高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)小麥新品種科大111的選育

王黎明，姬敬敬，董普輝，龐玉輝，閆雪芳，馬指揮，李永霞，孔維瑋，王春平，袁建國(guó)

(河南科技大學(xué)農(nóng)學(xué)院，洛陽 471023)

河南是全國(guó)小麥種植面積最大、總產(chǎn)量最高、商品糧輸出最多的省份之一[1，2]，其小麥常年種植面積為566.7 萬hm2，占全國(guó)小麥種植總面積的1/4左右，2020 年小麥總產(chǎn)近375.32 億kg。因此，河南小麥品種的好壞直接影響到國(guó)家糧食安全，持續(xù)選育優(yōu)良小麥新品種是推動(dòng)河南實(shí)現(xiàn)小麥總產(chǎn)穩(wěn)定的重要途徑[3]。根據(jù)全球氣候變化對(duì)河南省小麥生長(zhǎng)發(fā)育的影響以及河南省選育小麥品種的主要特征特性[4-7]，兼具高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)特性的品種為河南省小麥的主要育種目標(biāo)[8-10]?？拼?11 為河南科技大學(xué)利用系統(tǒng)選育法從洛陽種植的淮麥18 群體中選育出的高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)新品種。本文介紹其選育過程、產(chǎn)量表現(xiàn)、主要特征特性、品質(zhì)檢測(cè)與抗性鑒定等結(jié)果，探討其在生產(chǎn)推廣中的應(yīng)用價(jià)值及科學(xué)制定育種目標(biāo)的重要性。

1 親本來源及其選育過程

2011 年，在洛陽種植的淮麥18 群體中篩選到1株株型好、大穗、多粒、落黃性好且綜合農(nóng)藝性狀優(yōu)良的變異株，經(jīng)系統(tǒng)育種選育出科大111(圖1)?；贷?8(淮陰9628)是江蘇省淮陰地區(qū)淮陰農(nóng)科所選育的半冬性多穗型中熟品種，1999 年通過江蘇省農(nóng)作物品種審定委員會(huì)審定，2000 年通過河南省農(nóng)作物品種審定委員會(huì)審定，其株型緊湊、抗倒伏，抗寒、抗穗上發(fā)芽能力較強(qiáng)，中抗白粉病與紋枯病，綜合商品性高。在對(duì)中選優(yōu)良變異單株進(jìn)行的連續(xù)3年選擇鑒定過程中，以選擇株高80 cm 左右、株型半松散、大穗、多粒、綜合抗性好、產(chǎn)量三要素協(xié)調(diào)的半冬性中熟品種為目標(biāo)。單株選擇過程中注重選擇穗大粒多、籽粒飽滿、結(jié)實(shí)性好、落黃性好、綜合抗病強(qiáng)的單株，在中選優(yōu)系之中選擇穩(wěn)定優(yōu)株，同時(shí)有針對(duì)性進(jìn)行種子繁殖，于2014 年將純合穩(wěn)定株系混收升級(jí)為品系，同年秋在洛陽同時(shí)進(jìn)行品種比較與產(chǎn)量試驗(yàn)鑒定，2015 年秋在洛陽、許昌、周口、駐馬店等多地進(jìn)行多點(diǎn)產(chǎn)量比較試驗(yàn)，其產(chǎn)量比對(duì)照周麥18提高2.09%～14.03%，最終篩選出綜合農(nóng)藝性狀優(yōu)良、具有高產(chǎn)潛力的中早熟品系，命名為科大111。

圖1 科大111的系譜來源Fig.1 The pedigree of Keda 111

2 結(jié)果與分析

2.1 產(chǎn)量表現(xiàn)

2015—2020 年參加豫農(nóng)源小麥試驗(yàn)聯(lián)合體的各類試驗(yàn)(表1)，在2015—2016、2016—2017 年度品系比較試驗(yàn)中增產(chǎn)效果顯著，升級(jí)參加區(qū)域試驗(yàn)。2017—2018 年度參加河南省豫農(nóng)源聯(lián)合體冬水組區(qū)域試驗(yàn)，與對(duì)照周麥18 相比，11 個(gè)試驗(yàn)點(diǎn)中有7個(gè)試驗(yàn)點(diǎn)增產(chǎn)，增產(chǎn)試驗(yàn)點(diǎn)占63.6%，平均產(chǎn)量6 498.0 kg/hm2，增產(chǎn)2.9%。2018—2019 年度繼續(xù)參加河南省豫農(nóng)源聯(lián)合體冬水組區(qū)域試驗(yàn)，與對(duì)照周麥18 相比，9 個(gè)試驗(yàn)點(diǎn)增產(chǎn)，占81.8%，平均產(chǎn)量8 730.0 kg/hm2，增產(chǎn)5.1%。兩年平均產(chǎn)量7 614.0 kg/hm2，比對(duì)照周麥18 增產(chǎn)4.0%，增產(chǎn)的試驗(yàn)點(diǎn)占72.7%。2019—2020 年度參加河南省豫農(nóng)源冬水組生產(chǎn)試驗(yàn)，與對(duì)照周麥18 相比，平均產(chǎn)量8 128.5 kg/hm2，增產(chǎn)4.0%，且14 個(gè)試驗(yàn)點(diǎn)均表現(xiàn)為增產(chǎn)。

