應(yīng)用“三圃田”技術(shù)對(duì)小麥品種提純復(fù)壯的實(shí)踐

張珂珂 郭志軍，2 馬寶玲 柴莉英 魏月平 周關(guān)印，2

（1中棉種業(yè)科技股份有限公司，河南鄭州450001；2中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院棉花研究所，河南安陽(yáng)455000）

“三圃田”是指小麥育種過(guò)程中采用株（穗）行圃、株（穗）系圃和原種圃3個(gè)培育階段的育種方法[1]。這種方式運(yùn)行第一輪單穗選擇、第二輪分系比較、第三輪混系繁殖，最后生產(chǎn)出原種。這種技術(shù)路線可以對(duì)出現(xiàn)明顯混雜退化性狀以及本身遺傳屬性不穩(wěn)定還存在較多變異特性的品種起到提純復(fù)壯的效果。因小麥品種是自花授粉，用此方法效果尤其顯著。

小麥作為河南省主要的糧食作物，種植面積567萬(wàn)hm2左右，其穩(wěn)產(chǎn)、高產(chǎn)的主要限制性因素是小麥品種的混雜退化[2]。對(duì)小麥品種進(jìn)行系統(tǒng)性提純，推進(jìn)小麥種子良種繁育和質(zhì)量控制，是提高小麥產(chǎn)量的重要措施。推廣應(yīng)用小麥育種“三圃田”技術(shù)體系，在保持小麥品種優(yōu)良種性的基礎(chǔ)上得到同步改良，提高品種產(chǎn)量能力，維持優(yōu)良品種適用性有效期，對(duì)促進(jìn)產(chǎn)量提高和增加農(nóng)民收入意義重大。

1 “三圃田”準(zhǔn)備

1.1 品種選擇“三圃田”育種過(guò)程是戶外作業(yè)，要根據(jù)品種特征特性，針對(duì)性選用集成栽培技術(shù)，來(lái)保留品種優(yōu)良性狀[3]。其中重點(diǎn)在于推廣四個(gè)方面的新技術(shù)：優(yōu)良小麥品種的集中培育與推廣供應(yīng)；根據(jù)農(nóng)田檢測(cè)結(jié)果有針對(duì)性地配制補(bǔ)充肥力；根據(jù)播種標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行播種操作；對(duì)農(nóng)業(yè)病蟲害綜合治理。為確保種子質(zhì)量和產(chǎn)量，應(yīng)統(tǒng)一播種、管理、去雜。

應(yīng)選擇相對(duì)穩(wěn)定的主導(dǎo)品種和搭配品種進(jìn)行生產(chǎn)，嚴(yán)格控制選種標(biāo)準(zhǔn)，才能獲得可靠的結(jié)果。中育1211和中育9302是中棉種業(yè)科技股份有限公司選育、推廣的國(guó)審小麥新品種，為保證種子純度和質(zhì)量，增加使用推廣年限，我們建立了中育1211和中育9302三圃田，對(duì)其提純復(fù)壯。中育1211屬半冬性晚熟品種，畝成穗數(shù)39.2萬(wàn)~ 44.5萬(wàn)，穗粒數(shù)32.2~34.5粒，千粒重44.9~50.3g。2016-2017年度生產(chǎn)試驗(yàn)，每667m2平均產(chǎn)量579.8kg，比對(duì)照增產(chǎn)6.28%，增產(chǎn)點(diǎn)率100%。中育9302屬半冬性中晚熟品種，畝成穗數(shù)36.3萬(wàn)~38.4萬(wàn)，穗粒數(shù)34.2~37.5粒，千粒重43.8~46.6g。2018-2019年度生產(chǎn)試驗(yàn)，每667m2平均產(chǎn)量602.7kg，比對(duì)照增產(chǎn)4.90%，增產(chǎn)點(diǎn)率100%。

1.2 地塊選擇根據(jù)“三圃田”繁育流程的技術(shù)要求，選取隔離條件好、距離房舍和林園較遠(yuǎn)、土地齊整、土質(zhì)良好、肥力均勻、排水灌溉便利，不易被外人、動(dòng)物干擾的地塊進(jìn)行“三圃田”建設(shè)[4]。本次育種實(shí)踐地塊選擇在河南省安陽(yáng)縣白璧鎮(zhèn)的倒茬地，并采取措施預(yù)防新舊麥種混雜，前茬作物為玉米。地塊為壤質(zhì)潮土水澆地，土壤有機(jī)質(zhì)9.6g/kg，全氮0.64g/kg，速效磷11.1mg/kg，速效鉀115.2mg/kg。

