小麥新品種‘瑞華麥520’高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)性分析

金彥剛，夏中華，王 歆，楊永樂，任仰濤，常東偉

（江蘇瑞華農(nóng)業(yè)科技有限公司/江蘇省小麥商業(yè)化育種工程技術(shù)研究中心，江蘇宿遷223800）

0 引言

世界上約40%的人口以小麥為主要食糧，其需求量在各國均呈現(xiàn)出剛性增長趨勢，Edgerton[1]、何中虎等[2]預(yù)測世界小麥平均單產(chǎn)超過2.7 t/hm2才能滿足2030年全球?qū)π←湹南M需求。新品種對中國小麥單產(chǎn)提高貢獻達(dá)30.9%，每次小麥新品種的更替都能使單產(chǎn)水平提高約10%[3]。黃淮南片麥區(qū)是中國第一大麥區(qū)，常年小麥種植面積866.7萬hm2，占全國40%以上[4]。該區(qū)域位于中國南北麥區(qū)過渡地帶，小麥赤霉病、紋枯病、銹病等時有發(fā)生，倒春寒、干熱風(fēng)等自然災(zāi)害頻發(fā)[5-6]。特別是江蘇淮北麥區(qū)多采用水稻-小麥輪作，秸稈還田導(dǎo)致菌源量增加，加之氣候變暖，特別是春季氣溫升高，使得小麥赤霉病子囊殼和子囊孢子形成的時間提前，有利于小麥赤霉病菌源的積累，小麥赤霉病已經(jīng)上升為該地區(qū)小麥主要病害。近年來，受冬繁菌量多、田間濕度大等有利因素影響，小麥條銹病在中國江漢、江淮、黃淮南部和西南麥區(qū)發(fā)生面積大、范圍廣、為害重，對黃海南片麥區(qū)小麥安全的威脅加大。為保證小麥單產(chǎn)和總產(chǎn)量連續(xù)增加，通過培育高產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)、抗病、抗逆的小麥新品種是最經(jīng)濟最有效且環(huán)境友好的農(nóng)業(yè)措施[7]。

針對黃淮南片麥區(qū)小麥赤霉病和條銹病發(fā)生日趨嚴(yán)重問題，江蘇瑞華農(nóng)業(yè)科技有限公司以‘鄭州891’（豫麥13）為母本、‘黔豐1號’為父本通過有性雜交，后代以高產(chǎn)、抗病、穩(wěn)產(chǎn)、廣適為目標(biāo)，連續(xù)定向系統(tǒng)選擇，育成高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)小麥新品種‘瑞華麥520’。經(jīng)中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院植物保護研究所區(qū)試抗病性鑒定，該品種高抗條銹病。2017—2018年全國良種攻關(guān)組鑒定結(jié)果表明，兩年赤霉病嚴(yán)重度分別為1.4和2.8，達(dá)中抗水平。該品種2014年同時通過江蘇省和國家品種審定委員會審定，審定編號分別為蘇審麥201406、國審麥2014006，2019年獲得植物新品種授權(quán)證書，品種權(quán)號為CNA20130118.0?！鹑A麥520’為半冬性中早熟小麥品種，試驗示范中表現(xiàn)出高產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)、廣適等特點，對黃淮南片麥區(qū)主要病害和自然災(zāi)害具有較好的抗（耐）性，在2010和2012年赤霉病、2013年倒春寒、2015和2017年銹病、2017年干熱風(fēng)等病害和災(zāi)害嚴(yán)重危害的情況下表現(xiàn)高產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)?！鹑A麥520’的研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化項目2017年獲得江蘇省重大科技成果轉(zhuǎn)化專項扶持，該品種2018年被國家小麥良種重大科研聯(lián)合攻關(guān)組認(rèn)定為黃淮麥區(qū)南片赤霉病抗性較好的綠色小麥品種，入選江蘇、安徽省淮北麥區(qū)的主導(dǎo)品種[8]。

