小麥新品種蜀麥133的選育與生產應用

馬孝玲,黃 林,賀靖舒,伍碧華*

(1.四川農業大學小麥研究所,成都 611130;2.四川省農業科學院作物研究所,成都 610066)

1 前言

小麥是世界上種植面積最大、總產量最高的農作物,是世界上總產量第2的糧食作物,僅次于玉米。小麥為人類提供約21%食物熱量和20%蛋白質,是全球約35%～40%人口的主要食糧,也是我國主要的糧食作物之一。我國是世界上最大的小麥生產國和消費國,小麥持續生產對保障國家糧食安全和社會經濟繁榮穩定具有重要意義。因此,不斷增加小麥產量、保障小麥有效供給是我國小麥生產的一項長期任務。培育優良品種,充分發揮其生產潛力是保障糧食安全重要措施。新中國成立以來,我國小麥生產取得舉世矚目的成就。經過多年持續攻關,我國種業科技水平穩步提升,基本實現主要糧食作物良種全覆蓋。我國糧食產量已連續7年保持在6.5×1011kg以上,糧食供給總量充足、庫存充裕。小麥單產和總產水平總體呈上升趨勢。2021年我國主產區小麥單產6365kg/hm2,在全球范圍內處于較高水平。中國小麥生產雖已實現了歷史性跨越,但近20 年產業發展面臨提升質量、降低成本和保護環境三大挑戰。此外,我國糧食供求中長期仍是緊平衡態勢。由于人多地少,資源環境約束日益趨緊,單純依靠增加耕種面積來提高產量的難度越來越大。迫切需要高產綠色高效廣適突破性新品種和配套栽培技術,以滿足口糧絕對安全、營養健康、生態綠色可持續的總體發展目標。

四川為代表的西南麥區是國內小麥生態環境最復雜多樣的農業生態區,不僅具有寡日照、陰雨多、季節性干旱并存的共同特點,而且地形、地貌、氣溫、雨水等自然環境千差萬別,倒伏、病害等危害易發、重發。四川小麥具有特殊的生產性能特征,國外和省外小麥品種大都會“水土不服”,四川的重大小麥品種都是由四川本土育種家選育。但長期以來,圍繞少數高產優良品種間的雜交配組和品種選育,導致品種同質化嚴重,突破性重大品種越來越少。四川糧食生產面臨“確保國家口糧安全與綠色高效發展”的雙重挑戰。同時,四川小麥播種面積處于緩慢降低的走勢,近20年的小麥單產、總產量雖然實現穩步增長,但仍低于全國平均水平。例如,四川省2019年小麥的平均產量為268.55kg/667m2,低于當年全國平均水平的375.36kg/667m2。研發適宜于四川特殊生態環境的高產、廣適、抗病、商品價值高的突破性小麥新品種及其配套栽培技術是實現四川小麥產業綠色發展,保障國家糧食安全,促進農業提質增效的重要措施。

黨的十八大以來,習近平總書記提出了“確保谷物基本自給、口糧絕對安全”的新糧食安全觀,對綠色安全提出了更高要求。這不僅需要充分利用耕地,還需要高產綠色高效突破性新型作物重大品種,以及與之相適應的良法栽培措施來實現。四川小麥生產長期缺乏產量與效益、生產與生態、資源環境與綠色并重的突破性優良品種。針對選育抗病、優質、高產、高效、生態友好的小麥新品種為育種目標,課題組長期開展多目標性狀協同改良的小麥新品種選育與推廣應用研究,力爭培育出能夠在高產、廣適、抗性突出、耐逆、綜合農藝性狀突出,能在四川及長江上游冬麥區大面積種植的優良小麥品種。在國家和四川省級科技計劃項目的持續資助下,2007年利用引自中國科學院成都生物研究所育成的優良小麥新品種“川育23”與引自四川省農科院作物所選育的優良品系材料B1291進行雜交配組。利用改良系譜法歷經10年選育而成集高抗條銹病、中抗赤霉病、耐寒性強、抗旱、抗倒性好、抗穗發芽、高產廣適、豐產穩產特性的白皮大粒小麥新品種“蜀麥133”(川審麥2017005,國審麥20220001)。

