全 文 ：水分胁迫对多棱大麦与二棱大麦影响的比较
魏亦农1　　　孙尔祥2
(1.新疆石河子大学新疆作物高产研究中心　石河子　832003;　2.新疆兵团农九师一六八团)
摘要:本文通过对不同水分条件下二棱与多棱大麦的影响 ,分析
表明多棱大麦抗旱性普遍较强;但二棱大麦也具有抗旱性较强品
种 ,育种与栽培时要注意抗旱性的选择。
大麦是饲料及啤酒工业的重要原料。近年来 ,随着饲料工业
及啤酒工业的迅速发展 ,新疆大麦栽培面积 ,特别是啤酒大麦栽
培面积逐年扩大。
新疆光温资源较丰富 ,昼夜温差大 , 干燥少雨 ,具有发展啤酒
大麦的良好自然条件。由于大麦抗旱性较小麦强 ,人们习惯于把
大麦种植在灌溉条件较差的土地上。因此 ,在新疆大麦育种及栽
培过程中 ,都应高度重视抗旱性。
二棱大麦和多棱大麦属于大麦属的两个亚种。当前 ,新疆主
要推广的既有二棱品种 ,又有多棱品种 , 这些品种在中上等水肥
条件下 , 一般具有 300 ～ 400kg/ 667m2 的产量水平 , 但受旱时产
量差异较大。本研究将二棱及多棱品种分别栽培在微喷灌及自
然降水两种条件下 ,通过田间观察 、生理测定与考种 ,对其性状进
行全面分析比较 , 旨在探讨两个大麦亚种对干旱胁迫反应的差
异 ,为大麦的抗旱育种及栽培提供科学依据。
1　材料与方法
1.1　供试品种
选用在新疆栽培条件下表现较好的二棱品种克拉卡其和法
瓦维持特 ,多棱品种莫尼斯和莫特 44。
1.3　田间试验设计
试验在石河子农学院农科系试验站水泥防渗试验区进行。
两种灌水处理:(1)灌水处理 ,全生育期灌水 4 次 , 灌水采用喷灌 ,
总灌水量 160m3/ 667m2;(2)不灌水处理 , 全靠自然降水 , 大麦生
育期间 ,自然降水约 80mm 左右。田间随机区组排列 ,每个处理
3 次重复 , 3 行区 ,行长 1.5m ,行距 20cm。
1.3　播种与田间管理
冬前整地时将尿素及磷酸二胺各 10kg/ 667m2 翻入土壤。
播量为 20 万粒/667m2 , 灌水处理于三叶期 、拔节期 、抽穗期及灌
浆期进行 4次微喷灌 ,在乳熟期选 5 株测量绿叶面积 , 并取旗叶
测定失水速度[ 1 , 2] 。
1.4　取样及考种
出苗后在每小区中间行定 50cm 样段 , 数基本苗及成穗数。
收获前在所定样段内随机取 5 株考种 ,包括株高 、穗下茎长度 、单
株成穗数 、主穗粒数 、主穗粒重 、千粒重 、单株总重 、单株粒重。收
割脱粒后测各小区产量 ,并折算为每平方米的粒重 ,计算库源结
构性状粒叶比及收获指数。
2　结果与分析
2.1　各品种在不同水分条件下株高与穗下茎长的比较
2.1.1　株高:大麦茎的生长条件 , 除光温外 , 水分是最重要的因
素。特别从拔节到抽穗 ,是大麦对水分需要的临界期。由表 1 可
见 ,在灌水处理中 , 各品种株高为 53.9 ～ 73.5cm , 在不灌水处理
中 ,株高为 30.5～ 43.1cm ,降低比例为 49.8%～ 61.5%。株高降
低的比例因品种而异 ,与棱型无直接关系。
2.1.2　穗下茎长度:穗下茎长度是大麦的抗旱指标之一。一般
而言 ,干旱条件下穗下茎越长的品种 , 抗旱性就越强。在灌水及
干旱条件下 ,多棱品种的穗下茎均比二棱品种长。但干旱胁迫使
穗下茎缩小的比例因品种而异 , 与棱型无直接关系。另外 , 干旱
使穗下茎缩短的幅度 ,对株高降低的幅度影响很大。如长穗下茎
的多棱品种莫尼斯 ,干旱条件下缩短 16.9cm ,导致株高降低 33.
4cm ,而短穗下茎的二棱品种法瓦维特 , 干旱条件下仅缩短 5.