表1 科大111 參加豫農(nóng)源小麥試驗(yàn)聯(lián)合體各類試驗(yàn)的產(chǎn)量表現(xiàn)Table 1 Yield performance of Keda 111 participating in various tests organized by Henan Province during 2015—2020

2.2 特征特性

科大111 屬于半冬性中晚熟品系，在2 年區(qū)試和1 年生產(chǎn)試驗(yàn)中的平均全生育期分別為215.8、231.9、220.4 d，比對(duì)照周麥18 晚0、0.2、0.6 d。幼苗半匍匐，長(zhǎng)勢(shì)一般，葉色深綠，冬季抗寒性較好；春季發(fā)育慢，兩極分化快，分蘗力較強(qiáng)，成穗率中等，耐倒春寒能力中等；平均株高分別為73.6、79.7、82.5 cm，株型松散適度，莖稈彈性好，抗倒性好，無嚴(yán)重倒伏；旗葉上沖，莖和葉鞘蠟質(zhì)重；穗稍輕，穗長(zhǎng)方形，結(jié)實(shí)性較好，穗層厚，耐后期高溫能力一般，熟相較好；籽粒飽滿度較好，半角質(zhì)，黑胚率較低(兩年區(qū)試和生產(chǎn)試驗(yàn)平均黑胚率分別為3.4%、1.6%、1.1%)，商品性好。在兩年區(qū)試中每公頃的平均有效穗數(shù)為528 萬和600 萬，穗粒數(shù)分別為31.9、33.5，千粒質(zhì)量分別為42.8、48.0 g。生產(chǎn)試驗(yàn)每公頃平均有效穗數(shù)為598.5 萬，穗粒數(shù)為34.3，千粒質(zhì)量為45.5 g。

2.3 抗性鑒定結(jié)果

河南省農(nóng)科院植保所于2016—2020 年度在鄭州、滎陽、泛區(qū)、商丘和內(nèi)黃等5 地設(shè)立異地病圃，用自然發(fā)病結(jié)合人工接種的方法對(duì)科大111 進(jìn)行了條銹病、葉銹病、白粉病、紋枯病和赤霉病等5 種主要病害的成株期綜合抗病性鑒定和倒伏性鑒定。根據(jù)表2，4 個(gè)年度的條銹病鑒定結(jié)果均為中抗，葉銹病鑒定結(jié)果為2016—2017 年度高感，2017—2018 和2018—2019 年度均為中抗，2019-2020 年度則為中感；白粉病鑒定結(jié)果為2016—2017 年度高感，2017—2018、2018—2019 均為中感，2019—2020 年度中抗；4 個(gè)年度的紋枯病鑒定結(jié)果均為中感；赤霉病鑒定結(jié)果除2016—2017 年度為高感以外，其他3個(gè)年度均為中感。多年的嚴(yán)重倒伏試驗(yàn)點(diǎn)比率均為0，表現(xiàn)出很好的抗倒伏性。

表2 科大111的抗病性與抗倒伏性鑒定結(jié)果Table 2 The identifications of disease resistance and lodging resistance of Keda 111

