煙農系列小麥研究進展與展望

劉 潔 于經川 王 鵬 孫 亮 孫妮娜 馮燁宏 殷 巖

（山東省煙臺市農業科學研究院，煙臺 265500）

山東省煙臺市農業科學研究院地處黃淮北片冬麥區，是北部晚熟冬麥區向黃淮冬麥區的過渡麥區[1]，兼具兩大麥區的特征，因而育成品種在黃淮冬麥區和北部冬麥區均具有良好的適應性。位于山東半島東部，東、北兩面臨海，37°30′N，121°16′E，海拔17.6m，大沽夾河、內夾河從東、西兩側流過，屬濕潤—半濕潤氣候，年平均相對濕度在70%以上，為山東省相對濕度的高值區，是白粉病、銹病等多種病害的高發地帶和自然鑒定場所。特殊的生態環境及土壤類型、質地和肥力水平都有利于抗病、高產、廣適、優質小麥新品種的培育。從1958 年開展小麥研究以來，育成品種的數量、質量和推廣應用面積在山東省和全國處于領先水平，為山東乃至全國的小麥生產作出了巨大貢獻。育成了中國第一個產量突破7500kg/hm2的半矮稈高產冬小麥品種蚰包和最早的、利用時間最長的高產優質小麥煙農15，育成的高產、抗病、廣適新品種魯麥14為山東省區域試驗對照種（1991-2005 年）和黃淮北片中、高肥區試對照種（1995-2000 年），抗旱高產品種魯麥21 是1998 年以來山東省的旱地對照種。煙農18、煙農19、煙農21 被農業部確定為國家小麥主導品種，煙農15、煙農19、煙農21、煙農24、煙農5158、煙農836、煙農999 被列為山東省小麥主導品種，煙農15、魯麥21、煙農19、煙農21、煙農23、煙農24、煙2415、煙農5158、煙農836、煙農999 被列為山東省中央財政小麥良種補貼項目推介品種。

1 育種研究進展

1.1 育成品種共育成審（認）定品種23 個（表1），其中魯麥7 號、魯麥14 通過黃淮北片審定，煙農21、煙農836 通過黃淮旱肥地審定，煙農999 通過黃淮南片審定，共計國審品種5 個，21 個品種通過山東審（認）定，5 個品種通過江蘇審（認）定，安徽、山西各有3 個品種通過審（認）定，1 個品種通過河南認定，陜西、北京各審定1 個品種，共計省級審（認）定品種35 次。魯麥7 號通過山東、江蘇、國家審定，魯麥14 通過山東、山西、國家審（認）定，煙農18 通過山東、陜西審定，煙農5286 通過山東、安徽審（認）定，煙農5158 通過山東、江蘇、安徽審（認）定，煙農21、煙農836 均通過山東和國家審定，煙農999 通過山東和國家審定、山西認定，煙農19 通過山東、江蘇、安徽、山西、河南、北京5 省1 市審（認）定。煙農21、煙2070、煙農23、煙農5286、煙2415、煙BLU99603、煙農5158、煙農0428、煙農999、煙農836 獲植物新品種權，煙農173、煙農1212 的植物新品種權正在申請中。

1.2 應用面積根據種子管理局的中國種業大數據平臺統計，1982-2016 年共有27 個煙農系列品種和品系在生產上應用，累計推廣面積3969 萬 hm2。煙農23、煙農5286、煙2980、煙2149、煙農24、煙輻188、煙農15、煙農5158、魯麥13、煙農21、魯麥7號、魯麥21、魯麥14、煙農19 的年最大推廣面積超過6.67 萬hm2，魯麥21、魯麥14、煙農19 的年最大推廣面積較大，分別為90 萬 hm2、125.33 萬 hm2和160.80 萬 hm2；煙輻188、煙農5158、煙農24、魯麥13、煙農21、煙農15、魯麥7、魯麥21、魯麥14、煙農19 的累計推廣面積超過66.67 萬hm2，煙農15、魯麥7、魯麥21、魯麥14、煙農19 的累計推廣面積較大，分別為335.6 萬 hm2、341.33 萬 hm2、501.4 萬 hm2、706.47 萬 hm2和1231.27 萬 hm2；煙農18、煙2415、煙農999、煙1934、煙1061、煙2801、煙農685、煙農78、煙25、煙84139、煙農0428、煙8494、煙農22 在生產中也有應用。

