高产抗旱节水高水效冬小麦品种鉴选研究

乔文君,杨 晗,杨 红,李永鹏,马玉诏,钟苑宁,乔匀周,董宝娣

(1.中国科学院遗传与发育生物学研究所农业资源研究中心/中国科学院农业水资源重点实验室/河北省节水农业重点实验室,河北石家庄050022;2.中国科学院大学,北京 100049)

河北省地处华北平原北部,属温带大陆性季风气候,是我国小麦主产地之一。由于降水不能满足小麦生长发育对水分的需求,为了实现高产,抽提地下水灌溉成为该地区小麦生产中补充灌溉的主要方式,因此过度开采地下水非常普遍。随着华北地区地下水超采问题日益受到重视,地下水压采政策得以实施,相关部门因地、因时制宜,为农业生产制定了用水限额,严格限制农业用水[1-2],对区域小麦高产稳产提出了更高要求。

抗旱节水、高水效品种培育和鉴选是应对缺水问题、适应地下水压采政策的重要途径之一[3]。现代半干旱地区的农业发展不再以产量为单一目标,需要从全域的角度,在水土资源可持续利用的前提下合理确定农业发展方向[4]。如乔文臣[5]认为,培育衡育系小麦的核心在于筛选高水分利用效率的品种。目前,国内外对小麦品种抗旱节水和水分利用效率的筛选方法和指标已做了大量研究。孔祥飞等[6]通过比较不同小麦品种的产量、产量构成因素、抗旱指数、节水指数等相关指标,筛选出了适合在大兴区推广种植的节水小麦品种。Fisher[7]和Eberhart等[8]提出了以抗旱系数作为指标筛选抗旱品种。兰巨生等[9]在抗旱系数的基础上建立了抗旱指数,并以此鉴选抗旱节水小麦品种。随后,吴振录[10]提出高水效冬小麦品种鉴选指标产量-水分高效利用指数(YHWUEI)。总体来看,这些以产量或者以产量为单一标准建立的评价指标在筛选抗旱节水高水效品种的实际应用过程中有较大的局限性,筛选方法未综合考虑耗水量和水分利用效率,需建立产量、耗水量和水分利用效率同步使用的筛选方法,以选出真正的高产抗旱、低耗水、高水效的品种。董宝娣[11]根据不同小麦品种的产量、耗水量和水分利用效率之间的差异,将19个品种分为不同类型。然而目前与产量、耗水量和水分利用效率相关的品种筛选研究仍显不足,仍缺乏明确的鉴选抗旱节水、低耗水、高水效小麦品种的方法和指标,同时鉴选试验多在盆栽或者旱棚中进行[12-13],无法完全代表田间的实际情况,以至于能够用于抗旱节水高水效品种培育的小麦种质资源仍较缺乏。

本试验以河北省境内选育的56个不同产量水平和耗水规律的小麦品种为材料,进行雨养旱作和常规灌溉处理,研究了不同处理下小麦产量、耗水量、WUE的差异,并对河北省境内培育的小麦品种进行了分类分析,探讨通过产量、耗水量和水分利用效率来鉴选高产、抗旱节水、高水效小麦品种的可行性,同时通过相关性分析明确了影响小麦产量和WUE的主要农艺性状,以期为小麦的节水增产和华北地区节水农业的可持续发展提供科学依据和理论指导。

1 材料与方法

1.1 试验地概况

本试验在中国科学院栾城农业生态系统试验站(114°11′ E,37°53′ N,海拔约为50 m)进行。试验站位于华北平原北部,属于半干旱半湿润季风气候区,主要种植方式为冬小麦(Triticumaestivum)-夏玉米(Zeamays)轮作一年两熟,是我国的粮食主产区。该区多年降水量为450～600 mm,降水年际变化较大,季节分布不均,降水主要集中在7—9月,冬小麦生育期从第一年秋冬持续至次年6月份,这期间降水较少,仅为80～130 mm,远低于小麦全生育期需水量,主要依靠地下水灌溉维持小麦高产稳产。本试验于2019—2020年进行,试验期间冬小麦生长季降水量为75.8 mm,逐天降水量如图1所示,气象数据来自于栾城农业生态系统试验站气象场。试验站地势平坦,土壤类型为褐土类黄土种,播种前试验田有机质含量为1.2%,有效P、N、K含量分别为15、80和150 mg·kg-1,田间持水量为36%(v/v)。