本研究通過國家和江蘇省區(qū)域試驗、生產(chǎn)試驗和各地推廣應(yīng)用數(shù)據(jù)，對‘瑞華麥520’的高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)性進行分析，旨在為加快該品種的推廣和以其為親本培育高產(chǎn)、抗病、抗逆、廣適小麥新品種提供參考。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

試驗材料‘瑞華麥520’，為江蘇瑞華農(nóng)業(yè)科技有限公司選育的半冬性中早熟小麥新品種，幼苗匍匐，苗勢壯，葉片窄卷曲，葉色濃綠。株高85 cm左右，莖稈蠟質(zhì)重，株型稍松散，旗葉窄長上沖，穗層厚。穗紡錘形，長芒，白殼，白粒，籽粒角質(zhì)，黑胚率較低。一般穗數(shù)633.0萬穗/hm2，穗粒數(shù)31.1粒，千粒重40.2 g。赤霉病、條銹病、紋枯病田間抗性好，冬季抗寒性好，特別是抗倒春寒能力強。

1.2 試驗設(shè)計和數(shù)據(jù)來源

江蘇省區(qū)域試驗和生產(chǎn)試驗由江蘇省種子管理站安排，江蘇徐淮地區(qū)徐州農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所主持，在徐州、淮安、宿遷、連云港、鹽城5市共設(shè)8～9個試點，試驗均為隨機區(qū)組排列，區(qū)域試驗3次重復(fù)，生產(chǎn)試驗2次重復(fù)，小區(qū)面積分別為13.5 m2和133.3 m2，全區(qū)收獲計產(chǎn)。國家黃淮南片區(qū)域試驗和生產(chǎn)試驗由全國農(nóng)技中心安排，河南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院小麥研究中心主持，在江蘇、安徽、河南和陜西共4省設(shè)置試點，區(qū)域試驗兩年匯總試點均為17個，生產(chǎn)試驗匯總試點14個。區(qū)域試驗和生產(chǎn)試驗均采用隨機區(qū)組排列，區(qū)域試驗3次重復(fù)，小區(qū)面積12.5～16 m2，生產(chǎn)試驗2次重復(fù)，小區(qū)面積200 m2，全區(qū)收獲計產(chǎn)。

1.3 數(shù)據(jù)分析

試驗數(shù)據(jù)用EXCEL軟件和區(qū)域試驗統(tǒng)計分析軟件《農(nóng)作物區(qū)域試驗管理系統(tǒng)》進行分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 ‘瑞華麥520’產(chǎn)量表現(xiàn)

2.1.1 江蘇省區(qū)域試驗‘瑞華麥520’于2010—2012年參加江蘇省區(qū)域試驗（表1），2010—2011年平均產(chǎn)量8076.0 kg/hm2，比對照淮麥20增產(chǎn)4.8%，差異極顯著，增產(chǎn)點率100%。2011—2012年度繼續(xù)試驗，2012年4月下旬至5月中旬小麥揚花灌漿期間，江蘇出現(xiàn)連續(xù)陰雨、高溫高濕交替天氣，特殊的氣候環(huán)境對病菌孢子釋放、侵染提供有力條件，同時病害潛育期縮短，江蘇淮北地區(qū)小麥生產(chǎn)中赤霉病、干熱風(fēng)危害嚴(yán)重。該年度‘瑞華麥520’區(qū)試平均產(chǎn)量7765.5 kg/hm2，比對照‘淮麥20’增產(chǎn)6.4%，差異極顯著，增產(chǎn)點率100%，表現(xiàn)出較好的抗病、抗逆能力。區(qū)試兩年平均產(chǎn)量7921.5 kg/hm2，比對照‘淮麥20’增產(chǎn)5.6%，差異極顯著，增產(chǎn)點率100%。

