提純復(fù)壯對(duì)商洛主栽小麥品種小偃15的增產(chǎn)效果研究

敬 樊,李勇剛,劉康懿

(商洛市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所 ,陜西 商洛 726000)

小麥?zhǔn)巧搪宓闹饕Z食作物，常年播種面積在3.33萬(wàn)hm2左右。近年來(lái)隨著城鎮(zhèn)化進(jìn)程的加快和種植業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整，加之小麥的經(jīng)濟(jì)效益低，導(dǎo)致商洛小麥的播種面積和產(chǎn)量均呈逐年下降的趨勢(shì)[1]。同時(shí)由于受地理?xiàng)l件的制約，以及農(nóng)業(yè)機(jī)械化程度低、品種更新緩慢等因素的影響，商洛小麥的單產(chǎn)一直沒(méi)有較大的突破[2～3]。雖然近年來(lái)新引進(jìn)和選育了部分小麥品種，但其適應(yīng)性、穩(wěn)產(chǎn)性和抗逆性等不能滿足商洛本地大田生產(chǎn)需求，導(dǎo)致新品種推廣受阻，目前生產(chǎn)上的主栽品種依舊以小偃15為主。

小偃15是由西北農(nóng)林科技大學(xué)于20世紀(jì)90年代選育的一個(gè)遠(yuǎn)緣雜交小麥優(yōu)良品種。該品種的主要特征是：株高85cm左右，株型較松散，分蘗能力強(qiáng)。旗葉寬長(zhǎng)、下披，葉色濃綠。抽穗早，頂芒，穗紡錘形，穗成熟后彎曲。穗層整齊，熟相好，白殼，籽粒角質(zhì)。具有抗逆性和抗白粉病性強(qiáng)、早熟、高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)、適應(yīng)性強(qiáng)等特點(diǎn)。該品種在通過(guò)審定后很快得以大面積推廣應(yīng)用，并發(fā)展成為商洛首位主栽骨干品種，實(shí)現(xiàn)了商洛小麥品種的第六次更新?lián)Q代，近二十年來(lái)一直是商洛的主栽品種。

但小偃15作為遠(yuǎn)緣雜交后代，在生產(chǎn)過(guò)程中自交退化和分離現(xiàn)象嚴(yán)重，尤其是穗色和株高變化差異大，再加上當(dāng)?shù)剞r(nóng)民長(zhǎng)年自己留種，去雜意識(shí)較弱，難免會(huì)出現(xiàn)混雜，導(dǎo)致小偃15麥田植株生長(zhǎng)參差不齊，抗病性和適應(yīng)性降低，產(chǎn)量徘徊不前且有下降的趨勢(shì)。因此如何充分挖掘小偃15的生產(chǎn)潛力，提高其單位面積的產(chǎn)量，對(duì)保障商洛小麥等糧食作物供給安全具有重要意義。提純復(fù)壯是解決品種退化、保持品種優(yōu)良種性的一種有效方法[4～5]。溫彩虹等[6]利用“兩圃一田制”的方法對(duì)小偃22進(jìn)行了提純復(fù)壯，進(jìn)一步提高了小偃22的高產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)和廣適性。綦恩德等[7]采取三圃提純復(fù)壯法對(duì)克豐4號(hào)進(jìn)行了提純復(fù)壯，有效保持了克豐4號(hào)小麥的種性。因此如何對(duì)小偃15進(jìn)行快速提純復(fù)壯，恢復(fù)其優(yōu)良種性，成為商洛小麥生產(chǎn)迫切需要解決的問(wèn)題。從2016年開(kāi)始，我們對(duì)小偃15的提純復(fù)壯技術(shù)進(jìn)行了探索，并分析了提純復(fù)壯對(duì)小偃15的增產(chǎn)效果，以期進(jìn)一步保持其純度和種性，最大限度發(fā)揮其增產(chǎn)潛力，不斷提高小偃15的單位面積產(chǎn)量，激發(fā)農(nóng)戶種植小麥的積極性，從而使其能夠較長(zhǎng)時(shí)間應(yīng)用于大田生產(chǎn)，促進(jìn)農(nóng)民增產(chǎn)增收，保障商洛糧食安全，助力鄉(xiāng)村振興。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

