Differences in Yield and Nitrogen Use Efficiency of Different Winter Wheat Varieties(Lines)in the North of Huanghuai Region

doi:10.7668/hbnxb.20194597

Abstract

Abstract:

In order to study the differences in yield and nitrogen utilization,transport and accumulation of different winter wheat cultivar(line)types in the Northern Huanghuai,the yield traits and nitrogen utilization efficiency of 29 and 26 winter wheat cultivars(lines)for testing in the Northern Huanghuai wheat area were investigated and analyzed in 2021—2022 and 2022—2023,respectively.Through cluster analysis,wheat was classified into four types:high-yielding,medium-high-yielding,medium-yielding and low-yielding.Nitrogen content of wheat stems,leaves,spikes,and grains at maturity were measured at anthesis and maturity,respectively,to analyze the relationship between parameters related to nitrogen utilization traits and yield.The results showed that the average yields among high-yielding,medium-high-yielding,medium-yielding and low-yielding varieties(lines)differed significantly from 2021 to 2023,with the number of spikes per hectare of high-yielding varieties significantly higher than that of other types.At the anthesis stage,the nitrogen accumulation and distribution rate of each organ were stems and sheaths>leaves>spikes;at the maturity stage,the nitrogen accumulation of each organ was grains>stems and sheaths>spikes>leaves.The post-anthesis nitrogen accumulation,pre-anthesis nitrogen transport and its contribution to the grain of different varieties of wheat were higher in high-yielding varieties(lines),and the pre-anthesis nitrogen transport and its contribution to the grain were greater than the post-anthesis nitrogen accumulation and its contribution to the grain.Nitrogen utilization efficiency,nitrogen harvest index,nitrogen accumulation at anthesis and nitrogen accumulation at maturity were significantly and positively correlated with wheat grain yield.Therefore,water and fertilizer management can be carried out through the nitrogen uptake and transfer pattern and distribution characteristics of different varieties,or selecting and breeding wheat varieties with high nitrogen utilization efficiency to achieve high-yield and high-efficiency production of wheat.

Key words: Winter wheat, Variety, Yield, Nitrogen use efficiency, Nitrogen accumulation