2.1.2 江蘇省生產(chǎn)試驗‘瑞華麥520’在江蘇省兩年區(qū)域試驗中表現(xiàn)突出，于2012—2013年推薦參加江蘇省生產(chǎn)試驗（表1）。本年度江蘇淮北地區(qū)小麥生育期內(nèi)遭遇了罕見的異常氣候，冬前寒流來襲早，12月初小麥提前進入越冬期，造成分蘗產(chǎn)生時間短、數(shù)量少，特別是一些對溫度敏感類型的品種群體明顯不足。2013年春季持續(xù)干旱，多次極端冷暖異常天氣交替給小麥造成嚴(yán)重倒春寒凍害，特別是4月江蘇淮北地區(qū)受極端低溫和霜凍影響嚴(yán)重，最低氣溫零度以下，使正在孕穗期的小麥遭遇了1953年以來最嚴(yán)重的大范圍春季凍害，局部地區(qū)部分地塊凍害嚴(yán)重。該年度‘瑞華麥520’生產(chǎn)試驗平均產(chǎn)量7824.0 kg/hm2，比對照‘淮麥20’增產(chǎn)4.3%，增產(chǎn)點率100%，表現(xiàn)出較好的耐旱、抗寒及抗倒春寒能力。

表1 ‘瑞華麥520’參江蘇省區(qū)域試驗和生產(chǎn)試驗參數(shù)

2.1.3 國家黃淮南片區(qū)域試驗‘瑞華麥520’于2011—2013年參加國家黃淮南片區(qū)域試驗（表2），2011—2012年匯總試點17個，平均產(chǎn)量7555.5 kg/hm2，比對照‘周麥18’增產(chǎn)5.18%，差異達(dá)極顯著水平，增產(chǎn)點率88.2%，居14個參試品種第3位。2012—2013年度繼續(xù)試驗，17點匯總，平均產(chǎn)量7287.0 kg/hm2，比對照‘周麥18’增產(chǎn)4.40%，差異達(dá)顯著水平，增產(chǎn)點率88.2%，居13個參試品種第5位。區(qū)試兩年平均產(chǎn)量7421.3 kg/hm2，比對照‘周麥18’增產(chǎn)4.79%，增產(chǎn)點率88.2%。

表2 ‘瑞華麥520’參加國家黃淮南片區(qū)域試驗參數(shù)

續(xù)表2

2.1.4 國家黃淮南片生產(chǎn)試驗‘瑞華麥520’在2011—2012年度國家黃淮南片區(qū)域試驗中因增產(chǎn)達(dá)極顯著水平，2012—2013年度參加第二年度區(qū)域試驗，并被推薦同步參加生產(chǎn)試驗（表3）。生產(chǎn)試驗平均產(chǎn)量7459.5 kg/hm2，比對照‘周麥18’增產(chǎn)5.65%，增產(chǎn)點率92.9%，居第2位。生產(chǎn)試驗匯總試點14個，‘瑞華麥520’在江蘇、安徽、陜西三省區(qū)域匯總的8個試點種全部比對照增產(chǎn)，在河南省區(qū)域匯總的6個試點中僅在原陽試點較對照減產(chǎn)-0.12%，其他試點均比對照增產(chǎn)。

表3 ‘瑞華麥520’參加國家黃淮南片生產(chǎn)試驗參數(shù)

2.1.5 大面積試驗示范‘瑞華麥520’于2017—2019年在江蘇省的宿遷、徐州、淮安、連云港、鹽城等地大面積推廣應(yīng)用，根據(jù)5市農(nóng)技推廣部門提供的數(shù)據(jù)（表4），3年共安排區(qū)域?qū)Ρ仍囼烖c56個，生產(chǎn)示范對比點39個?！鹑A麥520’在95個試驗點加權(quán)平局產(chǎn)量為7938.6 kg/hm2，比對照品種‘淮麥20’增產(chǎn)6.36%，大面積試驗示范表現(xiàn)出高產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)。

表4 ‘瑞華麥520’大面積示范試驗參數(shù)

2.2 ‘瑞華麥520’產(chǎn)量穩(wěn)定性分析

適應(yīng)度是各品種超過平均產(chǎn)量的環(huán)境數(shù)占試驗總環(huán)境數(shù)的比例，反映了品種基本的廣適性。由參加國家黃淮南片區(qū)域試驗參數(shù)可知，‘瑞華麥520’兩年區(qū)域試驗中適應(yīng)度分別為76.47%、82.4%，分別居參試品種第3位、第2位，結(jié)果表明，‘瑞華麥520’在黃淮南片麥區(qū)具有超過平均生產(chǎn)水平的廣泛適應(yīng)性。

