基于热红外图像的小麦品种抗旱性鉴定与评价

作者：孟雨; 温鹏飞; 丁志强; 田文仲; 张学品; 贺利; 段剑钊; 刘万代; 冯伟^*

来源：中国农业科学, 2022, 55(13): 2538-2551.

• 冬小麦
• 干旱胁迫
• 热红外图像
• 抗旱指数
• 品种鉴定

【目的】分析不同基因型小麦冠层的温度参数相关信息，探寻快速高效筛选冬小麦抗旱品种的指标和方法，给冬小麦抗旱品种筛选提供参考依据。【方法】本研究以小麦为研究对象，获取干旱胁迫下10个抗旱性存在差异的小麦品种冠层热红外图像，采用温度频率直方图等分析方法提取冠层温度特征参数，明确温度特征参数与抗旱指数之间定量关系，分析冠层温度特征参数对筛选冬小麦抗旱品种的有效性。【结果】基于产量抗旱指数（DRI）的分级标准将测定小麦品种分为4种抗旱类别，其抗旱性越强，最大光化学效率（Fv/Fm），植株含水量（PWC），气孔导度（Gs），蒸腾速率（Tr）和籽粒产量越稳定。基于热红外图像提取冠层温度特征参数，小麦抗旱性越强，冠层温度的差异性越小，冠层温度的离散程度也较小。产量抗旱指数（DRI）与拔节期、孕穗期和开花期的作物冠层温度与环境温度的偏差（CTD）均呈现极显著的正相关关系，相关系数r为0.79—0.84，而与冠层温度标准差（CTSD）、变异系数(CTCV)、水分胁迫指数（CWSI）和冠层相对温差（CRTD）呈显著负相关（r=-0.56—-0.78）。基于单一生育时期冠层温度特征参数建立了产量抗旱指数（DRI）回归模型，估算精度为r2=0.73—0.87，其中以拔节期预测模型精度最高。而基于3个生育时期的相关冠层温度参数CTD、CTCV、CTSD CWSI组合构建产量抗旱指数（DRI）预测模型，较基于单一生育时期预测精度显著提升（r2=0.95）。【结论】利用热红外图像可进行小麦品种抗旱性的早期鉴定与快速评价，这对促进作物高效节水生产具有重要意义。

• 单位
  洛阳农林科学院; 河南农业大学