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Figures/Tables 9

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品种(系) Variety(line)	供试单位 Breeding entity	品种(系) Variety(line)	供试单位 Breeding entity
中麦9088 Zhongmai 9088	中国农业科学院作物科学研究所	济麦4227 Jimai 4227	山东省农业科学院作物研究所
TKM0331	泰安市农业科学院	菏麦618 Hemai 618	菏泽市农业科学院
LH17010	河北大地种业有限公司
农大1992 Nongda 1992	中国农业大学
农大1992 Nongda 1992	中国农业大学	潍麦2013 Weimai 2013	潍坊市农业科学院、山东菲达种业科技有限公司、鲁东大学
大地18优121 Dadi18You121	河北大地种业有限公司	潍麦2013 Weimai 2013	潍坊市农业科学院、山东菲达种业科技有限公司、鲁东大学
大地18优121 Dadi18You121	河北大地种业有限公司	冀麦359 Jimai 359	河北省农林科学院粮油作物研究所
农大1980 Nongda 1980	中国农业大学	冀麦359 Jimai 359	河北省农林科学院粮油作物研究所
农大1980 Nongda 1980	中国农业大学	山农K31009 Shannong K31009	山东农业大学
鲁研74 Luyan 74	山东鲁研农业良种有限公司、山东省农业科学院作物研究所	山农K31009 Shannong K31009	山东农业大学
鲁研74 Luyan 74	山东鲁研农业良种有限公司、山东省农业科学院作物研究所	衡麦H194008 Hengmai H194008	河北省农林科学院旱作农业研究所 (衡水市农业科学研究院)
品育8178 Pinyu 8178	山西农业大学小麦研究所	衡麦H194008 Hengmai H194008	河北省农林科学院旱作农业研究所 (衡水市农业科学研究院)
品育8178 Pinyu 8178	山西农业大学小麦研究所	芯麦586 Xinmai 586	河北嘉丰种业有限公司山东帝芯农业科技有限公司
济麦5968 Jimai 5968	山东省农业科学院作物研究所	芯麦586 Xinmai 586	河北嘉丰种业有限公司山东帝芯农业科技有限公司
济麦5968 Jimai 5968	山东省农业科学院作物研究所	濰麦2012 Weimai 2012	山东省潍坊市农业科学院
ML18优119 ML18You119	河北大地种业有限公司	濰麦2012 Weimai 2012	山东省潍坊市农业科学院
ML18优119 ML18You119	河北大地种业有限公司	菏麦307 Hemai 307	菏泽市农业科学院
鲁研802 Luyan 802	山东鲁研农业良种有限公司;山东省农业科学院作物研究所	菏麦307 Hemai 307	菏泽市农业科学院
鲁研802 Luyan 802	山东鲁研农业良种有限公司;山东省农业科学院作物研究所	济麦6093 Jimai 6093	山东省农业科学院作物研究所
航麦2080 Hangmai 2080	中国农业科学院作物科学研究所	济麦6093 Jimai 6093	山东省农业科学院作物研究所
航麦2080 Hangmai 2080	中国农业科学院作物科学研究所	ML21系64 ML21Xi64	河北大地种业有限公司
济麦4227 Jimai 4227	山东省农业科学院作物研究所	ML21系64 ML21Xi64	河北大地种业有限公司
济麦4227 Jimai 4227	山东省农业科学院作物研究所	航麦430 Hangmai 430	中国农业科学院作物科学研究所
菏麦618 Hemai 618	菏泽市农业科学院	航麦430 Hangmai 430	中国农业科学院作物科学研究所
菏麦618 Hemai 618	菏泽市农业科学院	菏麦599 Hemai 599	菏泽市农业科学院
济麦926 Jimai 926	山东省农业科学院作物研究所	菏麦599 Hemai 599	菏泽市农业科学院
济麦926 Jimai 926	山东省农业科学院作物研究所	烟农572 Yannong 572	山东省烟台市农业科学研究院
LS1744	山东农业大学	烟农572 Yannong 572	山东省烟台市农业科学研究院
LS1744	山东农业大学	JM362	山东鲁研农业良种有限公司、山东省农业科学院作物研究所
山农K6409 Shannong K6409	山东农业大学	JM362	山东鲁研农业良种有限公司、山东省农业科学院作物研究所
山农K6409 Shannong K6409	山东农业大学	农大8987 Nongda 8987	中国农业大学
潍麦2011 Weimai 2011	潍坊市农业科学院济南聚农农业科技有限公司	农大8987 Nongda 8987	中国农业大学
潍麦2011 Weimai 2011	潍坊市农业科学院济南聚农农业科技有限公司	烟农188 Yannong 188	山东省烟台市农业科学研究院
联育18T005 Lianyu 18T005	河北大地种业有限公司安徽农业大学	烟农188 Yannong 188	山东省烟台市农业科学研究院
联育18T005 Lianyu 18T005	河北大地种业有限公司安徽农业大学	BH2913	北京杂交小麦工程技术研究中心
航麦325 Hangmai 325	中国农业科学院作物科学研究所	BH2913	北京杂交小麦工程技术研究中心
航麦325 Hangmai 325	中国农业科学院作物科学研究所	ML18优119 ML18You119	河北大地种业有限公司
TKM1923	泰安市农业科学院	ML18优119 ML18You119	河北大地种业有限公司
TKM1923	泰安市农业科学院	TKM1923	泰安市农业科学院
马兰19T449 Malan 19T449	河北大地种业有限公司	TKM1923	泰安市农业科学院
马兰19T449 Malan 19T449	河北大地种业有限公司	济麦115 Jimai 115	山东省农业科学院作物研究所
冀麦362 Jimai 362	河北省农林科学院粮油作物研究所	济麦115 Jimai 115	山东省农业科学院作物研究所
冀麦362 Jimai 362	河北省农林科学院粮油作物研究所	衡麦164435 Hengmai 164435	河北省农林科学院旱作农业研究所 (衡水市农业科学研究院)
中麦9342 Zhongmai 9342	中国农业科学院作物科学研究所	衡麦164435 Hengmai 164435	河北省农林科学院旱作农业研究所 (衡水市农业科学研究院)
中麦9342 Zhongmai 9342	中国农业科学院作物科学研究所	济麦2344 Jimai 2344	山东省农业科学院作物研究所
石197018 Shi 197018	石家庄市农林科学研究院	济麦2344 Jimai 2344	山东省农业科学院作物研究所
石197018 Shi 197018	石家庄市农林科学研究院	谷神麦19 Gushenmai 19	安徽谷神种业有限公司
LS2035	山东农业大学	谷神麦19 Gushenmai 19	安徽谷神种业有限公司
LS2035	山东农业大学	济麦22 Jimai 22	山东省农林科学院作物研究所
烟农38 Yannong 38	山东省烟台市农业科学研究院	济麦22 Jimai 22	山东省农林科学院作物研究所
烟农38 Yannong 38	山东省烟台市农业科学研究院	衡4399 Heng 4399	河北省农林科学院旱作农业研究所
济麦22 Jimai 22	山东省农业科学院作物研究所
衡4399 Heng 4399	河北省农林科学院旱作农业研究所

