小麥高產育種技術分析

王立雷，韓樹桂

（汶上縣農業農村局，山東 濟寧 272501）

小麥是我國重要的糧食作物之一，也是北方的主要糧食產物，在我國農業生產中的地位很高，近二三十年以來，隨著生活條件日益改善，我國總人口數量也在不斷增多，在2021 年達到了14 億人的絕對高峰，人口數量的迅速增加使糧食產量成為了人民群眾廣泛關注的熱點話題。

隨著我國城鎮化的快速發展以及工業發展需求，不少耕種用地都被規劃為工業用地，這些原因造成了人口增多、糧食需求增加、耕地面積減少的窘境。在這一時代背景下，培育高產小麥迫在眉睫。

1 小麥高產育種的基本原則

1.1 適應環境條件

適應當地環境是小麥高產育種過程中應當遵循的首要原則。具體而言，小麥屬于一種全國性作物，在我國大多數地區都能夠種植并正常生長。但是，不同區域的環境條件不同，主要表現在溫度、光照強度、降水量、病蟲害4 個方面，提出的適應環境條件主要是指某一個優良品種應該能夠使環境中的有利條件發揮增產作用，同時適當降低環境中的不利條件對產量的影響。例如長江中下游地段，在小麥發育階段，這片區域一般會出現逐月的溫度與日照變化，這對小麥的生長能夠起到一定促進作用。此外，這片區域存在病害，如赤霉病、鐵銹病等，這些病害對小麥的生長造成較大威脅。由此可見，在這一地區進行高產小麥育種，必須使其具備較強的抗病能力。同時，高產小麥的成熟期還應與該地區的溫度與日照變化相適應，具備最有利于產量提升的生長發育方式[1]。

1.2 能夠充分發揮高產栽培技術的增產作用

小麥高產育種還應當充分發揮高產栽培技術的增產作用。具體而言，在栽培技術中，能夠顯著提升小麥產量、保證小麥健康生長的手段是施肥和灌溉，小麥高產品種應當對肥料的增加與灌溉具備更加靈敏的反應。同時，改善肥水條件后，小麥會出現比較明顯的倒伏現象，病害出現的概率也會明顯上升，因此，應強化高產小麥的抗病、抗倒伏能力。

1.3 必須符合農業現代化的要求

近年來，我國不斷進行大規模的農業現代化技術革新，很多地區已經基本實現了大范圍機械化種植與收割。在機械化收割的過程中，機械設備很容易導致小麥產量降低。因此，小麥在成熟時還應具備一定的抗落粒性能，防止機械化收割對小麥產量造成比較嚴重的影響[2]。

2 當前我國高產小麥研發工作的進展

小麥高產育種并不是一項簡單的工作，需要結合多方面技術以及相關領域的知識內容，例如植物學、遺傳學、氣候學等，借助技術手段為市場提供全新的小麥品種，提升廣大人民群眾的生活質量。

在高產小麥研發的初期階段，我國技術人員在小麥育種方面的盲目性較強，整個工作的進展速度以及育種效率明顯落后。在當前時代背景下，我國高產小麥研發已經逐步實現了規模化、規范化、系統化，對于小麥高產高效具備較強的促進作用。當前，我國小麥高產育種工作的科學性與規范性主要表現在以下幾點。一是在研究階段，技術人員需要調查物種資源的多樣性，并深入了解小麥作物植株產量構成的遺傳學基礎。二是我國不同區域的地理條件、地質類型、氣候條件存在較明顯差距，因此，技術人員還要分析不同區域的高產小麥育種方式，最終完成育種工作。由此可見，當前我國小麥高產育種工作的規范性與科學性已經達到了較高水平[3]。

3 小麥高產高效育種的方法與技術

3.1 原始材料選擇

原始材料是育種工作的重要基礎，在實踐中應采取以下手段選擇原材料。一是根據工作目的選擇具備相應性狀的原始材料。二是對收集到的原始材料進行全面分類，例如，在抗病性方面，可以細分為抗赤霉病、抗稈銹病、抗白粉病、抗葉枯病等類型。三是對所有材料進行篩選，選擇性狀突出、綜合品質良好、能進行雜交的材料。當前，需要進一步加強原始材料性狀選擇工作，著重加強抗病基因、株型資源的研究[4]。

3.2 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、連鎖交換的方式對優良性狀進行分離，使各種優良性狀集中在一起，最終結合相關研究人員的需求特點，有目的性地培育出具備一定特性的高產小麥品種。