2 “三圃田”生產(chǎn)操作程序

2.1 第一年穗行圃種植播前根據(jù)地形，考慮太陽(yáng)熱力、空氣流通等條件確定行向，四周設(shè)保護(hù)行，種植同一品種[5]。第一年對(duì)計(jì)劃播種穗行圃種子的耕地在10月之前進(jìn)行施肥，每667m2施40kg復(fù)合肥作底肥，然后旋耕、犁地、切地、耙地。10月初進(jìn)行灌溉，10月中旬播種。選擇典型穗時(shí)要求符合品種特征，生長(zhǎng)健壯整齊，穗大粒多，無(wú)病蟲害，植株高矮和穗型一致。采用行條播機(jī)開溝，人工擺播。穗行規(guī)格為長(zhǎng)2m，行距30cm，留50cm的走道，以便于管理。單穗播種，降低種植密度，提高單穗繁殖系數(shù)。11月底進(jìn)行冬灌，冬灌前施入尿素7.5kg/667m2。次年2月底返青期追肥尿素7.5kg/667m2，采用人工撒施。種植中育9302穗行1200個(gè)，穗行圃891m2；中育1211穗行1830個(gè)，穗行圃1368m2。

2.2 第二年穗行圃選種與穗系圃種植根據(jù)品種固有的典型特征特性，在生長(zhǎng)期通過(guò)田間觀察穗行表現(xiàn)進(jìn)行選種[6]。在幼苗階段根據(jù)葉片顏色、大小、直立程度鑒定苗相；在抽穗階段根據(jù)分蘗力、莖稈蠟質(zhì)、抗病性等性狀進(jìn)行比較鑒定；在成熟階段根據(jù)株高、穗型、穗的大小、芒的長(zhǎng)短、熟相（落黃好壞）、整齊度、成熟期、抗病性等性狀進(jìn)行比較篩選，對(duì)符合本品種特征特性的當(dāng)選穗行掛牌標(biāo)記。

室內(nèi)考種期間，對(duì)符合本品種典型性、高產(chǎn)性的當(dāng)選穗種，采用單獨(dú)收獲、單獨(dú)收藏的措施。不符合品種特征的穗行要嚴(yán)格淘汰，認(rèn)真剔除雜株，除去變異株。經(jīng)過(guò)選種，最后中育9302保留穗行11個(gè)，穗行淘汰率99.1%；中育1211保留穗行19個(gè)，穗行淘汰率99.0%；共計(jì)30個(gè)穗行。將選中的穗行麥種除去秕粒、瘦粒，用來(lái)建立穗系圃。穗系圃小區(qū)長(zhǎng)50m，寬4m，采用小麥精密播種機(jī)點(diǎn)播，株距6cm。將4個(gè)小區(qū)和同一品種的原種作為一組，以此為標(biāo)本，復(fù)制種植，將一個(gè)穗行種一個(gè)穗系圃小區(qū)。

2.3 第三年穗系圃選種與建立原種圃第三年穗系圃生長(zhǎng)期間，在苗期、齊穗期和成熟期，根據(jù)植株特征、穗部田間表現(xiàn)，與原種對(duì)照評(píng)價(jià)其生長(zhǎng)情況。淘汰生長(zhǎng)不良的穗系，標(biāo)記變異穗系，做好登記，確保收獲期將其完全淘汰。根據(jù)穗系圃外在特征差異，中育9302淘汰1個(gè)穗系圃，穗系圃淘汰率9.1%，中育1211淘汰6個(gè)穗系圃，穗系圃淘汰率31.6%。對(duì)于產(chǎn)量高于平均產(chǎn)量，品質(zhì)符合標(biāo)準(zhǔn)要求的穗系，嚴(yán)格去雜去劣，用于下一年原種圃繁殖。將選出的穗系進(jìn)行收獲，脫粒并按批次裝袋保存，種袋內(nèi)外設(shè)標(biāo)簽掛牌，然后妥善保管，嚴(yán)防混雜。

