小麥新品種蜀麥133的選育與生產(chǎn)應(yīng)用

馬孝玲,黃 林,賀靖舒,伍碧華*

(1.四川農(nóng)業(yè)大學(xué)小麥研究所,成都 611130;2.四川省農(nóng)業(yè)科學(xué)院作物研究所,成都 610066)

1 前言

小麥?zhǔn)鞘澜缟戏N植面積最大、總產(chǎn)量最高的農(nóng)作物,是世界上總產(chǎn)量第2的糧食作物,僅次于玉米。小麥為人類提供約21%食物熱量和20%蛋白質(zhì),是全球約35%～40%人口的主要食糧,也是我國(guó)主要的糧食作物之一。我國(guó)是世界上最大的小麥生產(chǎn)國(guó)和消費(fèi)國(guó),小麥持續(xù)生產(chǎn)對(duì)保障國(guó)家糧食安全和社會(huì)經(jīng)濟(jì)繁榮穩(wěn)定具有重要意義。因此,不斷增加小麥產(chǎn)量、保障小麥有效供給是我國(guó)小麥生產(chǎn)的一項(xiàng)長(zhǎng)期任務(wù)。培育優(yōu)良品種,充分發(fā)揮其生產(chǎn)潛力是保障糧食安全重要措施。新中國(guó)成立以來,我國(guó)小麥生產(chǎn)取得舉世矚目的成就。經(jīng)過多年持續(xù)攻關(guān),我國(guó)種業(yè)科技水平穩(wěn)步提升,基本實(shí)現(xiàn)主要糧食作物良種全覆蓋。我國(guó)糧食產(chǎn)量已連續(xù)7年保持在6.5×1011kg以上,糧食供給總量充足、庫(kù)存充裕。小麥單產(chǎn)和總產(chǎn)水平總體呈上升趨勢(shì)。2021年我國(guó)主產(chǎn)區(qū)小麥單產(chǎn)6365kg/hm2,在全球范圍內(nèi)處于較高水平。中國(guó)小麥生產(chǎn)雖已實(shí)現(xiàn)了歷史性跨越,但近20 年產(chǎn)業(yè)發(fā)展面臨提升質(zhì)量、降低成本和保護(hù)環(huán)境三大挑戰(zhàn)。此外,我國(guó)糧食供求中長(zhǎng)期仍是緊平衡態(tài)勢(shì)。由于人多地少,資源環(huán)境約束日益趨緊,單純依靠增加耕種面積來提高產(chǎn)量的難度越來越大。迫切需要高產(chǎn)綠色高效廣適突破性新品種和配套栽培技術(shù),以滿足口糧絕對(duì)安全、營(yíng)養(yǎng)健康、生態(tài)綠色可持續(xù)的總體發(fā)展目標(biāo)。

四川為代表的西南麥區(qū)是國(guó)內(nèi)小麥生態(tài)環(huán)境最復(fù)雜多樣的農(nóng)業(yè)生態(tài)區(qū),不僅具有寡日照、陰雨多、季節(jié)性干旱并存的共同特點(diǎn),而且地形、地貌、氣溫、雨水等自然環(huán)境千差萬(wàn)別,倒伏、病害等危害易發(fā)、重發(fā)。四川小麥具有特殊的生產(chǎn)性能特征,國(guó)外和省外小麥品種大都會(huì)“水土不服”,四川的重大小麥品種都是由四川本土育種家選育。但長(zhǎng)期以來,圍繞少數(shù)高產(chǎn)優(yōu)良品種間的雜交配組和品種選育,導(dǎo)致品種同質(zhì)化嚴(yán)重,突破性重大品種越來越少。四川糧食生產(chǎn)面臨“確保國(guó)家口糧安全與綠色高效發(fā)展”的雙重挑戰(zhàn)。同時(shí),四川小麥播種面積處于緩慢降低的走勢(shì),近20年的小麥單產(chǎn)、總產(chǎn)量雖然實(shí)現(xiàn)穩(wěn)步增長(zhǎng),但仍低于全國(guó)平均水平。例如,四川省2019年小麥的平均產(chǎn)量為268.55kg/667m2,低于當(dāng)年全國(guó)平均水平的375.36kg/667m2。研發(fā)適宜于四川特殊生態(tài)環(huán)境的高產(chǎn)、廣適、抗病、商品價(jià)值高的突破性小麥新品種及其配套栽培技術(shù)是實(shí)現(xiàn)四川小麥產(chǎn)業(yè)綠色發(fā)展,保障國(guó)家糧食安全,促進(jìn)農(nóng)業(yè)提質(zhì)增效的重要措施。

