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浅谈小麦株型变化的育种历程

 洋溢九洲 2022-08-14 发布于河南

各位老师,各位专家,大家好!我是陕西宝鸡市农业科学研究院的陈三乐,在“一麦众承”第13组(麦行天下),我们组的成员还有杨海川老师(组长)、董普辉老师、宋建喜老师、张震老师、崔法老师、马小飞老师、阎俊老师、梁文化老师、张海军老师、刘秉华老师、李兴茂老师。首先感谢陈红敏老师让我融入到全国小麦育种精英这个大家庭,虽然这几个月都比较忙,但在这群里学到了不少知识,确实受益匪浅。我本人一直从事小麦育种工作,今天就把二十多年在小麦育种过程中的体会回顾一下,主要想谈谈我们选育的四个小麦品种的株型变化的育种历程,分享给各位老师,有不妥之处,希望老师们多提意见和看法,以期在以后的小麦育种工作中有所借鉴和帮助。

一、国省双审小麦品种秦农142的株型形成

秦农142是宝鸡市农业科学研究院小麦所优麦室育种团队1994年以郑州8329为母本,植87135-2-1-2-9为父本,通过人工杂交组配,1999年选育而成,2005年分别通过国家和陕西省农作物审定委员会审定。

品种选育我们严格按下面程序进行,就是在后代的分离,选择和自交纯合的过程中,我们采用交替在水旱两种条件下栽培,杂种后代始终处在人工诱发条锈病,白粉病诱发环境下选择,在各世代各个时期,紧紧围绕育种目标,只选择符合育种目标,集中了双亲优点的新类型,重点对单株成穗多,有效小穗20个以上,灌浆快,不早衰,后期落黄好的单株选穗。田间对长势,长相,株高,株叶型,抗病性,抗逆性,水旱条件下的反应等进行严格观察;室内对穗粒数,千粒重,粒质,粒色,粒形,饱满度,角质率,黑胚率,品质等商品性状进行严格选择。

我们对株型的认识是在秦农142的选择过程中逐步形成的,在秦农142还没育成之前,我们选育的秦麦11、秦农068、秦农161优秀品系,综合性状都很好,就是产量始终在500公斤的水平上下徘徊,我们寻找各种原因,曾一度使我们对育种有点迷茫。因为在黄淮麦区最西部的宝鸡地区,春季干旱常年发生,品种的株型多年形成稍松散型,这样在春季能覆盖地面,减少水分蒸发,植株也无形中偏高,以适应干旱对小麦生长的影响。而我们在选择秦农142的14个系中,有四个优系株型紧凑,抗旱性好,穗多产量高,而且年际间变幅小,经鉴定把产量高的定名为秦农142,产量水平达到550-600公斤,产量上的突破也使我们对株型的认识有了突破,打破了固有思维,对每个材料有了重新的认识,株型紧凑也许是产量提高的最好途径。

二、省审小麦品种秦农578的株型变化

秦农578是宝鸡市农业科学研究院小麦所优麦室育种团队2003年以陕农981为母本,周麦17-5为父本,通过人工杂交组配,2009年选育而成的高产、优质、多抗、广适小麦新品种,2013年4月通过陕西省农作物品种审定委员会审定。2018年河南、江苏、安徽引种种植,中国农科院作物所鉴定秦农578属于三抗(抗条锈、抗白粉、抗赤霉)品种。

秦农578是秦农142审定8年后才选育成功的,这8年我们在产量的突破上苦苦求索,我们把国内最高产量的品种与我们所选品种的产量三要素作了比较。我们的品种与国内最好品种相比:亩穗数基本持平,穗粒数略高,千粒重相差5g以上,理论上有近100公斤的产量差距(农业科技通讯2011.06《试论超高产小麦选育的思路和途径》)。宝鸡地区小麦千粒重小的原因就是小麦后期高温,干热风常发,灌浆期短,大粒往往饱满度差而被淘汰。在后代筛选过程中,秦农578给我们提供了突破口,千粒重达到48-52克,而且籽粒饱满,产量水平达到600-650公斤。为了保证千粒重大而稳,在株型的选择上稍有变化,株型稍紧凑,属于v型,叶长上挺,增大受光面积,根系活力强,叶功能期长,熟相好。秦农578株型的变化并没有改变我们坚持紧凑型株型的思想,只是在缩小产量差距前提下株型逐步过渡的探索和中间材料的创制。

三、省审旱地小麦品种秦农21的株型不足

秦农21是宝鸡市农业科学研究院小麦所优麦室育种团队2003年以B97044-1为母本,淮麦20为父本,通过人工去雄授粉,配置杂交组合,2013年选育而成的高产、抗旱、抗病、广适小麦品种,2017年5月通过陕西省农作物品种审定委员会第49次品种审定会议审定。