小偃15為陜南商洛亞區(qū)小麥區(qū)域試驗(yàn)對(duì)照品種，區(qū)試完成后對(duì)小偃15進(jìn)行留種，區(qū)試所用種由商洛市種子管理站提供。提純復(fù)壯過(guò)程中穗行圃、株系圃以及多點(diǎn)試驗(yàn)對(duì)照均采用未提純復(fù)壯的小偃15。

1.2 試驗(yàn)地點(diǎn)

穗行圃、株系圃均選擇在商洛市農(nóng)科所張村綜合試驗(yàn)站。試驗(yàn)站位于商州區(qū)沙河子鎮(zhèn)張村村，年均降雨量700 mm，日照2 000 h，無(wú)霜期200 d，平均氣溫12.8℃。地勢(shì)平坦，土壤為黃壤土，排灌方便，地力均勻一致，肥力中等，前茬主要為玉米和豆類等糧食作物，周圍無(wú)房屋、高大喬木等障礙物遮陰。原種圃設(shè)置在農(nóng)科所張村綜合試驗(yàn)站以及洛南、鎮(zhèn)安、山陽(yáng)等地，確保所選地塊肥沃、澆灌方便、無(wú)雜草、無(wú)遮陰。

1.3 提純復(fù)壯方法

1.3.1 單穗選擇 對(duì)小偃15的種子進(jìn)行精選，2016年10月18日人工開(kāi)溝點(diǎn)播。行長(zhǎng)1.5 m，行距25 cm，株距5 cm。在苗期、起身拔節(jié)、抽穗、揚(yáng)花、灌漿、成熟等各個(gè)時(shí)期進(jìn)行觀察，同時(shí)按照小偃15的典型性狀進(jìn)行選擇，且抗病、穗大、早熟、抗倒伏，對(duì)中選的單穗拴上紅繩作為標(biāo)記。2017年6月8日，小麥成熟時(shí)按標(biāo)記進(jìn)行收獲，捆成一把，寫(xiě)上標(biāo)簽，晾干。然后室內(nèi)考種，重點(diǎn)考察穗色、穗長(zhǎng)、結(jié)實(shí)性等穗部性狀。當(dāng)選的單穗單獨(dú)脫粒，淘汰異樣和不完整的穗子，每穗脫粒后裝入一個(gè)紙袋，依次編號(hào)為T15-1、T15-2、T15-3……，入庫(kù)保存。

1.3.2 株系選擇 2017年10月20日，對(duì)收獲的單穗進(jìn)行人工開(kāi)溝點(diǎn)播，行長(zhǎng)1.5 m，行距25 cm，株距5 cm。按編號(hào)順序排列，每穗種一行，每19行加1行對(duì)照。在苗期、返青拔節(jié)、抽穗、灌漿、成熟等時(shí)期，對(duì)每個(gè)穗行的抗凍性、抗旱性、抗倒性、抗病性和熟期等進(jìn)行鑒定。對(duì)表現(xiàn)特別優(yōu)異的株系(株型、抗逆性、豐產(chǎn)性、熟相等性狀均優(yōu)于原來(lái)小偃15)進(jìn)行重點(diǎn)標(biāo)記。成熟時(shí)收獲早熟、穗層整齊、熟相好、抗衰老的穗行。對(duì)所有選留的穗行整行連根收獲，每個(gè)穗行捆成一把，寫(xiě)上標(biāo)簽。對(duì)收獲的穗行進(jìn)行室內(nèi)考種、稱取產(chǎn)量，淘汰籽粒性狀差、產(chǎn)量低以及品質(zhì)不好的穗行。每個(gè)穗行收獲的種子分別裝入一個(gè)紙袋，供下年進(jìn)行株系圃鑒定。

