于亮 鈕力亞 付晶 王奉芝 趙松山 陸莉 王偉偉 張煥英 王連鵬 白艷梅
摘要[目的]為小麥抗逆育種奠定基礎。[方法]結合滄麥12小麥品種的育種經驗,闡述滄麥12的育種方法、特征特性和栽培技術。[結果]滄麥12節水、抗寒、抗病、豐產穩產,遺傳背景豐富,適宜河北省黑龍港流域冬麥區種植。2013年通過河北省品種審定委員會審定通過,并申請國家植物品種權保護,公告號為CNA010879E。[結論]滄麥12的抗旱耐鹽等抗逆性狀與豐產性及產量潛力等性狀有效結合起來。
關鍵詞滄麥12;抗旱性;品種;選育技術
中圖分類號S512.1文獻標識碼A文章編號0517-6611(2015)34-041-02
目前我國耕地面積1.33×108 hm2左右,其中可灌溉地面積僅占41%,其余59%的耕地是旱地,而所有耕地中年均受旱面積達200萬~270萬hm2。特別是我國糧食主產區華北地區、東北地區和西北地區,正好是我國比較缺水的干旱半干旱地區。即使是在非干旱的農業區,季節性干旱也常常對農作物生產產生嚴重影響,其中在華北地區冬小麥生產上表現的尤為突出。世界各地每年因不同程度干旱所導致的小麥減產量占小麥總產量的30%左右[1]。我國因為干旱而造成的小麥產量損失約為其他自然災害造成產量損失的總和。因此,小麥抗旱性研究和小麥抗旱育種已成為當今世界研究的重要課題之一[2]。
針對河北省環渤海低平原麥區土壤鹽堿瘠薄、頻繁發生自然災害、小麥產量受自然環境影響較大、嚴重干旱缺水的特殊生態環境,筆者展開小麥抗逆育種工作,以確定小麥新品種選育的主要目標是抗旱節水和高產穩產[3]。筆者結合滄麥12小麥品種的育種經驗,探討小麥抗逆性育種的選種環境、組合遺傳背景以及后代處理方法對抗逆性狀選育的作用。
1材料與方法
1.1親本選擇
滄麥12的母本為滄96277,來自滄州市農林科學院自育的優良材料,該品種產量潛力大,分蘗能力強,抗逆節水性強,豐產性好,穗較大,抗病性突出,特別是葉片質量好,落黃好,植株較矮,抗倒伏。
滄麥12的父本為品16,來自中國農業科學院育成的小麥材料,株高適中,穗較大、分蘗力強,豐產性好,適應力強,抗病性突出,葉片質量好,功能期長,落黃好,多抗豐產。該組合親本遺傳基礎豐富,生態型差異較大,具有地理遠緣、優異性狀互補、沒有共同的缺點、符合親本選配的原則等特點。
1.2育種方法
1.2.1選種方法的改進。
常規育種技術選育節水抗旱品種的最大難點是雜種后代基因型不能充分表達。為此,采用單一生態條件下的系譜法處理組合后代,改為異地不同生態條件下的選擇法,完成了“水旱堿異地生態差異選擇法”[4],為后代營造不同的生態環境類型,提高低世代選擇的準確性和可靠性。
1.2.2改進后選種方法及后代處理[5]。
1.2.2.1抗旱耐鹽性和抗干熱風選擇。后代早期世代在旱堿地混合生態條件下交替種植,使抗旱耐鹽性好、抗干熱風能力強的材料在干旱脅迫下得到充分體現,進而篩選出與旱堿環境條件相適應的抗旱耐鹽堿品種,提高育成品種的抗旱耐鹽堿性。
1.2.2.2豐產性和抗倒性選擇。后代早期世代在水肥條件下篩選鑒定,使早代單株株高得到充分表達,根據育種目標有效控制中選單株的株高極限,從而提高其抗倒伏能力。
1.2.2.3抗寒性選擇。F1~F5代將播期提前,使抗寒性充分表達,通過增加越冬期和起身期的抗寒性選擇。
1.2.2.4育種早代的品質選擇。F4代利用近紅外品質測定儀對中選單株籽粒進行蛋白質、水分、硬度、沉降值的初步檢測,F5代進行復測,F6~8代對進入產量比較試驗的種子進行面筋含量等指標的測定,通過單株品質測定加大選擇和檢測壓力。
2特征特性
2.1產量表現
2009~2010年,黑龍港流域節水組區域試驗平均產量5 980.8 kg/hm2,其中6個試驗點增產、1個試驗點減產,比對照邯4589增產7.52%,差異極顯著,位居12個參試品種第l位。2010~2011年同組區域試驗平均產量6 732.15 kg/hm2,6個試驗點增產,1個試驗點減產,比對照邯4589增產4.14%,差異極顯著,位居11個參試品種第l位。2009~2012年區域試驗平均產量6 356.4 kg/hm2,比對照邯4589增產5.7%。
2011~2012年黑龍港流域節水組生產試驗平均產量6 969.6 kg/hm2,8個試驗點全部增產,比對照邯4589增產6.47%,位居4個參試品種第2位。
2.2特征特性
該品種屬于半冬性中晚熟品種,平均生育期249 d。幼苗匍匐,葉色深綠,分蘗力較強。成株株型較松散,株高73.8 cm。穗紡錘型,長芒,白殼,白粒,硬質,籽粒較飽滿。單位面積穗數537.0萬/hm2,穗粒數34.5個,千粒重44.7 g,容重754.4 g/L,抗倒性強,其抗寒性優于邯4589。
