小麥育種過程中存在的問題及對策

王功慶 王亞珂

（寶豐縣農業科學研究所 河南 寶豐 467400）

我國是小麥的進口國，美國、加拿大、澳大利亞等西方國家是世界上主要的小麥出口國。我國主產和主食中筋小麥而缺少強筋小麥和弱筋小麥，西方主要小麥出口國主產和主要出口的小麥類型是強筋和弱筋小麥。再加上西方主要出口國家的農業現代化程度比我國高，生產規模較大，小麥的生產成本低，到達我國口岸的價格遠遠比國產小麥的價格低，因而，在我國不得不進口小麥的現階段，我們應該以提高單產、擴大總產以滿足我國總量的需求為首要任務與使命，待小麥生產完成自給后再考慮改善小麥品質結構。因此，我國小麥育種和生產在現階段的主攻方向應該是培育高產小麥品種，以提高小麥單產。

1 育種依據和方向

1.1 高產。對于我國而言，小麥育種長期的首要的最重要的目標是高產，而小麥高產的基礎是植株穗多(分蘗早、多，兩極分化快)，結實性好，灌漿快，千粒重高，株型緊湊，葉片上舉(短、窄、厚、深)，莖稈彈性好，根系發達，抗倒性強。

1.2 穩產。穩產是高產的保障，不能穩產的品種是不可能高產的。穩產的主要表現是對環境中各種不利因素的抗性、適應性或耐性(水、肥、光、溫)較好。

1.3 優質。優質指適合于特定食品的制作，即適于制作優良的饅頭、面條、面包、糕點和餅干等。但我國小麥生產中強筋和弱筋小麥品種相對較少。

1.4 早熟。即成熟收割較早。早熟可躲避多種后期不利因素，具有穩產的作用，也利于后茬作物早播種或早栽植，利于全年豐產。

2 育種過程中存在問題

2.1 春季凍害頻發。春季凍害是河南乃至黃淮麥區常發和嚴重影響小麥生產的主要氣象災害之一，近年來發生頻率明顯升高，部分受災嚴重的地塊小麥減產15%～40%。造成小麥春季凍害的主要原因有：

2.1.1 不可逆性。春季凍害具有不可逆性，會使小麥直接減產，沒有回旋余地，不像冬季凍害發生后可以通過后期的田間管理彌補，春凍會造成小麥穗部缺粒，1穗缺1粒，畝產便減少15kg左右。

2.1.2 品種抗寒性不穩定。小麥品種的抗寒性選育難度很大，因為小麥品種的抗寒性不穩定性，不像小麥對冬季低溫抗性的表現那么規律。育種當然希望培育抗倒春寒品種，但春季低溫不明顯時，小麥倒春寒表現就不嚴重，給配置組合時親本的選配和后代處理帶來很多不確定性。

2.1.3 春季凍害隱蔽性。春季凍害幾乎年年發生，只是有的年份發生不嚴重，沒有被關注。例如近些年通過穗部考種發現，小麥下部和頂部小穗缺粒明顯，有時看著麥穗很完整，但實際有很多缺粒，尤其是頂部小穗；2022年又發現一個很奇怪的現象，有些中部小穗其小花穎殼長得很完整，但里面沒有籽粒。在遺傳改良上，春季凍害相對沒有冬季凍害容易選擇和改良，例如冬春雜交，根據冬季幼苗生長習性，基本可選育出抗寒性較好的單株，如果冬季不幸錯過選擇機會，后期根據單株成穗數、株高和成熟期，也可基本判斷其抗寒性，但春季凍害在選擇單株時很難判定，尤其是在春季凍害不重的情況下更不好判定。

2.1.4 抗寒類型品種對小麥育性和花粉量提出較高要求。2022年清明前那場雪對小麥授粉造成嚴重危害，讓育種專家再一次意識到小麥的花粉數量和質量對小麥傳種接代的重要性，慶幸的是倒春寒發生時小麥還沒有揚花，如果倒春寒發生時間再推遲一些或出現更低的低溫，就有可能造成小麥不授粉。因此，在遺傳改良上，應重視選擇多花多實的親本。

2.2 干旱嚴重。氣候因素的改變使近年來小麥生長期內的有效降雨越來越少，豫北小麥生育期需澆水4～6次，部分年份田間灌水量較常年增加200%～300%。隨著工業的發展、城市的擴張、生態環境資源的破壞和生活質量的提高，干旱會進一步加劇。因此，需進一步做好以下工作。

2.2.1 培育抗旱品種。在培育高產小麥品種過程中品種的抗旱性特別重要，抗旱性能好的品種一般根系發達，對水肥等營養的利用效率高；同時抗旱品種的小麥結實率、抗冬季凍害、抗倒春寒、抗后期高濕、品種的適應性等綜合性能都相對較好。例如：豫麥2號(寶豐7228)、溫2540、溫麥6號、魯麥14號等抗旱品種的綜合性狀較好，所以抗旱性是品種高產穩產廣適的基礎，高產育種中一定要重視小麥的抗旱性。