黨的十八大以來,習(xí)近平總書記提出了“確保谷物基本自給、口糧絕對(duì)安全”的新糧食安全觀,對(duì)綠色安全提出了更高要求。這不僅需要充分利用耕地,還需要高產(chǎn)綠色高效突破性新型作物重大品種,以及與之相適應(yīng)的良法栽培措施來實(shí)現(xiàn)。四川小麥生產(chǎn)長(zhǎng)期缺乏產(chǎn)量與效益、生產(chǎn)與生態(tài)、資源環(huán)境與綠色并重的突破性優(yōu)良品種。針對(duì)選育抗病、優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)、高效、生態(tài)友好的小麥新品種為育種目標(biāo),課題組長(zhǎng)期開展多目標(biāo)性狀協(xié)同改良的小麥新品種選育與推廣應(yīng)用研究,力爭(zhēng)培育出能夠在高產(chǎn)、廣適、抗性突出、耐逆、綜合農(nóng)藝性狀突出,能在四川及長(zhǎng)江上游冬麥區(qū)大面積種植的優(yōu)良小麥品種。在國(guó)家和四川省級(jí)科技計(jì)劃項(xiàng)目的持續(xù)資助下,2007年利用引自中國(guó)科學(xué)院成都生物研究所育成的優(yōu)良小麥新品種“川育23”與引自四川省農(nóng)科院作物所選育的優(yōu)良品系材料B1291進(jìn)行雜交配組。利用改良系譜法歷經(jīng)10年選育而成集高抗條銹病、中抗赤霉病、耐寒性強(qiáng)、抗旱、抗倒性好、抗穗發(fā)芽、高產(chǎn)廣適、豐產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)特性的白皮大粒小麥新品種“蜀麥133”(川審麥2017005,國(guó)審麥20220001)。

2 材料與方法

2.1 試驗(yàn)材料

小麥新品種“蜀麥133”的母本是引自中國(guó)科學(xué)院成都生物所育成的高產(chǎn)白皮小麥品種“川育23”(R59//鄭9023/H435),該品種2008年通過四川省農(nóng)作物品種審定委員會(huì)審定,四川省農(nóng)科院植保所鑒定結(jié)果為高抗條銹病,中感白粉病,中感赤霉病?！笆覃?33”的父本是引自四川省農(nóng)科院作物所育成的小麥新品系B1291。

2.2 選育過程

2007年,利用來自中國(guó)科學(xué)院成都生物所選育的高產(chǎn)白皮小麥新品種“川育23”(原代號(hào)30389)為母本,優(yōu)良新品系B1291為父本雜交配組獲得雜種F1種子。2008年獲得8000個(gè)單株以上的F2分離群體。2009和2010年連續(xù)2年單選混收獲得F3和F4代,2011年和2012年連續(xù)2代單選單收獲得F5和F6代,2012年11月播種,2013年選育穩(wěn)定成系(編號(hào)B13-3)。