在具體的培育過程中，一般應當遵循以下技術要求。一是當需要將位于不同個體中的優良性狀分離出來并集中于同一個體上時，技術人員需要利用基因分離的原理，從小麥中提取相應的優良性狀。例如，技術人員可從高稈小麥中分離出抗倒伏的矮稈小麥品種，按照基因重組的方式，將小麥中高稈抗銹病和矮稈不抗銹病兩種性狀集合在一起，最終形成具備矮稈抗銹病性狀的優良小麥品種。二是創造具備新性狀的品種。即小麥本身并不具備這一方面的性狀，技術人員通過人工誘導突變的方式針對性地培育植株，例如，可以通過人工誘變技術培育出具備防掉粒特性的小麥品種。

3.3 利用二系法雜交小麥技術確立小麥培育方向

當前，我國科研人員已經研發出采用二系法雜交小麥技術生產新品種的方式。采取這種方式培育而成的新品種在實踐中能夠顯著提升小麥抗病能力，同時能夠提升小麥的水肥利用率，達到穩定增產增收的要求。具體而言，二系法雜交主要是調整母體小麥的播種地，使其產生的果實能夠有效傳承，在實踐中幫助不育系種子繁殖，進而與恢復系雜交獲得雜交一代種子，顯著提升雜交小麥的利用效率與質量[5]。

3.4 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。一是三年三圃提純法。顧名思義，該方法需要在3 年的時間中按照相應方式提純，具體內容為單株選擇、分析比較、混系繁殖，技術人員在使用該技術的過程中，需要嚴格按照相關標準與流程進行，在實踐中，提純流程為大田、精選單穗、穗行圃、去雜去劣、穗系圃、去雜去劣、原種圃。二是二年二圃提純法。顧名思義，該方法與三年三圃提純法存在某種程度的一致性，屬于三年三圃提純法的簡化版本，省略了兩個去雜去劣和穗系圃流程，其他流程與三年三圃提純法基本相同。三是穗選法與片選法。穗選法是指在小麥成熟后，按照品種的生長特性選擇外形統一、抗病能力強的植株類型進行培育，其精細化程度較高。片選法的操作方式較簡單，只需要在小麥收獲前按照相關質量標準選擇優質品種進行去雜去劣操作即可，并采取脫粒手段留出種子，與穗選法相比，這種操作方式需要消耗的時間成本較大。

3.5 小麥分子育種技術

小麥分子育種技術也是培育新性狀小麥的主要技術之一，基本原理是利用分子生物學技術調整小麥種子的基本性狀，從本質上講，這種方式與基因工程，即通過改變基因的方式改變小麥性狀存在本質區別。具體而言，研究人員可以通過不改變基因的方式改變作物性狀，培育的新性狀小麥屬于典型的新品種，而不是通過基因工程實現的新物種，新產生的優良性狀能夠有效遺傳。

3.6 誘變技術

通過誘變技術改變小麥性狀也是實踐過程中比較常見的一種手段。在實踐中主要包括以下幾方面內容。一是離子束注入法。該方法的原理主要是生物體之間存在作用峰值，當超過特定數值后，離子束本身以及生物體均會產生不可逆轉的變化，在生物體方面主要表現為染色體的缺失移位或者DNA 分子方面的變化，最終誘發基因突變。在采用離子束注入的方法進行植株處理時，通常需要將處理后植株存活1/2 作為敏感性的重要指標。二是航空誘變。該方法的原理是利用外太空、高空獨有的環境特點，通過地表上沒有或者含量較少的微重力、宇宙射線等特異性環境改變小麥植株的功能與結構。在實踐中，這種基因誘變方式所產生的性狀變異具備較高的穩定性，同時很大概率產生新性狀。三是生物誘變。該方式的原理是通過生物工程技術，在植株細胞中插入目的外源基因，使生物產生不同的異變效果，并對其進行離體培養，使其產生無性變異，最終產生對試驗有幫助的突變體。例如，某專家在和谷草中提取到Ac 家族轉座子，能夠插入小麥染色體上的相同部位，幫助其產生全新的性狀[6]。

