楊傳得 常秀龍 于金鳳 王 磊 董玉奎 張付蕓

（1.蘭陵農(nóng)墾實業(yè)總公司 山東蘭陵277700；2.蘭陵縣農(nóng)業(yè)農(nóng)村局 山東蘭陵277700；3.臨沂市農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣服務(wù)中心 山東臨沂276000）

我國是全球最大的小麥生產(chǎn)國，自20世紀(jì)90年代以來，我國小麥總產(chǎn)量位居世界第一，據(jù)經(jīng)濟(jì)合作與發(fā)展組織 （Organization for Economic Co-operation and Development，OECD）數(shù)據(jù)表明，2019年全球四大小麥主產(chǎn)國家（地區(qū)）分別為歐盟（不含英國）占18%、中國占18%、印度占13%、俄羅斯占10%。小麥?zhǔn)俏覈钪饕募Z食作物之一，也是四大主糧作物之一，2020年我國小麥總產(chǎn)量達(dá)到13 425萬t，其種植面積和總產(chǎn)量僅次于水稻，居糧食作物第2位。

水是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)順利進(jìn)行的重要保障，但同時也是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)發(fā)展的制約因素之一。我國是一個水資源缺乏的國家，每年遭受旱災(zāi)的農(nóng)作物有2 500萬～3 000萬hm2。雖然我國多年平均水資源總量位居世界前列，但人均占水量僅為世界人均的1/4，居世界第121位，被列為全球13個人均水資源匱乏的國家之一。據(jù)統(tǒng)計，農(nóng)業(yè)用水占總用水量的70%，其中糧食生產(chǎn)又占據(jù)農(nóng)業(yè)用水的最大比例[1]，20世紀(jì)90年代，鄭連生、石春元、山侖等的研究表明，只有提高生物自身的水分利用效率（Water Use Efficiency，WUE），才能從根本上取得節(jié)水的突破[2-4]。耐旱品種在節(jié)水工作中的貢獻(xiàn)超過30%，再配套農(nóng)藝改良和工程節(jié)水技術(shù)，充分發(fā)揮整體節(jié)水效益，每年可以節(jié)約小麥生產(chǎn)用水600～750 m3/hm2[5]。

山東省是水資源短缺省份，平均水資源總量約為308.1億m3，可利用水資源總量192.6億m3，每年約有40億m3的用水缺口，水資源人均占有量僅為315 m3，不到全國平均水平的1/6，僅為世界人均占有量的1/24，屬于人均占有量小于500 m3的嚴(yán)重缺水地區(qū)，遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于國際公認(rèn)的維持一個地區(qū)經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展所必需的臨界值（1 000 m3）。山東省是糧食生產(chǎn)大省，小麥常年播種面積超過6 000萬畝，產(chǎn)量穩(wěn)居全國第二，對維護(hù)糧食安全具有重要意義。因此，如何在確保糧食產(chǎn)量的前提下，選育耐旱節(jié)水的作物新品種，對高效配置自然資源，實現(xiàn)水資源安全、糧食安全協(xié)同發(fā)展具有重要經(jīng)濟(jì)價值和現(xiàn)實意義。

近年來，山東已經(jīng)審定一批高產(chǎn)小麥新品種，但大部分品種在節(jié)水高產(chǎn)方面，距離實際的生產(chǎn)要求還存在一定的差距，因此培育兼顧高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)耐旱的小麥成為品種選育的目標(biāo)。蘭陵農(nóng)墾實業(yè)總公司（山東省國營蒼山農(nóng)場）歷時14年，選育了高產(chǎn)耐旱小麥新品種墾星5號，2020年5月通過國審(審定編號：國審麥20200031),已獲得國家植物新品種權(quán)保護(hù)(品種權(quán)號：CNA 20181733.8）。

1 育種目標(biāo)與策略

1.1 育種目標(biāo)確定

育種目標(biāo)的確定必須符合社會和生產(chǎn)條件的需要。進(jìn)入21世紀(jì)，全球變暖趨勢愈發(fā)明顯，干旱脅迫日趨嚴(yán)重，同時伴隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和城市化進(jìn)程的加快，水資源日益匱乏。針對當(dāng)前水資源對山東及周邊區(qū)域小麥高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)的制約，發(fā)展節(jié)水農(nóng)業(yè)勢在必行。2006年蘭陵農(nóng)墾實業(yè)總公司小麥育種課題組，制定出高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)節(jié)水的育種目標(biāo)及選育方案，研究如何在不減產(chǎn)甚至增產(chǎn)前提下，減少灌溉次數(shù)，縮減用水成本，從而進(jìn)一步提高種植效益。