2 材料與方法

2.1 試驗材料

小麥新品種“蜀麥133”的母本是引自中國科學院成都生物所育成的高產白皮小麥品種“川育23”(R59//鄭9023/H435),該品種2008年通過四川省農作物品種審定委員會審定,四川省農科院植保所鑒定結果為高抗條銹病,中感白粉病,中感赤霉病。“蜀麥133”的父本是引自四川省農科院作物所育成的小麥新品系B1291。

2.2 選育過程

2007年,利用來自中國科學院成都生物所選育的高產白皮小麥新品種“川育23”(原代號30389)為母本,優良新品系B1291為父本雜交配組獲得雜種F1種子。2008年獲得8000個單株以上的F2分離群體。2009和2010年連續2年單選混收獲得F3和F4代,2011年和2012年連續2代單選單收獲得F5和F6代,2012年11月播種,2013年選育穩定成系(編號B13-3)。

2.3 特征特性鑒定

參照《四川省地方標準DB51/T 1517-2012小麥品種描述規范》進行小麥品種性狀調查和記載。

2.4 產量比較

2013～2014年,“蜀麥133”在四川省成都市溫江區惠和村四川農業大學科研試驗基地和雅安市雨城區四川農業大學科研農場進行品種比較試驗。同時提交省植保所進行小麥主要病害的抗病性鑒定。兩地對比試驗中表現突出,綜合農藝性狀優良。2014～2016年參加由四川省種子站統一管理實施的四川省區域試驗。2014～2015年有南充、廣元、綿陽、雙流、資中、新都、宜賓和射洪8個有效試驗點。2015～2016年有新都、雙流、射洪、南充、廣元、綿陽、資中7個有效試驗點。2016～2017年在雙流、射洪、綿陽、內江、鄰水和達州6 點進行生產試驗。試驗采用隨機區組設計,3次重復。小區面積為13m2,小區間走道0.4m(部分試點為0.5m),重復間走道0.5m。試驗四周設置保護行。2016～2018年參加長江上游冬麥組區域試驗。采用統一田間設計,隨機區組、3次重復,小區面積13m2。各試點按照當地大田生產實際確定播期、密度耕作、肥水管理。2020～2021年參加生產試驗。各試驗點采用當地主栽品種作對照品種:成都、綿陽、南充和資陽為“川農32”,易門為“易178-25”,永川為“渝麥13號”,曲靖為“云麥56”,興義為“貴農19”,勉縣為“漢麥5號”,十堰為“川麥42”。所有點均設置2次重復,隨機排列,品種播種面積300m2以上。

2.5 抗病性鑒定

2.5.1 四川省區試 條銹病、白粉病和赤霉病抗性鑒定由四川省農科院植保所主持。采用人工接種的方法進行抗性鑒定。小麥條銹病鑒定方法參考《小麥區域試驗品種抗條銹病鑒定技術規范》;白粉病鑒定方法和調查記載標準參見《全國小麥品種試驗抗病蟲鑒定標準(試行)》;小麥赤霉病計算方法參考《小麥區域試驗品種抗赤霉銹病鑒定技術規范》。

2.5.2 長江上游冬麥組區試 抗條銹病、白粉病、葉銹病人工接種鑒定由中國農業科學院植物保護研究所完成;條銹自然發病鑒定由四川省農業科學院植物保護研究所完成;抗赤霉病人工接種鑒定由江蘇省農業科學院植物保護研究所完成。鑒定方法和調查記載標準參見《小麥抗病蟲性評價技術規范》系列標準(NY/T1443-2007); 白粉病鑒定方法和調查記載標準參見《全國小麥品種試驗抗病蟲鑒定標準(試行)》; 條銹病評價采用《小麥區域試驗品種抗條銹病鑒定技術規程》(NY/T2954-2016);赤霉病評價采用《小麥區域試驗品種抗赤霉病鑒定技術規程》(NY/T2953-2016)。

3 結果與分析

3.1 特征特性鑒定

“蜀麥133”為春性冬小麥品種、全生育期183d,中早熟。幼苗半直立,葉片長寬中等,葉色綠,分蘗力中等。株高90.5cm,株型較松散,抗倒性較好,整齊度好,穗層較整齊,熟相好。穗紡錘-長方形,長芒,小穗著生密度中等;長芒,白殼;護穎茸毛少,護穎嘴鈍形,護穎斜肩,護穎瘠不明顯,穗軸毛無。種子卵圓形,籽粒白色,半角質,籽粒較飽滿,腹溝較淺。畝穗數25.3萬穗,穗粒數41.5粒,千粒重45g以上。