图1 2019—2020年研究区域冬小麦生育期降水量和温度变化Fig.1 Changes of precipitation and temperature during the growing season of winter wheat in the study area from 2019 to 2020

1.2 试验材料

试验所用材料为56个不同耗水特性的冬小麦品种(表1),均为河北省选育。

表1 56个冬小麦供试品种的信息Table 1 Information of the 56 winter wheat varieties tested in the study

1.3 试验设计

试验采用裂区设计。其中,主区为水分,设置两个水分条件,分别为全生育期不灌溉(雨养旱作,W0)和常规灌溉(灌溉两次,W2),后者分别在拔节期(4月8日)和灌浆前期(5月18日)进行灌溉,每次灌水量为750 m3·hm-2;副区为品种,重复3次,品种经随机排列后,在重复间保持一致的田间顺序,小区面积为11.2 m2,品种间设置0.5 m宽的间隔,不同水分处理间设置2 m间隔防止相互影响。

试验于2019年10月11日播种,基本苗为270万株·hm-2。播种前底施纯N 138 kg·hm-2、P2O5207 kg·hm-2和K2O 37.5 kg·hm-2,肥料采用尿素、磷酸二铵和氯化钾,施肥后旋耕两遍。采用小区播种机(ZXB-8,元氏县昊卿农机具有限公司,河北石家庄)播种,行距17.5 cm。除灌水量外,其他管理措施按照当地大田田间管理进行。于2020年6月10收获。

1.4 测定指标和方法

1.4.1 收获期测产与考种

在冬小麦成熟时,分别在试验小区中选取长势一致的4行小麦收获、晾干、脱粒和测产,取样后用卷尺测量取样长度(1.8～2.2 m),根据行长和行距计算取样面积,根据收获后的籽粒质量和取样面积计算两种水分处理下的产量,3次重复。收获的同时,在各小区选取典型且长势一致的完整小麦茎穗20个进行考种,调查植株高度、穗下节间长度、穗长、小穗数、不孕小穗数和穗粒数。

1.4.2 作物耗水量测定

在播种前和收获后,于小麦行间每10 cm一层钻取180 cm土样,样品封装后带回实验室,用烘干法测定土壤含水量。通过水量平衡方程[14]计算作物耗水量(ET)。

ET=SWD+P+I-D+CR-R

式中,SWD指0～180 cm的土壤水分消耗量(mm)(初始土壤贮水量-收获后土壤贮水量);I为灌水量(mm);D为根区的排水量;P为降水量(mm);CR为深层水上升到根区的毛细上升量;R代表径流。因为灌水量和降水量较小,不足以渗透到地下180 cm以下,所以D和R可以不计。由于该试验地地下水位埋深在48 m,所以CR也可以不计[15-16]。因此,ET公式可以变换为ET=SWD+P+I。

1.4.3 基于产量-水分高效利用指数(YHWUEI)的品种鉴选方法

DGYI=某品种旱地产量/所有参试品种旱地产量均值;WGYI=某品种水地产量/所有参试品种水地产量均值;YHWUEI=(DGYI+WGYI)/2。吴振录[10]提出YHWUEI、DGYI和WGYI均大于1.05时则认为该品种为产量-高水效品种。

1.4.4 基于产量、耗水量、水分利用效率(GY-ET-WUE)指数的品种鉴选方法

本研究在干旱产量指数(DGYI)和丰水产量指数(WGYI)基础上,引入干旱耗水量指数(DETI)、丰水耗水量指数(WETI)、干旱水分利用效率指数(DWUEI)、丰水水分利用效率指数(WWUEI)。DETI=所有参试品种旱地耗水量均值/某品种旱地耗水量;WETI=所有参试品种水地耗水量均值/某品种水地耗水量;DWUEI=某品种旱地WUE/所有参试品种旱地WUE均值;WWUEI=某品种水地WUE/所有参试品种水地WUE均值;WUE=GY/ET。GY代表冬小麦的产量。WGYI、DGYI、DWUEI、WWUEI、DETI、WETI值越高,表示品种的产量和水分利用效率越高,耗水量越少。高产低耗水高水效品种=(DGYI>1)∩(WGYI>1)∩(DETI>1)∩(WETI>1)∩(DWUEI>1)∩(WWUEI>1)。