1.2 育種策略選擇

課題組以“高產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)、廣適”特性為基礎(chǔ)，采用系譜法選育，結(jié)合水旱一體種植、平行交替選拔的育種策略。一是聚焦育種目標(biāo)，合理選配親本組合；二是開展種質(zhì)創(chuàng)新，拓寬親本遺傳基礎(chǔ)；三是水旱平行選拔，提高育種效率，增強(qiáng)品質(zhì)穩(wěn)定性。以現(xiàn)有小麥品系中綜合農(nóng)藝性狀表現(xiàn)突出和生產(chǎn)實踐中大面積推廣利用的含有節(jié)水遺傳背景的品種為目標(biāo)親本，經(jīng)過少量精播，后代精篩，逐年穩(wěn)定目標(biāo)品系；育成的新品種實現(xiàn)了高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)和耐旱等優(yōu)異性狀的有機(jī)結(jié)合。

2 親本來源與選育過程

2.1 親本來源

制定育種目標(biāo)后，為了減少育種的盲目性，親本組合雙親中至少要有一個是適宜本地氣候條件、產(chǎn)量抗性等方面綜合表現(xiàn)優(yōu)異的品種。

墾星5號母本選用濟(jì)麥22，濟(jì)麥22是山東省農(nóng)業(yè)科學(xué)院作物研究所選育的高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)小麥品種，刷新了我國一年兩熟制下冬小麥高產(chǎn)紀(jì)錄，連續(xù)3年蟬聯(lián)全國冬小麥種植面積第一。濟(jì)麥22具有三大突出特點：一是高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)；二是適應(yīng)性廣；三是綜合抗性強(qiáng)。據(jù)不完全統(tǒng)計，截至2016年，全國小麥育種單位已培育200余個以濟(jì)麥22為骨干親本的衍生品系，通過審定的品種達(dá)到21個。濟(jì)麥22優(yōu)異的綜合表現(xiàn)，奠定了墾星5號“高產(chǎn)、多抗、廣適”的遺傳基礎(chǔ)。

墾星5號父本選用02-8-3-2-1，是蘭陵農(nóng)墾實業(yè)總公司系統(tǒng)選育的中間優(yōu)質(zhì)材料，由邯6172變異株和煙農(nóng)19號雜交而成，特點是抗旱性強(qiáng)、籽粒飽滿、產(chǎn)量穩(wěn)定。煙農(nóng)19號是集優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)、廣適于一體的強(qiáng)筋小麥，由煙臺市農(nóng)業(yè)科學(xué)院選育，2001年通過山東省審定。煙農(nóng)19號母本為煙臺市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究院多親本復(fù)合雜交而創(chuàng)制的小麥新種質(zhì)煙1933。煙1933的一大特點是抗凍性好、分蘗力強(qiáng)、光能利用率高；另一特點是遺傳背景豐富，據(jù)趙明等統(tǒng)計，2000-2018年以煙1933及其姊妹系煙1934為親本育成的小麥品種達(dá)到45個[6]。邯6172是邯鄲市農(nóng)業(yè)科學(xué)院選育的高產(chǎn)小麥，分蘗力強(qiáng)，越冬抗寒性好，且耐后期高溫，先后通過河北、山東和山西3省審定和黃淮南片、北片兩大麥區(qū)國家審定。通過系譜分析可以發(fā)現(xiàn)，邯6172是小麥骨干親本邯4032與中引1號雜交選育而成。邯4032及衍生種質(zhì)是邯鄲市農(nóng)科院小麥研究室歷時30余年，攻克了多個優(yōu)異性狀難以協(xié)調(diào)統(tǒng)一、多抗基因難以聚合的技術(shù)難題，創(chuàng)新后代選擇技術(shù)，改進(jìn)品系鑒定方法創(chuàng)制而成的骨干親本。據(jù)統(tǒng)計，截至2019年，利用骨干親本邯4032及衍生種質(zhì)選育出9個邯麥系列新品種，其他新品種22個。

通過以上分析可以看出，邯4032具有節(jié)水、高產(chǎn)、抗倒、抗病等突出特點；煙1933的特點是抗凍性好、分蘗力強(qiáng)、光能利用效率高、遺傳背景豐富；濟(jì)麥22高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)、適應(yīng)性廣、綜合抗性強(qiáng)。墾星5號系譜見圖1。

圖1 墾星5號系譜

2.2 選育過程

根據(jù)確定的育種目標(biāo)和育種策略，結(jié)合減灌節(jié)水措施，蘭陵農(nóng)墾實業(yè)總公司小麥育種課題組于2006年，以濟(jì)麥22為母本、02-8-3-2-1為父本進(jìn)行組配選育。2006-2007年度，配制收獲雜交種F1，代號為06-8；2007-2012期間，連續(xù)5年單粒點播并從每年雜交后代中定向選擇優(yōu)良單株，于2012年育成豐產(chǎn)性突出、綜合性狀優(yōu)異、耐旱等品質(zhì)指標(biāo)穩(wěn)定一致的小麥新品系，將中選株系命名為墾星5號。具體選育過程見圖2。

