Q28超大穗大粒小麥在新絳試點示范試驗

王 綸，王星玉，溫琪汾，王樹紅，元改香，王林梅

（1.山西省農業(yè)科學院作物品種資源研究所，山西太原030031；2.山西省農村財政研究會，山西太原030001）

Q28超大穗大粒小麥是由云南省生態(tài)農業(yè)研究所那中元研究員通過GPIT生物技術手段，培育出的高光效稀植小麥品系。該品系以高光效為前提，通過大穗、大粒、多分蘗、稀植的栽培模式，從而獲得更高的產量。由于稀植加之生育全過程仍以GPIT生物技術配套應用，而且不用農藥，少用化肥，可減少病蟲害、空氣和土壤污染，為生產有機綠色小麥開拓新路[1]。2010年Q28小麥新品系進入全國多點小區(qū)試驗階段，山西設太原和晉南新絳縣2個試點，太原試點由于冬季嚴寒，Q28小麥（種性屬弱冬性）不能越冬，全部凍死。在晉南新絳縣卻能安全越冬，試種成功。新絳縣試點種植的3個小區(qū)每小區(qū)面積50 m2，合計面積150 m2，共收獲籽粒103.5 kg，每小區(qū)平均產量34.5 kg，折合公頃產量6 903.0 kg；而衡觀35（CK）的小區(qū)平均產量為23.6 kg，折合公頃產量4 722.0 kg，Q28比對照增產46.2%。2011年晉南新絳縣試點擴大種植面積，繼續(xù)進行生產示范試驗，示范品系和對照品種以及試驗地點不變，2012年6月17日收獲，現(xiàn)將2011—2012年的生產示范結果匯總如下。

1 材料和方法

1.1材料

2010年的小區(qū)試驗用種由原育種單位云南省生態(tài)農業(yè)研究所提供，2011年的生產示范用種，因Q28屬常規(guī)種，而且異地種植，存在一個逐步適應的過程，因此生產示范用種未采用原產地供種，而采用當?shù)厣夏甓刃^(qū)試驗所產種子。對照（CK）為當?shù)厮赝茝V品種衡觀35。試驗地點設在山西省新絳縣三泉鎮(zhèn)吉莊村張金生家的承包地里，試驗地土壤結構良好，肥力中等，澆灌方便，光照充足。前茬作物為玉米。試驗地面積共0.4 hm2，Q28 小麥與對照（CK）各種 0.2 hm2。

1.2 試驗方法

1.2.1 播前整地 播種前深翻土地，耙耱2遍，刮地成畦，便于澆水。每畦面積40 m2，共刮100個畦，試驗品系和對照（CK）各種50畦。

1.2.2 播種量 Q28稀植，每公頃播種量45 kg；衡觀35（CK）密植，每公頃播種量225 kg。

1.2.3 播種期 2011年10月20日，Q28與衡觀35（CK）同期播種。

1.2.4 施肥與田間管理 Q28與對照均施底肥37 500 kg/hm2，以人糞尿、畜肥等有機肥料為主。返青、拔節(jié)、孕穗期結合中耕、澆水各追施尿素150 kg/hm2。

1.2.5 觀察記載 全生育期觀察記載物候期、形態(tài)特征、抗倒伏性和抗病性，收獲前在試驗田的4個角和中間各定1 m2的面積，測量有效穗數(shù)，5點平均，計算出Q28和衡觀35（CK）的每公頃有效穗數(shù)。同時每點拔出10整株，在收獲后進行調查考種，計算出形態(tài)特征和產量因子的相關數(shù)據(jù)進行比較。最后產量在各自收獲后，去掉12%的水分，為本次示范試驗的實際產量。

2 結果與分析

Q28超大穗大粒小麥是以稀植大穗大粒獲高產的一種增產模式，其核心是在大幅度提高光能利用率的前提下，改善水肥氣熱條件，減少病害和不利因素，提高產量因子指數(shù)，最終導致產量的大幅度提高[2]。試驗結果表明，Q28小麥和衡觀35（CK）在同等栽培管理條件下，在特征特性、產量因子及產量上存在明顯差異。

