節(jié)水抗病小麥新品種科茂53的品質(zhì)分析

徐海娜，祖士永，鄧?guó)P梅，李春艷，趙艷霖，張廣元，李曉靜*

(1．保定市農(nóng)業(yè)科學(xué)院，河北保定 071000；2.高碑店市北城街道辦事處農(nóng)業(yè)綜合服務(wù)中心，河北高碑店 074000；3.安新縣農(nóng)業(yè)農(nóng)村局，河北保定 071600；4.高碑店市科茂種業(yè)有限公司，河北高碑店 074000；5.河北農(nóng)業(yè)大學(xué)，河北保定 071000)

小麥?zhǔn)侨蜃钪匾募Z食作物之一，北方冬小麥區(qū)是我國(guó)小麥的主產(chǎn)區(qū)，整個(gè)生育周期較長(zhǎng)且需水量較大，需要充分的水分供給。小麥?zhǔn)呛颖笔〉闹匾Z食作物，常年收獲面積230萬(wàn)hm左右。河北省糧食穩(wěn)產(chǎn)對(duì)全國(guó)糧食安全有重要作用。河北省既是我國(guó)重要的商品糧生產(chǎn)基地，也是水資源供需矛盾最為突出的地區(qū)，小麥生育期內(nèi)干旱少雨，嚴(yán)重影響了小麥生長(zhǎng)發(fā)育，生產(chǎn)中冬小麥灌溉用水約占農(nóng)業(yè)用水的70%。小麥灌溉用水致使河北省麥區(qū)地下水形成降落漏斗26個(gè)，如不采取節(jié)水措施小麥生產(chǎn)將難以為繼。因此，冬小麥節(jié)水在農(nóng)業(yè)節(jié)水中具有舉足輕重的地位。如何充分利用有限的農(nóng)業(yè)水資源，在降低灌水用量的前提下，實(shí)現(xiàn)小麥高產(chǎn)高效生產(chǎn)是該區(qū)亟待解決的重要問題。隨著小麥單產(chǎn)的提高，群體增大，灌水和施肥增多，導(dǎo)致田間氣候有利于病蟲害發(fā)生和蔓延，病害(條銹病、葉銹病和白粉病為主)逐年加重，農(nóng)藥使用量驚人。河北省農(nóng)田平均用藥量約6 000 g/hm，農(nóng)藥總施用量4.1萬(wàn)t/a。缺水和病害是河北省小麥可持續(xù)發(fā)展的兩大難題。河北區(qū)位毗鄰京津，是我國(guó)政治、經(jīng)濟(jì)和科技文化的中心地帶，又是我國(guó)糧、棉、油的主產(chǎn)區(qū)，保定市的區(qū)位使其肩負(fù)著維護(hù)該區(qū)域生態(tài)和環(huán)境保護(hù)任務(wù)。改變小麥生產(chǎn)方式，依靠科技節(jié)水、減藥、減肥，維護(hù)生態(tài)，保障糧食安全勢(shì)在必行。

近年來(lái)，國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)如何提高水分利用效率進(jìn)行了大量研究，選育和種植節(jié)水、抗病、高產(chǎn)小麥新品種是解決這一問題的關(guān)鍵，是最經(jīng)濟(jì)、有效、環(huán)保的技術(shù)措施，這樣可以在節(jié)水條件下實(shí)現(xiàn)高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)，降低生產(chǎn)成本，提高經(jīng)濟(jì)效益。科茂53是高碑店市科茂種業(yè)有限公司以綜合性狀較好的中麥12為母本，以矮稈、高產(chǎn)的良星66為父本材料進(jìn)行有性雜交選育而成的小麥新品種，2019年6月通過(guò)河北省審定(冀審麥2019023號(hào))。該品種適應(yīng)本地氣候條件，具有節(jié)水、高產(chǎn)、矮稈、抗病、抗逆性強(qiáng)和適應(yīng)性廣等特點(diǎn)，產(chǎn)量7 500～8 250 kg/hm。加速科茂53小麥新品種的試驗(yàn)、示范推廣，對(duì)保障我國(guó)糧食安全和農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展具有重要意義。鑒于此，筆者以2016—2018年2個(gè)年度河北省冀中北小麥區(qū)域試驗(yàn)結(jié)果為數(shù)據(jù)，對(duì)科茂53的豐產(chǎn)性、穩(wěn)產(chǎn)性和抗逆性進(jìn)行了分析。