1.3.3 株系圃鑒定和篩選 2018年10月23日，對(duì)試驗(yàn)地進(jìn)行劃行分區(qū)，每個(gè)小區(qū)面積6.25 m2，小區(qū)長(zhǎng)5 m，寬1.25 m。采用人工開(kāi)溝撒播的方法將入選株系按編號(hào)順序依次播種，每9個(gè)小區(qū)加1個(gè)對(duì)照。每小區(qū)種5行，行距25 cm，667 m2播量為18萬(wàn)粒(每行種337粒)。

株系圃的鑒定和選擇方法同株系選擇。2019年6月小麥成熟時(shí)，依據(jù)大田表現(xiàn)，淘汰穗層不整齊、綜合表現(xiàn)較差的株系，保留綜合性狀優(yōu)良的株系。其中對(duì)表現(xiàn)特別優(yōu)異的株系單獨(dú)整小區(qū)收獲，待下年建純系圃擴(kuò)繁。其它株系一起混收，收獲的種子供下年建原種圃使用。

1.3.4 多點(diǎn)試驗(yàn)和原種圃繁殖 2019年10月和2020年10月連續(xù)兩年將提純后的原種進(jìn)行多點(diǎn)試驗(yàn)，共設(shè)四個(gè)點(diǎn)，分別為商州、洛南、鎮(zhèn)安、山陽(yáng)。試驗(yàn)點(diǎn)小區(qū)面積12.5 m2，行距25 cm，行長(zhǎng)5 m，每小區(qū)種10行，設(shè)三個(gè)重復(fù)，畝播量18萬(wàn)粒，對(duì)照為未提純復(fù)壯的小偃15。

2019年10月下旬采用機(jī)播的方式對(duì)收獲的原種進(jìn)行繁殖。播前結(jié)合整地667 m2施尿素15 kg、磷酸二銨15 kg、硫酸鉀5 kg，以后各生育階段不再追肥。行距20 cm，667 m2播量10 kg左右。播后及時(shí)鎮(zhèn)壓，保證出苗整齊、苗壯、安全越冬、分蘗成穗多，使小偃15的優(yōu)良種性能夠得到充分發(fā)揮，從而擴(kuò)大繁殖倍數(shù)。在小麥抽穗揚(yáng)花期和成熟前嚴(yán)格進(jìn)行田間去雜，收獲時(shí)盡量選擇專一脫粒機(jī)脫粒，生產(chǎn)的原種及時(shí)晾曬，入庫(kù)保存，防止生蟲(chóng)。

1.4 數(shù)據(jù)分析

2019年和2020年，田間調(diào)查小偃15的生育期、有效穗數(shù)、抗逆性(抗病性、抗凍性、抗旱性、抗倒性)等。小麥?zhǔn)斋@期，統(tǒng)計(jì)各個(gè)試驗(yàn)點(diǎn)小區(qū)實(shí)際產(chǎn)量，同時(shí)在小偃15試驗(yàn)田隨機(jī)取樣20株，室內(nèi)考種，調(diào)查株高、穗長(zhǎng)、小穗數(shù)、穗粒數(shù)、千粒重、結(jié)實(shí)率等。利用EXCEL2003軟件對(duì)所得數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 小偃15的提純復(fù)壯

2016年10月播種后，對(duì)小偃15的全生育期進(jìn)行觀察，以小偃15的典型性狀為標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行鑒定選擇。2017年6月，收獲中選的單穗，共計(jì)70個(gè)。室內(nèi)考種，淘汰穗色差異大、結(jié)實(shí)性差的單穗，每個(gè)單穗單獨(dú)脫粒，每穗脫粒后裝入一個(gè)紙袋，最終共保留55個(gè)單穗。2018年6月，在小麥成熟時(shí)，共收獲中選的株系43個(gè)，室內(nèi)考種、稱取產(chǎn)量，淘汰產(chǎn)量低以及品質(zhì)不好的株系，最終選留株系35個(gè)，其中表現(xiàn)特別優(yōu)異的株系5個(gè)。