2.1 Q28小麥與衡觀35（CK）特征特性的比較

株高和莖粗是衡量小麥品種能否抗倒伏的一個主要性狀。從表1可以看出，Q28小麥的株高在稀植情況下，比對照僅高出9.2 cm，如果除去穗子長度的部分，實際莖稈的高度還要比對照略低，可見Q28小麥的莖稈高度是與其單穗粒質量的大小相匹配的，而小麥的矮稈從抗倒的角度間接來看，也是一個很重要的豐產因素。在田間直觀來看，二者莖粗有明顯的差異，而考種數(shù)據(jù)顯示，Q28的莖粗要比對照要高出1倍。莖粗與株高是相輔相成的，在小麥矮稈莖粗的情況下，就為小麥的高產奠定了良好的基礎。因此，在小麥育種中，對高稈且莖細弱品種的改良，也是一個重要的指標[3]。由于Q28小麥具有矮稈、莖粗的特征，又間接地導致了莖稈節(jié)數(shù)的減少和莖基部節(jié)間的縮短，更加增強了后期的抗倒性能。相比之下，衡觀35（CK）是沒有這些優(yōu)勢的。

表1 Q28小麥和衡觀35（CK）主要特征特性的比較

葉的差異主要以功能葉的長度和寬度來比較。從表1可以看出，Q28的葉長42.3 cm，比對照長12.1 cm；寬3.3 cm，比對照寬1.5 cm，因而，Q28的葉面積要遠遠大于對照，而且Q28的葉子明顯肥厚，顏色濃綠，葉綠素含量高，這就為Q28小麥的高光能利用提供了有利條件，優(yōu)良的光合生理性狀就是決定后期產量潛力的關鍵性狀[4]。

穗的特征特性是數(shù)量性狀，與產量因子的質量性狀密切相關，二者也是相輔相成，共同形成了產量的框架。主要以穗長、小穗寬、穗軸粗和籽粒長進行比較[5]。由表1可知，Q28小麥的穗長為18.1 cm，遠遠超過衡觀 35（CK）的穗長（7.2 cm），是對照品種的2.5倍多，Q28小麥的主莖成穗一般穗長都在20cm左右，最長可達22 cm。而穗的長度又決定了小穗數(shù)的多少。Q28小麥的小穗寬比對照高出0.9 cm。而小穗的寬度又決定了小穗粒數(shù)的多少，這樣就出現(xiàn)了穗軸粗細的差異，Q28小麥的穗軸粗比對照高出0.2 cm。小麥籽粒的長度是衡量小麥籽粒大小的主要標準，Q28小麥的主要特征就是大穗、大粒。從表1的結果來看，Q28小麥籽粒的長度比對照平均高出0.3 cm，這就為Q28小麥產量因子——千粒質量的提高提供了一定空間。

從品種特性來說，主要看抗逆性和抗病性。在抗逆性中小麥主要以抗倒伏性來衡量，因為小麥品種不論各個產量因子多少，只要不抗倒伏，由此帶來的損失，一般要減產20%左右，特別是灌漿前期的倒伏，會嚴重影響到籽粒的飽滿，損失更加慘重，一般要減產30%以上，因此，對一個新培育的小麥品種，對其抗倒伏性能的要求是很高的[6]。從試驗結果來看，Q28小麥的抗倒性明顯好于對照，加之又要求稀植的條件，因此，在田間直觀地看，沒有出現(xiàn)一點倒伏；而衡觀35（CK）卻出現(xiàn)了最嚴重的3級倒伏，對最終產量造成了較大影響。在抗病性方面，小麥最容易發(fā)生的病害主要有3種，分別是銹病、赤霉病、白粉病[7]，從田間調查結果來看，Q28小麥沒有發(fā)現(xiàn)任何病害，更沒有形成病害蔓延發(fā)展的趨勢；而衡觀35（CK）卻出現(xiàn)了稈銹和葉銹病，雖然不是很嚴重，但是也對群體的生長發(fā)育帶來不利，最終也影響到產量的形成。