9cm ,结果株高也仅降低 20.7cm。
2.2　各品种在不同水分条件下叶片持水力及乳熟期主茎绿叶面
积的比较
2.2.1　叶片持水力:我们用失水速度表示叶片持水力 , 失水速度
越大 ,表示叶片的持水力越弱。
表 1　各品种在不同水分条件下形态及生理指标的影响
品种 处理 株高
cm
穗下茎长　cm
失水速度
g·h-1·g-1
主茎叶面积
cm2
粒叶比
g/cm2
收获
指数
%
二 　克拉卡其
灌水
干旱
旱/灌
66.3
33.2
0.50
18.1
5.8
0.32
0.0966
0.0910
0.942
60.9
35.2
0.577
0.0118
0.0068
0.576
36
14
0.389
棱 　法瓦维特
灌水
干旱
旱/灌
53.9
33.2
0.62
10.5
4.6
0.44
0.0895
0.0885
0.989
55.9
31.9
0.570
0.0098
0.0056
0.571
28
11
0.393
六 　莫尼斯　
灌水
干旱
旱/灌
73.5
43.1
0.55
24.3
7.4
0.34
0.0971
0.0874
0.900
82.2
50.4
0.609
0.0180
0.0109
0.606
54
27
0.500
棱　莫特 44　 灌水干旱
旱/灌
61.8
30.5
0.50
21.8
5.3
0.24
0.0897
0.0839
0.935
87.1
44.1
0.506
0.0119
0.0086
0.723
45
23
0.511
　　在干旱逆境中 , 大麦叶片失水速度越小 , 则抗旱能力越强。
由表 1 可见 ,在灌水条件下 , 二棱品种与多棱品种的失水速度互
有高低;而在干旱条件下 , 由于多棱品种失水速度降低的比例大
些 ,故其失水速度的绝对值比二棱品种缩小些。
2.2.2　乳熟期主茎绿叶面积:叶片是形成光合产物的重要器官。
在干旱条件下 ,能保持一定的绿叶面积 ,是抗旱的重要标志之一。
多棱品种的叶片比二棱品种宽得多 , 在灌水条件下 , 多棱品种乳
熟期主茎叶面积也大得多。在干旱胁迫下 , 各品种的绿叶面积明
显减小 ,但多棱品种的绿叶面积仍大于二棱品种。较大的绿叶面
积保证了灌浆期间的光合强度 ,能给穗粒数较多的多棱品种提供
较多的有机物质 ,以取得受旱条件下较二棱品种高的子粒产量。
2.3　各品种在不同水分条件下库源结构性状的比较
2.3.1　粒叶比:本试验的粒叶比是主穗粒重与乳熟期绿叶面积
的比值。这个指标既反映了库与源的关系 , 还表示了流的信息。
由表 1 可见 ,在灌水条件下 , 多棱品种的粒叶比高于二棱品种;在
干旱条件下 ,由于干旱对主穗粒重的影响比对叶面积影响还大 ,
故各品种的粒叶比普遍降低。而且二棱品种粒叶比降低的比例
更大 ,说明二棱品种在干旱胁迫下粒叶比的稳定性不及多棱品
·82·
种子　Seed　2003年　第 4期　(总第 130期)
DOI :10.16590/j.cnki .1001-4705.2003.04.097
种。
2.3.2　收获指数:收获指数是子粒产量与生物学产量的比值 ,
其高低也是反映库源关系的一个重要指标。在灌水条件下 ,重穗
型的多棱品种的收获指数均高于多穗型的二棱品种 。在干旱条
件下 , 由于子粒产量比营养器官减低的比例大得多 ,故收获指数
普遍下降 ,而且二棱品种的收获指数下降的比例更大。这一趋势
与粒叶比是一致的 ,说明在干旱胁迫下 , 多棱品种库源结构性状
要相对稳定些。
2.4　产量构成因素
2.4.1　单株穗数:成穗数的多少是产量构成的重要因素之一。
多棱品种一般属重穗型 ,以增加穗粒重为基础取得产量 , 而二棱
品种一般属多穗型 ,以群体穗多为基础取得产量。
由表 2可见 , 在灌水条件下 , 二棱品种的单株穗数及每平方
米面积的成穗数 ,分别为多棱品种的 1.5 倍及 2 倍以上。在干旱
条件下 , 所有品种的成穗数均有减少 , 尤以二棱品种减少的程度
显著。不灌水处理多棱品种的单株穗数比灌水处理减少 29%,
而二棱品种减少达 51.5%, 多棱品种每平方米面积成穗数减少
13%,而二棱品种减少达 46.5%。由此可见 , 干旱胁迫使无效分
蘖增多 , 成穗数严重减少 , 从根本上削弱了二棱品种获取一定产
量的基础。
表 2　各品种在不同水分条件下产量构成因素的影响
〗棱型 品种 处理 单株穗数(个)
每平方米穗数(穗)
主穗粒数(粒)
主穗粒重(g)
千粒重(g)
每平方米粒重(g)
二 克拉卡其
灌水
干旱
旱/灌
2.29
1.2
0.524
524.4
296.3
0.565
20
8
0.400
0.72
0.24
0.333
36.2
30.2
0.834
377.8
71.1
0.188
棱 法瓦维特
灌水
干旱
旱/灌
2.11
0.94
0.445