2019年6月小麥成熟時(shí)，依據(jù)田間綜合表現(xiàn)，對(duì)株系圃進(jìn)行鑒定和篩選，淘汰2個(gè)抗病性較差的株系圃，共保留33個(gè)綜合性狀較好的株系圃。同時(shí)對(duì)上年度篩選出的5個(gè)表現(xiàn)特別優(yōu)異的株系進(jìn)一步進(jìn)行嚴(yán)格鑒定，最終從中篩選出了3個(gè)早熟、大穗、抗病性好、抗旱、抗倒伏、高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)的優(yōu)異株系(T15-3，T15-12，T15-21)，3個(gè)優(yōu)系單獨(dú)整區(qū)收獲，待下年建純系圃擴(kuò)繁。余下的2個(gè)株系同其它28個(gè)株系一起混收，收獲的種子供下年建原種圃使用。2019年10月，對(duì)收獲的原種進(jìn)行繁殖，保證大田生產(chǎn)用種。

2.2 3個(gè)提純復(fù)壯后的小偃15優(yōu)系產(chǎn)量比較

對(duì)中選的3個(gè)特別優(yōu)異的株系(T15-3，T15-12，T15-21)進(jìn)行產(chǎn)量比較，產(chǎn)量結(jié)果見(jiàn)表1。由表可以看出，3個(gè)優(yōu)系的產(chǎn)量均較未提純復(fù)壯小偃15有明顯的提高，其中T15-12增產(chǎn)最多，達(dá)12.14%；增產(chǎn)最少的T15-3增產(chǎn)量也達(dá)35.22 kg，增產(chǎn)幅度為8.71%，3個(gè)優(yōu)系平均增產(chǎn)達(dá)10.56%?？梢?jiàn)提純復(fù)壯的3個(gè)優(yōu)系不僅保持了小偃15原有的優(yōu)良性狀，而且有效提高了小偃15的種性和單位面積產(chǎn)量。

表1 3個(gè)優(yōu)系產(chǎn)量比較結(jié)果

2.3 提純復(fù)壯對(duì)小偃15的增產(chǎn)效果

2.3.1 提純復(fù)壯后小偃15的主要農(nóng)藝性狀鑒定 提純復(fù)壯后的小偃15田間表現(xiàn)整齊一致，抗旱抗倒，灌漿速度快，熟相好。與未提純復(fù)壯的小偃15相比(表2)，除株高略有升高、千粒重略有下降外，在其他性狀上都有不同程度的提升。產(chǎn)量構(gòu)成三要素中，雖然千粒重較未提純復(fù)壯的小偃15有所下降，但穗粒數(shù)和有效穗數(shù)都有明顯的提高，千粒重、穗粒數(shù)、有效穗數(shù)三個(gè)數(shù)值更加集中，表明三因素之間更加協(xié)調(diào)。在變異系數(shù)方面，除小穗數(shù)和結(jié)實(shí)率有所升高外，生育期、株高、穗長(zhǎng)、穗粒數(shù)、千粒重、有效穗數(shù)等性狀都有不同程度的降低，說(shuō)明提純復(fù)壯后小偃15各性狀的遺傳力增大，受環(huán)境的影響減小，適應(yīng)性和穩(wěn)定性更強(qiáng)。田間抗病調(diào)查結(jié)果顯示，提純復(fù)壯后小偃15的白粉病抗性雖然沒(méi)有變化，但條銹病抗性由高感轉(zhuǎn)為中感，表明抗性進(jìn)一步提高。整體來(lái)看，提純后的小偃15農(nóng)藝性狀更穩(wěn)定，較未提純的小偃15綜合性狀更優(yōu)良，具有較好的推廣應(yīng)用價(jià)值。