2.2 Q28小麥與衡觀35（CK）產量因子及產量的比較

2.2.1 產量因子的比較 Q28小麥與衡觀35（CK）的產量因子和其特征特性有著密切的聯(lián)系，其形態(tài)特征上的數(shù)量性狀是產量因子形成的前提條件，是產量因子形成的基礎，而抗逆和抗病性的特性表現(xiàn)也是形成產量因子很重要的推動或制約條件[8]。從表2可以看出，Q28小麥的有效分蘗是對照的5倍，是自身分蘗的46.9%；而對照的有效分蘗是自身分蘗的60%，說明Q28小麥的有效分蘗還有較大的空間，只要在栽培措施上得力，加強冬前管理，促進冬前分蘗，有效分蘗的數(shù)量還是可以大大提高。也說明Q28小麥在有效分蘗這一產量因子上還有潛力可挖。有效分蘗的多少又直接影響著每公頃的成穗數(shù)。Q28小麥每公頃的成穗數(shù)明顯比衡觀35（CK）少，只占對照的51.8%。這與Q28小麥的稀植有很大關系。Q28每公頃成穗數(shù)少于對照，并不能說明它在產量上就沒有優(yōu)勢，還要由其他產量因子的構成來進一步驗證。小麥的穗是由眾多小穗組成，小穗的多少又與穗的長度有關，Q28小麥的穗子長大，自然小穗數(shù)就多。Q28小麥的小穗數(shù)比對照多13.8個，多出94.5%；小穗粒數(shù)是對照的2.1倍，單穗粒數(shù)是對照的2.6倍還多。單穗粒數(shù)的多少，又決定著單穗質量的高低，單穗粒數(shù)越多，只要千粒質量不是很低的情況下，單穗質量就高；反之，單穗粒數(shù)越少，單穗質量就越低。

從表2還可以看出，Q28小麥的單穗質量要比對照高出近2.2倍。說明Q28小麥的單穗質量占有明顯的優(yōu)勢。Q28小麥的千粒質量比對照高出9.7 g?？v觀8項產量因子的比較，除每公頃成穗數(shù)1項Q28小麥低于對照外，其他7項都高于對照，而且差距較大，說明Q28小麥在稀植的條件下，增產潛力非常可觀。

表2 Q28小麥和衡觀35（CK）產量因子和產量的比較

2.2.2 產量的比較 最后實打產量，Q28小麥為7 395.0 kg/hm2，衡觀 35（CK）為 4 470.0 kg/hm2，每公頃比對照增產2 925 kg，增產65.4%。一個新培育的新品系在多點生產示范中一般平均比對照增產5%以上即可達到評審要求，而Q28小麥在異地種植能夠取得這樣的結果，可想而知，在原生態(tài)條件下，其增產幅度還要遠遠高于這個幅度，育種單位的試驗結果表明也確實如此。

3 結論與討論

從小區(qū)試驗開始到生產示范的試驗階段，Q28小麥與衡觀35（CK）都在同等條件下進行，唯一不同的是根據(jù)Q28小麥的特性，在播種量上差異較大，Q28的每公頃播種量45 kg，僅為對照衡觀35的播種量（225 kg）的1/5，從節(jié)約種子的角度講，Q28小麥的應用潛力巨大。我國是世界上第1小麥生產大國，每年播種面積2 665.3萬hm2，是僅次于水稻的第2大作物。而冬小麥的種植面積占到全部小麥種植面積的86.5%[9]。冬小麥是華北平原種植的主要作物，也是山西種植的第2大作物，僅運城地區(qū)每年的播種面積就達34.5萬hm2[10]，如果以每公頃播種量節(jié)約種子180 kg計，僅山西省運城地區(qū)，每年就可以節(jié)約小麥6 210萬kg。如果全國的冬小麥種植面積為2 305.5萬hm2，以50%的面積推廣種植Q28小麥計，每年可節(jié)約小麥種子207 495萬kg。由此可以看出，Q28小麥在生產上應用的潛在優(yōu)勢。