2.3 特征特性鑒定

參照《四川省地方標(biāo)準(zhǔn)DB51/T 1517-2012小麥品種描述規(guī)范》進(jìn)行小麥品種性狀調(diào)查和記載。

2.4 產(chǎn)量比較

2013～2014年,“蜀麥133”在四川省成都市溫江區(qū)惠和村四川農(nóng)業(yè)大學(xué)科研試驗(yàn)基地和雅安市雨城區(qū)四川農(nóng)業(yè)大學(xué)科研農(nóng)場(chǎng)進(jìn)行品種比較試驗(yàn)。同時(shí)提交省植保所進(jìn)行小麥主要病害的抗病性鑒定。兩地對(duì)比試驗(yàn)中表現(xiàn)突出,綜合農(nóng)藝性狀優(yōu)良。2014～2016年參加由四川省種子站統(tǒng)一管理實(shí)施的四川省區(qū)域試驗(yàn)。2014～2015年有南充、廣元、綿陽(yáng)、雙流、資中、新都、宜賓和射洪8個(gè)有效試驗(yàn)點(diǎn)。2015～2016年有新都、雙流、射洪、南充、廣元、綿陽(yáng)、資中7個(gè)有效試驗(yàn)點(diǎn)。2016～2017年在雙流、射洪、綿陽(yáng)、內(nèi)江、鄰水和達(dá)州6 點(diǎn)進(jìn)行生產(chǎn)試驗(yàn)。試驗(yàn)采用隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì),3次重復(fù)。小區(qū)面積為13m2,小區(qū)間走道0.4m(部分試點(diǎn)為0.5m),重復(fù)間走道0.5m。試驗(yàn)四周設(shè)置保護(hù)行。2016～2018年參加長(zhǎng)江上游冬麥組區(qū)域試驗(yàn)。采用統(tǒng)一田間設(shè)計(jì),隨機(jī)區(qū)組、3次重復(fù),小區(qū)面積13m2。各試點(diǎn)按照當(dāng)?shù)卮筇锷a(chǎn)實(shí)際確定播期、密度耕作、肥水管理。2020～2021年參加生產(chǎn)試驗(yàn)。各試驗(yàn)點(diǎn)采用當(dāng)?shù)刂髟云贩N作對(duì)照品種:成都、綿陽(yáng)、南充和資陽(yáng)為“川農(nóng)32”,易門為“易178-25”,永川為“渝麥13號(hào)”,曲靖為“云麥56”,興義為“貴農(nóng)19”,勉縣為“漢麥5號(hào)”,十堰為“川麥42”。所有點(diǎn)均設(shè)置2次重復(fù),隨機(jī)排列,品種播種面積300m2以上。

2.5 抗病性鑒定

2.5.1 四川省區(qū)試 條銹病、白粉病和赤霉病抗性鑒定由四川省農(nóng)科院植保所主持。采用人工接種的方法進(jìn)行抗性鑒定。小麥條銹病鑒定方法參考《小麥區(qū)域試驗(yàn)品種抗條銹病鑒定技術(shù)規(guī)范》;白粉病鑒定方法和調(diào)查記載標(biāo)準(zhǔn)參見《全國(guó)小麥品種試驗(yàn)抗病蟲鑒定標(biāo)準(zhǔn)(試行)》;小麥赤霉病計(jì)算方法參考《小麥區(qū)域試驗(yàn)品種抗赤霉銹病鑒定技術(shù)規(guī)范》。

2.5.2 長(zhǎng)江上游冬麥組區(qū)試 抗條銹病、白粉病、葉銹病人工接種鑒定由中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院植物保護(hù)研究所完成;條銹自然發(fā)病鑒定由四川省農(nóng)業(yè)科學(xué)院植物保護(hù)研究所完成;抗赤霉病人工接種鑒定由江蘇省農(nóng)業(yè)科學(xué)院植物保護(hù)研究所完成。鑒定方法和調(diào)查記載標(biāo)準(zhǔn)參見《小麥抗病蟲性評(píng)價(jià)技術(shù)規(guī)范》系列標(biāo)準(zhǔn)(NY/T1443-2007); 白粉病鑒定方法和調(diào)查記載標(biāo)準(zhǔn)參見《全國(guó)小麥品種試驗(yàn)抗病蟲鑒定標(biāo)準(zhǔn)(試行)》; 條銹病評(píng)價(jià)采用《小麥區(qū)域試驗(yàn)品種抗條銹病鑒定技術(shù)規(guī)程》(NY/T2954-2016);赤霉病評(píng)價(jià)采用《小麥區(qū)域試驗(yàn)品種抗赤霉病鑒定技術(shù)規(guī)程》(NY/T2953-2016)。