圖2 墾星5號選育過程

2012-2014年，墾星5號在蘭陵農(nóng)場種子研究所、泰安寧陽農(nóng)場、青島五四農(nóng)場等多個試驗基地進(jìn)行品系鑒定和產(chǎn)量比較試驗，表現(xiàn)優(yōu)異；2014-2016年參加國家黃淮冬麥區(qū)旱地品種比較試驗；2016-2018年參加國家黃淮冬麥區(qū)旱肥組區(qū)域試驗；2018-2019年參加國家黃淮冬麥區(qū)旱肥組生產(chǎn)試驗；2019年5月取得植物新品種權(quán)證書，2020年5月通過國家農(nóng)作物品種審定委員會審定。

3 特征特性

3.1 農(nóng)藝性狀

該品種屬半冬性，全生育期230.4 d，熟期比對照濟(jì)麥22略早。幼苗半匍匐，苗期長勢好，葉片細(xì)長，葉色深綠，分蘗力中等，成穗率高。株高74 cm，株型半松散。整齊度較好，穗層較整齊。穗長方形，長芒，白殼，白粒，半角質(zhì)，飽滿度一般。畝穗數(shù)40萬～45萬穗，穗粒數(shù)約32.2粒，千粒重約38.7 g。

3.2 品質(zhì)及抗性

2017-2018年農(nóng)業(yè)部谷物品質(zhì)監(jiān)督檢驗測試中心 （北京）對墾星5號進(jìn)行了品質(zhì)檢測，2年平均結(jié)果：容重817.5 g/L，蛋白質(zhì)含量14.09%，濕面筋含量35.5%，每100 g吸水量63.0 mL，穩(wěn)定時間5.5 min（表1）。

表1 墾星5號不同年份主要品質(zhì)指標(biāo)測試結(jié)果

2015-2016年墾星5號通過中國農(nóng)科院植保所抗病性接種鑒定：慢條銹病，中感葉銹病，高感白粉病和黃矮病。

4 產(chǎn)量表現(xiàn)

2016-2017年度參加國家黃淮冬麥區(qū)旱肥組區(qū)域試驗，平均產(chǎn)量為6 543.0 kg/hm2，比對照增產(chǎn)7.1%，達(dá)極顯著水平，16處試驗點有13處表現(xiàn)為增產(chǎn)，增產(chǎn)點率81.3%。2017-2018年度參加國家黃淮冬麥區(qū)旱肥組區(qū)域試驗，平均產(chǎn)量為5 659.5 kg/hm2，比對照增產(chǎn)6.1%，達(dá)極顯著水平，15處試驗點表現(xiàn)為全部增產(chǎn)，增產(chǎn)點率100%。區(qū)試2年平均產(chǎn)量為6 102.0 kg/hm2，比對照洛旱7號增產(chǎn)5.66%，增產(chǎn)點率90.7%。2018-2019年度參加國家黃淮冬麥區(qū)旱肥地生產(chǎn)試驗，包括河南、河北、山東、山西、陜西等5個省8個點，平均產(chǎn)量為5 763.0 kg/hm2，比對照增產(chǎn)5.5%，增產(chǎn)點率達(dá)到100%（表2）。

表2 墾星5號參加黃淮冬麥區(qū)旱肥組試驗的產(chǎn)量表現(xiàn)

5 栽培要點

墾星5號屬早熟、高產(chǎn)、抗旱品種，適宜黃淮冬麥區(qū)旱肥組的山西省晉南、陜西省咸陽和渭南、河南省旱肥地及河北省、山東省旱地種植。適宜播期為10月中上旬，適宜畝基本苗數(shù)為40萬～45萬，注意防治白粉病、黃矮病、葉銹病和赤霉病。高水肥地塊應(yīng)適當(dāng)降低播量，控制群體，防止后期出現(xiàn)倒伏。

6 討論

育種實踐表明，遵循育種客觀規(guī)律是實現(xiàn)高效育種的有效途徑。為了減少育種的盲目性，聚焦育種目標(biāo)，深入分析雜交材料的遺傳背景是成功選育高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)新品種的基礎(chǔ)。其次，合理配置親本組合是育種的關(guān)鍵。在選擇雙親時要求雙親均要有較高的產(chǎn)量和較好的適應(yīng)性，充分利用雙親的優(yōu)點，促進(jìn)優(yōu)良基因（位點）的累加和聚合，從而培育出產(chǎn)量和適應(yīng)性超親的品種。此外，建立科學(xué)有效的選擇方法和測評體系是選育成功的有效途徑。高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、高效、廣適是小麥育種永恒的目標(biāo)，不同歷史時期、生產(chǎn)階段、地區(qū)育種目標(biāo)側(cè)重點不同，要緊扣目標(biāo)，建立一套科學(xué)的評價篩選體系，提高育種效率。