耐鹽抗旱小麥新品種滄麥15 的選育

于亮，王偉偉，鄒景偉，王志，張玉杰，王偉，陸莉，王奉芝，鈕力亞

(滄州市農(nóng)林科學院，河北 滄州 061001)

小麥是我國第二大糧食作物，在保障國家糧食安全方面發(fā)揮著重要作用[1]。隨著水資源日益短缺和土壤鹽漬化日趨嚴重，小麥生產(chǎn)面臨嚴重的干旱和鹽脅迫，產(chǎn)量受到嚴重影響[2-3]。環(huán)渤海低平原麥區(qū)，地勢低洼，土壤瘠薄，鹽堿化嚴重。滄州作為河北省的一大麥區(qū)，純旱堿地麥田面積約占42%。該區(qū)大部分麥田以潮土和鹽化潮土為主，保水保肥能力很差，土壤有機質(zhì)含量在10 g/kg 以下，全氮含量為500～700 mg/kg，磷素含量較高，但有效性較差，有效磷含量一般為3～8 mg/kg，土壤含鹽量一般為3.41 mmol/L 左右[4]。且該區(qū)自然災害頻繁，對小麥生長發(fā)育影響最大的是干旱、凍害、干熱風，病蟲害也時有發(fā)生。全區(qū)小麥生育期間降水120 mm，秋、冬、春季干旱嚴重，春旱10 年有7 遇。小麥凍害在河北省中北部時有發(fā)生，而受干旱影響的環(huán)渤海低平原麥區(qū)發(fā)生最嚴重。干熱風每年1～3次，嚴重干熱風每3～4 年1 遇，特別是干旱嚴重的黑龍港麥區(qū)，小麥受到的影響更大[5-6]。環(huán)渤海低平原低產(chǎn)區(qū)小麥基本在逆境狀態(tài)下生長發(fā)育，要穩(wěn)定提高小麥產(chǎn)量，除不斷改善生態(tài)條件外，還需提高品種抗災能力，達到災年不減產(chǎn)，豐年大增產(chǎn)的目的。因此，培育抗旱耐鹽小麥新品種對保障小麥生產(chǎn)具有重要意義。本試驗通過創(chuàng)新育種技術，選育出適宜該地區(qū)種植的小麥品種滄麥15。

1 材料與方法

1.1 小麥耐鹽性鑒定方法

小麥成熟后每個處理隨機取樣3～5 株，3 次重復，調(diào)查株高、穗粒質(zhì)量、分蘗等性狀，作為綜合評價的項目。計算耐鹽指數(shù)和耐鹽力，根據(jù)小麥耐鹽性鑒定分級標準(表1)劃分耐鹽等級。

耐鹽系數(shù)(%)=(鹽脅迫處理性狀表現(xiàn)/對照性狀表現(xiàn))×100

耐鹽指數(shù)=品種耐鹽系數(shù)/相鄰對照品種耐鹽系數(shù)

耐鹽力=待測小麥樣品的耐鹽指數(shù)/對照的耐鹽指數(shù)

1.2 親本選擇

1.2.1 品種資源鑒定

品種資源耐鹽性鑒定的目的是為抗旱耐鹽小麥育種提供優(yōu)異資源。采用耐鹽性設施模擬鑒定方法，設置鹽池土壤含鹽量為6.83 mmol/L，以科遺26 和滄麥6001 號為對照，共鑒定113 份資源，鑒定出耐鹽力1 級的品種6 個，分別是冀麥32、10P075108、滄紅、耐鹽78、山融3 號和科遺29(表2)。

表2 小麥資源耐鹽性鑒定結果Table 2 Identification results of salt tolerance of wheat resources

1.2.2 正反交小麥耐鹽性表現(xiàn)

將綜合性狀表現(xiàn)良好的邯6172 與耐鹽抗旱材料10P075108 進行正交和反交試驗，同時種植雙親和雜交一代。全部材料種植在含鹽量為6.83 mmol/L 的鹽土池(與當?shù)佧}堿土含鹽成分基本一致)內(nèi)，以耐鹽指數(shù)和單株產(chǎn)量進行耐鹽性評價(表3)。結果表明:以耐鹽性強的品種作母本，其主要生育期耐鹽指數(shù)均高于非耐鹽性材料作為母本的后代，表現(xiàn)出耐鹽性傾母遺傳現(xiàn)象[7]，說明耐鹽性遺傳不僅受核基因控制，而且與細胞質(zhì)有一定關系[8]。

