高產(chǎn)節(jié)水抗旱小麥新品種泰科麥32的選育

孫憲印， 米 勇， 王 超， 牟秋煥， 王瑞霞， 亓?xí)岳伲?呂廣德，孫盈盈， 王秋艷， 錢(qián)兆國(guó)， 吳 科

(泰安市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究院， 山東 泰安 271000)

目前，小麥育種目標(biāo)適時(shí)調(diào)整，把節(jié)水特性放在了首位。劉旭院士在2015年河南省鄭州市舉行的“第七屆全國(guó)小麥遺傳育種學(xué)術(shù)研討會(huì)”發(fā)表類(lèi)似看法。認(rèn)為我國(guó)優(yōu)質(zhì)和高產(chǎn)節(jié)水小麥品種還不能很好滿足生產(chǎn)需求[1]。同時(shí)，“十三五”國(guó)家小麥育種要求的特點(diǎn)是：節(jié)水、抗病、耐逆、優(yōu)質(zhì)專(zhuān)用。而通常小麥生產(chǎn)，一般強(qiáng)調(diào)的是高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)及廣適等特點(diǎn)，突出品種的節(jié)水特性是我國(guó)小麥生產(chǎn)的現(xiàn)實(shí)需求決定的。黃淮海麥區(qū)是由我國(guó)小麥主產(chǎn)區(qū)，在中國(guó)糧食安全方面發(fā)揮著重要作用[2]。但黃淮海麥區(qū)近 1/3 的小麥地處半干旱、半濕潤(rùn)偏旱地區(qū)的旱地種植，其中部分地區(qū)小麥靠超采地下水實(shí)現(xiàn)高產(chǎn)[3]，隨著全球氣候變暖，小麥生產(chǎn)干旱缺水的形勢(shì)日趨嚴(yán)峻[4-5]。

山東省地處黃淮海小麥主產(chǎn)區(qū)，常年種植小麥在3.66×106hm2左右，其中無(wú)水澆條件的旱地小麥占麥田總面積的1/3左右[6]。山東省小麥生育期的氣象條件和小麥生產(chǎn)的生態(tài)條件客觀上也需要部分地區(qū)種植抗旱節(jié)水小麥新品種。農(nóng)業(yè)灌溉約占全國(guó)總用水量的70%以上[7-9]，山東省兩大作物中的玉米在雨季生長(zhǎng)，小麥生育期長(zhǎng)，期間降水量有限，小麥澆水是主要的農(nóng)業(yè)灌溉用水，因此，農(nóng)業(yè)節(jié)水重點(diǎn)在小麥生產(chǎn)。山東位于北溫帶季風(fēng)影響的半干旱區(qū)域，全省年均降水量不足680 mm，魯中、魯西南地區(qū)小麥生育期降水不到全省平均水平[10-11]。另外，氣候變化條件下，山東省未來(lái)水資源情勢(shì)嚴(yán)峻[12]。目前，現(xiàn)有小麥抗旱節(jié)水品種不能滿足生產(chǎn)需要，大部分丘陵旱地種植水地品種，遇到豐水年份產(chǎn)量較高，遇到降水量低的年份減產(chǎn)嚴(yán)重，小麥生產(chǎn)中急需節(jié)水、高產(chǎn)、廣適性的小麥新品種，對(duì)小麥節(jié)水育種提出更高要求。

綜上所述，小麥品種作為國(guó)內(nèi)主要糧食作物，其對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的影響和對(duì)糧食安全的貢獻(xiàn)絕不可忽視，尤其在目前極端天氣頻現(xiàn)的氣候條件下[13-14]，在黃淮麥區(qū)重視高效節(jié)水小麥品種選育，對(duì)我國(guó)節(jié)水農(nóng)業(yè)的發(fā)展具有重要意義[15-18]。

泰科麥32是泰安市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究院小麥研究所以洛旱3號(hào)為母本、萊州3279為父本進(jìn)行雜交，采用改良系譜法選育的高產(chǎn)、節(jié)水、抗旱、中早熟小麥新品種。2018年9月通過(guò)山東省農(nóng)作物品種審定委員會(huì)審定(魯審麥20180025)。