1 材料與方法

試驗(yàn)采用2016—2018年度科茂53參加河北省小麥區(qū)域試驗(yàn)和生產(chǎn)試驗(yàn)2年共29個(gè)點(diǎn)次試驗(yàn)匯總結(jié)果。其中，2016—2017年度區(qū)域試驗(yàn)10個(gè)試點(diǎn)，為河北農(nóng)業(yè)大學(xué)、灤南、青縣、豐南、滄州市農(nóng)林科學(xué)院、廊坊、永清、固安、高陽(yáng)、玉田；2017—2018年度區(qū)域試驗(yàn)9個(gè)試點(diǎn)，為奔城、滄州市農(nóng)林科學(xué)院、河北大禹種業(yè)有限公司、豐南、河北農(nóng)業(yè)大學(xué)、河南農(nóng)源種業(yè)有限公司、河北保定農(nóng)墾總公司徐水農(nóng)場(chǎng)、固安科偉種業(yè)公司、河北正弘農(nóng)業(yè)科技有限公司；2017—2018年度生產(chǎn)試驗(yàn)10個(gè)試點(diǎn)，分別為河北農(nóng)業(yè)大學(xué)、灤南、青縣、豐南、滄州市農(nóng)林科學(xué)院、廊坊、永清、固安、高陽(yáng)、玉田。各試驗(yàn)點(diǎn)均采用隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，對(duì)照品種均為中麥175。

抗性鑒定?？共⌒澡b定在河北省品種審定委員會(huì)指定河北省唯一的農(nóng)作物品種抗病性鑒定單位河北省農(nóng)林科學(xué)院植物保護(hù)研究所接種進(jìn)行；品質(zhì)檢測(cè)在河北省農(nóng)林科學(xué)院糧油作物研究所質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)測(cè)試中心(石家莊)進(jìn)行；田間抗寒性鑒定在河北省種子總站指定的抗寒性鑒定點(diǎn)(遵化國(guó)家區(qū)試站)進(jìn)行；抗旱性鑒定在河北省農(nóng)林科學(xué)院旱作農(nóng)業(yè)研究所進(jìn)行。

豐產(chǎn)性分析。首先對(duì)區(qū)域試驗(yàn)和生產(chǎn)試驗(yàn)中科茂53與對(duì)照品種中麥175的產(chǎn)量進(jìn)行檢驗(yàn)分析差異性，然后用科茂53的平均產(chǎn)量與對(duì)照中麥175的增減產(chǎn)比來(lái)分析品種的豐產(chǎn)性。采用LSD測(cè)驗(yàn)和檢驗(yàn)品種的差異顯著性。

穩(wěn)產(chǎn)性分析。采用Francis提出的均值-變異系數(shù)(CV)法以及溫振民等提出的高穩(wěn)系數(shù)(HSC)法分析品種的穩(wěn)產(chǎn)性。

采用DPS 數(shù)據(jù)處理軟件及Excel軟件分析進(jìn)行試驗(yàn)數(shù)據(jù)處理。

2 結(jié)果與分析

由表1可知，在2016—2018年連續(xù)2個(gè)年度河北省小麥區(qū)域試驗(yàn)中，科茂53在19個(gè)點(diǎn)次表現(xiàn)全部增產(chǎn)，增產(chǎn)點(diǎn)率100%，平均產(chǎn)量為8 134.5 kg/hm，比對(duì)照中麥175增產(chǎn)6.8%。在2017—2018年河北省小麥生產(chǎn)試驗(yàn)中，10個(gè)試點(diǎn)中有9點(diǎn)增產(chǎn)、1點(diǎn)減產(chǎn)，平均產(chǎn)量7 246.5 kg/hm，較對(duì)照中麥175增產(chǎn)7.3%。綜合2個(gè)年度29個(gè)點(diǎn)次的試驗(yàn)數(shù)據(jù)可知，科茂53的平均產(chǎn)量為7 838.5 kg/hm，較對(duì)照中麥175平均增產(chǎn)7.0%。其中，產(chǎn)量超過(guò)7 500.0 kg/hm的點(diǎn)次有24個(gè)，占試點(diǎn)總數(shù)的80%；產(chǎn)量超過(guò)9 000.0 kg/hm的點(diǎn)次有5個(gè)，最高產(chǎn)量達(dá)到9 963.0 kg/hm。由此可見，科茂53是一個(gè)豐產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)性好且高產(chǎn)潛力大的優(yōu)良品種。

