基于热红外图像的小麦品种抗旱性鉴定与评价

[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.