Q28小麥在山西晉南新絳縣試點的試驗結果是成功的，實際上田間考種的理論測算數(shù)據(jù)要比實際產量還要高，不排除在成熟階段和對照比較，田間蓬勃茁壯不早衰的長勢和誘人的大穗引得周邊眾多村民的不良采摘，以及鳥害和收獲過程中造成的損失，根據(jù)Q28小麥的優(yōu)良性狀，我們認為Q28小麥的產量還有很大空間。此次試驗還存在著栽培技術不完全配套的問題，使Q28小麥的優(yōu)良性狀不能得以全面表達出來。另外，還存在一個異地種植的生態(tài)環(huán)境和原生態(tài)環(huán)境比較，盡管能適宜生存，但或多或少總是有些差異，需要逐年種植后逐步適應的問題。因此，和原生態(tài)環(huán)境的生長情況比較，還存在一些不足之處，成為形成高產的制約因素。

一是形成有效分蘗的數(shù)量不足，有效分蘗數(shù)占分蘗數(shù)的比例還不足1/2，嚴重影響到每公頃的成穗數(shù)。和原生態(tài)環(huán)境的成穗數(shù)比較，在同樣播種量的情況下，每公頃的成穗數(shù)只有原生態(tài)環(huán)境的66%。造成這種情況的原因與冬前管理的不足有很大關系。二是收獲后各項主要產量因子的差異。小穗的粒數(shù)和單穗粒數(shù)也與原生態(tài)環(huán)境的差距較大，原生態(tài)環(huán)境的小穗大多都存在2次分化，小穗的粒數(shù)最多可達10粒，平均6.3粒，而本試驗很少出現(xiàn)小穗2次分化，原生態(tài)環(huán)境比本試驗的小穗平均粒數(shù)高出1.8粒。小穗粒數(shù)的多少，自然要影響到單穗粒數(shù)的多少，原生態(tài)環(huán)境的單穗粒數(shù)最多可達120粒，平均106.2粒，比本試驗的單穗粒數(shù)高出3.9粒。差距更大的是單穗質量和千粒質量。原生態(tài)環(huán)境的單穗質量，最大可達20 g，平均10.3 g，比本試驗高出6.2 g；千粒質量最大可達67 g，平均54.5 g，比本試驗高出14.7 g。從穗和籽粒直觀地來看，雖然Q28小麥的穗頭和籽粒長大，但穗子的上端部分有3～5個小穗無籽粒或籽粒很少。籽粒較干癟，灌漿程度較差。以上問題的出現(xiàn)，與Q28小麥全生育期栽培技術的配套管理沒有跟上有很大關系。

由于在晉南試點存在的問題，使得Q28小麥最后產量與原生態(tài)環(huán)境的產量相比，出現(xiàn)較大的反差。原生態(tài)環(huán)境試驗產量為11 250 kg/hm2，比本試驗高3 855 kg/hm2，高出52.1%。說明Q28小麥還存在著很大的增產潛力。要想把這個潛力充分挖掘出來，還需要仔細研究Q28小麥的育成手段和品系特性。Q28小麥是利用GPIT生物技術使基因產生較大的變異，在變異株中選育而成，表現(xiàn)出超大穗大粒的特征，并且具有大幅度提高利用光合作用的特性[11]。在栽培技術上還需要GPIT生物技術的配套支持[12]，不能采用一般品種的栽培技術，只有這樣，Q28小麥的獨特優(yōu)良性狀才能充分發(fā)揮出來[13]。因此，在同等水、肥、氣、熱和耕作管理的條件下，Q28小麥要想獲得更高產量，還需要配套增加相應的高產栽培技術[14]。

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