1.5 数据分析

试验数据采用Microsoft Excel 2016软件进行整理和分析,使用裂区试验设计的two-way ANOVA(Turkey)进行不同处理、不同类群间的差异显著性检验,显著水平为0.01和0.05。图表绘制采用Origin Pro 2022软件进行。

2 结果与分析

2.1 不同冬小麦品种的产量、耗水量和WUE

干旱胁迫对供试小麦材料的产量和耗水量影响显著,但对WUE影响较小(图2)。雨养旱作处理(W0)下小麦籽粒产量、耗水量和WUE均值分别比常规灌溉处理(W2)减少29.1%、20.3%和14.3%。

W0:雨养旱作;W2:常规灌溉。不同大小写字母(A、B、a、b)分别表示两种水分处理均值在0.01和0.05水平上差异极显著。W0: Rain-fed and drought; W2:Two irrigation.Different capital and small letters(A,B,a,b) indicate significant difference between two water treatments at 0.01 and 0.05 levels, respeetively.图2 两种水分处理下不同冬小麦品种产量、耗水量和WUE的变化Fig.2 Variation in yield, ET, and WUE of different winter wheat varieties under two water treatments

2.1.1 不同冬小麦品种的产量

供试小麦品种间产量存在显著差异,且雨养旱作条件下品种间产量差异显著大于常规灌溉(图2,图3)。雨养旱作条件下,所有品种的平均产量为4 697.47 kg·hm-2,品种间变异系数为14.8%,最高产量(5 830.78 kg·hm-2)为最低产量(2 804.03 kg·hm-2)的2.1倍;常规灌溉条件下平均产量为6 625.32 kg·hm-2,品种间变异系数较小(7.6%),最高产量(8 097.94 kg·hm-2)为最低产量(5 662.43 kg·hm-2)的1.4倍。

W0:雨养旱作;W2:常规灌溉。图4、5、7同。W0:Rain-fed and drought; W2:Two irrigation. The same in Fig.4, 5 and 7.图3 两种水分处理下不同冬小麦品种产量的分布图Fig.3 Distribution diagram of yield of different winter wheat varieties under two treatments

供试小麦品种表现出一定的抗旱能力和丰产能力(图3)。在所有供试的56个品种中,雨养旱作条件下,有35个品种产量介于4 500～5 500 kg·hm-2之间,占比62.5%;介于5 500～6 000 kg·hm-2之间的品种有5个,占比8.9%,分别是编号14、18、40、25、26;未见产量高于6 000 kg·hm-2的小麦品种;产量介于3 500～4 500 kg·hm-2之间的品种有12个,占比21.4%;产量低于3 000 kg·hm-2(极低产品种)仅有3个(占比5.4%)。在常规灌溉条件下,有41个品种(73.2%)的产量介于6 000～7 000 kg·hm-2之间,有4个品种的产量高于7 500 kg·hm-2(编号7、18、24、28);产量低于6 000 kg·hm-2的品种仅有4个(占比7.1%)。

2.1.2 不同冬小麦品种的耗水量

品种间耗水量也存在显著差异,且雨养旱作下品种间耗水量差异小于常规灌溉(图2,图4)。雨养旱作下小麦全生育期平均耗水量为325.05 mm,品种间耗水量最大值比最小值高23.9%;常规灌溉下小麦全生育期平均耗水量为407.99 mm,品种间耗水量最大值比最小值高31.5%。

供试小麦品种表现出低耗水特性(图4)。雨养旱作条件下,大部分品种的耗水量介于300～340 mm之间(40个,71.4%);有11个品种的耗水量介于340～360 mm之间,占比19.6%;只有1个品种(石麦19)的耗水量超过360 mm;耗水量极低(<300 mm)的品种有4个(编号6、12、20、29)。在常规灌溉条件下,大部分品种的耗水量介于360～440 mm之间(47个,83.9%),耗水量高于440 mm的品种有6个(编号5、8、22、33、34、44),占比10.7%;其中耗水量极低(<360 mm)的品种有3个(编号17、18、29),占比5.4%。

2.1.3 不同冬小麦品种的WUE

小麦品种间WUE存在显著差异,且雨养旱作条件下小麦的WUE显著小于常规灌溉(图2,图5)。雨养旱作条件下平均WUE为1.45 kg·m-3,品种间最大值(1.77 kg·m-3)为最小值(0.81 kg·m-3)的2.2倍;常规灌溉下平均WUE为1.70 kg·m-3,最大值(2.09 kg·m-3)为最小值(1.22 kg·m-3)的1.7倍。