將上一年選出的穗系麥種在原種圃進(jìn)行播種。原種純度（≥99.9%）、凈度（≥98.0%）、發(fā)芽率（≥85%）、水分（≤13.0%）要求符合規(guī)定指標(biāo)。播種方式為行距25cm，適當(dāng)稀播，生長(zhǎng)期間去雜3次以上，保證收獲的小麥原種質(zhì)量可靠。

3 “三圃田”生產(chǎn)操作要點(diǎn)

3.1 田間管理使用激素和除草劑會(huì)使小麥發(fā)生變態(tài)[3]，因此圃田的耕地除草采用人工方式，不得施加化學(xué)除草藥劑。期間進(jìn)行澆水、追肥和病蟲害防治工作應(yīng)當(dāng)統(tǒng)一由經(jīng)過(guò)培訓(xùn)有經(jīng)驗(yàn)的作業(yè)人員負(fù)責(zé)完成，不得隨意外包。施肥要注意氮磷鉀元素的搭配。期間，總共進(jìn)行人工除草4次，澆水4次。同時(shí)追肥尿素2次，每次7.5kg/667m2，噴施濱農(nóng)戰(zhàn)斧+樂果2次，防蚜蟲。在苗期、齊穗期、開花前和黃熟期要進(jìn)行去除雜株、劣株的工作，最后還要進(jìn)行試驗(yàn)田小麥育種純度檢驗(yàn)。

3.2 觀察記載與選擇應(yīng)指定統(tǒng)一培訓(xùn)而有經(jīng)驗(yàn)的專職人員進(jìn)行系統(tǒng)記錄。記錄人員根據(jù)小麥品種的特征特性，在觀察的同時(shí)進(jìn)行鑒定，如果不符合要求就淘汰。主要記載小麥生長(zhǎng)各個(gè)時(shí)期的性狀特征，包括苗期、分蘗期、抽穗期、成熟期。如果有麥種區(qū)生長(zhǎng)不良或抗逆性低劣，記錄人員及時(shí)做出淘汰記錄。選穗人員決選時(shí)標(biāo)準(zhǔn)要一致[4]。

穗行圃應(yīng)在小麥抽穗后進(jìn)行選種，選種標(biāo)準(zhǔn)包括株高、穗型、植株形狀[5]。選穗人員對(duì)差異明顯的穗行進(jìn)行標(biāo)記。穗系圃的選擇標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)參照麥種的田間表現(xiàn)、穗系產(chǎn)量、品質(zhì)，以上都符合標(biāo)準(zhǔn)的穗系，作為選種穗系。嚴(yán)格去雜去劣，果斷淘汰不符合標(biāo)準(zhǔn)的單株、單穗。

3.3 收獲圃田成熟后，穗行圃采用人工收割，每行一捆掛牌標(biāo)注；穗系圃用清理干凈的收割機(jī)收獲，將合格的穗系麥種收獲、脫粒，精選裝袋。同樣，種子袋內(nèi)外都要設(shè)種子標(biāo)簽、掛牌，然后妥善保管，嚴(yán)防混雜。收獲的麥種應(yīng)當(dāng)及時(shí)晾曬、除雜，妥善包裝收藏，以保證麥種質(zhì)量。

4 評(píng)價(jià)與總結(jié)

經(jīng)過(guò)對(duì)中育9302的繁育，10個(gè)小區(qū)共收獲種子6610.8kg，每667m2平均產(chǎn)量661.08kg；比2018-2019年度參加生產(chǎn)試驗(yàn)平均產(chǎn)量高58.4kg，其中畝成穗數(shù)26.4萬(wàn)，穗粒數(shù)46粒，千粒重54.5g。中育1211共收獲種子8101.8kg，每667m2平均產(chǎn)量623.2kg，比2016-2017年度生產(chǎn)試驗(yàn)平均產(chǎn)量高43.4kg，其中畝成穗數(shù)29.2萬(wàn)，穗粒數(shù)43粒，千粒重50.6g。

綜上所述，經(jīng)過(guò)“三圃田”對(duì)小麥品種提純復(fù)壯，實(shí)現(xiàn)了原種繁育，保持了優(yōu)良種性，延長(zhǎng)了品種使用年限，保證了優(yōu)質(zhì)后備種源[6]。同時(shí)，在“三圃田”建設(shè)過(guò)程中，鍛煉了繁育人才隊(duì)伍，建立了一整套育種控制參數(shù)，為后續(xù)采用“三圃田”繁育小麥良種打下了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。