3 結(jié)果與分析

3.1 特征特性鑒定

“蜀麥133”為春性冬小麥品種、全生育期183d,中早熟。幼苗半直立,葉片長(zhǎng)寬中等,葉色綠,分蘗力中等。株高90.5cm,株型較松散,抗倒性較好,整齊度好,穗層較整齊,熟相好。穗紡錘-長(zhǎng)方形,長(zhǎng)芒,小穗著生密度中等;長(zhǎng)芒,白殼;護(hù)穎茸毛少,護(hù)穎嘴鈍形,護(hù)穎斜肩,護(hù)穎瘠不明顯,穗軸毛無。種子卵圓形,籽粒白色,半角質(zhì),籽粒較飽滿,腹溝較淺。畝穗數(shù)25.3萬(wàn)穗,穗粒數(shù)41.5粒,千粒重45g以上。

2016年由榮縣、井研試驗(yàn)點(diǎn)統(tǒng)一送樣,經(jīng)農(nóng)業(yè)部谷物及制品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)測(cè)試中心(哈爾濱)進(jìn)行品質(zhì)分析,結(jié)果表明“蜀麥133”容重755～801g/L,平均778g/L;粗蛋白質(zhì)含量11.55%～13.45%,平均12.5%;濕面筋20.2%～26.3%,平均23.25%;沉降值26.5～32.8 mL,平均29.65 mL;穩(wěn)定時(shí)間1～5.6min,平均3.3min。2017和2018兩年國(guó)家區(qū)域試驗(yàn)品質(zhì)分析結(jié)果表明“蜀麥133”籽粒容重分別為804g/L和784g/L,蛋白質(zhì)含量分別為12.22%和12.3%,濕面筋含量23.5%和20%,穩(wěn)定時(shí)間4.6min和1.4min,吸水率54.8%和56.3%,最大拉伸阻力252Rm.E.U.。

2015和2016年四川省農(nóng)科院植保所對(duì)“蜀麥133”進(jìn)行人工接種小麥病原菌,抗性鑒定表明“蜀麥133”高抗條銹病、中感白粉病、中抗-中感赤霉病。2017和2018年中國(guó)農(nóng)科院植保所對(duì)“蜀麥133”進(jìn)行人工接種,抗性鑒定結(jié)果表明“蜀麥133”對(duì)條銹病近免疫、中感白粉病、中抗和中感赤霉病、中抗和中感葉銹病。生產(chǎn)上“蜀麥133”兼具有耐旱、耐寒、抗穗發(fā)芽、耐濕、抗倒伏等優(yōu)良特性。

3.2 產(chǎn)量表現(xiàn)

2014～2015 年參加四川省區(qū)域試驗(yàn),在南充、廣元、綿陽(yáng)、雙流、資中、新都、宜賓和射洪8個(gè)有效試驗(yàn)環(huán)境下均全部增產(chǎn)。“蜀麥133”在8個(gè)點(diǎn)的平均產(chǎn)量為418.56kg/667m2,比對(duì)照綿麥367(平均產(chǎn)量371.35kg/667m2)增產(chǎn)12.71%,差異極顯著,居區(qū)試2 組第2 位[1]。

2015～2016年參加四川省區(qū)域試驗(yàn)續(xù)試,設(shè)置的新都、雙流、射洪、南充、廣元、綿陽(yáng)、資中7個(gè)有效試驗(yàn)點(diǎn)中,6點(diǎn)增產(chǎn)。7點(diǎn)平均產(chǎn)量為396.41kg/667m2,比對(duì)照綿麥367(平均產(chǎn)量343.74kg/667m2)增產(chǎn)15.32%,差異極顯著,居區(qū)試 1組第 1位[2]。其中,新都、廣元和綿陽(yáng)3個(gè)試驗(yàn)點(diǎn)較對(duì)照增產(chǎn)超過20%。

2016～2017年在雙流、射洪、綿陽(yáng)、內(nèi)江、鄰水和達(dá)州5點(diǎn)進(jìn)行生產(chǎn)試驗(yàn),“蜀麥133”平均產(chǎn)量為378.15kg/667m2,比對(duì)照國(guó)審品種綿麥367(353.41kg/667m2)增產(chǎn) 7.00%,6點(diǎn)全部增產(chǎn)[3]。