4 小麥高產育種生產管理的策略

4.1 建立完善的小麥生產功能區

建立完善的小麥生產功能區是從管理方面提升小麥高產育種質量的重要舉措。具體而言，良好的耕地質量是保障小麥高產育種工作正常進行的重要基礎，因此，保護好苗圃、麥田非常重要，在實踐中的具體操作方式有以下幾點。一是建立完善的麥田核查制度。根據小麥的實際產量分析麥田狀況，特別是對于產量偏低的麥田，應綜合分析土壤、小麥品種等，找出產量較低的主要原因，并對其進行針對性改造。二是完善基礎設施建設。現代麥田種植活動需要大量設備參與，例如灌溉設備、泵站、田間水利工程建設等，完善基礎工程及設施設備能夠有效提升麥田的灌溉效率，及時補充水分，提升麥田效益。技術人員還需要采取土地平整、土壤改良、土壤修復等手段對土地進行處理，使土地品質由低產田、中產田向高產田逐步發展，讓外部土壤環境為優質小麥品種提供良好的助力，充分發揮其高產優勢。三是建立完善的小麥生產功能區。麥田管理人員應充分結合自身實際情況，圍繞標準化麥田建設目標，對整個園區進行全方位規劃與建設，切實提升小麥生產技術水平，最終推動優良品種的培育。

4.2 強化農機農藝技術的融合

強化農機農藝技術的融合也是現代化背景下促進小麥高產育種技術目標順利實現的重要基礎。具體而言，小麥高產育種工作的復雜性相對較強，需要處理好育種、耕種、播種、收割等多個環節，工作量相對較大，同時，小麥高產育種對時間的要求較高。為了解決這一問題，需引進現代化技術，即引進大量農用機械，通過現代化手段提升各環節的工作效率。同時，為了更加有效地實現這一目標，還要將農用機械與農用工藝有機結合，在栽培、育種、種植等階段進行有效的交叉合作。同時，在當前的技術背景下，某些單位在耕作整地作業、秸稈還田等方面存在較明顯的質量問題，需要進一步改善與處理。

4.3 深入實地分析育種試驗

深入實地分析育種試驗也是現代化背景下促進小麥高產育種技術目標順利實現的重要手段之一。具體而言，小麥高產育種試驗的結果顯而易見，在小麥收獲的季節，其產量是否能夠達到研究人員預期水平也顯而易見。

農業方面的專家在進行育種試驗時必須嚴格遵循深入實地的原則，在小麥耕種階段、生長階段要親自到農田考察與分析，觀察小麥在耕地中的長勢，明確研究過程中存在的不足，并進行針對性改進。例如，在山東省某小麥試驗田，專家深入實地進行小麥高產育種，在經歷10 年以上的深入耕耘后，最終培育出具備高產、抗旱、抗倒伏等多種特性，且適合在當地及全國多地大范圍推廣的小麥新品種。

4.4 提升人員的綜合素質

提升人員的綜合素質也是現代化背景下促進小麥高產育種技術目標順利實現的重要手段之一。小麥高產育種工作是一項科學性強、復雜性強，同時需要消耗大量資金成本、時間成本的工作，因此，對于管理人員、技術人員的知識水平和綜合素質具有很高的要求。在實踐中的具體操作方式有以下幾點。一是相關單位選擇具備較高小麥高產育種知識的人員作為相關工作的管理人員，或直接從技術人員中進行選拔，提升管理人員的專業水平，這對于小麥高產育種工作的順利開展十分必要。二是相關單位應定期開展培訓、研討會等活動，切實提升技術人員的知識水平與技能水平，重點是向內部工作人員引進與傳遞國內外最先進的種子繁育技術、基因工程技術等手段，這種操作方式能夠有效提升小麥高產育種工作的技術水平。

5 結束語

當前，我國正面臨人口增多、糧食需求增加、耕地面積減少的難題與困境，小麥作為中國人餐桌上的重要主食之一，提升小麥產量對于解決中國糧食安全問題具有十分重要的意義。文章分析了小麥高產育種應當遵循的原則，認為小麥育種應適應環境條件、充分發揮高產栽培技術的增產作用、符合農業現代化的要求，并深入研究了小麥高產高效育種的方法與技術，主要涵蓋按照基因組合原理培育小麥新品種、利用二系法雜交小麥技術確立小麥培育方向、小麥提純復壯技術、小麥分子育種技術、誘變技術等方面。此外，文章提出了小麥育種生產管理的策略，即相關單位要想實現小麥高產育種，除了努力提升人員的綜合素質外，還要建立完善的小麥生產功能區，強化農機農藝技術的融合，深入實地開展育種試驗，這樣才能真正促進小麥產量穩定提升。