均值變異系數(shù)是指品種在各環(huán)境上的均值間變異（標(biāo)準(zhǔn)差）占該品種總均值的百分比，反映了品種的靜態(tài)穩(wěn)定性，變異系數(shù)小，說明該品種在不同的環(huán)境中變化小，靜態(tài)穩(wěn)定性好。變異系數(shù)小同時均值高的品種表現(xiàn)出高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)的特點?！鹑A麥520’兩年國家黃淮南片區(qū)試分別居第3位、第5位，均值變異系數(shù)分別為7.16、12.2，居各年度參試品種最小值的第1位、第7位，表明該品種的產(chǎn)量受環(huán)境變化的影響較小。

品種離優(yōu)度值（Pi值）反映的是該品種在各試點上與最佳品種的平均差異，Pi值越小，差異越不顯著，說明該品種在試點間的普遍適應(yīng)性越高；反之，Pi值越大，差異越顯著，說明其平均產(chǎn)量低或者至少在某些試點上產(chǎn)量低。‘瑞華麥520’在兩年區(qū)域試驗中Pi值分別為494.97、618.97，居各年度參試品種最小值的第2位、第3位，表明‘瑞華麥520’與最佳品種的差異較小，在各試點的普遍適應(yīng)性好。

2.3 ‘瑞華麥520’生長特性與產(chǎn)量三要素分析

通過對‘瑞華麥520’參加黃淮南片兩年區(qū)域試驗部分農(nóng)藝性狀數(shù)據(jù)進行分析可以看出（表5），‘瑞華麥520’在兩年區(qū)域試驗中分別比對照‘周麥18’早熟1.7天、0.6天。產(chǎn)量三要素中平均有效穗較對照‘周麥18’分別多 73.5萬穗/hm2、58.5萬穗/hm2，平均穗粒數(shù)2011—2012年較對照‘周麥18’少1.4粒、2012—2013年較對照‘周麥18’多0.4粒，平均千粒重分別較對照低5.2 g、4.8 g，籽粒容重平均較對照分別高26.5 g/L、23.4 g/L。綜合來看，‘瑞華麥520’產(chǎn)量構(gòu)成三要素呈現(xiàn)有效穗足、穗粒數(shù)適中、千粒重略低等特點。穩(wěn)定充足的有效穗是該品種獲得高產(chǎn)的基礎(chǔ)，同時試驗中表現(xiàn)出熟期早、籽粒容重高的優(yōu)點，這也為該品種連續(xù)穩(wěn)定獲得高產(chǎn)提供了有力支撐。

表5 ‘瑞華麥520’參加國家黃淮南片區(qū)域試驗部分農(nóng)藝性狀參數(shù)

3 結(jié)論與討論

隨著耕作制度的變革、水肥條件的改善和氣候異常變化的加劇，赤霉病、紋枯病、全蝕病、銹病等在黃淮南片麥區(qū)逐年呈加重趨勢[9]，極端氣候如干旱、倒春寒和干熱風(fēng)等頻發(fā)，培育穩(wěn)產(chǎn)、抗病、抗逆和廣適性不斷提高的小麥新品種是獲得高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)的基礎(chǔ)[10-12]。2013年春季持續(xù)干旱和極端低溫和霜凍對小麥產(chǎn)生了極大的影響，‘瑞華麥520’在區(qū)域試驗和同步進行的生產(chǎn)試驗中仍然表現(xiàn)高產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)，充分體現(xiàn)了該品種突出的綜合抗逆、抗災(zāi)能力。受氣候影響，黃淮南片麥區(qū)小麥生育進程呈現(xiàn)出分蘗期長、穗粒形成期短、灌漿期短的特點，在該區(qū)域種植多穗型小麥品種可以揚長避短[13-14]，‘瑞華麥520’成穗能力強，區(qū)試兩年平均穗數(shù)達(dá)(633.0±64.5)萬穗/hm2，適應(yīng)黃淮南片小麥生長的氣候特點。