图5 两种水分处理下不同冬小麦品种WUE的分布图Fig.5 Distribution diagram of WUE of different winter wheat varieties under two water treatments

供试品种表现出一定的水分高效利用能力(图5)。在雨养旱作条件下,WUE在1.23～1.65 kg·m-3之间的品种有38个,占全部品种的67.9%;WUE在1.65～1.86 kg·m-3之间的品种有12个,占比21.4%,分别是衡麦系列3个(编号12、14、18)、冀麦系列2个(编号40、43)、石麦系列3个(编号23、25、28)、中信麦系列3个(编号19、20、21)和科农1223(编号29);有6个品种的WUE低于1.23 kg·m-3。在常规灌溉条件下,WUE在1.52～1.82 kg·m-3之间的品种有38个,占比67.9%;WUE高于1.82 kg·m-3的品种有12个,包括衡麦系列5个(编号10、11、12、16、18),编号4、34、29、24、28、7、19;低于1.52 kg·m-3的品种有6个,占比10.7%。

2.2 高产抗旱节水高水效冬小麦品种的筛选

2.2.1 基于产量-水分高效利用指数的冬小麦品种筛选

依据产量-水分高效利用指数(YHWUEI)可从供试小麦品种筛选出GY-WH(GY-WUE-high)和GY-WL(GY-WUE-low)两个类群。其中,GY-WH类群为产量-高水效品种组,该组干旱产量指数(DGYI)、丰水产量指数(WGYI)和产量-水分高效利用指数(YHWUEI)都高于1.05;GY-WL类群为产量-低水效品种组,该组DGYI、WGYI和YHWUEI都低于0.95(图6,表2)。

表2 基于产量-水分高效利用指数划分的不同类群冬小麦的产量、耗水量和WUETable 2 Descriptive statistics about yield, ET, and WUE of different groups of winter wheat screened by YHWUEI

图6 基于产量-水分高效利用指数的冬小麦品种类群划分Fig.6 Classification of winter wheat varieties based on YHWUEI

这两个类群的产量、耗水量和WUE也不同(图6,表2)。GY-WH类群共有8个品种,占总体品种的14.3%;在雨养旱作及常规灌溉条件下该类群平均产量分别为5 256.43和7 467.03 kg·hm-2,WUE分别为1.68 kg·m-3(1.53～1.77 kg·m-3)和1.93 kg·m-3(1.84～2.09 kg·m-3)。GY-WL类群有5个品种,约占品种总数的8.9%;在雨养旱作和常规灌溉条件下该类群平均产量、WUE均低于GY-WH类群,其中产量分别减少了31.3%和19.0%,WUE分别降低了33.4%和23.6%;该类群的耗水量与GY-WH类群差异不显著。

2.2.2 基于产量、耗水量和WUE(GY-ET-WUE)指数的冬小麦品种筛选

依据干旱产量指数(DGYI)和丰水产量指数(WGYI),可将56个参试小麦品种划分为丰水丰产-干旱低产、丰水丰产-干旱丰产、丰水低产-干旱低产、丰水低产-干旱丰产4个组别,其中可以认为丰水丰产-干旱丰产组的品种具备高产抗旱能力(图7A,表3)。

表3 不同冬小麦类群的样本数量、节水特征和品种组成Table 3 Number, traits and variety composition of different winter wheat groups

图7 基于产量、耗水量和水分利用效率指数的冬小麦品种筛选结果Fig.7 Screening results of winter wheat varieties based on GY-ET-WUE index

依据干旱耗水量指数(DETI)和丰水耗水量指数(WETI),可将56个参试小麦品种划分为丰水高耗水-干旱低耗水、丰水高耗水-干旱高耗水、丰水低耗水-干旱低耗水、丰水低耗水-干旱高耗水4个组别,其中丰水低耗水-干旱低耗水品种可以认为具有稳定的低耗水特性(图7B,表3)。

依据干旱水分利用效率指数(DWUEI)和丰水水分利用效率指数(WWUEI),可将56个参试小麦品种划分为丰水高水效-干旱高水效、丰水低水效-干旱高水效、丰水高水效-干旱低水效、丰水低水效-干旱低水效4个组别,其中丰水高水效-干旱高水效组的品种可以认为具有较高的水分利用能力(图7C,表3)。

