抗逆豐產(chǎn)旱堿麥新品種捷麥20 的選育

張衛(wèi)軍，宋立新，王偉，李景娥，王奉芝，張景儉*

(1 滄州市渤海新區(qū)中捷產(chǎn)業(yè)園區(qū)農(nóng)務(wù)局，河北 滄州 061108；2 滄州市農(nóng)林科學(xué)院/河北省農(nóng)作物耐鹽堿評價(jià)與遺傳改良重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，河北 滄州 061001)

小麥?zhǔn)俏覈匾Z食作物之一，關(guān)系到國家糧食安全和社會(huì)穩(wěn)定。河北省小麥常年種植面積約230 萬hm2，旱地小麥面積近80 萬hm2，尤其是在滄州地區(qū)節(jié)水小麥種植面積逐年增加[1]。滄州既是旱堿麥生產(chǎn)基地，也是水資源供需矛盾突出的地區(qū)，小麥生長周期內(nèi)降水變化幅度大，導(dǎo)致該地區(qū)小麥的產(chǎn)量較低且不穩(wěn)定。一般來講，年度雨水的豐欠會(huì)直接影響河北省小麥總產(chǎn)量的變化[2]。我國小麥的產(chǎn)量因干旱而造成的損失約為其他自然災(zāi)害損失的總和[3]。小麥生產(chǎn)實(shí)踐表明，河北省小麥總產(chǎn)量和旱地小麥生產(chǎn)密切相關(guān)，旱地小麥增產(chǎn)時(shí)，全省小麥總產(chǎn)量就增加，反之，則減少[4]。由此可見，旱地小麥生產(chǎn)在河北省小麥生產(chǎn)中占有重要地位。

河北省濱海平原區(qū)屬于我國北部沿海低平原麥區(qū)，地勢平坦，分布著大量鹽堿地，土壤瘠薄，水資源匱乏，干旱鹽堿危害嚴(yán)重[3]。近年來，通過工程措施和生物手段對濱海鹽堿地的改良取得了一定成效，但是干旱、鹽堿的危害依然存在。選育抗旱、耐鹽堿的植物新品種，提高植物自身的抗性水平，以適應(yīng)該生態(tài)區(qū)生態(tài)條件，是有效的方法之一[5]。捷麥20 正是應(yīng)對干旱、鹽堿條件，適應(yīng)濱海平原麥區(qū)而選育出的旱堿麥新品種。

抗旱、耐鹽堿是全國旱薄地和環(huán)渤海鹽堿地麥區(qū)主要的育種目標(biāo)[6]。捷麥20 為渤捷種業(yè)有限公司(原中捷農(nóng)科所)選育的旱堿麥新品種。本文介紹其選育過程、產(chǎn)量表現(xiàn)、主要特征特性、品質(zhì)檢測和抗性鑒定等結(jié)果，探討其在河北省濱海鹽堿地上推廣應(yīng)用的價(jià)值。

1 親本來源及其選育過程

1.1 親本來源

捷麥20 是以冀麥38 和京冬8 號的雜交后代為母本，輪選987 為父本進(jìn)行有性雜交，對其雜交后代進(jìn)行定向選擇，在旱肥節(jié)水和旱薄鹽堿地塊交替篩選，經(jīng)多年精心選育而成(圖1)。2018—2021 年參加河北省區(qū)域試驗(yàn)、生產(chǎn)試驗(yàn)及試驗(yàn)示范，2021 年10 月通過河北省農(nóng)作物品種審定委員會(huì)審定(審定編號:冀審麥20219018)。

圖1 捷麥20 選育經(jīng)過Fig.1 The breeding process of Jiemai 20

1.2 選育過程

依據(jù)植物遺傳學(xué)規(guī)律和性狀優(yōu)勢互補(bǔ)的原則，1998 年以冀麥38 為母本，京冬8 號為父本，進(jìn)行有性雜交。

在F1代，此組合雜種優(yōu)勢明顯，在F2世代，優(yōu)良單株出現(xiàn)頻率高，明顯超越其他組合。主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面:在莖稈質(zhì)量的選擇上，突出莖稈韌性和彈性的選擇，以實(shí)現(xiàn)植株抗倒伏，突破了矮稈才抗倒的傳統(tǒng)觀念；在穗部性狀選擇上，突破灌漿速度和千粒質(zhì)量為重點(diǎn)，綜合選擇早熟、高產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)、抗逆性強(qiáng)的單株。