表2 提純復(fù)壯后小偃15的主要農(nóng)藝性狀鑒定

2.3.2 提純復(fù)壯小偃15的多點(diǎn)試驗(yàn)產(chǎn)量比較 2019年和2020年連續(xù)兩年在商州、洛南、山陽(yáng)、鎮(zhèn)安等地對(duì)提純復(fù)壯后的小偃15進(jìn)行多點(diǎn)試驗(yàn)，以未提純的小偃15為對(duì)照(CK1、CK2)，產(chǎn)量結(jié)果見(jiàn)表3。由表3可以看出，2020年提純復(fù)壯后的小偃15小區(qū)產(chǎn)量平均為7.91 kg，較CK1增產(chǎn)10.31%，且除洛南點(diǎn)減產(chǎn)以外，其余3點(diǎn)的產(chǎn)量都有提高。2021年提純復(fù)壯后的小偃15小區(qū)產(chǎn)量平均為8.08 kg，較CK2增產(chǎn)9.10%，且四個(gè)點(diǎn)均增產(chǎn)，兩年平均增產(chǎn)達(dá)9.71%。從表3中還可以看出，未提純復(fù)壯的小偃15在各個(gè)點(diǎn)的產(chǎn)量表現(xiàn)波動(dòng)幅度較大，2020年小區(qū)產(chǎn)量最低僅為5.76 kg，最高為8.54 kg，產(chǎn)量相差2.78 kg；2021年小區(qū)產(chǎn)量最低為6.06 kg，最高為8.01 kg，相差1.95 kg。而提純復(fù)壯后各個(gè)點(diǎn)小偃15的產(chǎn)量變化幅度相對(duì)較小，2020年各小區(qū)間產(chǎn)量最高值與最低值相差0.24 kg，2021年相差0.28 kg，說(shuō)明提純復(fù)壯后小偃15的穩(wěn)產(chǎn)性和廣適性均有所增強(qiáng)。由此可見(jiàn)，提純復(fù)壯后的小偃15不僅在產(chǎn)量上增加明顯，而且穩(wěn)產(chǎn)性和適應(yīng)性更強(qiáng)，提純復(fù)壯后的小偃15更有利于在商洛大面積推廣。

表3 提純復(fù)壯后小偃15的多點(diǎn)試驗(yàn)產(chǎn)量比較

3 討論

商洛地處秦嶺山區(qū)，各縣區(qū)氣候差異大，且當(dāng)?shù)剞r(nóng)業(yè)生產(chǎn)主要以人工為主，因此在品種選育和篩選過(guò)程中，需考慮無(wú)芒、個(gè)子偏高、適應(yīng)性強(qiáng)、抗旱、抗病性強(qiáng)、高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)等符合商洛農(nóng)戶種植習(xí)慣的小麥品種[8～9]。而小偃15剛好具備這些特性，這也是二十年來(lái)小偃15一直在商洛大面積推廣應(yīng)用和深受農(nóng)戶喜愛(ài)的原因。但小偃15由于推廣年限的增加，種性退化嚴(yán)重，產(chǎn)量和推廣面積逐年下降，嚴(yán)重影響了商洛小麥的生產(chǎn)供給，同時(shí)也打擊了當(dāng)?shù)剞r(nóng)戶種植小麥的積極性，因此小偃15的快速提純復(fù)壯對(duì)于商洛小麥生產(chǎn)顯得尤為重要。筆者研究從2016年開(kāi)始對(duì)小偃15的提純復(fù)壯技術(shù)進(jìn)行了探索，并取得了積極的成效。研究表明采用單穗提純復(fù)壯的方法，不僅有效恢復(fù)了小偃15種性，而且保證了其純度和大田生產(chǎn)種子用量。通過(guò)株系圃鑒定和多點(diǎn)試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，經(jīng)過(guò)提純復(fù)壯后的小偃15，產(chǎn)量明顯提高，兩年平均增產(chǎn)達(dá)9.71%，且抗逆性、適應(yīng)性和穩(wěn)產(chǎn)性均有所加強(qiáng)。因此小偃15的提純復(fù)壯技術(shù)不僅進(jìn)一步促進(jìn)了小偃15在生產(chǎn)上的持續(xù)應(yīng)用，而且為商洛小麥的增產(chǎn)增收和糧食安全奠定了基礎(chǔ)。