2016年由榮縣、井研試驗點統一送樣,經農業部谷物及制品質量監督檢驗測試中心(哈爾濱)進行品質分析,結果表明“蜀麥133”容重755～801g/L,平均778g/L;粗蛋白質含量11.55%～13.45%,平均12.5%;濕面筋20.2%～26.3%,平均23.25%;沉降值26.5～32.8 mL,平均29.65 mL;穩定時間1～5.6min,平均3.3min。2017和2018兩年國家區域試驗品質分析結果表明“蜀麥133”籽粒容重分別為804g/L和784g/L,蛋白質含量分別為12.22%和12.3%,濕面筋含量23.5%和20%,穩定時間4.6min和1.4min,吸水率54.8%和56.3%,最大拉伸阻力252Rm.E.U.。

2015和2016年四川省農科院植保所對“蜀麥133”進行人工接種小麥病原菌,抗性鑒定表明“蜀麥133”高抗條銹病、中感白粉病、中抗-中感赤霉病。2017和2018年中國農科院植保所對“蜀麥133”進行人工接種,抗性鑒定結果表明“蜀麥133”對條銹病近免疫、中感白粉病、中抗和中感赤霉病、中抗和中感葉銹病。生產上“蜀麥133”兼具有耐旱、耐寒、抗穗發芽、耐濕、抗倒伏等優良特性。

3.2 產量表現

2014～2015 年參加四川省區域試驗,在南充、廣元、綿陽、雙流、資中、新都、宜賓和射洪8個有效試驗環境下均全部增產。“蜀麥133”在8個點的平均產量為418.56kg/667m2,比對照綿麥367(平均產量371.35kg/667m2)增產12.71%,差異極顯著,居區試2 組第2 位[1]。

2015～2016年參加四川省區域試驗續試,設置的新都、雙流、射洪、南充、廣元、綿陽、資中7個有效試驗點中,6點增產。7點平均產量為396.41kg/667m2,比對照綿麥367(平均產量343.74kg/667m2)增產15.32%,差異極顯著,居區試 1組第 1位[2]。其中,新都、廣元和綿陽3個試驗點較對照增產超過20%。

2016～2017年在雙流、射洪、綿陽、內江、鄰水和達州5點進行生產試驗,“蜀麥133”平均產量為378.15kg/667m2,比對照國審品種綿麥367(353.41kg/667m2)增產 7.00%,6點全部增產[3]。

2016～2017年“蜀麥133”同時參加國家長江上游冬麥組小麥新品種區域試驗。當年度共設置18個試驗點,包括四川成都、綿陽、內江、平昌、西昌省5個點;重慶北碚、永川、萬州;云南省玉溪、曲靖;貴州省貴陽、畢節、遵義、興義;陜西勉縣、安康;湖北十堰和甘肅成縣。其中,貴陽點因花期低溫,陰雨日多,影響授粉結實,導致3個品種因結實受影響而絕收,影響了試驗結果比較被舍去。“蜀麥133”在余下17個有效試驗點的平均產量377.6kg/667m2,居區試試驗第2位,比對照川麥42增產10.7%,差異極顯著[4]。匯總17點中有13點比試驗均值增產≥ 2%,增產點次率為76.5%。平均有效穗25.9萬/667m2,穗粒數40.2粒,千粒重46g。

2017～2018年參加國家長江上游冬麥組小麥新品種區域試驗續試。包括四川成都、綿陽、內江、平昌、西昌;重慶合川、萬州;云南曲靖;貴州貴陽、畢節、遵義、興義;陜西勉縣、安康;甘肅成縣共計15個有效試驗點。 “蜀麥133”平均產量412.6kg/667m2,居B組第1位,較比對照川麥42增產6.4%,差異極顯著[5]。匯總15點有9點比試驗均值增產≥ 2%,增產點次率為60%。平均有效穗24.7萬/667m2,穗粒數42.7粒,千粒重45.1g。

