湖北省大麥品種演變及發(fā)展趨勢

董 靜 李梅芳 許甫超 秦丹丹 張俊成 葛雙桃

(湖北省農(nóng)業(yè)科學院糧食作物研究所，湖北省糧食作物種質(zhì)創(chuàng)新與遺傳改良重點實驗室，湖北 武漢 430064)

大麥主要用做飼料、糧食、啤酒工業(yè)原料以及醫(yī)藥保健品原料，是典型的“多元”作物。湖北省是我國冬大麥的主要生產(chǎn)區(qū)之一。20世紀30年代湖北大麥最大種植面積曾達到92萬hm2［1］。目前種植面積約10萬～13.3萬hm2。近年來，啤酒產(chǎn)業(yè)、畜牧漁業(yè)、飼料加工業(yè)迅猛發(fā)展，現(xiàn)有的大麥生產(chǎn)狀況已不能滿足這種日益增長的需求。大麥具有早熟、耐寒、耐旱、耐堿和耐瘠薄等特性，可以通過開發(fā)冬閑田、利用棉花和玉米預留行，擴大湖北省大麥種植面積。但是只有通過品種改良，提高大麥的產(chǎn)量和品質(zhì)，從而提升麥田效益，增加農(nóng)民收入，才能使這種可能變?yōu)楝F(xiàn)實。我們回顧總結(jié)湖北省大麥育種及生產(chǎn)上品種更替的規(guī)律，希望對未來大麥的育種及生產(chǎn)有所幫助。

1 湖北大麥育種進展及生產(chǎn)品種的演變

湖北大麥品種的演變過程，從解放初算起至2012年，大體分為五個階段。

1.1 第一階段 (1949至1969年)

該階段生產(chǎn)上以地方品種占主導地位。地方品種名目繁多，如蜈蚣刁、三月黃、六輪子、二芒大麥等。它們對湖北潮濕多雨、赤霉病重的生態(tài)條件具有良好的適應性。20世紀50年代通過群眾性的地方品種調(diào)查和評選，推廣了三月黃大麥品種，該品種具有成熟早，產(chǎn)量穩(wěn)定，對土壤選擇不嚴格，籽粒飽滿，色澤透明等優(yōu)點，在天門、江陵縣和松滋縣有較大種植面積。20世紀60年代初，湖北省改良育成的南湖一號裸大麥，在天門、沔陽推廣。隨后，推廣引進的優(yōu)良地方品種東陽裸大麥、立夏黃、尺八大麥等，湖北省地方品種面積逐漸減小［2］。

1.2 第二階段 (1970至1988年)

該階段以引進國內(nèi)改良品種代替了農(nóng)家品種。隨著生產(chǎn)水平的提高及多熟制得到發(fā)展，地方品種由于莖稈較高而細弱，容易倒伏，增產(chǎn)潛力不大，已不能適應生產(chǎn)需求。此時國內(nèi)大麥育種取得進步，20世紀70年代初，推廣了從浙江省引進的早熟、高產(chǎn)、千粒重高的早熟3號，該品種到80年代初已占全省面積的80.7%。之后，又引進滬麥4號、舟麥1號、舟麥2號、82-14、浙皮2號、滬麥6號、通麥5號等［2-3］。從遺傳背景上看，這些品種多數(shù)與早熟三號有親緣關(guān)系，該階段品種產(chǎn)量達到3000～4500 kg/hm2，但與小麥相比，產(chǎn)量差距拉大，大麥面積下滑。

1.3 第三階段 (1989至1996年)

該階段主要特點是在引進品種推廣的同時，本省品種選育取得突破。隨著國民經(jīng)濟的發(fā)展，促使農(nóng)作物種植結(jié)構(gòu)的調(diào)整，而且啤酒工業(yè)、飼料工業(yè)的興起，使得大麥日趨商品化，在要求產(chǎn)量的同時，對品質(zhì)開始重視。本階段，湖北省審定品種6個(見表 2)，品種表現(xiàn)為，產(chǎn)量平均約4894.5 kg/hm2，早熟，植株偏高 (見表1)，品質(zhì)符合國標啤酒大麥和飼料大麥標準，促進了湖北大麥生產(chǎn)的發(fā)展。