2.3抗旱性
抗旱性由河北省農林科學院旱作農業研究所鑒定,2009~2010年人工模擬干旱棚抗旱指數為1.133,田間自然干旱環境抗旱指數為1.002,平均抗旱指數1.068;2010~2011年人工模擬干旱棚抗旱指數為1.096,田間自然干旱環境抗旱指數為1.083,平均抗旱指數1.089。
2.4抗寒性
抗寒性由遵化國家農作物品種區域試驗站鑒定,2009~2010年死莖率36.7%,死株率4%(對照邯4589死莖率55.6%,死株率33%);2010~2011年死莖率12.2%,死株率6.4%(對照邯4589死莖率12.6%,死株率6.7%)。
2.5抗病性
抗病性由河北省農林科學院植物保護研究所鑒定,中抗條銹病,葉銹病。
2.6抗倒伏能力
參加區試及生產試驗期間,均沒有發生倒伏現象。
2.7營養品質
經農業部谷物品質監督檢驗測試中心測定,粗蛋白(干基)14.64%,濕面筋31.1%,沉降值32.3 ml,吸水量589.00 ml/kg,形成時間5.0 min,穩定時間9.2 min。最大拉伸阻力395 EU,延伸性129 mm,拉伸面積71 cm2。
2.8適宜種植范圍
適宜在河北省黑龍港流域冬麥區種植。
3栽培技術
3.1底墑
播種前澆足底墑水,將灌溉水轉變為土壤水,可源源不斷地供小麥消耗。此外,通過土壤耕作形成松土,可以有效抑制上層土壤水分蒸發,增大實效耗水比例,提高水分生產效率。
3.2用配方施肥,增加基肥用量
采用配方施肥,全年磷肥集中施給小麥,夏玉米利用小麥磷肥后效并不減產。在節水灌溉條件下,全年磷肥施給小麥可以增加前期和中期的吸磷量,后期通過體內磷的再分配,滿足籽粒發育和灌漿結實的需要。一般施農家肥30 000 kg/hm2,二銨450 kg/hm2,尿素150~225 kg/hm2,硫酸鉀150 kg/hm2,硫酸鋅15 kg/hm2。
3.3晚播
晚播可以減少前期耗水量,為生育后期留下較多可利用的土壤水,對于后期灌漿十分有利。小麥晚播還可以給玉米讓出7~10 d時間,使玉米充分成熟,避免夏玉米因為過早收獲導致10%以上產量損失,小麥播期可控制在10月7日開始。
3.4增加基本苗,確保播種質量
小麥晚播苗小,蘗少,依靠主莖成穗,應增加基本苗,并且做到播深一致,落粒均勻。10月1日播種187.5 kg/hm2,每晚播1 d增苗7.5 kg/hm2,最多增至337.5 kg/hm2。
3.5減少無效耗水的保墑技術
小麥播種后要及時鎮壓,越冬和開春要鋤劃保墑,可以減少蒸發無效耗水,提高土壤水的實效性。澆水后及時松土,能顯著減少蒸發耗水。
3.6澆好春季關鍵水
春季灌水時間,生育期間澆一水模式,灌水時間從起身到孕穗期可延續一個月之久,在這個期間灌一次水均可達到產量6 000 kg/hm2目標。
生育期間灌兩水模式,起身水配孕穗水、拔節配開花水,都可實現產量6 750 kg/hm2目標。
3.7注意后期防治蚜蟲
小麥蚜蟲對小麥籽粒灌漿影響甚大,必需進行適時防治,以免影響粒重造成減產。
3.8適期收獲
小麥蠟熟末期至完熟初期及時收獲。割茬高度不高于15 cm。若收獲期預報有降雨過程,應適時搶收。
4小結
滄麥12小麥品種通過選種場圃改進,在同一地點人為創造不同生態環境,較好地克服了常規育種法單一生態環境處理組合后代的弊病。雜種后代基因型充分表達,性狀變異范圍廣,有利于選擇;低世代材料增強逆境的選擇壓力,受自然選擇壓力的影響,促進組合后代向有利于抗逆性形成的方向發展,后代材料兩圃平行種植,交替選擇對品種特殊適應性和廣泛適應性的培育具有良好效果[4]。通過改進選種方法,有效地保證了育種目標的實現,育種過程中自然選擇和人工選擇的雙重壓力使育成的滄麥12小麥新品種在抗旱耐鹽等抗逆性狀、豐產性及產量潛力等性狀的有效結合上起到決定性的作用。
參考文獻
[1] MUGO S N,BANZIGER M.Prospects of using ABA in selection for drought tolerance in cereal crops[J].Plant physiol,1992,4(2):112-116.
[2] 楊凱.小麥抗旱生理形狀的染色體定位和苗期抗旱分子標記[D].北京:中國農業科學院,1997.
[3] 林作楫.小麥育種工作40年回顧[J].河南農業科學,1999(2):3-4.
[4] 趙松山,張煥英.冬小麥抗旱耐鹽豐產育種技術:兩圃平行交替選擇法[J].作物雜志,1994(6):13-16.
[5] 趙松山,陸莉,孫靜,等.小麥生物節水品種的遺傳改良技術[J].河北農業科學,2008,12(11):44-47.