年份 Year	类型 Group	品种(系)数 Varieties (lines)	比例/% Ratio	平均产量/ (kg/hm²) Average yield	产量变化/ (kg/hm²) Yield range	变异系数/% CV
2021—2022	高产型	5	17.2	8 869.29±161.02a	8 718.90~9 078.30	1.82
	中高产型	10	34.5	8 387.52±116.21b	8 227.80~8 526.60	1.39
	中产型	9	31.0	7 753.42±163.31c	7 509.15~8 017.95	2.11
	低产型	5	17.2	6 927.21±137.11d	6 768.75~7 080.00	1.98
2022—2023	高产型	10	38.5	8 099.81±219.13a	7 860.75~8 617.05	2.71
	中高产型	11	42.3	7 304.47±250.56b	6 912.15~7 640.55	3.43
	中产型	3	11.5	6 152.20±89.33c	6 062.40~6 241.05	1.45
	低产型	2	7.7	5 429.10±207.89d	5 282.10~5 576.10	3.83

年份 Year	类型 Group	品种(系)数 Varieties (lines)	比例/% Ratio	平均产量/ (kg/hm²) Average yield	产量变化/ (kg/hm²) Yield range	变异系数/% CV
2021—2022	高产型	5	17.2	8 869.29±161.02a	8 718.90~9 078.30	1.82
	中高产型	10	34.5	8 387.52±116.21b	8 227.80~8 526.60	1.39
	中产型	9	31.0	7 753.42±163.31c	7 509.15~8 017.95	2.11
	低产型	5	17.2	6 927.21±137.11d	6 768.75~7 080.00	1.98
2022—2023	高产型	10	38.5	8 099.81±219.13a	7 860.75~8 617.05	2.71
	中高产型	11	42.3	7 304.47±250.56b	6 912.15~7 640.55	3.43
	中产型	3	11.5	6 152.20±89.33c	6 062.40~6 241.05	1.45
	低产型	2	7.7	5 429.10±207.89d	5 282.10~5 576.10	3.83

年份 Year	类型 Group	穗数/(万/hm²) Number of spikes	穗粒数 Grain number per spike	千粒质量/g 1000-grain weight	收获指数 Harvest index
2021—2022	高产型	734.04±20.77a	31.97±1.89b	41.69±2.41a	0.36±0.02ab
	中高产型	682.09±29.41b	32.78±1.42bc	41.68±2.23a	0.38±0.02ab
	中产型	628.12±46.65c	33.69±1.65bc	42.87±0.89a	0.38±0.03a
	低产型	584.37±51.28c	34.05±2.36a	41.07±0.79a	0.35±0.02b
2022—2023	高产型	582.38±31.75a	35.58±1.52ab	40.00±1.59a	0.39±0.02a
	中高产型	512.75±26.96b	37.75±1.67a	40.03±2.00a	0.41±0.03a
	中产型	450.85±42.37c	35.16±0.68b	39.97±2.09a	0.42±0.02a
	低产型	411.23±8.17c	35.87±1.03ab	37.90±1.99a	0.40±0.08a

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