2016～2017年“蜀麥133”同時(shí)參加國(guó)家長(zhǎng)江上游冬麥組小麥新品種區(qū)域試驗(yàn)。當(dāng)年度共設(shè)置18個(gè)試驗(yàn)點(diǎn),包括四川成都、綿陽(yáng)、內(nèi)江、平昌、西昌省5個(gè)點(diǎn);重慶北碚、永川、萬(wàn)州;云南省玉溪、曲靖;貴州省貴陽(yáng)、畢節(jié)、遵義、興義;陜西勉縣、安康;湖北十堰和甘肅成縣。其中,貴陽(yáng)點(diǎn)因花期低溫,陰雨日多,影響授粉結(jié)實(shí),導(dǎo)致3個(gè)品種因結(jié)實(shí)受影響而絕收,影響了試驗(yàn)結(jié)果比較被舍去?！笆覃?33”在余下17個(gè)有效試驗(yàn)點(diǎn)的平均產(chǎn)量377.6kg/667m2,居區(qū)試試驗(yàn)第2位,比對(duì)照川麥42增產(chǎn)10.7%,差異極顯著[4]。匯總17點(diǎn)中有13點(diǎn)比試驗(yàn)均值增產(chǎn)≥ 2%,增產(chǎn)點(diǎn)次率為76.5%。平均有效穗25.9萬(wàn)/667m2,穗粒數(shù)40.2粒,千粒重46g。

2017～2018年參加國(guó)家長(zhǎng)江上游冬麥組小麥新品種區(qū)域試驗(yàn)續(xù)試。包括四川成都、綿陽(yáng)、內(nèi)江、平昌、西昌;重慶合川、萬(wàn)州;云南曲靖;貴州貴陽(yáng)、畢節(jié)、遵義、興義;陜西勉縣、安康;甘肅成縣共計(jì)15個(gè)有效試驗(yàn)點(diǎn)。 “蜀麥133”平均產(chǎn)量412.6kg/667m2,居B組第1位,較比對(duì)照川麥42增產(chǎn)6.4%,差異極顯著[5]。匯總15點(diǎn)有9點(diǎn)比試驗(yàn)均值增產(chǎn)≥ 2%,增產(chǎn)點(diǎn)次率為60%。平均有效穗24.7萬(wàn)/667m2,穗粒數(shù)42.7粒,千粒重45.1g。

2020～2021年參加國(guó)家長(zhǎng)江上游冬麥組小麥新品種生產(chǎn)試驗(yàn)。共設(shè)置貴州興義,湖北十堰,四川南充、綿陽(yáng)、成都、資中,云南曲靖,重慶永川,陜西勉縣,云南易門10個(gè)試驗(yàn)點(diǎn)。“蜀麥133”平均產(chǎn)量為376.1kg/667m2,比對(duì)照川農(nóng)32/易178-25/渝麥13/云麥56/貴農(nóng)19/漢麥5/川麥42平均增產(chǎn)5.12%。10點(diǎn)中8點(diǎn)增產(chǎn),增產(chǎn)點(diǎn)率為80%[6]。

4 栽培技術(shù)要點(diǎn)

四川省區(qū)域試驗(yàn)和國(guó)家區(qū)域試驗(yàn)長(zhǎng)江上游組小麥新品種試驗(yàn)均充分證明“蜀麥133”具有較好的適應(yīng)性和豐產(chǎn)特性?！笆覃?33”適宜在長(zhǎng)江上游冬麥組的貴州省、重慶市全部,四川省除阿壩、甘孜州南部部分縣以外的地區(qū),云南省瀘西、新平至保山以北和迪慶、怒江州以東地區(qū),陜西南部地區(qū),湖北十堰、襄陽(yáng)地區(qū),甘肅隴南地區(qū)種植。