表3 雙親和雜交組合不同時期耐鹽指數(shù)與耐鹽級別Table 3 Salt tolerance index of parents and hybrid combinations in different periods

1.2.3 雜交組合的確定

根據(jù)資源鑒定結果及雜交一代耐鹽性表現(xiàn)，最終確定母本為10P075108，父本為邯麥6172。母本10P075108 系來自滄州市農(nóng)林科學院選育的優(yōu)異抗旱耐鹽材料，系旱堿地品種篩選試驗獲得，抗旱耐鹽堿，能耐受的土壤鹽濃度在5.12 mmol/L 以上；抗寒性不低于2 級，越冬率不低于98%；條銹病和白粉病達中抗以上，籽粒飽滿度1 級，光澤好，蛋白質(zhì)含量14%以上，穗大粒大，葉片功能期長，落黃好，其不足之處是分蘗能力較弱。

父本邯6172 系邯鄲市農(nóng)科院選育的品種，其越冬抗寒性好，耐后期高溫，熟相好。中抗紋枯病，對稈銹病免疫，豐產(chǎn)性和綜合性狀在當?shù)乇憩F(xiàn)良好。

1.3 選育過程

1.3.1 F1至F3選擇方法

根據(jù)育種目標，將10P075108 與邯6172 進行常規(guī)雜交，雜交后收獲F1。然后將F1種植在水地中，種植方式為點播，株距8 cm，行距20 cm，收獲后得到F2。將F2分別種在水地和旱地得到F3代。F3代選擇標準為株高在60～80 cm 之間，旗葉窄小且上沖，落黃好，生育期適中。F2、F3代的種植方式同樣為點播，旱地株距5 cm，水地株距8 cm，行距20 cm[9]。

將水地收獲的F3代在旱地種植得到F4代材料，將旱地收獲的F3代在水地種植得到F4代材料。種植方式同F(xiàn)2。

1.3.2 F4耐鹽材料選擇

將田間篩選的表現(xiàn)較好的F4代材料培養(yǎng)至芽長2.0～2.5 cm，而后挑選芽長一致的材料作為芽苗，種植到鹽池中。鹽池的土壤厚度為120 cm，土壤含鹽量梯度為8.54 和11.96 mmol/L[10]，種植行距為20 cm，株距為10 cm，覆土厚度為2.5 cm，每池種植15 行，然后對芽苗進行農(nóng)藝性狀和耐鹽性篩選獲得耐鹽株系。以土壤鹽分含量低于3.41 mmol/L的土壤為對照，利用耐鹽指數(shù)進行綜合指標D值分析，選取耐鹽綜合指數(shù)不低于0.85 的株系。選擇標準為:穗數(shù)不低于10 穗/m2，株高在60～80 cm 之間，旗葉窄小且上沖，落黃好，生育期適中。

1.3.3 后期鑒定

將F5種植在大田進行豐產(chǎn)性鑒定，繼續(xù)按照以上標準進行篩選，得到農(nóng)藝性狀良好且耐鹽性良好的小麥新品系23 個。經(jīng)過產(chǎn)量比較試驗、耐鹽性鑒定試驗及異地風土鑒定，從中篩選出滄麥15。分別于2018、2019 年參加河北省冬麥區(qū)旱地組試驗，2019 年參加生產(chǎn)試驗，于2020 年通過河北省農(nóng)作物品種審定委員會審定(冀審麥20219001)。

2 特征特性

2.1 產(chǎn)量表現(xiàn)

滄麥15 區(qū)試及生產(chǎn)試驗表現(xiàn)見表4。在未澆水的條件下，2018—2019 年度平均產(chǎn)量為5 689.5 kg/hm2，比對照滄麥6005 增產(chǎn)8.7%；2019—2020年度同組區(qū)域試驗，平均產(chǎn)量5 463.0 kg/hm2，比對照增產(chǎn)7.7%；2019—2020 年度同組生產(chǎn)試驗，平均產(chǎn)量5 683 kg/hm2，比對照增產(chǎn)6.7%，7 個試點全部增產(chǎn)，居參試品種第1 位。

表4 滄麥15 區(qū)試及生產(chǎn)試驗表現(xiàn)Table 4 Performance of Cangmai 15 regional test and green test