鑒于2010 年的田間表現(xiàn)，在F2代選取優(yōu)良單株與輪選987 進(jìn)行復(fù)交。優(yōu)良單株的選擇標(biāo)準(zhǔn)主要為:株高適中偏矮，抗逆性強(qiáng)，早熟，灌漿速度快，落黃好。

2010 年，將收獲的復(fù)交雜交種子單獨(dú)封袋保存，于2010 年秋季點(diǎn)播。2010 年冬，2011 年春兩季，均表現(xiàn)出較好的抗寒性，能安全越冬，春季耐倒春寒，穗較完整。

2011 年，將雜交種子單行點(diǎn)播，2012 年春季對復(fù)交F2代群體的分離情況做細(xì)致的調(diào)查記載，淘汰在抗寒性、抗旱性等方面有明顯劣勢的單株，后期對早熟性進(jìn)行重點(diǎn)調(diào)查，對灌漿速度快、落黃好、株高適中的單株重點(diǎn)標(biāo)記選擇。對初選單株單穗做分型處理，在水分需求上分為抗旱型、節(jié)水型、水旱兼用型3 個(gè)類型；從株高上分為中等偏高、適中、較矮3個(gè)類型；從成熟期上分為早熟、中熟偏早、中熟3 個(gè)類型。每個(gè)類型分別種植，以便后期對應(yīng)選擇。

2013 年，在各入選類型小區(qū)內(nèi)，進(jìn)一步細(xì)化育種目標(biāo)，加大選擇壓力，控制入選單株單穗數(shù)量，稀條播和點(diǎn)播播種，同時(shí)適度結(jié)合選種。對目標(biāo)性狀表現(xiàn)突出的類型，做重點(diǎn)加強(qiáng)選擇，加大入選數(shù)量，對優(yōu)良品系，盡早收獲單行，及早進(jìn)行產(chǎn)量初步鑒定，以縮短育種年限。

2014 年，在田間進(jìn)行優(yōu)勢品系小區(qū)鑒定，同時(shí)加強(qiáng)單穗的純化選擇。篩選出2014-38-361、2014-41-58、2014-21-496、2014-66-787 等品系出圃。

2015 年和2016 年進(jìn)行新品系多點(diǎn)鑒定比較試驗(yàn)，2014-21-496 在經(jīng)濟(jì)性狀和抗逆性等方面均表現(xiàn)優(yōu)異，定名為捷麥20。

2 結(jié)果與分析

2.1 產(chǎn)量表現(xiàn)

2018—2021 年參加河北省特殊類型小麥(滄州東部旱薄鹽堿類型)區(qū)域試驗(yàn)和生產(chǎn)試驗(yàn)(表1)。2018—2019 年度平均產(chǎn)量4 252.5 kg/hm2，比對照捷麥19 增產(chǎn)7.0%，居參試品種第一位；2019—2020年度平均產(chǎn)量5 206.5 kg/hm2，比對照捷麥19 增產(chǎn)7.0%，居參試品種第一位；2020—2021 年度的生產(chǎn)試驗(yàn)中，平均產(chǎn)量6 627.0 kg/hm2，比對照捷麥19增產(chǎn)8.3%。

表1 捷麥20 在區(qū)域試驗(yàn)和生產(chǎn)試驗(yàn)中的表現(xiàn)Table 1 The performances of Jiemai 20 in regional test and production test

2.2 特征特性

捷麥20 屬于半冬性中熟品種，平均生育期238 d，比對照品種早熟4 d。幼苗半匍匐，葉色呈綠色，分蘗力強(qiáng)，株型清秀，成株株型半緊湊，株高70 cm；紡錘型穗，長芒，白殼，白粒，硬質(zhì)，較飽滿，熟相較好，抗寒性好。在兩年區(qū)試中每公頃的平均有效穗數(shù)分別為514.5 萬、525.0 萬，穗粒數(shù)分別為25.9、26.9 粒，千粒質(zhì)量分別為38.5、41.9 g。生產(chǎn)試驗(yàn)每公頃平均有效穗數(shù)為535.7 萬，穗粒數(shù)為26.8粒，千粒質(zhì)量為40.2 g。

2.3 抗性鑒定結(jié)果

2018—2019 年在河北省農(nóng)林科學(xué)院旱作農(nóng)業(yè)研究所對捷麥20 進(jìn)行抗旱性鑒定。在干旱模擬棚環(huán)境和田間自然環(huán)境下，對照品種為石麥22，其抗旱指數(shù)為1.125～1.279，平均值為1.202，依據(jù)此標(biāo)準(zhǔn)，捷麥20 抗旱性達(dá)到2 級(抗旱性強(qiáng))。

