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个体小麦育种随想

 新用户4406D4GU 2023-01-08 发布于河南

    各位老师,我是“麦动中原”组的苌收伟,根据组长曹廷杰老师的安排,今天我值日,我们组还有李文旭老师、刘保华老师、张福彦老师、王书平老师、闫文利老师、桑伟老师、路则府老师、李景辉老师、孟倩老师,请批评指正。

十分感谢“一麦众承”交流平台,使我有机会向各位老师学习和交流,在此再次向陈老师每天辛苦付出,表示诚挚的敬意和感谢。

个体育种是小麦育种的重要组成部分,国外发达国家很多重要品种都是由个体育种者培育。在我国也是一样,例如:河南偃师的徐才智老师,凭着一根尺子、一把剪刀、一架天平,培育出豫麦18号,累计推广面积3.2亿亩,获河南省科技进步一等奖,国家科技进步二等奖,培育的偃4110表现良好,也获得了河南省科技进步一等奖、国家科技进步二等奖,两度获得国家科技进步奖,成为我国唯一获国务院特殊津贴的农民育种专家。还有吕平安老师培育的温麦6号等,沈天民老师培育的兰考906都威震中国小麦四方,并分别获得国家科技进步二等奖。这些耀眼的成就,曾让很多人崇敬和跃跃欲试,但真正步入个体育种时,才能更加真实的理解他们的辛酸、困惑和心里那个光亮的太阳,我现在同样也是个体育种者,没有前面老师的辉煌成就,相比满眼的泪水,心灵的纠结、困惑,以及充满心头的冲动和对未来憧憬。

一、要有一块合格的试验地

从事个体育种首先要面对的是对试验地的选择,因为要成方连片,所以很不容易。第一次选择是离老家30余里的一块农场地,该地土壤质地较好,但位置太偏,其中20里公路,10里土路,那时自己没车,每次坐车20里,下车后再步行10里到试验地,没法吃住,每年的播种、收获和观察记载的难度可想而知,最要命的是试验地中间高两头低,无法均匀浇水施肥,虽经两次平整,终无较好效果,(“天禾3号”小麦新品种就是在这块地培育成的,河南省生产试验产量是第一位),在万般无奈的情况下,积极寻找新的试验地,一次偶然的机会在距老家10里左右的村有一块地能向外承包,通过请客送礼终于承包到70亩地。该地沙壤土,肥力较差而且原农民一家一户的承包地且肥力差异明显,多施化肥和有机肥也无济于事。当时与中国农科院有一个共同育种的合作,课题老师走到地边一看就急了,“这试验不行,根本没有再看的价值”,没进试验地就回去了,这时真的才知道什么叫无地自容,面红耳赤。在这种上天无路,入地无门的情况下,我给当时的内黄县委书记郭建华写了一封信,希望他能在我老家东沟村周边帮助协调承包100亩地,非常感激他随时委托抓农业县长找到乡党委书记及时在邻村协调102亩地,我便立即以5000元违约金退掉原试验地,来一心经营现有得这块试验地,可是我心里明白,我们周边村的土壤是不适宜做小麦育种试验的,因为土壤太粘,老家人说是胶泥地,小麦成熟时拔出一把小麦可以看到小麦根上都带有小胶泥块。当时决定改良,在国家省土肥专家的指导下,化10余万元改良30亩地。虽然不粘了,但肥力严重不足而且肥力不匀,小麦返青拔节后会一片一片死亡,找到国家省土肥专家化验,增施化肥、有机肥、铺施鸡粪等措施,没有任何效果。中国科学院一位老师给我推荐了广西农科院一种旋耕机,结果旋耕55cm,仍是失望。省院植保所老师每年在我这里做实验,我从没主动要求他们到我小麦试验地去指导,很多老师要在我这里做实验我都没同意,因为这样的实验地不堪入目,当时我想就是在这样的条件下,我也要坚持做下去,我也要在这种条件下找到做好育种的一种方法。(“天禾6号”和与企业合作的“豫冠378”就是在这样的条件下培育出来的)。但是我还是无法接受试验地肥力不匀的状况。2020年又重新承包了一块相对均匀一致胶泥地,小麦一生几乎与坷垃相伴,没有真正意义土壤,对品比试验影响不大,对于杂种后代点播材料出苗影响很大,但也只能这样了。重新在老家买了2亩宅基地,盖了400平米的办公房,5间平房作为挂藏室,院子硬化作为晒场,从家到试验地1500米左右,现在也就只能这样了,“人生哪能都如意,万事只求半称心”。

二、要有适度规模

适合自己才是做好的,这句话在值日文章中,重复的次数可能是最多的,可见其重要性,看这句话也很有哲理。话说出来容易而实际上去做到精致那并不是一件容易的事。小麦育种试验规模多大才是适合自己的呢?

我开始做个体育种时,面积近30亩左右,亲本材料500左右,年做组合250左右,个别年份做400多个,真正做育种的1.5个人,每年我主要工作就是高代和品比,2-4代我根本没有精力顾及,仅在收获前看看,组配基本就是盲配,对亲本材料虽想好好看看,但年年顾不上,组配方案在确定母本后,父本都是临时的,这么大的规模很累,每次到田间都是精疲力尽,但是回家后再去回忆田间看的材料类型特点时,回忆不起来。这时我才感觉规模太大了,最欠缺的是不能对亲本材料认真鉴定,组合质量低,就是再用心选,也无济于事,“巧妇难为无米之炊”,接着增加后代F1、F2淘汰率,想法压缩规模到20亩,加强了亲本鉴定,组配方案一般播种后就开始设计制定,期间不断多次完善修正,直到当年组配结束。但数量仍在200个左右。但随着年龄的增加,血压升高,于是今年的规模控制在10亩左右,在小麦播种后就制定了组配方案,数量降到120个,状态保持在看过的材料能记得清清楚楚,对材料处理明明白白,就是最好的规模。