生產(chǎn)上則是鄂啤系列品種逐步取代早熟3號，其中鄂啤2號是這階段的啤酒大麥當家品種。鄂啤2號屬半冬性二棱皮麥，株高95 cm左右，莖稈粗壯，耐肥，抗倒伏能力強，千粒重40 g左右，蛋白質(zhì)含量適中，11.6%，籽粒飽滿，呈淡黃色，達到GB/T7416-1987啤酒大麥標準，但實際浸出率75%左右，糖化力低，制啤品質(zhì)并不理想 (表3)。產(chǎn)量可達4500～6000 kg/hm2。該品種累計推廣面積35 萬 hm2左右［6］。

飼料大麥則以西引2號為主，該品種屬六棱半冬性皮大麥，株高90 cm左右，株型好，高抗倒伏，適應性強。千粒30 g左右，籽粒含粗蛋白13.5%～15%。一般產(chǎn)量可達4500～6000 kg/hm2;高肥水條件下，可達7500 kg/hm2。該品種年推廣面積曾高達3.33萬hm2。

1.4 第四階段 (1997至2007年)

該階段特點是推廣品種產(chǎn)量高、品質(zhì)較優(yōu)。需求上看，主要是啤酒釀造工業(yè)迅速發(fā)展，對原料啤酒大麥要求具有較好的釀造品質(zhì)。育種進展看，本階段選育審定品種9個 (見表2)，品種產(chǎn)量平均約5834.3 kg/hm2，比上一階段增產(chǎn)約20%，產(chǎn)量有很大的躍升。具體表現(xiàn)為，產(chǎn)量三要素中有效穗、穗粒數(shù)增加，千粒重顯著提高;株高降低，保持早熟性。品質(zhì)育種初見成效，有幾個品種表現(xiàn)突出。

啤酒大麥方面，湖北省農(nóng)科院選育的鄂大麥6號，產(chǎn)量高，品質(zhì)優(yōu)，迅速取代鄂啤2號成為主栽品種。該品種半冬性二棱皮麥，株高80～85 cm;千粒重 45.0～50.3 g;產(chǎn)量高，最高可達8895 kg/hm2，創(chuàng)造了當時湖北大麥產(chǎn)量的歷史記錄［7］。其啤麥和麥芽品質(zhì)當時達國標一級，并得到麥芽企業(yè)的認可。即使按照新的GB/T7416-2008啤酒大麥和GB/T1686-2008啤酒麥芽標準，該品種也有不錯的表現(xiàn) (表3)。揚農(nóng)啤2號因高抗黃花葉病，在江漢平原也有較大面積推廣。該品種半冬性二棱皮麥，株高在75～80 cm，耐肥抗倒(號稱鐵稈麥)，株型緊湊，千粒重高，啤酒品質(zhì)優(yōu)良［5］。此外，華大麥2號、鄂大麥8號也有一定面積。

飼料大麥方面，新品種產(chǎn)量、抗病逆性均有較大提高。先是鄂大麥7號代替西引2號成為主栽品種。該品種屬春性四棱皮麥，株高90 cm，千粒重30 g，綜合抗病性較好。蛋白質(zhì)含量11.7%，17種氨基酸含量均高于玉米，是優(yōu)良的飼料大麥。湖北省區(qū)域試驗產(chǎn)量6673.5 kg/hm2，生產(chǎn)上最高產(chǎn)量可達9981 kg/hm2［8］。2002年華大麥3號通過審定，在一定區(qū)域內(nèi)也得到迅速推廣。該品種為春性六棱皮麥，株高90 cm，耐肥抗倒，千粒重33 g左右，籽粒蛋白質(zhì)含量12.0%。區(qū)域試驗產(chǎn)量達到 6964.5 kg/hm2［9］。

1.5 第五階段 (2008至2012年)

該階段特點是大麥品種多，品質(zhì)專用化程度更高。鄂大麥6號、鄂大麥7號由于種植時間長，原種生產(chǎn)跟不上，退化較快，尤其是鄂大麥7號條紋病、黑穗病極其嚴重。二是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)發(fā)生重大變革，對品種提出新的要求。湖北大麥又一輪品種更新開始。

育種進展看，本階段審定新品種13個 (見表2)。品種產(chǎn)量與上一階段相比增加不大，超高產(chǎn)的品種缺乏。但品種表現(xiàn)為有效穗增加，穗粒數(shù)下降，千粒重繼續(xù)提高，株高降低，株型變緊湊，穩(wěn)產(chǎn)性增加;生育期延遲2 d，但仍保持良好的早熟性 (見表1)。品質(zhì)上，有5個達到啤酒大麥標準，8個飼料大麥 (其中1個飼食兼用，1個特殊黑大麥)，可滿足市場上不同需求。