2020～2021年參加國家長江上游冬麥組小麥新品種生產試驗。共設置貴州興義,湖北十堰,四川南充、綿陽、成都、資中,云南曲靖,重慶永川,陜西勉縣,云南易門10個試驗點。“蜀麥133”平均產量為376.1kg/667m2,比對照川農32/易178-25/渝麥13/云麥56/貴農19/漢麥5/川麥42平均增產5.12%。10點中8點增產,增產點率為80%[6]。

4 栽培技術要點

四川省區域試驗和國家區域試驗長江上游組小麥新品種試驗均充分證明“蜀麥133”具有較好的適應性和豐產特性。“蜀麥133”適宜在長江上游冬麥組的貴州省、重慶市全部,四川省除阿壩、甘孜州南部部分縣以外的地區,云南省瀘西、新平至保山以北和迪慶、怒江州以東地區,陜西南部地區,湖北十堰、襄陽地區,甘肅隴南地區種植。

4.1 播種期

一般在10月底至11月中旬播種,最適宜播種時間為霜降至立冬。

4.2 用種量

凈作播種量8～12kg/667m2,基本苗12～14萬/667m2為宜。

4.3 施肥量

施純氮 12～15kgkg/667m2,重底肥 、早追肥,看苗施拔節肥,配合適量的磷、鉀肥。

4.4 病草蟲害防治

注意防治蚜蟲和雜草,白粉病,濕害地區抽穗揚花期適當預防赤霉病。

4.5 種植隔離帶

作為種子利用的繁殖田塊,應設置 50m以上的非小麥種植隔離區,以防竄粉,同時要加強去雜保純和提純復壯,減少生物學混雜。

5 生產應用

“蜀麥133”是四川省近年來育成的突破性高產綠色高效小麥新品種,2017年和2022年分別通過四川省和國家小麥新品種審定。“蜀麥133”在區域試驗和多年生產應用中,穩定地表現出高抗條銹病,中抗赤霉病,以及較好的抗白粉和葉銹病特性,具有耐濕、抗旱,抗凍,較強的抗倒伏以及抗穗發芽能力,優異的莖葉持綠性使其不僅具有較長的光合功能期,而且在灌漿中后期具有很強的抗高溫逼熟能力和抗早衰能力,乃至“穗黃-籽熟-稈青”同在。生產上,收粒后還收草青貯,種養同行,收益大增,耕地高效利用,還免秸稈堆積和焚燒,綠色而環保。

該品種自2017年四川省審定后,立即被四川玉麥噸糧農業科技有限公司轉化并進行良種生產、經銷和推廣應用。因其高產、多抗、廣適、綠色、高效和良好的商品性及面條等加工性能,在生產上日益受到省內外廣大種植大戶的青睞,得到了快速推廣應用,種植面積逐年擴大。同時,該品種被進一步引種到貴州、云南、重慶、陜西、廣西等地,在當地條件種植下均表現出較好生產性狀。

2021～2022連續2年完全高度隨機地對小農戶和大戶自主耕種生產進行抽查,無論是平原、還是丘陵旱地,盡管從播種到成熟都全程遭遇極其不利的氣候影響,“蜀麥133”都能獲得穩定高產。2022年,“蜀麥133”在典型丘陵旱地小農戶自主耕種測產達到608kg/667m2;2021年大戶自主“雙減”耕種生產平均達551kg/667m2。“蜀麥133”入選2020～2022年廣元市小麥主導品種,綿陽市2019～2023年小春作物推介品種,也是陜西、貴州、重慶、四川等省市地方的政府采購品種。

6 遺傳特性初步解析

“蜀麥133”攜帶成株廣譜抗條銹病基因Yr29和全生育期抗條銹病基因Yr69的對應區段[7];利用Wu等[8]開發的小麥品質、抗性、產量和適應性相關基因的檢測標記對“蜀麥133”進行標記檢測,發現“蜀麥133”攜帶抗穗發芽位點TaVp-1B,抗旱位點TaDreb-B1。同時,攜帶生育期、株高、千粒重和品質的Vrn-A1、Rht-B1b/Rht-D1b、TaTPP-6AL1a、TaVp-1Bc、Glu-A1和Pina-D1a等基因位點。