小麥高產高效育種技術及新品種培育

房正鵬

摘? ? 要：我國人口眾多、地產豐富，但是人均耕種面積相對落后于世界平均水平。如何高效利用現有的耕地面積和土地資源，促進糧食高產豐收，滿足我國人口的糧食需求，解決好當前農業發展存在的不足，是現階段需要著重思考的問題。文章以小麥為分析對象，結合小麥育種相關的研究和現狀以及高產育種過程中的相關層面展開分析，立足于長遠發展目標需求，為我國小麥高產育種和新品種培育方面提供參考建議。

關鍵詞：小麥;高產培育技術;育種方法

文章編號：1005-2690（2022）08-0037-03? ? ? ?中國圖書分類號：S512.1? ? ? ?文獻標志碼：B

1 對小麥高產育種工作的指導和研究進展分析

小麥高產育種需要結合多方面技術和相關領域的知識，如植物學、遺傳學、氣候學、栽培學等，借助技術手段和豐富的知識培育優良的小麥品種，達成預期培育目標，為市場發展提供新的小麥品種，保障人們生活的基本需求。

如今，小麥高產育種工作走過了不清晰、摸索發展的階段，逐漸克服了小麥育種的盲目性和滯后性，向著產業規模化、規范化、系統化方向發展，對小麥高產高效生產有著良好的促進作用。目前，中國農業科學院作物研究所研發出了新型小麥品種。在研究階段，從物種資源的多樣性展開調查，并深入了解作物株型和產量構成的遺傳基礎，但是小麥育種方面的研究數據還比較欠缺。通過對中國小麥育種歷史從過去到現在的數據進行采集，結合分子標記，找出了遺傳多樣性的微核心種質材料，并從品種選擇、農藝性狀遺傳基礎、多性狀協同改良、優異位點聚合等諸多方面，全面解析中國小麥新品種培育工作，對小麥分子遺傳基礎加深了研究。各區域需要結合小麥培育的條件，設計高產育種方法，挖掘小麥潛在遺傳特性，借助現有小麥高產育種研究相關資源和數據分析，提高小麥的生命力，以適應當下生長環境。

2 小麥高產高效育種的方法與技術分析

2.1 按照基因組合原理，培育小麥新品種

小麥育種是指利用作物遺傳特性，通過基因分離、自由組合或者連鎖交換方式，分離出優良性狀，使各種優良性狀集中在一起，有針對性和目的地培育出人們需要的、高產的小麥新品種。在培育過程中主要有以下兩種情況。

第一，從不良性狀中把所需要的優良性狀分離出來或將位于不同個體的優良性狀集中到一個個體上來，利用基因分離的原理，從高稈小麥中分離出能抗倒伏的矮稈小麥品種，然后按照基因重組方式，將小麥中高稈抗銹病和矮稈不抗銹病兩種性狀集中到一起，組合而成具有矮稈抗病性能的優良小麥品種。第二，創造具有優良性狀的生物新品種。可以利用人工誘變育種技術，培育青霉素高產菌株，通過基因工程的原理創造能分泌胰島素的大腸桿菌菌種。

2.2 利用二系法雜交小麥技術，確立小麥培育方向

國務院出臺的《關于加快推進現代農作物種業發展的意見》指出，要堅持產學研相結合，為各科研院所、高等院校等提供優質的種質資源和研究人才，并以市場為導向，以資本為橋梁，創立利益共享、風險共擔的農作物種業科技創新模式。現階段，我國在雜交小麥的研究上已經有了突破性的進展，形成了二系法雜交小麥應用技術體系，在國際發展中處于領先地位。通過二系法選育的雜交小麥品種，提高了小麥的抗病能力，并且對水肥利用十分高效，達到穩定增產增收的需求[1]。因此，小麥育種工作在目前有了可觀的研究成果，未來發展還需要科學規劃，確立好小麥育種發展方向和目的，圍繞高產和超高產育種、優質育種、綜合抗病育種逐一落實。