品種的抗病、抗逆及廣泛的適應(yīng)性是小麥生產(chǎn)實現(xiàn)大面積高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)的關(guān)鍵，也是限制超高產(chǎn)小麥大面積推廣的主要因素[15-16]。小麥赤霉病嚴(yán)重困擾了中國小麥產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，近年來，赤霉病在黃淮南片麥區(qū)呈現(xiàn)面積大、頻率高、爆發(fā)性強、損失大的特點，對該區(qū)的小麥生產(chǎn)造成嚴(yán)重的威脅[17]?！鹑A麥520’經(jīng)國家小麥良種重大科研聯(lián)合攻關(guān)鑒定，赤霉病抗性達(dá)到中抗水平，該品種于2018年被認(rèn)定為黃淮麥區(qū)南片赤霉病抗性較好的綠色小麥品種，同時中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院植物保護研究所抗病性鑒定結(jié)果顯示該品種高抗條銹病，綜合抗病性較好是該品種獲得大面積推廣應(yīng)用的基礎(chǔ)保障。

小麥品種的產(chǎn)量由其三要素決定，小麥產(chǎn)量三要素協(xié)調(diào)提高是小麥新品種獲得高產(chǎn)的最有效途徑[18-20]。理論上在穩(wěn)定其中2個要素的前提下提高其他任一要素均可達(dá)到增產(chǎn)目的[21]。莫艷梅等[22]試驗表明，江蘇淮北地區(qū)10月25日播種的情況下‘瑞華麥520’基本苗為360萬株/hm2時小區(qū)產(chǎn)量最高，達(dá)8686.9 kg/hm2。王福亭[23]、莫惠棟[24]認(rèn)為多穗型品種的適應(yīng)性廣、產(chǎn)量穩(wěn)定，在適宜密度范圍內(nèi)，重點增加穗粒重是今后高產(chǎn)超高產(chǎn)育種和栽培的努力方向?！鹑A麥520’國家區(qū)試平均穗數(shù)633.0±64.5萬穗/hm2、穗粒數(shù)31.1±4.5粒、千粒重40.2±3.0 g，產(chǎn)量三要素較協(xié)調(diào)，尤其是成穗能力特別強，穗數(shù)足且穩(wěn)定，為該品種高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)奠定了基礎(chǔ)。通過多年多點試驗分析表明，‘瑞華麥520’在江蘇省區(qū)域試驗和生產(chǎn)試驗3年所有試點全部增產(chǎn)，增產(chǎn)點率達(dá)100%；在國家黃淮南片2年區(qū)域試驗增產(chǎn)點率為88.2%，生產(chǎn)試驗增產(chǎn)點率為92.9%，該品種的豐產(chǎn)性突出。產(chǎn)量穩(wěn)定性分析結(jié)果表明，‘瑞華麥520’適應(yīng)度較高，國家黃淮南片區(qū)試兩年均值變異系數(shù)分別為7.16和12.2，居參試品種最小值的第1位、第7位，品種離優(yōu)度值分別為494.97和618.97，居參試品種最小值的第2位、第3位，值變異系數(shù)和品種離優(yōu)度值均較低，該品種表現(xiàn)出高產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)、適應(yīng)性廣的特性。

通過本文分析，小麥新品種‘瑞華麥520’的產(chǎn)量及構(gòu)成因素，在生產(chǎn)栽培上創(chuàng)建‘瑞華麥520’穗數(shù)(633.0±64.5)萬穗/hm2、穗粒數(shù) 31.1±4.5粒、千粒重40.2±3.0 g的結(jié)構(gòu)群體，使產(chǎn)量三要素協(xié)調(diào)，有利于發(fā)揮小麥新品種‘瑞華麥520’的高產(chǎn)和穩(wěn)產(chǎn)性。