秦农21属于旱地品种,宝鸡山旱地常年产量水平为300-400公斤,在后代的选择中,对产量潜力要求500公斤,所以重点加强了株叶型的选择,株型不太好的全部淘汰,选中的秦农21有26个系,最后只留下2个茎秆直立,旗叶小而上挺,秆细而硬,穗数较多,前期行间透光的优系,择产量较高的定名为秦农21。秦农21前期的生长,分蘖数,茎秆,叶型,抗病都很理想,但在生产后期我们发现理想株型在丰产年份存在倒伏问题,秦农578在水肥条件好的情况下也倒伏,同样我们在产量性状好的品系上也发现倒伏问题,倒伏成为产量再突破的障碍,这给我们选择又增加了好大压力。

四、国审小麦品种秦农168的株型优势

秦农168是宝鸡市农业科学研究院小麦所优麦室育种团队2004年以秦丰197为母本,周麦18为父本,通过人工去雄授粉,配置杂交组合,2016年选育而成的高产、多抗、抗逆、广适小麦品种,2022年5月通过国家农作物品种审定委员会审定(审定编号:国审麦20220128号)。

秦农168属半冬性早中熟品种,全生育期228天,幼苗半匍匐,长势强,叶片宽短,叶色浅绿,冬季抗寒性强。分蘖能力强,成穗率中等,成穗数较多,春季起身、拔节迟,两极分化快,抗倒春寒能力强。株高72-78厘米,茎秆稍粗,抗倒能力强。株型紧凑,茎叶腊质不明显,旗叶宽短,上挺。穗层整齐,穗多穗匀,穗长方型,长芒,白壳,白粒,角质。籽粒短圆,腹沟浅,外观商品性好。后期根系活力强,耐高温能力强,落黄好。产量三要素协调,一般亩成穗43.2-48.7万,穗粒数42.6-47.3粒,千粒重44.6-48.9克。中抗条锈病、白粉病,抗叶枯病、纹枯病。品质检测:容重818克/升,蛋白质含量14.3%,湿面筋含量34.7%,稳定时间5.6分钟,吸水率59%。

秦农168是我们在众多品系的株型选择探索过程中脱颖而出的新品种,植株稍高,穗数较多,抗倒性强,能保证亩产700公斤的潜力发挥。我们在后代选择过程中,加强了株型必须紧凑,千粒重必须大,亩穗数必须多,抗倒性必须强四个方面的选择压力,在860份鉴定材料中层层筛选,秦农168最接近选择目标,对其产量最高的6个系,进行了测产,择其产量较高的定名秦农168。为了增强抗倒性,秦农168的茎秆稍粗,这是我们在个体与群体之间寻找到一种平衡,也是在不同产量条件下株型选择中的变化。一个品种选择的成功需要一大批中间材料做支撑,就像我们在千粒重这一性状的突破上,当时不知淘汰了多少个优系,同时也花费大量人力物力创制了多少中间材料,才筛选出接近育种目标的材料。

我们都知道小麦产量水平的不断提高是其三因素协调发展的结果,产量由高产向超高产发展是从不断打破原来的协调平衡向建立新的更高一级平衡发展。产量三因素的协调提高是需要茎秆形态,叶子的光合速率,根系的活力,抗寒抗旱抗病抗倒等集中在一个品种上才可实现的,所以品种选择的过程就是不断淘汰和不断创制的过程,也是不断解决新问题的过程。小麦育种就是一项不断追求籽粒产量的工作,为了获取更多的籽粒产量,国内外专家对小麦株叶型也进行了有益的探索,取得了较大进展,但在实际生产中,我们也看到具有理想株叶型的材料也不一定高产,而高产品种是并存于不同株叶型结构中的。我们选育的四个小麦品种,正是从紧凑型株型理念的形成,在提高产量过程中对株型的探索,理想株型下又存在的问题,在产量突破中对株叶型的要求中,一步一步走到现在,今年小麦产量普遍较高,高产记录不断涌现,今年在我们的鉴定中也涌现出许多700公斤以上的材料,如何让这些材料在大田生产中发挥高产潜力,这是摆在我们面前的新的课题。

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作者简介:陈三乐,男,陕西扶风人,高级农艺师,1992年就职宝鸡市农科院,一直从事麦类育种及农业新技术推广工作,荣获宝鸡市有突出贡献拔尖人才,宝鸡市优秀科技工作者。完成国、省(市)科技项目14项,获奖7项,其中省政府科技奖一等奖壹项,二等奖壹项,三等奖两项。选育国(省)审小麦新品种四个,大麦品种壹个。

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