生產(chǎn)上推廣的啤酒大麥有鄂大麥32122、蘇啤3號、華大麥6號、華大麥7號、蘇啤4號，其中鄂大麥32122、蘇啤3號的應用面積較大。鄂大麥32122為半冬性二棱皮麥，株高85 cm左右，千粒重42 g左右，抗倒性較強，早熟，熟相好。產(chǎn)量達6000～7500 kg/hm2，麥芽品質(zhì)優(yōu)良，浸出率高，達國家優(yōu)級啤酒原料標準 (見表3)，受到麥芽啤酒釀造企業(yè)的歡迎。江蘇鹽城農(nóng)科所選育的蘇啤3號，為半冬性二棱皮麥，株高80 cm左右，株型緊湊，抗倒伏、抗病性強，穩(wěn)產(chǎn)性很好，麥芽品質(zhì)優(yōu)良［5］。在湖北省也有較大面積。

飼料大麥鄂大麥507、華大麥8號、揚飼麥3號、華大麥9號等都在生產(chǎn)上占有一定面積。其中鄂大麥507、華大麥8號、華大麥9號蛋白質(zhì)含量都超過 15%［10-11］。

表1 湖北省選育品種的產(chǎn)量相關(guān)性狀

表2 湖北省歷年審定大麥品種

表3 湖北省歷年選育的主要啤酒大麥品質(zhì)

2 湖北大麥未來發(fā)展

2.1 立足國情，優(yōu)化布局

大麥產(chǎn)業(yè)要發(fā)展，關(guān)鍵在于能否給農(nóng)民帶來效益。目前我國在西北、東北、長江中下游、西南建成四大啤酒大麥原料基地。國產(chǎn)啤酒大麥產(chǎn)量足夠，品質(zhì)欠優(yōu)。因此為避免啤酒大麥價格劇烈波動，傷害農(nóng)民利益，湖北啤酒大麥面積不能盲目擴大，保持現(xiàn)狀即可。而作為畜牧、水產(chǎn)養(yǎng)殖大省，湖北省對飼料原料需求旺盛，每年都要大量外調(diào)玉米。近年來由于國際糧價上漲，玉米價格尤其堅挺，飼料企業(yè)的玉米消化能力降低，飼料大麥作為代替，價格優(yōu)勢明顯，可大力開發(fā)冬閑田以及棉花、玉米、芝麻、雜糧套種預留行，擴大面積，為飼料業(yè)提供優(yōu)質(zhì)的原料。而隨著國人對健康保健的重視程度日益增加，大麥因富含功能性成分β-葡聚糖、麥綠素、膳食纖維、黃酮類化合物等而受到青睞，加快開展相應的育種研究，提高大麥附加值，促進大麥保健行業(yè)的發(fā)展，同時也提高農(nóng)民的收益。

2.2 育種目標

2.2.1 高產(chǎn)。在我國“人多地少”的國情下，高產(chǎn)在任何時候都是首位目標。但這里的高產(chǎn)品種不是指理想栽培條件下的“高產(chǎn)品種”，而是適宜現(xiàn)有生產(chǎn)水平的 (特別是適應中低肥力水平)，水肥及光熱資源利用高效的品種，產(chǎn)量比當前品種增產(chǎn)10%左右，目標是實現(xiàn)大面積均衡增產(chǎn)。湖北高產(chǎn)大麥的產(chǎn)量指標大致可分為，高產(chǎn)區(qū)域多年多點均值6750～7500 kg/hm2，中產(chǎn)區(qū)多年多點均值5250～6000 kg/hm2。要實現(xiàn)上述產(chǎn)量指標，品種必須在形態(tài)結(jié)構(gòu)、生理機制上有突破，應該具有如下群體特征:株型緊湊，內(nèi)部競爭小;通風透光，適于間作套種;產(chǎn)量三要素均衡;較高的光能利用率和經(jīng)濟系數(shù);高效的水肥利用效率。

2.2.2 品質(zhì)專用。雖然如前所述，在品質(zhì)育種上取得了不錯的進展。但是通過大麥青稞產(chǎn)業(yè)體系組織的南方大麥區(qū)域試驗來看，啤酒大麥依然存在蛋白質(zhì)含量高、浸出率較低以及年度間和不同種植環(huán)境條件下品質(zhì)穩(wěn)定性不夠等問題。降低蛋白質(zhì)含量，提高浸出率，適當降低黏度是啤酒大麥選育的當務之急。飼料大麥，則需要適于生產(chǎn)配合飼料的專用品種，提高蛋白質(zhì)含量到l3%～15%，降低β-葡聚糖含量低到2%左右［4］，降低粗纖維含量，降低植酸含量，以及減少飼料中的其他抗營養(yǎng)因子。特色功能大麥，則需要根據(jù)市場、加工要求，對功能性成分含量和質(zhì)量，做出相應的指標要求。