表1 河北省小麥試驗(yàn)中科茂53的產(chǎn)量比較Table 1 Comparison of the yield of Kemao 53 in Hebei regional test

由表2可知，2016、2017年科茂53的高穩(wěn)系數(shù)分別為90.680和79.157，均超過(guò)了對(duì)照品種中麥175，表現(xiàn)出良好的豐產(chǎn)性和穩(wěn)產(chǎn)性；2016、2017年科茂53的變異系數(shù)(CV)分別為7.187%和18.015%，均小于相應(yīng)年份對(duì)照，說(shuō)明科茂53的穩(wěn)產(chǎn)性優(yōu)于中麥175，其中2016年CV值較小，說(shuō)明該年份科茂53在不同環(huán)境中的變化小、靜態(tài)穩(wěn)定性好。2016、2017年科茂53的產(chǎn)量分別為9 053.2和7 215.4 kg/hm，較對(duì)照分別增產(chǎn)7.5%和6.2%，說(shuō)明科茂53不僅高產(chǎn)而且穩(wěn)產(chǎn)性好。

表2 河北省區(qū)域試驗(yàn)中科茂53穩(wěn)定性比較Table 2 Comparison of the stability of Kemao 53 in Hebei regional test

從表3可以看出，在籽粒產(chǎn)量三要素中，籽粒產(chǎn)量與有效穗數(shù)間顯著相關(guān)(0.651 2)，說(shuō)明科茂53增加有效穗數(shù)對(duì)提高產(chǎn)量的作用較大，千粒重與產(chǎn)量的相關(guān)性次之(0.583 6)，穗粒數(shù)則與產(chǎn)量負(fù)相關(guān)(-0.380 3)；有效穗數(shù)和千粒重互作對(duì)產(chǎn)量的影響最大(0.748 3)，穗粒數(shù)與千粒重互作效應(yīng)對(duì)產(chǎn)量影響最小(0.141 3)，表明科茂53在生產(chǎn)中可通過(guò)栽培措施在增加穗數(shù)同時(shí)協(xié)同提高穗粒數(shù)和千粒重來(lái)實(shí)現(xiàn)高產(chǎn)。

由表4可知，提高籽粒產(chǎn)量三要素中的任意一個(gè)因素，均能起到增產(chǎn)的作用，其中以增加有效穗數(shù)的作用最大(直接通徑系數(shù)0.460 3)，千粒重次之(0．421 5)，而穗粒數(shù)的作用較小(-0.271 4)，通過(guò)有效穗數(shù)和千粒重的間接作用也為負(fù)值，分別為-0.090 4和-0.018 5。因此，科茂53在穗數(shù)和千粒重上增產(chǎn)效果明顯，穗粒數(shù)則較小。

由表5可知，在2016—2018年度的河北省區(qū)域試驗(yàn)和生產(chǎn)試驗(yàn)中，科茂53成株期綜合抗病性鑒定結(jié)果為中抗/高抗條銹病、免疫/中抗葉銹病、中感/中抗白粉病、低抗/中抗吸漿蟲。抗寒性鑒定顯示，死莖率分別為2.7%和9.9%，綜合評(píng)價(jià)抗寒性好。2019年(衡水)在干旱模擬棚環(huán)境和田間自然環(huán)境下進(jìn)行抗旱性鑒定，結(jié)果顯示抗早指數(shù)1.158，抗旱性“2級(jí)”(抗旱性強(qiáng))，說(shuō)明科茂53綜合抗性好，特別是對(duì)條銹病和葉銹病的抗性強(qiáng)，這進(jìn)一步顯示了科茂53的豐產(chǎn)節(jié)水性、穩(wěn)產(chǎn)性和廣適性。因此，科茂53在生產(chǎn)中能夠很好地應(yīng)對(duì)河北省小麥生產(chǎn)上水資源缺乏、頻繁發(fā)生的條銹病和葉銹病危害，顯著降低病害發(fā)生程度，提高小麥產(chǎn)量和品質(zhì)。