3 利用小麥提純復壯技術和分子育種技術

3.1 小麥提純復壯技術

小麥提純復壯技術主要體現在3個層面。第一，三年三圃提純法，即利用單株進行選擇、分系比較和混系繁殖。在運用該方法過程中，需要嚴格按照提純流程及要求實行，即大田、精選單穗、穗行圃、去雜去劣、穗系圃、去雜去劣、原種圃這樣的提純過程逐一落實。第二，二年二圃提純法，是在三年三圃提純法的基礎上，除去分系比較，提純過程相比三年三圃提純法要簡化，減少兩個“去雜去劣”和穗系圃的提純環節，其余按照原有順序不變。第三，穗選法和片選法。穗選法在小麥臘熟期到田間選穗或株，但并非盲目選擇，需要結合選擇品種的生長特性以及自身特征，挑選出具有外形整齊劃一、抗病能力良好的小麥品種。如何確定選穗多少，可以以翌秋的播種面積和習慣播量作為參考。而對于片選法的應用相對比較簡單、易操作，則在小麥收獲之前留出優質的品種，并按照選種的質量標準，進行去雜去劣操作，最終確保小麥整齊一致后，便可以進行單獨收割，然后經過晾曬脫粒，留出小麥種子備用。

3.2 小麥分子育種技術

通過分子生物學技術進行小麥高產育種，主要是利用分子標記方式來輔助育種和轉基因育種。轉基因育種是將基因工程研究與育種工作相結合，通過基因導入，培育出符合要求的新品種的一種科學育種方法。從分子育種技術本質進行深入研究會發現，分子育種與轉基因有著明顯不同。研究人員可以在不改變小麥基因的基礎上，改變作物性狀，或者利用分子標記方法，選擇出符合標準的優質品種。分子育種與轉基因工程有著緊密聯系。按照進化思想來理解，物種之間會發生水平基因的轉移，也就是說，轉基因實際上是一種水平基因轉移。若能夠利用轉入的新基因發生遺傳作用，會誕生出新的物種。相反，則阻礙新物種的出現。在分子育種方法中，第二種不能遺傳的情況不會出現，新品種和新物種有區別，通過分子育種方式可以培育新品種，以選種的優良性狀發生遺傳。

4 山東省確立技術創新與品種培育的措施

4.1 結合山東省實際情況，科學培育高產品種

結合山東省目前農業種植戶對品種的選擇調查分析，雖然大穗型品種十分受種植戶青睞，但是該品種的成穗數較低，只能滿足基本種植需求，難以達到高產的目標，無法取得突破性種植進展。為此，行業專家以及小麥遺傳育種科研人員經過多方研究，研發出了濟麥5198矮稈大穗小麥品種，穗數達32萬穗/667 m2，穗粒數達到52粒，千粒重達到50 g，其株高比濟麥22矮5～10 cm，既可以滿足大穗大粒的品種需求，而且抗倒性能力較強，高產性良好，綜合程度較高，成功突破了大穗品種高產研究中的瓶頸。83384D3E-1DE7-462E-AFDC-8E6DD59F57B6

在試驗過程中，當地出現了強風天氣，風力達到了八級以上，在試驗田中其他小麥品種都發生了不同程度的倒伏，但濟麥5198沒有發生倒伏，試驗驗收的成功為小麥高產增收、高效生產提供了保障。此外，濟麥5198矮稈大穗小麥品種具有良好的抗凍害性能，且倒春寒抗逆性也較好。這種品種經過多次評測驗收，在面對自然災害時具有良好的抵抗能力，在自身發展中能保障中強筋品質要求，面團穩定時間10 min以上，用來加工面條和饅頭品質都是不錯的選擇。雖然濟麥5198目前的產量已經達到高產的目的，但是很多專家研究認為，濟麥5198的產量以及發揮的空間還可以進一步挖掘。現階段小麥生產品種的同質化比較嚴重，高產品種不斷增多，想要更好地滿足人們的生活需求，提高作物生產質量，一方面，應從市場需求出發，在育種方向上多以大穗、矮稈、抗病抗逆等功能作為品種研發的核心要點，山東省現有培育的高產品種包含濟麥38、濟麥40、濟麥5198、濟麥5022，未來還需進一步加大研究力度，打造優質小麥產業品牌;另一方面，加強技術創新，運用創新育種理念，保障小麥生產與產業協同發展的需求[2]。