1 材料與方法

1.1 親本選配

遵循親本選配的原則。兩個(gè)親本性狀互補(bǔ)，來(lái)自不同生態(tài)區(qū)，參加試驗(yàn)階段，其產(chǎn)量性狀均位列第一。親本遺傳基礎(chǔ)豐富，母本洛旱3號(hào)，綜合了豫麥2號(hào)、豫麥48及豫麥18的抗逆、抗旱、早熟的優(yōu)點(diǎn)[19-20]。萊州3279綜合了高代品系89(228)、7832110-6的高產(chǎn)、抗病、落黃好的特點(diǎn)[21]。泰科麥32聚合了上述父母本的優(yōu)良基因，高產(chǎn)、早熟、抗病、抗倒、抗寒、抗旱、抗干熱風(fēng)等優(yōu)良基因性狀得以重組，實(shí)現(xiàn)了泰科麥32抗旱性與豐產(chǎn)性的有機(jī)結(jié)合。其系譜見(jiàn)圖1。

1.2 泰科麥32的選育過(guò)程

2006年，以洛旱3號(hào)為母本、萊州3279為父本進(jìn)行有性雜交。2006—2007年度在水地種植，F(xiàn)1整體表現(xiàn)植株健壯，分蘗成穗率高，穗碼整齊稍密，抗逆性強(qiáng)，田間落黃好，籽粒光滑飽滿，該組合被評(píng)價(jià)為重點(diǎn)優(yōu)勢(shì)組合，當(dāng)年收獲優(yōu)良單株32株，室內(nèi)考種保留30株。2007年將其種植于旱地試驗(yàn)田，后代選擇，注意優(yōu)中選優(yōu)，同時(shí)兼顧不同類(lèi)型，重點(diǎn)選擇田間表現(xiàn)分蘗力強(qiáng)、成穗多、穗大粒多、耐旱性好，抗逆性強(qiáng)，后期落黃好的優(yōu)秀株行。室內(nèi)考種選擇千粒重較高，籽粒飽滿，整齊度好的性狀。通過(guò)優(yōu)中選優(yōu)，該組合于2012年進(jìn)入系譜選擇6代，其中株系(行)526008，表現(xiàn)尤為突出，經(jīng)旱地連續(xù)2年異地多點(diǎn)品比試驗(yàn)，產(chǎn)量及各項(xiàng)田間農(nóng)藝性狀指標(biāo)綜合評(píng)價(jià)突出，被暫命名為泰科麥6008并推薦參加山東省旱地區(qū)試，泰科麥32經(jīng)檢測(cè)為非轉(zhuǎn)基因小麥品種。2015年參加山東旱地區(qū)域試驗(yàn)(見(jiàn)圖2)。2018年通過(guò)山東省農(nóng)作物品種審定委員會(huì)審定(魯審麥20180025)。

2 結(jié)果與分析

2.1 品種主要生物學(xué)特性

泰科麥32屬半冬性品種，幼苗半匍匐，田間長(zhǎng)勢(shì)健壯，葉中寬，黃綠色，分蘗力較強(qiáng)，成穗率高。株型偏緊湊，莖稈彈性好，抗倒伏能力強(qiáng)，穗層整齊，旗葉短寬、上沖，長(zhǎng)相清秀，生長(zhǎng)后期落黃熟相表現(xiàn)突出。該品種全生育期生長(zhǎng)節(jié)奏合理，春季生長(zhǎng)穩(wěn)健，起身拔節(jié)期兩極分化快，抽穗稍早，抗倒春寒能力強(qiáng)，有利于充分利用黃淮麥區(qū)的光熱資源。兩年區(qū)域試驗(yàn)結(jié)果平均：生育期228.1 d，較對(duì)照魯麥21晚熟0.3 d，增產(chǎn)4.6%，株高75 cm，最大分蘗97.5萬(wàn)·(667 m2)-1，有效穗42.2萬(wàn)·(667 m2)-1，分蘗成穗率45%；紡錘型穗，穗粒數(shù)34.8粒，千粒重39 g，容重786 g·L-1；長(zhǎng)芒、白殼、白粒，籽粒半角質(zhì)、均勻飽滿、商品性好。

2.2 品種抗病性鑒定和品質(zhì)特征

2017年中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院植物保護(hù)研究所接種抗病鑒定結(jié)果：葉銹病反應(yīng)性4級(jí)，嚴(yán)重度40%，普遍率10%，赤霉病病穗率4%，嚴(yán)重度3級(jí)，白粉病2級(jí)，紋枯病2級(jí)，條銹病反應(yīng)性3級(jí)，嚴(yán)重度30%，普遍率15%。越冬抗寒性較好。2016年、2017年區(qū)域試驗(yàn)統(tǒng)一取樣，經(jīng)農(nóng)業(yè)部谷物品質(zhì)監(jiān)督檢驗(yàn)測(cè)試中心(泰安)測(cè)試結(jié)果平均：籽粒蛋白質(zhì)含量13.6%，濕面筋33.6%，沉淀值28.75 mL，吸水量60.75 mL·(100 g)-1，穩(wěn)定時(shí)間2.75 min，面粉白度79.6。