表1 育成的煙農系列小麥品種

1.3 獲獎情況主持完成的蚰包獲煙臺地區、山東省和全國科學大會獎，煙農685、煙農78 均獲煙臺地區科學大會獎和山東省科學大會獎，魯麥14、煙農19 均獲山東省科技進步一等獎和國家科技進步二等獎，煙農5158 獲煙臺市科技進步一等獎和山東省科技進步一等獎，魯麥7 號獲煙臺市科技進步一等獎和山東省科技進步二等獎，魯麥21、煙農21、煙農24 獲山東省科技進步二等獎，煙農15、煙農22獲山東省科技進步三等獎，煙農18、煙農23 獲煙臺市科技進步一等獎，魯麥13、煙農0428 獲煙臺市科技進步二等獎，煙2415 獲煙臺市科技進步三等獎，“旱地主要作物周年覆蓋栽培技術研究與開發”獲山東省農牧業科技進步二等獎和山東省科技進步二等獎。1 人獲煙臺市科學技術最高獎，2008 年煙臺市農業科學研究院小麥新品種選育及配套技術研究創新團隊被煙臺市委、市政府授予煙臺市優秀創新團隊，2018 年被中共煙臺市委宣傳部確定為慶祝改革開放40 周年感動煙臺人物和最具影響力的事件。煙農0428 獲山東省農科院科技進步一等獎，煙農21、煙農22 獲煙臺市農業新品種獎三等獎，煙農24獲煙臺市農業新品種獎二等獎，煙農15 于1992 年獲全國農業博覽會優質小麥銀獎，1993 年獲山東省農業高新技術、新成果、新產品展銷會金獎，1999 年獲中國國際農業博覽會名牌產品。

2 6 次創造全國高產紀錄

蚰包作為具有劃時代意義的小麥新類型，是黃淮麥區首個產量超過7500kg/hm2的品種，1968 年山東萊陽縣城廂公社南關大隊農科隊在0.276hm2面積上，創出單產8261.25kg/hm2的紀錄[2]。攜帶Rht2基因[3]的抗旱高產品種魯麥13 號1989 年在山東省萊陽市馮格莊鄉馬嵐村旱肥地開發中，非灌溉條件下創造9244.5kg/hm2的紀錄，耗水系數為10.257mm/hm2·kg[4]。至少含3 對慢粉抗性基因的高產廣適新品種魯麥21[5]抗旱能力強、肥水利用率高，1997 年在萊陽市馮格莊鄉馬嵐村旱肥地上創出10404.6kg/hm2的紀錄，耗水系數為8.199mm/hm2·kg[6]，是中國抗旱節水、省肥高產品種選育的重大突破。含有優質亞基1、17+18 和5+10的抗旱節水、高產、優質強筋小麥煙農21 號2008年在山東海陽市留格莊鎮彩春泊村旱地高產田實打產量10531.5kg/hm2，創中國雨養旱地小麥最高紀錄[7]；煙農999 于2014 年在山東招遠市辛莊鎮馬連溝村承擔的農業部小麥高產創建萬畝示范區項目現場實打驗收，實收0.209hm2，折合產量12255kg/hm2，創下農業部專家實打驗收全國冬小麥單產最高紀錄。2016 年農業部全國農業技術推廣服務中心組織7 位全國小麥專家，對種植于萊州市金海種業示范園內的0.235hm2煙農1212 小麥高產攻關田進行實打驗收，平均產量12427.5kg/hm2，再創全國冬小麥單產最高紀錄。2019 年由農業農村部組成的小麥實收測產專家組對煙臺市承擔、煙臺市農業農村局實施的糧食綠色高質高效創建小麥田進行實收測產，煙農1212 在山東萊州金海種業的水地高產田實收0.222hm2，折合產量12610.5kg/hm2；萊陽大黑石埠村旱地小麥高產田實收0.22hm2，產量達到10977.75kg/hm2，同時刷新了中國水地和旱地高產小麥紀錄。

