关于小麦育种几个问题的商榷

大家好，我是“一麦众承”3号（麦动中原）组的苌收伟，我们组组长是曹廷杰老师，成员有李文旭老师、张福彦老师、 刘保华老师和我，非常感谢陈红敏老师能把大家组织起来，让自己有一个这么难得的学习机会。我原在市级农业科研单位工作，2021年4月份退休，退休前已把户口起回老家内黄，以老家为基地，继续做小麦育种。现在对我来说育种出不出品种都行，重要的是心情，把育种当成消磨时光的一个爱好和修心养性的一个养老方法，所以育种规模和材料都很有限，充其量是个作坊，所以我受组长曹廷杰老师的安排，结合自己作坊式的育种工作，提出几点不成熟的看法，请各位专家指正。

1  倒春寒问题

倒春寒是河南乃至黄淮麦区常发和严重影响小麦生产的主要气象灾害之一，发生频率明显提高，部分严重的地块小麦减产15-40%左右，应引起高度重视。

1.1  倒春寒具有不可逆性，倒春寒使小麦产量直接减产，没有回旋余地，不像冬季冬害发生后，通过后期的田间管理可以弥补危害的结果，春冻使小麦穗部缺粒，小麦缺一粒，亩产减产30斤左右。

1.2  在遗传改良方面，难度更大，在性状表现上具有不稳定性，例如：某一年发生严重，某一年发生不严重，不像小麦对冬季低温的表现那么规律，育种当然希望培育抗倒春寒品种，往往有几年春季低温不明显，那么倒春寒表现就不严重，在倒春寒不严重的情况下，给我们配置组合时亲本的选配和后代处理带来很多不确定性。几年以后，忽然有一年又来了一个倒春寒特别严重的年份，就会忽然发现，辛辛苦苦选育的那么多的高产类型的材料和品系，一年之间可能全军覆没。

1.3  倒春寒具有某种程度的隐蔽性，现在倒春寒的危害几乎年年发生，只是有的年份发生不严重，没有被关注，例如近些年通过穗部考种可以发现，小麦下部和顶部小穗缺粒明显，有时看着麦穗很完整，但实际有很多缺粒现象，尤其是顶部小穗，今年又发现一个很奇怪的现象，中部小穗其小花颖壳长得很完整，但是用手压里面全是空的，没有籽粒。在遗传改良上，相对没有冬季冻害容易选择和改良，例如冬春杂交，可根据冬季幼苗习性，基本可选育抗寒性较好的单株，如果冬季不幸错过选择机会，后期根据单株成穗数、株高和成熟期，也可基本判断其抗寒性，但倒春寒在选择单株时很难判定，尤其是春季冻害不重的情况下更不好判定。

1.4  抗倒春寒类型品种对小麦育性和花粉量提出较高水平今年清明前那场雪，对小麦授粉造成严重危害，再一次意识到小麦在花粉数量和质量对于小麦传种接代的重要性，庆幸的是今年授粉没有扬花或扬花推迟，但这个问题应引起高度重视，如果有一年倒春寒发生时间再推迟或出现更低的低温，有可能造成小麦不授粉，那么损失就严重了。

在遗传改良上，一是重视亲本花粉数量既多花多实亲本的选择；二是感觉山东材料较河南材料多花；三是有育种家提出“完整穗型”的概念，也许这也是小麦高产育种的一个突破点。

2  小麦冬春连旱几率升高，干旱严重程度加剧

2.1  小麦生长期有效降雨越来越少，豫北小麦生育期浇水4-6次，部分年份田间灌水量较常年增加200-300%。

2.2  随着工业的发展、城市的扩张、生态环境资源的破坏和生活质量的提高，干旱会进一步加剧。

2.3  在遗传改良方面

2.3.1  在高产育种提高小麦品种的抗旱性特别重要，抗旱性好，可能根系发达，水肥营养高效利用，提高光合能力，是高产稳产重要标志，同时抗旱提高小麦结实率、抗冬季冻害、抗倒春寒、抗后期高湿、落黄和广泛的适应性都有很高的相关关系。例如：豫麦2号（宝丰7228），在高水肥地高产，推广面积很大，在中水肥和丘陵旱地同样高产，它本来是一个水地品种但在丘陵旱地推广面积超过任何一个旱地品种，至今在鹤壁西部山区和林县仍有种植。前几年去去宝丰农科所，看到长势较好，要了他们一穗，至今保留在亲本圃，综合性状仍然较好，温2540、温麦6号、鲁麦14号也是这个类型，所以高产育种一定要重视抗旱性。

 2.3.2  节水品种培育和利用，随着干旱的加剧，豫北小麦生育期干旱年份浇水达6次，浪费大量人力物力，限制了土地规模经营，一定程度增加化肥使用量，加剧茎基腐病发生蔓延，曾设想有一个品种足墒播种后，浇一次拔节水或一水不浇，产量达到500公斤，就能为农民小麦种植提高很多效益，2019年我用洛旱7号、天禾3号做试验，洛旱7号仅浇拔节水的情况下产量达到600公斤，但后期有自然倒伏的风险，所以加强节水品种的培育和利用意义深远，是实现小麦高产优质高效绿色的重要途径，盼能引起同行重视。