2.3 品種產(chǎn)量表現(xiàn)

2015—2016年度參加山東省旱地小麥區(qū)試，11點(diǎn)匯總，平均單產(chǎn)440.2 kg·(667 m2)-1，增產(chǎn)點(diǎn)率91.7%，比對(duì)照魯麥21增產(chǎn)4.6%，達(dá)極顯著水平；2016—2017年續(xù)試，11點(diǎn)匯總，平均單產(chǎn)473.6 kg·(667 m2)-1，增產(chǎn)點(diǎn)率83.3%，比對(duì)照魯麥21增產(chǎn)3.21%，達(dá)顯著水平。2017—2018年度參加山東省旱地小麥生產(chǎn)試驗(yàn)，平均單產(chǎn)429.5 kg·(667 m2)-1，比對(duì)照魯麥21增產(chǎn)4.6%。

2.4 品種栽培技術(shù)要點(diǎn)

根據(jù)泰科麥32的品種特點(diǎn)，山東省播期控制在10月5—15日為宜，播種密度控制在15萬(wàn)·(667 m2)-1左右，高肥地塊播量7～8 kg·(667 m2)-1，中低肥力可適當(dāng)增加播量，如延期播種，以每推遲2 d增加0.5 kg播量為宜。以20～25 cm等行距種植最優(yōu)。生產(chǎn)上，要重視播種質(zhì)量，隨著人工費(fèi)用的增加，宜“七分種三分管”，保證苗全苗旺。管理上要求施足底肥，根據(jù)不同地力水平?jīng)Q定施肥量。一般底施純氮12 kg·(667 m2)-1、五氧化二磷7.5 kg·(667 m2)-1、氧化鉀7.5 kg·(667 m2)-1，追肥宜在拔節(jié)中后期，遇雨時(shí)可趁墑追施尿素5～10 kg·(667 m2)-1。在小麥生長(zhǎng)揚(yáng)花期，遇連續(xù)陰雨天，重點(diǎn)預(yù)防赤霉?。灰私Y(jié)合“一噴三防”，同時(shí)防治蚜蟲(chóng)、白粉病、銹病及赤霉病等病害。適時(shí)收獲，若人工收獲可選在臘熟中期進(jìn)行，機(jī)械收割可適當(dāng)推遲至臘熟末期。

3 討 論

3.1 近年國(guó)家黃淮旱肥地審定品種的個(gè)性和共性

近幾年來(lái)，黃淮旱肥地審定品種有優(yōu)麥2號(hào)、中麥175、洛旱7號(hào)、衡6632、煙農(nóng)836、冀麥418、眾信5199、石12-4025、眾信8678和泰科麥30等。上述品種農(nóng)藝性狀多個(gè)因素如株高、葉型、株型、落黃性、穗下節(jié)的長(zhǎng)短、臘質(zhì)的輕重、穗子的大小多少等均不相同，表現(xiàn)了不同的品種個(gè)性。但也存在一定的共性，如小麥全生育期生長(zhǎng)節(jié)律大多相同，前期有一定的生長(zhǎng)量，中期穩(wěn)健或稍快，后期不早衰、葉片持綠期長(zhǎng)，表現(xiàn)中晚熟，合成相對(duì)較多的生物產(chǎn)量，在相對(duì)穩(wěn)定的經(jīng)濟(jì)系數(shù)的情況下，有利于提高產(chǎn)量。另外，旱肥地的強(qiáng)筋優(yōu)質(zhì)品種相對(duì)較少，2000年以來(lái)的審定品種中，也只有2004年審定強(qiáng)筋品種煙農(nóng)21、2009年審定中筋品種優(yōu)麥2號(hào)。泰科麥30就目前品質(zhì)指標(biāo)要求達(dá)到了中強(qiáng)筋的指標(biāo)，但熟相一般。優(yōu)質(zhì)性狀是由品種的內(nèi)在因素決定的，比如小麥優(yōu)質(zhì)亞基對(duì)小麥品質(zhì)的貢獻(xiàn)得到一致認(rèn)可，外部條件的影響也只是檢驗(yàn)品質(zhì)性狀的穩(wěn)定性[22-24]。對(duì)每一個(gè)品種，發(fā)現(xiàn)其亮點(diǎn)，合理評(píng)價(jià)其優(yōu)缺點(diǎn)，以便再加以利用。泰科麥32不僅具有了旱地小麥的共性，同時(shí)具有抗倒伏能力強(qiáng)、落黃好、農(nóng)藝性狀優(yōu)良的特性。總之，只有在了解品種特性的基礎(chǔ)上，才能做到親本材料選用有的放矢，提高育種效率。