2.2.2 培育節水品種。隨著干旱的加劇，豫北地區小麥生育期干旱年份澆水次數達6次，不僅浪費了大量人力、物力，還限制了土地的規模經營，一定程度上增加了化肥的施用，加劇了莖基腐病的發生蔓延。2019年采用洛旱7號、天禾3號做小麥生產節水試驗，洛旱7號在僅澆拔節水的情況下畝產量達600kg，但生長后期有自然倒伏的風險。加強節水品種的培育和利用對于小麥生產具有深遠意義，是實現小麥高產優質高效綠色的重要途徑。

2.3 病害加劇。在過去的20年，河南地區的小麥主要病害是三銹病(條銹病、葉銹病、稈銹病)和白粉病，但近幾年小麥全蝕病、包囊線蟲病、葉枯病、穎枯病等病害都有一定程度的發展，尤其是被稱作小麥癌癥的病害—小麥赤霉病和莖基腐病有大發生的趨勢。

2.3.1 小麥赤霉病。程順和院士曾做過的一個報告提到：赤霉病毒素是國家認定的三級致癌物，2015年全國1/4小麥赤霉病毒素超標，小麥赤霉病是世界性病害，主要是在小麥生長后期氣候溫暖濕潤的地區發生，如北美、南美、歐洲等地。近年來中國的黃淮麥區小麥赤霉病發展迅速，尤其是長江下游冬麥區和東北春麥區，如河南省自豫南往北，赤霉病的發生由過去的南陽、平頂山、信陽和駐馬店等地區擴展到了黃河以北的新鄉、安陽、鶴壁等地區。2011年新鄉小麥赤霉病的病穗率達15%，駐馬店小麥赤霉病發生嚴重的年份，病穗率達40%左右。令人遺憾的是在全世界都找不到能防治小麥赤霉病的有效抗原。目前世界公認蘇麥3號抗赤霉病性能最好，但是蘇麥3號的抗赤霉病基因難以遺傳。國家小麥工程技術研究中心和河南省農科院植保所等征集到很多抗赤霉病的材料，但是這些材料的突出缺點就是豐產性差。

2.3.2 小麥莖基腐病。小麥還有一個重要病害是莖基腐病，該病在遺傳上沒有抗原，田間防治中沒有有效藥物。莖基腐病發生率很高，嚴重地塊幾乎絕收，該病的發生與耕作制度和品種特性有很大關系。試驗發現，高稈、苗期長勢好、抗旱性能好的小麥品種對莖基腐病的抗性較好；另外，莖稈較高、長勢繁茂的旱地品種對莖基腐病有較好抗性。因此，對抗病品種的選育勢在必行。

2.4 豐產性問題。提高產量是小麥育種一個永恒課題，也是國家糧食安全的迫切需要。自20世紀60年代鄭引1號在博愛農場畝產突破600kg至今，小麥的產量潛力幾乎沒有提高。

2.4.1 產量三要素構成模式。20世紀70年代初期，人們開始討論小麥產量形成的構成要素，有關學者曾設想不同的“超高產品種”產量三要素構成模式：如山東省畝穗數42萬～45萬穗、穗粒數40～50粒、千粒重45～50g，畝穗數小于30萬為大穗、31萬～49萬為中穗、50萬以上為多穗；河南省多穗模式：畝穗數55萬～60萬穗、穗粒數25～30粒；中穗模式：畝穗數40萬穗、穗粒數40粒；大穗模式：畝穗數30萬穗、穗粒數50～60粒；河南省周口地區高產模式為畝穗數43萬～45萬穗、穗粒數38～45粒、千粒重47～50g；陜西省大穗模式：穗子結實100粒以上，千粒重40g，畝穗數20萬穗就可突破畝產800kg。以色列提出每穗150粒、千粒重50g、畝穗數10萬穗可實現800kg的產量。近40年來，我國冬麥區也多以此來作為評價高產品種的產量性狀間的協調性，育種專家也多把注意力集中在使產量三因素實現在高水平上的同步協調提高上。然而，小麥的產量三因素性狀是一個由多基因控制的復雜的數量性狀，既涉及根、莖、葉、冠層、穗等植物形態學性狀，又是一個十分復雜的生物系統。

2.4.2 種質資源的研究。近年來各地涌現出一定數量的創歷史高產紀錄的高產品種，如河南“蘭考906”、山東“萊蕪137”，以及武農981、988(在大穗育種方面已是較好品種)等，但往往“只有高產紀錄，沒有高產面積”，缺乏可重復性，并沒有有效帶動大面積小麥生產實現大幅度均衡增產。這就說明限制大幅度提高小麥產量潛力的瓶頸問題還沒有從根本上得到解決。無論是小麥產量構成“三要素”理論，還是“源—庫—流”理論，或是“冠層結構”理論，它們都有一個共同點，就是在形成穗、粒重、產量的問題上探討的多，而對支撐和保證這一高產目標實現的最重要的性狀———種質資源的探討卻很少。在這方面應做的工作：一是種質創新，沒有種質資源重大突破，就不可能有新類型小麥品種出現；二是加強種質資源交流，弘揚種質資源公開的良好風氣，尤其是國家、省公益的種質創新機構；三是加強對種質資源的利用研究。