741.4
370.3
0.499
15
6
0.400
0.55
0.18
0.327
37.0
30.5
0.824
407.8
66.7
0.164
六 莫尼斯
灌水
干旱
旱/灌
1.14
0.91
0.645
274.6
258.6
0.942
43
18
0.419
1.57
0.55
0.350
36.4
30.4
0.834
431.1
153.3
0.354
棱 莫特 44
灌水
干旱
旱/灌
1.44
1.11
0.771
350.4
283.7
0.810
31
13
0.419
1.04
0.39
0.375
33.5
29.9
0.892
364.4
112.2
0.308
2.4.2　主穗粒数:穗粒数是产量构成的另一个重要因素。由表
2 可见 , 多棱品种主穗粒数在灌水条件下为二棱品种的 2 倍以
上。在干旱条件下 ,由于大麦的自动调节作用。各品种的主穗粒
数均大幅度减少 , 而且二棱品种与多棱品种减少的比例十分相
近 ,均减少 60%左右 , 故多棱品种主穗粒数仍为二棱品种的 2 倍
以上 ,这就保证了多棱品种获取一定产量的基础。
2.4.3　千粒重:千粒重是大麦产量构成的第三个重要因素。供
试的二棱品种与多棱品种的千粒重 ,无论在灌水或不灌水条件下
差异都不大 ,不超过 3g。在干旱胁迫下 ,两类品种千粒重降低的
比例很相近 ,幅度也都较小 , 仅降低 13%～ 17%。这是由于干旱
条件使下层及中层叶片光合面积减少 ,而单位面积成穗数及穗粒
数也相应减少 ,使库与源同步缩小 , 相对稳定 ,保证了少数子粒正
常的灌浆与成熟。
2.4.4　主穗粒重:主穗粒重是由主穗粒数与千粒重两因素构成
的。由于二棱品种与多棱品种的千粒重差异不大 , 但两类品种的
主穗粒数相差 1 倍以上 ,故多棱品种的穗粒重无论在灌水或干旱
条件下均比二棱品种高 1 倍以上。这是多棱品种在干旱条件下
产量相对较高的主要原因。
2.4.5　单位面积子粒产量:由表 2 可见 ,供试各品种在灌水条件
下子粒产量均在 400g/ m2 上下 , 多棱品种产量不一定比二棱品
种高。但是 ,在干旱条件下多棱品种产量明显高于二棱品种。这
主要是由于二棱品种在干旱胁迫下 , 减产的幅度比多棱品种大得
多。如多棱品种因严重受旱减产 64.4%～ 69.2%, 而二棱品种
减产 81.2%～ 83.6%。这说明 ,在干旱胁迫下 , 多棱品种比二棱
品种产量稳定。
3　结论与讨论
3.1　大麦是一种比较抗旱的禾谷类作物 ,但其对干旱的忍耐程
度也是有限的。本试验中 ,仅靠大麦生育期间 80mm 左右的自然
降水的严重干旱条件 ,使所有供试大麦品种的生长发育及产量都
受到很大影响;在形态上 , 株高降低 ,穗下茎缩短;在生理上 , 失水
速度减少 ,乳熟期绿叶面积减少;在库源结构性状上 , 粒叶比及收
获指数缩小 ,在产量构成因素上 ,成穗数及穗粒数明显减少 , 唯千
粒 重 降 低 幅 度 较 小;单 位 面 积 子 粒 产 量 降 低
最为严重 ,各品种比在灌水条件下减产幅度达64.4%～ 83.6%。
3.2　由本试验供试材料看 , 多棱大麦品种抗旱性比二棱品种强。
在干旱胁迫下 ,特别是多棱品种的库源结构性状与产量构成因纯
洁的变化比二棱品种稳定。在干旱胁迫下 , 多棱品种的粒叶比和
收获指数复化比二棱品种高 ,而且其降低的比例比较二棱品种小
得多。在产量构成因素方面 ,二棱品种的穗粒重下降的比例与多
棱品种相差不多 ,但二棱品种穗数减少的比例却比多棱品种大得
多 ,故使以穗数为基础形成产量的二棱品种 , 单位面积土地上子
粒产量只及多棱品种的一半。
3.3　新疆当前推广的啤酒大麦品种既有二棱的 ,又有多棱的 , 某
些啤酒厂家认为只有二棱品种才适于酿造啤酒 , 错误地引导种植
户不顾当地条件 ,只肯种植二棱品种。 事实上 , 二棱大麦和多棱
大麦都有既高产又优质的品种。在新疆干旱少雨的生态条件下 ,
育种和栽培都必须重视抗旱性 , 在选育优质 、高产二棱品种的同
时 ,不可忽视对优质 、高产 、抗旱多棱品种的选育。品种布局 、农
作物区划农业区及灌溉条件较差的地区 , 大麦应以栽培多棱品种
为主。
3.4　在北方旱区提高作物抗旱能力 ,其关键在于提高作物本身
的水分利用效率[ 2] 。大麦同一亚种中的不同品种 ,在抗旱性能上
差异较大 ,在多棱品种中有抗旱性差的品种 , 在二棱亚种中有抗
旱性较强的品种 ,要在育种及栽培中应予注意。
参考文献
1　杨根平.离体叶片脱水率作为抗旱指标的探讨.华北农学报 ,
1990;5(增刊);88～ 91
2　孙景生.冬小麦节水灌溉的适宜土壤水分上下限指标研究
[ J] .中国农村水利水电 , 1998 , (9):18
·83·
种子　Seed　2003年　第 4期　(总第 130期)