3.2 旱地組合的選配與后代的選擇

旱地組合選配的種類(lèi)豐富，主要有水/旱、旱/水、節(jié)水/優(yōu)質(zhì)等。這其中可以存在相同的品種正交、反交的不同選配方式；同一個(gè)組合都有可能選出農(nóng)藝性狀不同的高產(chǎn)品系。目前，有關(guān)大母本的利用，大母本是山東農(nóng)業(yè)大學(xué)李斯深教授提出的一個(gè)新概念，其要點(diǎn)是選定綜合性狀相對(duì)較好的育種材料作為母本，在選擇父本時(shí)，要盡量多的配制組合，以便獲得充分多類(lèi)型的后代遺傳分離群體，這對(duì)育種是十分有益的。但在育種實(shí)踐中，發(fā)現(xiàn)如果大母本選擇的是新品種系，在不是十分了解大母本性狀遺傳力的情況下，若是性狀遺傳力較好，不同年際可以重復(fù)利用，從而達(dá)到多配組合的效果，同時(shí)也避免了大母本利用的盲目性；小麥育種家郭進(jìn)考結(jié)合自己的育種實(shí)踐提到過(guò)“旱地品種水地選”的觀點(diǎn)，水地育種材料中綜合農(nóng)藝性狀相對(duì)較好，但是抗倒伏性能較差的品系可以放到旱地種植，新品系既發(fā)揮了高產(chǎn)的潛力，又避免了后期倒伏的風(fēng)險(xiǎn)，這一認(rèn)知應(yīng)該是有一定實(shí)踐基礎(chǔ)的，也是經(jīng)驗(yàn)總結(jié)，也是有一定幾率的，但是旱地品種旱地選擇相對(duì)來(lái)說(shuō)更是大概率事件。

親本選擇要常規(guī)常新。親本之間性狀的互補(bǔ)、親本之一是當(dāng)前的適應(yīng)性廣的推廣主要品種等原則還是要遵循的[25-26]。同時(shí)育種水平是不斷提高的，國(guó)家及省級(jí)區(qū)域試驗(yàn)對(duì)品種審定有嚴(yán)格要求，并且區(qū)域布局合理，豐產(chǎn)性、高產(chǎn)特征及廣適性可以得到驗(yàn)證，因此，要關(guān)注并利用在省、國(guó)家區(qū)試中排在前列、表現(xiàn)突出的新審定品種，組合選擇要有重點(diǎn)。生育時(shí)期記載的幾個(gè)關(guān)鍵時(shí)期，如越冬期、返青期、拔節(jié)期、灌漿期及生育后期，要重點(diǎn)關(guān)注。假如有的雜交組合各個(gè)時(shí)期均表現(xiàn)較好，那就應(yīng)該是重點(diǎn)組合，重點(diǎn)觀察、選擇，而不是平均用力，分散工作精力。這其中通過(guò)淘汰選擇進(jìn)入小品比、大品比的優(yōu)良組合更應(yīng)該是重點(diǎn)關(guān)注對(duì)象，同時(shí)在高代可進(jìn)一步保留穗行，以便對(duì)照觀察。泰科麥32在每個(gè)世代的記錄中均被評(píng)價(jià)為重點(diǎn)組合，并且整個(gè)生育期均符合性狀評(píng)價(jià)優(yōu)秀標(biāo)準(zhǔn)，最終在76個(gè)旱地組合中脫穎而出，通過(guò)審定。另外，有關(guān)于組合選擇，山東農(nóng)業(yè)大學(xué)李斯深教授提出了另外一個(gè)觀點(diǎn)，重點(diǎn)組合每個(gè)時(shí)期表現(xiàn)均優(yōu)秀，一定是好的組合，但是有的組合某個(gè)時(shí)期表現(xiàn)稍差，后期生長(zhǎng)表現(xiàn)優(yōu)秀，說(shuō)明該組合群體自動(dòng)調(diào)節(jié)適應(yīng)能力強(qiáng)，也應(yīng)該得到關(guān)注。