总之,个体育种对成果需要更紧迫,所需的心思更加精细不易大规模,而易小而精,打歼灭战。在育种目标方面,不能贪多求全,例如高产、抗病、强弱筋、彩麦、功能小麦等目标上,我只能选择了一个无法绕开的目标,就是高产,我也有自己的黑麦和绿麦品系,但始终没敢拿出去,因为产业方向不明确,就是审了又有什么用?高产既是一个简单目标,在田间可以实现对产量鉴定,又是一个复杂目标,要提高产量的确太难,世界小麦产量都处于爬坡阶段,尤其是大幅度提高小麦单产很多专家梦寐以求。但是对于个体育种来说,产量目标无法绕开因为低了过不了区试,又不能作为其它类型目标审定,一切工作都前功尽弃,而其他目标都需要投入仪器设备,对于个体育种者来说不现实。在产量育种方面,一是继续做好修饰育种,以现有推广品种为亲本,寻找互补,实现优中选优。二是努力实现小麦品种产量潜力的大幅度提高,我认为小麦育种的实质应该是改良,实现突破,而修饰育种同质化严重,对于育种者科研能力体现和保障国家粮食安全意义不大,尤其在品种井喷的状态下,部分品种质量在下降,培育突破性小麦新品种,实现小麦育种产量的重大突破显得更加重要。

三、亲本材料

亲本材料对个体育种者是一个劣势,因为规模小、人才少、条件差、经费少。在未有“爆发”之前,很难得到社会和大专家的承认和信任,征集亲本材料很不易,尤其是一些特殊性状的材料和新创造的材料。在80-90年代,国家有专门的小麦种质创新研究室,无偿开放的为育种者提供材料,随着商业化育种和育种思想的浮躁,育种者之间相互封闭,就是专门创造种质资源的公益机构,拿着国家大量科研经费也是虚公开、实封闭,而很多育种者大都用审定品种做亲本不去自主创新亲本,这种形式的育种只是培养一批又一批的同质化品种。作为个体育种者也应“人小志大”,在绝不放弃微改良、重修饰防同质的同时,也应有一个实现突破的思想和具体目标,在实现这个目标的过程中不一定非要做远缘杂交。远缘杂交意义重大但是对于个体育种者来说真的不适应,但我相信突破性的育种目标,在目前的国内材料中,一定有较接近突破性育种目标的中间材料,或通过有限回交或多次有限回交就可能实现。也就是利用程顺和院士提出的滚动回交和方正老师提出的“渐进式杂交”方法。目前全国各地都在搞种质资源的收集,如果这些种质资源被束之高阁,只是为了一个统计数据真是本末倒置,收集起来后如何利用才是实质,如果国家能将所有材料在一个地方或多个地方轮流种植,供国内育种家无偿选择利用,让育种家有权利亲自挑选自己需要的材料,有可能是实现小麦育种重大突破的重要手段。我这些年每年有1/5-1/3的组合是作为创造亲本用。因为目前的材料还不能实现远期育种目标。目的就是创造接近远期目标材料最终实现远期目标。虽然成效不大,但是为了梦想,终其一生,无怨无悔,“一麦众承”将大家连在一起,互相交换亲本材料真是难能可贵。

四、关于进一步提高小麦产量的思考

我曾做过一些大穗育种,先后改良了鹤麦1号、咸阳大穗、宪章1号、道林3号、英美大穗、武农981、兰考906等,尤其是对兰考906很多年痴心不改,但最终皆以失望而结束。失败以后静下心来思考总结,小麦要高产再高产,尤其是从现在的高产类型跃进到一个新类型的小麦品种,实现单产大幅度(较现有品种产量潜力提高20%,且以区域试验产量为依据)提高的育种目标。目前普遍的共识是提高穗粒重,主要手段和方向,还是提高穗粒数,可是目前生产上穗粒数高的品种,却高产不稳产,有专家总结为:只有高产纪录,没有高产面积。其原因,有人认为这类品种对肥水要求过高,对栽培管理措施要求过严。我从内心不认可这种说法,我觉得还得从其遗传特性方面找问题,大穗品种系很多,有较高的穗粒数,但也有难以克服的成穗数太低问题,这是高产稳产的主要障碍因素,可是大穗材料为什么成穗数较低呢?主要茎蘖结构不合理,(1)大穗材料分蘖力太强,尤其是到春季,几乎到疯狂的程度,实践证明小麦成穗数与分蘖力并不一定成正比,最少三分之一的分蘖为无效分蘖,甚至50%-80%分蘖为无效分蘖,最近看了几篇关于小麦分蘖冗余的文章,也充分证明了这一点。12月12日许为刚院士的报告提出:建立消减春季分蘖冗余的高产蘖叶构型,春生高位蘖无或少且不拔节等;(2)主茎蘖生长优势太强,大穗材料的主茎蘖往往鹤立鸡群,遥遥领先,个体分布不整齐性,往往使个体更多地将光合产物用于营养生长冗余和与群体利益相违背。因此如果每个体整齐的产生分蘖而缩小个体间竞争差异,那么同样密度下的分蘖种群的产量就有可能大幅度提高。(3)生产推广品种虽有分蘖冗余,但分蘖之间生长整齐度较好,可能是长期人工选择的结果;而大穗材料,主茎蘖生长优势太强,当主茎蘖成穗后,其余分蘖都会死去,其特性更像是自然选择的结果,说明人类可能对大穗材料利用和研究较少。

说到最后还是缺少一个茎蘖结构优良的大穗材料。

作者简介:苌收伟,男,退休,小麦育种爱好者。

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