2.2 農(nóng)藝性狀

滄麥15 屬半冬性早熟抗旱品種，平均生育期238 d，比對照滄麥6005 晚2.3 d。幼苗半匍匐，葉色深綠，分蘗力較強；成株株型較緊湊，株高76.9 cm；穗紡錘形，短芒，白殼，白粒，硬質(zhì)，較飽滿；穗數(shù)642萬/hm2，穗粒數(shù)30.2，千粒質(zhì)量40.9 g；熟相好。

2.3 抗性表現(xiàn)及品質(zhì)特性

2.3.1 抗性表現(xiàn)

根據(jù)國家農(nóng)作物品種區(qū)域試驗站抗寒性鑒定結果，2018—2019 年度滄麥15 越冬死莖率為2.5%，2019—2020 年度越冬死莖率為0.3%。根據(jù)河北省農(nóng)林科學院旱作農(nóng)業(yè)研究所抗旱性鑒定結果，2018—2019 年度抗旱指數(shù)為1.128，2019—2020 年度抗旱指數(shù)為1.107。區(qū)試及生產(chǎn)試驗期間，均沒有發(fā)生倒伏。經(jīng)田間和鹽池模擬鑒定，其耐鹽級別均為1 級。

2.3.2 營養(yǎng)品質(zhì)

根據(jù)河北省農(nóng)作物品種品質(zhì)檢測中心測定結果，滄麥15 粗蛋白質(zhì)(干基)含量155 mg/g，濕面筋(14%濕基)含量32.5 mg/g，吸水量64.8 mL/100 g，穩(wěn)定時間6.0 min，拉伸能量39 cm2，最大拉升阻力171 EU，容重0.78 kg/L。

2.4 栽培技術要點

滄麥15 在河北省旱地區(qū)域適宜播期為10 月上旬，旱地適宜基本苗270 萬～300 萬/hm2。足墑播種，播后鎮(zhèn)壓，一般施磷酸二銨450 kg/hm2、尿素225 kg/hm2、硫酸鋅1.5 kg/hm2作底肥；依苗情可適當追施氮肥。及時防治白粉病、葉銹病、條銹病和赤霉病。播前可用殺蟲劑和殺菌劑拌種，防治地下害蟲和黑穗病，抽穗后及時防治蚜蟲。

3 討論

根據(jù)目前生產(chǎn)發(fā)展需求，旱堿地小麥越來越受到重視，滄州濱海鹽堿地冬春干旱少雨，土壤鹽堿化程度高，不宜灌溉，雨養(yǎng)旱作是主要的生產(chǎn)方式，小麥產(chǎn)量只有水澆地的二分之一，甚至三分之一不到。可見旱堿地小麥的產(chǎn)量一直制約著環(huán)渤海低平原地區(qū)的小麥生產(chǎn)。因此，旱堿地小麥的增產(chǎn)對全區(qū)、全省乃至全國糧食安全具有重要意義。培育抗旱耐鹽堿小麥是目前小麥發(fā)展的主要途徑，適合旱堿地種植的小麥品種可以提高小麥的抗旱性及耐鹽堿性，發(fā)揮小麥的增產(chǎn)潛力。

滄麥15 的選育通過篩選親本、合理組配，實現(xiàn)優(yōu)良基因的累加互補，達到了高產(chǎn)的目標。傳統(tǒng)的小麥耐鹽品種選育方法中，低世代材料不進行耐鹽堿的鑒定選擇，只對高世代材料進行耐鹽抗旱鑒定，在一定程度上增加了選擇的工作量，需投入大量的人力物力。本試驗將“鹽池篩選優(yōu)良株系育種方法”應用于F2、F3代的篩選和鑒定，淘汰了大量不良組合，淘汰率高達68%，而F4代通過鹽池播種進行耐鹽性篩選，淘汰不符合育種目標的材料，選擇的有效性可提高3.2 倍，育種效率可提高1.5 倍，可以減輕前期的選擇壓力，從而篩選出符合育種目標的品種。滄麥15 就是在此基礎之上培育的，與滄麥12[11]、滄麥028[12]、滄麥6005[13]等品種的選育方式相似。該類型品種基本都符合抗旱耐鹽小麥的生態(tài)型特點，即多穗、莖稈健壯、光合效率高、抗逆性突出、品質(zhì)優(yōu)良。