2018—2019 年在遵化國家抗寒鑒定中心鑒定。2018 年10 月11 日小麥出苗，10 月21 日調(diào)查基本苗，12 月3 日調(diào)查小麥分蘗。2019 年分別于越冬期間2 月21 日和返青期3 月15 日目測小麥地上部凍害級別，結(jié)果按二次凍害程度發(fā)生最重的級別進(jìn)行。捷麥20 目測地上部葉片凍害發(fā)生程度較輕，評價(jià)為3 級。3 月25 日調(diào)查，死莖率為3.2%，抗寒性級別為1 級，抗寒性好，在本年度氣候條件下能安全越冬。

河北省農(nóng)林科學(xué)院植物保護(hù)研究所抗病性鑒定結(jié)果為，2018—2019 年度高抗條銹病和葉銹病，中抗白粉?。?019—2020 年度中感白粉病，高感條銹病、葉銹病和赤霉病。

在河北省黃驊濱海鹽堿地總含鹽量為0.3%的條件下，鑒定結(jié)果為耐鹽性1 級，耐鹽指數(shù)1.38。另外，捷麥20 植株清秀、株型緊湊、莖稈粗壯、彈性好、根系發(fā)達(dá)、抗倒能力強(qiáng)。

2.4 品質(zhì)檢測結(jié)果

2019 年經(jīng)河北省農(nóng)作物品種檢測中心測定，粗蛋白質(zhì)含量(干基)14.9%，濕面筋含量(14%濕基)27.9%，吸水量64.3 mL/100 g，穩(wěn)定時(shí)間3.2 min，拉伸面積21 cm2，最大拉伸阻力99 EU，容重820 g/L。據(jù)2017 年新修訂的《主要農(nóng)作物品種審定標(biāo)準(zhǔn)(國家級)》，捷麥20 屬中筋類型小麥品種。

2.5 適宜區(qū)域與栽培技術(shù)

捷麥20 適宜在滄州東部旱薄鹽堿地區(qū)種植。結(jié)合滄州東部濱海鹽堿地的氣候條件，參考捷麥19的栽培技術(shù)，捷麥20 的栽培技術(shù)為:適宜播種期9月27 日—10 月5 日，播種量150～180 kg/hm2，如延期播種，每晚播2 d，增加7.5 kg/hm2播量為宜；深翻整地，重施底肥，每公頃施磷酸二胺450 kg，尿素225 kg，于耕地前施入；采用機(jī)械條播技術(shù)，播種時(shí)可用殺蟲劑和殺菌劑拌種；冬季適時(shí)鎮(zhèn)壓保墑，翌年早春每公頃追施尿素150 kg；小麥生長后期注意防治紅蜘蛛和麥蚜，噴藥時(shí)添加適量磷酸二氫鉀可提高產(chǎn)量。

3 討論

滄州東部旱薄鹽堿地區(qū)春秋季節(jié)基本無淡水，缺水和土壤鹽漬化是其主要限制因素[7]。該地區(qū)小麥育種需選育綜合性狀好、豐產(chǎn)性優(yōu)良、耐鹽堿性突出的小麥品種。滄州東部旱薄鹽堿地抗逆豐產(chǎn)育種，需以豐產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)性為主要目標(biāo)，兼顧耐鹽堿性，如旱堿麥品種滄麥6005、滄麥6002 均具有豐產(chǎn)性好、耐鹽堿性突出的特點(diǎn)[6]。該地區(qū)的旱堿麥育種需在保證產(chǎn)量的基礎(chǔ)上，提高品種的耐鹽堿性。

在捷麥20 的選育方法上，在不同的世代分別對應(yīng)設(shè)置不同選擇壓的逆境和非逆境環(huán)境條件，通過后代和親代材料的平行種植，擴(kuò)大遺傳變異范圍，將抗逆性與豐產(chǎn)性有機(jī)結(jié)合，使更多的目的變異類型得以表現(xiàn)[8，9]。同時(shí)，以穩(wěn)產(chǎn)為基礎(chǔ)，兼顧抗逆性，在多種表現(xiàn)類型中優(yōu)中選優(yōu)，達(dá)到高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)的目的，從而實(shí)現(xiàn)育種目標(biāo)與選育環(huán)境的一致性，將諸多抗逆性狀與豐產(chǎn)性狀進(jìn)行有效結(jié)合。