4.2 立足于多元發展需求，進行品種選育創新

選擇什么樣的品種作為培育對象，是提升單產和保障總產值的關鍵因素和基本保障。從往昔對比來看，需要結合以往制約小麥生產以及產業長足發展的影響因素進行攻堅克難，解決小麥生產技術問題。應該加強對小麥基因遺傳改良技術研究的重視，借助技術手段，提高小麥單產[3]。同時，要結合“十三五”規劃要求，創新小麥產業管理機制，合理配置和利用資源，協同山東省小麥科研團隊的技術力量和研發經驗，協同多個專業、不同研發領域的協同作用進行研發難度攻關，為實現山東省小麥穩步增產和農業生產提供品種技術支撐[4]。

第一，選育超高產小麥品種。以現代生物育種以及常規育種結合為中心，確立并逐步優化超高產小麥育種理論和技術體系，以技術優勢突破現有小麥品種遺傳基礎薄弱、超高產小麥育種技術滯后時代需求等發展難題，結合市場需求，培育出符合人們預期的高單產、品質上乘、抵抗病害和自然災害的綜合能力較強等超高產小麥新品種，推動山東省小麥持續增產。第二，選育優質強筋小麥品種，可以在山東省現有優質育種基礎上，進一步豐富當地小麥育種的基因基礎，通過引進國內外優質的品種資源，并加大育種技術研究力度，為山東省優質高產小麥產業發展提供技術和基因以及育種理論基礎的支撐。第三，選育節水型品種。高產品種不僅要有很強的抗逆性，能夠進行大范圍和廣泛的使用和推廣，還需要具備高效吸收水肥能力。山東省已經結合育種理論基礎和相關技術手段，研發出了一批抗旱和節水能力比較強的小麥品種，如魯麥21、煙農19等。第四，選育旱地小麥品種。需要結合魯中、魯南較為干旱的地域小麥產量和高產目標需求，以提升旱地小麥發展潛力和干旱適應程度為品種研發的核心和重點，加強抗旱小麥育種理論和技術研究，選育豐水年產量高、缺水年產量優勢突出的旱地小麥品種。

4.3 加強栽培技術創新，規范小麥產業管理

技術創新可以從3個層面展開。第一，遴選優質高產小麥品種，結合國家以及山東省的要求，結合當地區域農田種植試驗與示范，選擇適合當地生產條件、土壤、氣候等條件，并選擇單株生產效能較高、具有巨大的發展潛力和研究空間、有著良好抗倒性、抗病性、抗逆性、光合能力強的高產優質小麥品種[5]。第二，耕層優化，秸稈還田，加強技術創新研究，規范化小麥育種和栽培技術管理。山東省麥田長期采用機械淺旋耕，造成耕層變淺、結構劣化。一方面，要秸稈還田，如果前茬是玉米的麥田，就需要運用玉米秸稈還田機械設備粉碎，操作1～2遍之后，讓秸稈長度保持在5 cm左右即可。另一方面，創新耕作技術，加強耕、松、耙、壓工序的相互配合，建構優化合理的耕層結構。第三，利用栽培技術。比如針對旱地小麥水肥高效管理，防止干旱或缺水情況下對小麥生長造成影響。可以采用合理的栽培技術，通過節水穩產的耕作、秸稈還田、播種、栽培及對控釋肥、保水劑在旱地麥田施用技術等方面加強研究與科學管理，保障小麥各個生長階段的養分需求，提高小麥的抗旱能力，高效進行水肥管理，實現高產目的。

5 對山東省小麥育種的建議和生產管理策略分析

良好的育種工作可以為生產奠定良好物質基礎，滿足后續種植管理以及相關技術創新、產業結構調整等方面進行協同發展要求，共同推動產業的進步。為此，可以從以下3個層面進行落實。