2.3.3  茎秆较高长势繁茂的旱地品种对茎基腐病有较好抗性（只是自己观察，没有科学依据）。

3  病害危害进一步加剧

在过去20年，河南小麦病害主要病害是三锈和白粉为常发病害，近几年来，小麦全蚀病、包囊线虫病、叶枯病、颖枯病等都有一定的发展。尤其是被称作小麦癌症的病害---小麦赤霉病和茎基腐病有大发生的趋势。

3.1  赤霉病加重。在河南农大听过程顺和院士做的一个报告，他说：赤霉病毒素是国家认定的三级致癌物，2015年全国四分之一小麦赤霉病毒素超标（江苏、安徽二分之一）如果超标小麦全部进库，每年的经济损失能制造一艘航空母舰。小麦赤霉病是世界性病害，主要发生后期温暖湿润的地方，北美、南美、欧洲，近年来中国的黄淮麦区发展迅速，尤其是长江下游冬麦区和东北春麦区，在我省自豫南往北，赤霉病由过去的南阳、信阳和驻马店地区扩展到黄河以北的新乡、安阳、鹤壁。2011年新乡小麦赤霉病穗率达5-15%，驻马店严重的年份，赤霉病穗率达40%左右。令人遗憾的是这么一种给小麦生产造成严重后果的小麦病害，却在全世界找不到有效的抗原。目前世界公认苏麦3号，抗赤霉性最好，遗憾的是苏3的抗赤霉病基因与其他基因连锁，难以遗传，苏麦3号的改良几乎所有小麦育种单位都做了后代中皆没有抗赤霉病性状的表现。同样我们也做过苏麦3号的改良，结果都是一样的除了抗赤基因不遗传外，高杆性状的遗传力很强，抗寒性及产量性状较差，除苏麦3号外农家种忘水白、包括杨麦系列以及国家小麦工程技术研究中心、河南省农科院植保所等，征集到很多抗赤霉病的材料，但是这些材料一致的突出的缺点就是丰产性差，在遗传改良上如何找到抗赤和丰产的结合非常重要。

 3.2  小麦还有一个癌症是茎基腐病，在遗传上没有抗源，在田间防治上没有有效药物。曾和小麦病害专家一起考察小麦茎基腐病，有的家庭的承包地几乎死完，茎基腐病发生很多，都是一家一家的，严重地块几乎绝收，惨不忍睹，据专家讲这与家庭耕作制度和品种特性有很大关系。我们课题组通过田间观察：①高杆品种较矮秆品种对茎基腐病抗性好②苗期长势繁茂性好对茎基腐病的抗性好③抗旱性好的品种对茎基腐病的抗性好。选育和鉴定抗病品种已迫在眉睫。

4  产量问题

提高产量是小麦育种一个永恒课题，也是国家粮食安全的迫切需要。自60年代郑引1号在博爱农场亩产突破600公斤至今，小麦品种产量潜力几乎没有提高；宝丰县农科所还种植豫麦2号，其产量潜力仍不比现在推广品种差，那么小麦品种产量潜力提高的突破点在哪里呢？

自上世纪70年代初期，人们开始讨论小麦产量形成的构成要素问题，有关学者曾设想不同的“超高产品种”产量三要素构成模式：山东42-45万穗、40-50粒、45-50克，小于30万为大穗、31-49为中穗、50万以上为多穗；江苏三个“53”，河南多穗：55-60万穗、25-30粒；中穗：40万穗、40粒；大穗30万穗、50-60粒。周口43-45万穗、38-45粒、47-50克。另外也有人提出:陕西大穗模式，穗子结实100粒以上，千粒重40克，20万穗，就可突破800公斤亩产；以色列提出每穗150粒、千粒重50克、10万穗，实现800公斤亩产。四十年来，我国冬麦区也多以此来作为评价高产品种的产量性状间的协调性，育种家也多把注意力集中在使产量三因素实现在高水平上的同步协调提高上。然而，小麦的产量三因素性状是一个由多基因控制的复杂的数量性状，既涉及根、茎、叶、冠层、穗等植物学形态学性状，是一个十分复杂的生物系统。

近年来各地涌现出一定数量的创历史高产纪录的高产品种，但往往“只有高产纪录，没有高产面积”，缺乏可重复性，并没有有效带动大面积小麦实现大幅度均衡增产。例如河南“兰考906”、山东“莱芜137”等。这就说明限制大幅度提高小麦产量潜力的瓶颈问题还没有从根本上得到解决。无论是小麦产量构成“三要素”理论，还是“源-流-库”理论，或是“冠层结构”理论，它们都有一个共同点，就是在形成穗、粒重、产量的问题上探讨的多，而在支撑和保证实现这一高产目标的最重要的性状（尤其是群体和株型结构）上还没有找到突破点。

所以在育种的同时：一是抽出一部分精力进行种质创新；二是加强种质资源交流，弘扬种质资源公开开放的良好风气，尤其是国家、省公益的种质创新机构；三是加强和协作开展种质资源利用研究；四是在育种方向上要设定近期和远期两个目标。近期目标继续做好修饰育种，远期目标要期望创造一个新类型，实现小麦育种重大突破，例如：绿色革命，由于引进矮杆基因，使小麦株高由135CM左右降低到80CM，几乎让世界小麦单产提高一倍。

由于自己才疏学浅，经验不足，还望各位专家批评指正。同时文中引用了部分小麦专家老师的研究结果和资料，由于资料整理时没有记录，无法一一罗列，在此深表歉意并感谢。