上述丰水丰产-干旱丰产、丰水低耗水-干旱低耗水、丰水高水效-干旱高水效3个组别分别有17、19和18个品种入选,选择同时入选这3个组的品种共有8个,可认为其为高产抗旱-低耗水-高水效品种(图7D,表3)。

从表4可以看出,通过干旱/丰水产量指数(DGYI/WGYI)筛选出的高产抗旱组品种的产量在雨养旱作和常规灌溉条件下分别为5 264.12和7 123.52 kg·hm-2,显著高于其他品种,其具有稳定的高产特性;通过干旱/丰水耗水量指数(DETI/WETI)筛选出的低耗水品种的耗水量在雨养旱作和常规灌溉条件下分别为309.54和383.37 mm,显著低于其他品种,具有稳定的低耗水量特性;通过干旱/丰水水分利用效率指数(DWUEI/WWUEI)筛选出的高水效品种的WUE在雨养旱作和常规灌溉条件下也均显著高于其他品种,其具有稳定高水效的特征;同时入选这三组的8个品种的产量在雨养旱作条件下较其他品种平均增加13.5%,耗水量平均降低4.6%,WUE平均增加16.6%,而在常规灌溉条件下产量平均增加9.9%,耗水量平均降低7.7%,WUE平均增加10.6%。

表4 基于产量、耗水量和水分利用效率指数划分的不同类群冬小麦产量、耗水量和WUETable 4 Descriptive statistics about yield, ET, and WUE of different winter wheat groups screened by GY-ET-WUE index

2.2.3 高产抗旱节水高水效冬小麦品种鉴选

综合2.2.1、2.2.2部分的筛选结果,同时包含于所有组别中的品种有5个(图8),分别为衡444(编号14)、衡H116021(编号18)、科农1223(编号29)、石麦28(编号28)和中信麦15(编号19)。在雨养旱作条件下,这5个品种的产量均大于5 100 kg·hm-2,耗水量均低于320 mm,WUE均大于1.6 kg·m-3,而在常规灌溉条件下,产量均高于7 100 kg·hm-2,耗水量均低于400 mm,WUE均大于1.8 kg·m-3,同时具备高产抗旱、节水、高水效的特征,可认为是高产抗旱-节水-高水效品种(图8)。

图8 高产抗旱节水高水效冬小麦品种鉴选Fig.8 Screening of winter wheat varieties for drought resistance, water-saving and high WUE

2.3 高产抗旱节水高水效小麦品种的特征

高产抗旱节水高水效小麦品种(优选组,5个冬小麦品种)除具有产量高、耗水量少、WUE高等明显优势外,其部分农艺特征与普通品种也有较大差异。经对56个品种2个水分处理的12个农艺性状进行相关分析(图9),雨养旱作条件下,小麦产量指数与穗下节长(r=0.66)、穗粒数(r=0.66)和株高(r=0.56)均呈极显著正相关,与不孕小穗数呈极显著负相关(r=-0.58);WUE与穗下节长(r=0.60)、穗粒数(r=0.65)和株高(r=0.44)均呈极显著正相关,与不孕小穗数呈极显著负相关(r=-0.62)。在雨养旱作条件下,优选组小麦的穗下节长、穗粒数、株高和不孕小穗数分别介于28～35粒、60～65 cm、15～20 cm和2～4个之间,其中穗下节长、穗粒数和株高较普通品种分别增加4.5%、10.7%和3.7%,不孕小穗数减少23.2%(图10)。

*:P≤0.05; **:P≤0.01; ***:P≤0.001图9 干旱/丰水产量指数、干旱/丰水耗水量指数和干旱/丰水WUE指数与农艺性状的相关性Fig.9 Correlation among D/WYI, D/WETI, D/WWUEI, and the agronomic characteristics

图10 不同类型冬小麦在雨养旱作条件下的农艺性状Fig.10 Agronomic characteristics of different types of winter wheat under drought conditions

3 讨论

解析作物对干旱胁迫的响应有助于高产抗旱和节水品种的培育和筛选[17],高水效品种的培育是缺水区保证产量的有效途径[18]。本研究基于小麦应对干旱胁迫的不同响应机制,通过综合分析产量、耗水量、WUE在干旱和丰水条件下的变化趋势,筛选出高产抗旱节水高水效的冬小麦品种,并解析其农艺特征。