4.1 播種期

一般在10月底至11月中旬播種,最適宜播種時(shí)間為霜降至立冬。

4.2 用種量

凈作播種量8～12kg/667m2,基本苗12～14萬(wàn)/667m2為宜。

4.3 施肥量

施純氮 12～15kgkg/667m2,重底肥 、早追肥,看苗施拔節(jié)肥,配合適量的磷、鉀肥。

4.4 病草蟲害防治

注意防治蚜蟲和雜草,白粉病,濕害地區(qū)抽穗揚(yáng)花期適當(dāng)預(yù)防赤霉病。

4.5 種植隔離帶

作為種子利用的繁殖田塊,應(yīng)設(shè)置 50m以上的非小麥種植隔離區(qū),以防竄粉,同時(shí)要加強(qiáng)去雜保純和提純復(fù)壯,減少生物學(xué)混雜。

5 生產(chǎn)應(yīng)用

“蜀麥133”是四川省近年來育成的突破性高產(chǎn)綠色高效小麥新品種,2017年和2022年分別通過四川省和國(guó)家小麥新品種審定。“蜀麥133”在區(qū)域試驗(yàn)和多年生產(chǎn)應(yīng)用中,穩(wěn)定地表現(xiàn)出高抗條銹病,中抗赤霉病,以及較好的抗白粉和葉銹病特性,具有耐濕、抗旱,抗凍,較強(qiáng)的抗倒伏以及抗穗發(fā)芽能力,優(yōu)異的莖葉持綠性使其不僅具有較長(zhǎng)的光合功能期,而且在灌漿中后期具有很強(qiáng)的抗高溫逼熟能力和抗早衰能力,乃至“穗黃-籽熟-稈青”同在。生產(chǎn)上,收粒后還收草青貯,種養(yǎng)同行,收益大增,耕地高效利用,還免秸稈堆積和焚燒,綠色而環(huán)保。

該品種自2017年四川省審定后,立即被四川玉麥噸糧農(nóng)業(yè)科技有限公司轉(zhuǎn)化并進(jìn)行良種生產(chǎn)、經(jīng)銷和推廣應(yīng)用。因其高產(chǎn)、多抗、廣適、綠色、高效和良好的商品性及面條等加工性能,在生產(chǎn)上日益受到省內(nèi)外廣大種植大戶的青睞,得到了快速推廣應(yīng)用,種植面積逐年擴(kuò)大。同時(shí),該品種被進(jìn)一步引種到貴州、云南、重慶、陜西、廣西等地,在當(dāng)?shù)貤l件種植下均表現(xiàn)出較好生產(chǎn)性狀。

2021～2022連續(xù)2年完全高度隨機(jī)地對(duì)小農(nóng)戶和大戶自主耕種生產(chǎn)進(jìn)行抽查,無論是平原、還是丘陵旱地,盡管從播種到成熟都全程遭遇極其不利的氣候影響,“蜀麥133”都能獲得穩(wěn)定高產(chǎn)。2022年,“蜀麥133”在典型丘陵旱地小農(nóng)戶自主耕種測(cè)產(chǎn)達(dá)到608kg/667m2;2021年大戶自主“雙減”耕種生產(chǎn)平均達(dá)551kg/667m2。“蜀麥133”入選2020～2022年廣元市小麥主導(dǎo)品種,綿陽(yáng)市2019～2023年小春作物推介品種,也是陜西、貴州、重慶、四川等省市地方的政府采購(gòu)品種。

6 遺傳特性初步解析

“蜀麥133”攜帶成株廣譜抗條銹病基因Yr29和全生育期抗條銹病基因Yr69的對(duì)應(yīng)區(qū)段[7];利用Wu等[8]開發(fā)的小麥品質(zhì)、抗性、產(chǎn)量和適應(yīng)性相關(guān)基因的檢測(cè)標(biāo)記對(duì)“蜀麥133”進(jìn)行標(biāo)記檢測(cè),發(fā)現(xiàn)“蜀麥133”攜帶抗穗發(fā)芽位點(diǎn)TaVp-1B,抗旱位點(diǎn)TaDreb-B1。同時(shí),攜帶生育期、株高、千粒重和品質(zhì)的Vrn-A1、Rht-B1b/Rht-D1b、TaTPP-6AL1a、TaVp-1Bc、Glu-A1和Pina-D1a等基因位點(diǎn)。