2.2.3 抗病抗逆性強，廣泛適應性。目前大麥生產(chǎn)上呈現(xiàn)出以下特點:天氣多變，災害性天氣增加;許多青壯年農(nóng)民外出打工，農(nóng)村勞動力相對不足，田間管理水平下降，栽培管理粗放、簡單;機械化收割普及率高。提高品種抗逆性和抗病性，是應對氣候和耕作制度變化的有效措施。

首要是解決倒伏問題。倒伏不僅嚴重影響產(chǎn)量和品質(zhì)，還增加收割成本。矮化是目前最有效的解決倒伏的方法，但植株過矮會限制生物產(chǎn)量的提高甚至會導致減產(chǎn)。綜合小麥、大麥的育種實踐，株高控制在80 cm左右，是一個相對合理的高度。而提高莖稈機械強度和彈性，根系要發(fā)達，是進一步提高抗倒伏能力的關(guān)鍵。其次是對區(qū)域內(nèi)的主要病蟲害有較好的抗性，如赤霉病、白粉病、銹病、條紋病、紋枯病和黃花葉病等;再就是對氣象災害因子如低溫、倒春寒、凍害、濕漬、干旱等有良好的抵抗能力。

2.3 技術(shù)對策

2.3.1 資源材料引進、評價和創(chuàng)建。優(yōu)良的種質(zhì)資源是開展大麥新品種選育的基礎(chǔ)。一方面通過國際、國內(nèi)交流引進優(yōu)異的種質(zhì)資源。另一方面要繼續(xù)擴大親本材料選擇的范圍，包括利用地方品種，野生種，近緣種、屬，這些資源中蘊藏著非常豐富的遺傳變異，是彌足珍貴的基因庫，通過雜交、遠緣雜交、染色體工程等手段將有益的基因轉(zhuǎn)移到現(xiàn)有品種中來，進一步拓寬大麥的遺傳基礎(chǔ)。同時對這些資源材料的農(nóng)藝性狀、品質(zhì)、抗病性和抗逆性進行多年多點鑒定，建立起目標性狀數(shù)據(jù)庫，減少育種工作的盲目性。

2.3.2 建立早代品質(zhì)鑒定技術(shù)。育種前期進行品質(zhì)篩選，是加快品質(zhì)改良進程的重要手段。早代育種材料數(shù)量多，且每份材料可供品質(zhì)分析測試的樣品量極少，因而鑒定方法要求具有操作簡便、快速、微量、結(jié)果可靠，如果能做到無損傷就更好［4］。目前蛋白質(zhì)含量近紅外分析方法已比較成熟，而像麥芽糖化力、浸出率及β-葡聚糖含量等還缺少相應的技術(shù)，研究急需加強。

2.3.3 加倍單倍體 (DH)育種技術(shù)。常規(guī)育種依然是湖北省大麥育種的主要手段。應用花藥或小孢子培養(yǎng)技術(shù)，可以縮短后代材料的純合時間，提高選擇效率，縮短育種進程，降低田間工作強度。該技術(shù)體系比較成熟，國外在玉米、小麥、大麥等作物上都有廣泛應用，已成為主要的、常規(guī)的辦法之一。大麥青稞產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系參與單位之一的上海市農(nóng)科院生物技術(shù)研究所，在這方面有多年的研究基礎(chǔ)，技術(shù)實力雄厚，我們須通過合作研究，快速提升湖北省的大麥育種效率。

2.3.4 分子育種。分子育種目前主要集中在QTL定位、分子標記輔助選擇育種以及轉(zhuǎn)基因育種研究上，但還存在可用的基因功能標記少、可供轉(zhuǎn)基因的有益基因少等問題，與育種家的期望差距很大。但是其可以解決常規(guī)育種難以解決的問題，如復雜基因的挖掘、利用，提供特異和突破性的育種材料以及未來地通過預先分子設(shè)計進行復雜性狀的育種改良等。常規(guī)育種、生物技術(shù)以及分子育種等緊密結(jié)合，是未來育種的重要方向。

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