5.1 加強對耕地質量的保護，建立小麥生產功能區

良好的耕地質量是確保育種工作順利開展和小麥栽培管理效果的關鍵。為了切實保護好當地麥田，需要注意以下幾點工作。

第一，需要建立健全麥田年度核查制度，并對當下中低產量麥田加強改造，找出小麥低產的原因，從土壤、品種、環境等多方面因素加強改造與優化。第二，完善麥田基礎保障設施，加大基礎設施建設力度。一方面，加強大中型灌溉區、泵站配套設施改良以及田間水利工程建設，除了在培育抗旱、節水的優質品種以外，還應利用節水灌溉技術，提高麥田灌溉效率，減少水資源浪費，及時補充小麥生長所需的水分，保障麥田生產獲得效益最大化。另一方面，應結合山丘區域加強水源工程建設，儲存自然降水資源并加以利用，為山丘區農業生產提供水源保障，增加農田有效灌溉面積。此外，要依次采取土地平整、土壤改良、土壤修復等工序措施，提高低產田的基礎功能，向著中產田發展，并將中產田改造成旱澇保收的高產穩產田。在培育出優質品種的同時，結合品種的特性和生長特點，選擇適合栽種的環境，讓外部環境成為優質小麥品種的助力，更好地發揮優質小麥高產的優勢。第三，建立小麥生產功能區，以標準化麥田為基礎進行集中連片規劃與建設，同時應完善農田設施和服務體系，提高小麥生產技術水平，以技術手段改良品種，研發并推廣優質良種。

5.2 加強農機農藝技術推廣，達成小麥高產高效目標

小麥栽培管理需要處理好“育種、耕種、播種、收獲、烘干、秸稈處理”等各環節的工作內容。面對如此浩大的工作量，以及農田管理時間的緊迫性要求，需要實現全程技術化，量化和落實到各個環節中。為了滿足這一目標，需要促進農藝和農機的有機結合、相互作用，利用農機農藝相結合的技術手段，實現栽培、育種、植保、農機等學科交叉合作，以農機為載體，完善小麥栽培管理相關基礎配套措施。同時，現階段需要加強在耕作整地作業、秸稈還田方面進行高質量處理，解決播種機排種、施肥精量調控、小麥全生育期水肥一體化和植保機械化等方面的問題，提高小麥高效生產管理的機械化水平。

5.3 深入實地考察，把握小麥試驗成果的好壞

行業專家進行育種試驗必須秉持“接地氣”的工作理念，閉門造車對任何行業研究都是行不通的。想要知道新品種培育是否符合預期，是否能夠達到高產穩產的需求，專家需要深入一線，親自觀察小麥新品種長勢如何，明確它的優點和不足，更好地選擇材料，把握技術。在山東省試驗田基地，很多研究人員深入實地考察，經過十幾年的改良和研究，培育出高產穩產多抗小麥新品種，如濟麥70等。以遺傳和變異為基礎，運用不同的手段，進行雜交、基因編輯和重組，擇優選擇，經過4～5代改良，等小麥遺傳基因穩定之后，經過反復試驗，并且專家通過親自考察，最終確定適合推廣和生產的小麥品種。

6 結束語

小麥育種是高產增收工作的主要研究方向，也是現代化發展對于小麥品質的要求。結合當下環境因素和未來發展趨勢，想要獲得小麥高產，就需要加強對小麥品種的研究，從不同層面選擇具有抗倒性、抗病性、抗旱耐寒等多方面功能的優質品種，解決我國糧食安全問題。

參考文獻：

[1]王公卿.淺析小麥常規育種技術的發展趨勢與優化措施[J].河南農業，2021（22）：22.

[2]孟淑華.小麥常規育種技術發展趨勢與優化措施[J].農業災害研究，2021，11（5）：168-169.

[3]林曙東.小麥常用育種技術研究進展[J].園藝與種苗，2021，41（5）：67-69.

[4]譚一泓.小麥育種的未來：新技術與新方向[J].高科技與產業化，2019（9）：36-39.

[5]吳冬華.小麥常規育種技術發展趨勢與優化措施[J].農業工程技術，2020，40（11）：96.

（編輯：郝煥霞）83384D3E-1DE7-462E-AFDC-8E6DD59F57B6