3.1 高产抗旱节水高水效冬小麦品种鉴选方法

根据本研究结果,推荐联合使用产量-水分高效利用指数(YHWUEI)、产量-耗水量-水分利用效率(GY-ET-WUE)指数进行高产抗旱节水高水效品种筛选。本研究综合两种方法最终选出5个同时具备高产抗旱节水高水效特征的品种。然而,当两种方法单独使用时,都存在一定的不足。

方法一:通过吴振录提出的产量-水分高效利用指数(YHWUEI)来筛选高水效品种[10]。本研究是对吴振录方法的一个验证,分类后通过统计分析发现,选出的高水效品种的产量和WUE都高于低水效品种,符合高水效品种的特征,但是用这种方法进行选择时,只考虑了产量因素,未充分考虑耗水量和WUE,这样选出的高水效品种虽平均耗水量少,但部分高耗水的品种也被选出来了。如,邯麦19(编号4)旱作耗水量335.50 mm,在所有品种中耗水量排名40;河农7106(编号34)丰水条件下耗水量449.00 mm,排名53;邢麦7号(编号7)丰水条件下435.09 mm,排名49。这说明这个方法更强调的是在干旱或者灌溉条件下的产量表现,一定程度上忽视了耗水量的高低。

方法二:基于产量、耗水量和WUE(GY-ET-WUE)指数的品种筛选。本方法成功筛选出8个具有高产抗旱、低耗水、高水效特征的品种,但这组品种中冀麦181(编号39)、衡4399(编号11)的旱地产量分别是4 927.89 kg·hm-2(23位次)和4 848.56 kg·hm-2(27位次),虽然位于图7A的第二象限,具有丰水丰产、干旱也丰产的特征,但并不是高产品种,说明方法二在兼顾品种的产量、耗水量和WUE同时,主要强调了低耗水,容易选入一些非高产品种,更适合用来筛选在水资源更为短缺的地区种植的品种。

方法三:联合使用产量-水分高效利用指数(YHWUEI)、产量-耗水量-WUE(GY-ET-WUE)指数进行品种筛选。对以上两种方法结合使用,去掉了高耗水,产量较低的品种,筛选出5个优势品种(衡444、衡H116021、科农1223、石麦28和中信麦15),在雨养旱作和常规灌溉条件下其平均产量分别为5 331.47和7 453.10 kg·hm-2,平均耗水量分别为307.1和376 mm,平均WUE分别为1.73和1.92 kg·m-3,同时具备抗旱、高产、低耗水、高水效的特征,可作为优势品种在河北地区推广使用,也证明了产量-水分高效利用指数(YHWUEI)、产量-耗水量-WUE(GY-ET-WUE)指数联合使用,是保证品种筛选效果的重要保障。

3.2 高产抗旱节水高水效冬小麦品种性状特征

国家重点研发计划“七大农作物育种”项目于2019年实施,其目的是培育广适的优质、高产、节水小麦新品种。在培育新品种的过程中存在后代筛选工作量大、筛选率低等情况[19-20],急需建立完善的高产优质节水品种的鉴选指标体系[21-22]。相关分析、分类分析是建立指标评判体系常采用的方法[23-25]。国内外的很多学者对作物高产、抗旱、节水、高水效的鉴选指标进行了深入的研究[26-29]。本研究通过相关分析找出与产量和WUE呈极显著相关的农艺性状后发现,在雨养旱作条件下,产量和WUE与农艺性状具有更好的相关性,很多性状在雨养旱作条件下呈极显著相关,在灌溉条件下却不存在相关性,如旱地不孕小穗数与产量和WUE呈极显著负相关,但是水地不孕小穗数却没有显著相关性。张永平等在节水条件下也获得相似的结果[30]。这可能是因为只有在水分不足的情况下,才能最大程度的发挥作物自身抗旱节水的遗传特性[31]。

分析雨养旱作条件下冬小麦的穗下节长、不孕小穗数、穗粒数、株高等四个性状(与产量和WUE呈极显著相关的性状),可以发现优选组的性状分布都较为集中,且这些指标在田间试验中易于测量,可以根据这个特征在田间试验中实现高产、抗旱节水、高水效品种的高效快速初筛,在田间试验中可以重点关注雨养旱作条件下株高、穗下节长、不孕小穗数和穗粒数分别介于60～65 cm、15～20 cm、2～4个和28～35粒之间的品种。