表3 河北區(qū)域試驗(yàn)中科茂53籽粒產(chǎn)量及其構(gòu)成因素的相關(guān)系數(shù)Table 3 Correlation coefficients of Kemao 53 between grain yield and yield component factors in Hebei regional test

表4 2016—2017年科茂53的3個(gè)產(chǎn)量相關(guān)性狀對(duì)產(chǎn)量的通徑系數(shù)Table 4 Path coefficient of yield-related traits to yield of Kemao 53 in 2016-2017

河北省農(nóng)林科學(xué)院糧油作物研究所質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)測(cè)試中心(石家莊)品質(zhì)檢測(cè)結(jié)果顯示，粗蛋白(干基)13.2%，容重786 g/L，濕面筋(以14% 水分計(jì))26.1%，最大抗延阻力239 EU，拉伸面積33.0 cm，穩(wěn)定時(shí)間7.2 min，主要品質(zhì)指標(biāo)達(dá)到國(guó)家中筋小麥品質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。從試驗(yàn)結(jié)果來(lái)看，科茂53是一個(gè)豐產(chǎn)和穩(wěn)產(chǎn)性好、適應(yīng)性廣、增產(chǎn)潛力大的小麥新品種。科茂53的育成和推廣對(duì)河北省小麥增產(chǎn)和品質(zhì)提高具有重要作用。

表5 科茂53抗性鑒定結(jié)果Table 5 Results of resistance identification of Kemao 53

3 結(jié)論

小麥的豐產(chǎn)性、穩(wěn)定性和抗逆性是檢驗(yàn)小麥品種是否優(yōu)良以推廣應(yīng)用的重要依據(jù)。結(jié)果表明，科茂53具有較好的豐產(chǎn)性、穩(wěn)定性和抗逆性，產(chǎn)量構(gòu)成三因素協(xié)調(diào)，增產(chǎn)潛力較大。在2個(gè)年度區(qū)域試驗(yàn)中，科茂53的平均產(chǎn)量為7 530.0 kg/hm，有效穗數(shù)為613.5萬(wàn)個(gè)/hm，穗粒數(shù)為36.0粒，千粒重為41.8 g，較對(duì)照中麥175增產(chǎn)6.9%，且均在當(dāng)年參試品種中排名前4位。科茂53在各試點(diǎn)間的CV值較小，具有較好的靜態(tài)穩(wěn)定性，2個(gè)年度區(qū)域試驗(yàn)科茂53的高穩(wěn)系數(shù)均高于對(duì)照，進(jìn)一步說(shuō)明科茂53具有較高的豐產(chǎn)性和穩(wěn)產(chǎn)性。同時(shí)，科茂53連續(xù)2年在19個(gè)點(diǎn)次均較對(duì)照增產(chǎn)，增產(chǎn)點(diǎn)率100%，表明科茂53對(duì)環(huán)境的適應(yīng)能力強(qiáng)，具有廣泛的適應(yīng)性。試驗(yàn)結(jié)果還表明，科茂53的綜合抗性較好，表現(xiàn)為高抗條銹病、免疫銹病和白粉病和吸漿蟲，且該品種的莖稈彈性好，抗倒伏能力強(qiáng)，抗旱等級(jí)達(dá)2級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，品質(zhì)檢測(cè)結(jié)果達(dá)到國(guó)家中筋小麥標(biāo)準(zhǔn)。因此，科茂53是一個(gè)集節(jié)水、豐產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)和抗逆性突出于一體的中筋小麥新品種，適宜在河北省北部麥區(qū)種植，具有廣闊的推廣應(yīng)用前景。