2.4 品質(zhì)檢測(cè)結(jié)果

2018 年委托農(nóng)業(yè)農(nóng)村部農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)測(cè)試中心(鄭州)分別對(duì)滑縣、鄭州、洛陽、許昌、溫縣和杞縣試驗(yàn)點(diǎn)提供的籽粒樣品進(jìn)行了品質(zhì)檢測(cè)，2019 年委托農(nóng)業(yè)農(nóng)村部谷物及制品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)測(cè)試中心(哈爾濱)對(duì)滑縣、鄭州、鹿邑、溫縣和杞縣試驗(yàn)點(diǎn)提供的粒樣品進(jìn)行了品質(zhì)檢測(cè)，檢測(cè)結(jié)果見表3。2018 年的檢測(cè)結(jié)果顯示:科大111 容重774g/L，蛋白質(zhì)含量(干基)15.8%，濕面筋含量32.0%，吸水率57.4%，形成時(shí)間3.0 min，穩(wěn)定時(shí)間2.9 min，弱化度134 FU，能量33 cm2，延伸性185 mm，最大拉伸阻力116 EU。2019 年檢測(cè)的結(jié)果為:容重790 g/L，蛋白質(zhì)含量(干基)14.8%，濕面筋含量35.1%，吸水率57.6%，形成時(shí)間3.4 min，穩(wěn)定時(shí)間3.2 min，弱化度110 FU，能量40 cm2，延伸性161 mm，最大拉伸阻力172 EU。根據(jù)2017 年新修訂的?主要農(nóng)作物品種審定標(biāo)準(zhǔn)(國(guó)家級(jí))?中界定的小麥優(yōu)質(zhì)品種指標(biāo)，科大111 屬于中筋類型品種。

表3 科大111 品質(zhì)檢測(cè)結(jié)果Table 3 The quality test results for Keda 111

2.5 適宜區(qū)域與栽培要點(diǎn)

科大111 適宜在除長(zhǎng)江中下游區(qū)域外的河南省高、中水肥地進(jìn)行早中茬種植。綜合考慮河南省氣候特點(diǎn)及當(dāng)前選育的小麥新品種特性[4-7]，參考當(dāng)前推廣品種簡(jiǎn)要栽培技術(shù)[11]，制定了科大111的栽培要點(diǎn)。其適播種期為10 月8 日—20 日，基本苗225 萬～300 萬/hm2。如延期播種，以每推遲3 d 增加7.5 kg/hm2播量為宜。行距為17～20 cm。全生育期每公頃施純氮240 kg、磷(P2O5)150 kg、鉀(K2O)112.5 kg、硫酸鋅15 kg。磷、鉀肥和微肥一次性底施，氮肥作為底肥與追肥施用的比例為5 ∶5，于拔節(jié)期追肥。拔節(jié)期注意防治紋枯病，孕穗期噴藥防治白粉病和蚜蟲，齊穗后防治赤霉病和葉銹病。

3 結(jié)論與討論

為適應(yīng)農(nóng)業(yè)供給側(cè)結(jié)構(gòu)性改革以及綠色發(fā)展和農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化新形勢(shì)對(duì)品種審定工作的要求，國(guó)家農(nóng)作物品種審定委員會(huì)根據(jù)?種子法??主要農(nóng)作物品種審定辦法?有關(guān)規(guī)定，于2017 年對(duì)?主要農(nóng)作物品種審定標(biāo)準(zhǔn)(國(guó)家級(jí))?進(jìn)行了修訂，明確規(guī)定了高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)品種、優(yōu)質(zhì)綠色品種以及特殊類型品種等3 類品種的審定標(biāo)準(zhǔn)。對(duì)照小麥的國(guó)家級(jí)審定標(biāo)準(zhǔn)，河南省于2018 年專門制定了?河南省主要農(nóng)作物品種審定標(biāo)準(zhǔn)(小麥)?，文件也明確劃分了“綠色品種”與“優(yōu)質(zhì)專用品種”等不同類別，綜合認(rèn)為多抗綠色小麥新品種及優(yōu)質(zhì)專用新品種的選育是小麥育種的方向，但是高產(chǎn)與穩(wěn)產(chǎn)仍然是最重要的育種目標(biāo)之一[12]。文件還明確列出了抗病性、抗倒伏性等基本條件，其中，選育的新品種(系)高感條銹病，一票否決，嚴(yán)重倒伏(倒伏面積≥30.0%)的試驗(yàn)點(diǎn)比例>30%，一票否決。

本單位基于選育小麥新品種金豐3 號(hào)[13]與河科大9612[14]等育種實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，在綜合考慮河南省氣候特點(diǎn)以及河南省小麥品種主要特征特性的基礎(chǔ)上，重點(diǎn)選擇影響小麥穩(wěn)產(chǎn)的抗病性、抗倒伏性以及落黃性等綜合農(nóng)藝性狀，注重株型、結(jié)實(shí)性、抗寒性以及產(chǎn)量3 要素等產(chǎn)量相關(guān)性狀的綜合選擇，歷時(shí)10 年，選育出科大111，該品種株型半松散，大穗、多粒，綜合抗性好，尤其抗條銹病穩(wěn)定，抗倒伏性強(qiáng)，產(chǎn)量3 要素協(xié)調(diào)，是一個(gè)半冬性中熟中筋小麥新品種，可在除長(zhǎng)江中下游區(qū)域外的河南省高、中水肥地早中茬種植和推廣應(yīng)用。