3 種質創新進展

蚰包是山東省煙臺市農科院以蚰子麥為母本，包打300 炮為父本育成的早熟、抗倒耐肥、株型優良的高產品種和有廣泛利用價值的親本材料[8]，對黃淮冬麥區的小麥研究產生了重要影響，為小麥育種奠定了里程牌[9]。賈繼增等[10]認為，蚰包是中國4類矮源之一，攜帶1 對與農林10 號4D 上的Rht2位點相同或相近的矮稈基因。截至2018 年，全國13省2 市的158 個育種單位以蚰包或蚰包的衍生系為親本育成品種284 個，這些品種通過國審76 次、省級審（認）定369 次。根據中國種業大數據平臺統計，1982-2016 年，這些品種有134 個得到大面積種植，累計種植面積10818.67 萬hm2，有10 個品種的年最大種植面積在66.67 萬hm2以上，9 個品種的累計種植面積在333.33 萬hm2以上，3 個品種的累計種植面積超過666.67 萬hm2。為利用引起綠色革命的Rht1、Rht2矮稈基因，用蚰包與小罌粟、歐柔等多個親本雜交，相繼選育出魯麥13、魯麥14 等優良品種[11-12]，又形成了新一代骨干親本[13-14]，育成了更多良種為生產發揮作用。以蚰包或蚰包衍生系育成的品種獲國家技術發明四等獎1 項、國家科技進步二等獎7 項、省科技進步一等獎10 項、省科技進步二等獎8 項。

4 展望

4.1 提高產量潛力今后全球對小麥的需求量依然會大幅增加，進一步挖掘單產潛力是大多數國家的研究重點。全球小麥需求量到2030 年每年需要增長1.6%，到2050 年發展中國家對小麥的需求量要比現在增長60%，而氣候變化會使發展中國家小麥減產29%[15]。隨著中國人口增加和人們生活水平的提高，小麥消費量將會持續增長，由于擴大小麥種植面積的可能性很小，所以在穩定面積的同時進一步提高單產仍是中國小麥育種最重要和最基本的目標。中國小麥產量和消費量均居世界首位，國內小麥產量的豐欠對國際市場影響甚大，從國內需求、糧食安全和國際責任的高度來看，都必須采取各種措施保障中國小麥穩定增產。要采取常規育種與高新技術相結合來改良生理性狀，增強抗倒伏能力和抗性，改進株型，增加穗粒數，提高適應性和收獲指數，提高產量潛力，縮小實際產量與產量潛力的差距。

4.2 改善加工品種小麥是人類最重要的糧食作物，是世界第二大作物和全球35%～40%人口的主食，為人類提供約21%食物熱量和20%蛋白質[16]，因此提高小麥品種蛋白質含量對人類營養的作用不可忽視。選育優質強筋品種不僅可以制作出高檔面包、面條、水餃等加工食品，提高面粉加工和食品加工企業的效益，而且可以減緩消化速度，延遲排空時間，降低升糖指數，有助于血糖控制和身體健康。

4.3 抗病抗逆，肥水高效利用近年來暖冬、極端高溫或低溫、干旱或澇害等異常災害頻繁發生，病蟲草害和生態環境惡化嚴重，給全球糧食安全造成很大隱患。中國每年病蟲害和自然災害蒙受的損失約占總收入的30%，小麥凍害時有發生，紋枯病和赤霉病等不斷北移且有逐年加重趨勢，人均水資源占有量僅為世界人均水平的1/4，化肥農藥使用量嚴重超標，肥水利用效率低下，不僅增加了生產成本，造成資源的嚴重浪費，而且對生態環境造成嚴重污染。要加強品種抗逆性和抗病性的研究，提高育成品種的抗逆抗病能力，通過生物學途徑挖掘小麥吸收營養的遺傳潛力，選育肥水高效利用的多抗綠色高效小麥品種，降低生產風險，減少資源消耗，保護生態環境，提高種植效益，增加農民收入。

4.4 加強與企業的合作小麥屬于自花授粉作物，生產上應用的是常規種子，經營利潤較低。由于常規育種不但需要投入巨資和研究基礎，還需要數十年的艱苦創新和付出，而知識產權和經濟效益卻很低又難以得到保證，長期以來都以公立機構育種為主；近年來由于加強了品種保護，小麥種業私有化進程得到加快。澳大利亞、美國、印度等國家的私立公司育種正在邁向商業化，其目的是讓私立公司加大轉基因小麥和雜交小麥的投入力度，推動小麥產業發展。中國2000 年頒布了《中華人民共和國種子法》，小麥種子市場發展很快，商品化程度全面強化，逐步邁向法治化和規范化，企業已經成為小麥新品種推廣的主體，育成品種無論來自企業還是科研單位或高等院校，都必須通過企業進入生產。這就要求科研單位育成的品種不僅要符合農民、市場的要求，還要符合企業經營的要求。科研單位應站在企業的角度，主動地為企業著想，與企業合作，成為企業品種推廣的有力推手，在為企業贏得效益的同時，加速自身科技成果的轉化，實現科企雙贏。科研單位只有主動融入企業，滿足企業對品種的需求，育成品種才能更好地發揮作用，為農業增產和農民增收作出應有的貢獻。