异为 0．5～3．4~C，而大
田直播苗才能代表大田实际情况 ，故进行抗寒性鉴定时应选择大田有代表性的地段取苗，其所得结果实用性
较佳 。
加 ∞ ∞ ∞ 们 0
维普资讯 http://www.cqvip.com
中 国 生 态 农 业 学 报 第 l1卷
实际生产中按照生产要求冬小麦越冬死亡率<20％才能保证高产 ，故以小麦死亡率达 20％估算小麦抗
寒指标才有实用价值，由图 1和图 2可知，该临界温度附近冬小麦成活率变幅很大。由拟合方程计算大田直
播苗冬小麦死亡率为 20％的临界温度值(见表 2)，1月份死亡率为 20％的临界温度降低 1℃时 ，“Norstar”、
“米罗诺夫 808”的越冬死亡率分别增加 16．9％、10．5％，降低 2℃时其越冬死亡率分别增加37．7％、23．2％。
这表明生产中若采取一定人工措施 ，改善麦 田小气候条件 ，使分蘖节处最低土壤温度提高 1～2℃，可大大降
低冬小麦 越冬死亡 率。
表 2 直 播 冬小 麦不 同越冬 死 亡率 下临 界 温度 值
Tab．2 The lethal temperatures of two winter wheat cultivars in field
品 种
varieties
1月份(隆冬)临界温度值 Lethal temperature in January 返青期临界温度值 Lethal temperature in green period
死亡 率／％ Death percent
50 40 30 20 10 50 40 30 20 10
3 小 结
“Norstar”是 目前 国内外公认 抗寒力较强 的冬小 麦 品种 ，国 内外 采用 Gusta的方 法 对“Norstar”进行抗
寒力测定研究结 果较多 。 由本 试验和这些 测定结果分 析表 明 ，不 同地 区 、不 同年 度、不 同种植 方 式冬 小麦 的
生长发育状况不同，即小麦苗情不同，使用不同冷冻方法测定的结果不同，试验中应充分考虑这些因素，以避
免试验和应用失误。测定小麦生理生态抗寒性时应以欲应用地区冬季土壤的冷冻胁迫水平为降温依据，同
时控制影响冬小麦生长的各种环境因素，才能保证结果的准确性。本试验冷冻处理过程模拟内蒙古 自治 区
赤峰等地冬小麦田实际土壤温度 日变化过程进行降(升)温控制 ，使测定的冬小麦抗寒性指标具有明确生态
学意义 ，更符合 田间实际情况。
参 考 文 献
1 赵玉 田．作物抗寒性鉴定原理与鉴定技术体系的研究 作物学报 ，1993(9)：420～427
2 朱根海等．应用 Logistic方程确定植物组织低温半致死温度的研究 南京农业大学学报 ，1986(3)：11～16
3 Connor 0．，et al A practical method of assessing the freezing tolerance of large populations of field‘grown winter cereals Canadian Journal of
Plant Science，1993，73：149～ 153
4 Connor，et a1．A comparison of the freezing tolerance of downy brome，Japanese brome and Norstar winter wheat．Canadian Journal of Plant
Science，1991，71：565～ 569
5 Fowler B．D．，et a1．Selection for winter hardiness in wheat I Identification of genotypic variability．Crop Science，1979．19：769～772
6 Fowler B D Selection for winter hardiness in wheat．Ⅱ Variation within field trials．Crop Sc ience，1979．19：773～775
7 Fowler B．D ，et al Selection for winter hardiness in wheat lI Screening methods．Crop Science，1981，21：896～901
8 Gusta，et a1．The selection of superior winter—hardly Genotypes using a prolonged freeze test．Canadian Journ al of Plant Sc ience，1997，77：
15～ 21
维普资讯 http://www.cqvip.com