东北啤麦基地近十年大麦生产与科研现状
2013-06-07李作安王光申
李作安 王光申
(黑龙江省农垦总局红兴隆农科所,黑龙江 友谊 155811)
1 近十年东北地区大麦生产演变
2003年至2012年黑龙江省大麦种植面积逐渐减少,见图1。
2003年至2012年内蒙古东北部大麦种植面积有所增加,见图2。
黑龙江省从20世纪90年代中期开始一直种植垦啤麦2号到2008年,每年占大麦种植面积的60%以上;1999年开始搭配种植垦啤麦3号;2005年开始搭配种植垦啤麦7号;2009年垦啤麦9号完全代替了垦啤麦2号,成为黑龙江省的主栽品种。
图1 黑龙江省大麦种植面积/(万hm2)
图2 内蒙古东北部大麦种植面积/(万hm2)
内蒙古东北部2001年开始试种大麦,主要以垦啤麦3号为主;2003年开始引入了垦啤麦2号;2004年引种了甘啤4号;2005年引种了垦啤麦7号;2009年引种了垦啤麦9号。目前,垦啤麦9号已占当地大麦种植面积的50%以上。
2 近十年东北暨红兴隆农科所大麦科研研究进展
2.1 大麦育种
2.1.1 大麦育种机构。在2006年前,东北地区的大麦育种基本以红兴隆农科所为主。近些年内蒙古农科院、黑龙江省农科院、黑龙江省克山农科所、黑龙江省农垦科学院等单位相继起动了大麦育种工作,形成了多家育种的局面,其对东北地区的大麦产业发展是一个较好的势头。
2.1.2 大麦育种目标。2005年前,我们基本以产量和品质为第一育种目标,对抗旱、抗倒伏、抗病等综合适应性没有重视。随着大麦产业的发展及生产和气候条件的变化,育种目标的调整也迫在眉睫。但就产量和品质来说我们已经取得了重大突破。目前东北地区种植的两个主栽品种 (垦啤麦7号和垦啤麦9号)的产量和品质都较好。垦啤麦9号的产量和抗病性是目前该地区种植的最好品种之一;垦啤麦7号是东北地区乃至全国品质较好的品种之一。
表1 垦啤麦7号近几年品质化验结果
2.1.3 大麦资源的引进与利用。红兴隆农科所经过近30年的育种,相继引进和自育了四千多份大麦资源。引进的资源主要有:日本、北美、欧洲和澳洲等。1985至2005年我们与日本札晃啤酒株式会社进行了20年的大麦育种合作;1995至2008年又与美国AB公司进行了14年的大麦育种合作,中断了三年后,2012年又重起合作。目前红兴隆所育成的6棱大麦品种100%都是北美资源,合作育成的新品系:6B02-3306其品质已可与2棱品种相媲美,其麦芽无水浸出率最高达到83%以上。经过我们多年的研究和探索认为:北美的资源是6棱大麦育种的较好资源、日本的资源是2棱大麦育种提高品质和抗倒伏性的较好资源、欧洲的资源是提高大麦产量的较好资源。今后,我们会根据不同育种目标引进和利用不同类型的资源。
2.1.4 大麦育种方法和手段。红兴隆农科所一直以常规杂交育种为主,近些年与上海市农科院生物技术所合作进行单倍体育种研究,并与新疆农科院合作进行辐射育种。
在常规杂交育种中,首先在亲本选配上我们本着优点多、缺点少、优缺点互补的原则。其次在杂交组合的组配上,以单交为主并采用三交、复合杂交及回交的方法。为实现长、短期育种目标,我们采用不同的杂交组合组配方式。在短期育种目标中,我们重点以单交、回交等近亲杂交为主。如:我们育成的垦啤麦9号其血缘关系较近(见图3)。
图3 垦啤麦9号选育
在啤麦9号的三个亲本品种中,垦啤麦1号和垦啤麦2号早熟、弯穗、品质好、不抗倒伏、容易折穗、落黄好,垦鉴啤麦2号晚熟、千粒重高、活秆成熟、抗旱性强、抗倒伏、品质次于垦啤麦1号和垦啤麦2号,而垦啤麦9号熟期介于三个亲本之间、落黄非常好、半弯穗、不易折穗、千粒重高、抗旱、抗倒伏、品质好。这些事实说明该品种结合了三个亲本的优点,克服了三个亲本的缺点,而且属于近亲杂交。另外,为了实现长期育种目标,我们以创造新的遗传资源为主,主要采用远缘杂交,包括地理远缘和血缘远缘。血缘远缘以2棱与6棱材料杂交为主,而这类组合我们采用特殊的选择方法,其效果非常好,用此方法我们选育了很多2棱或6棱的中间材料,不但丰富了遗传资源,而且用这些中间材料与好的亲本材料杂交后其后代的遗传效果也非常好。第三,在杂交后代的处理上,主要以系谱法为主。F1代淘汰组合30%~50%;F2代继续淘汰组合并从好的组合中选择好的单株;F3~F4代从好的株行中选择好的单株,对F4代较突出和较稳定的品系进行提前决选并考种;F5代以后大量决选品系。对每个决选品系选择5~8个单株延续下一代,直到F7代。此方法一旦育成的品系混杂则有后系替代,不会使优良的品系由于混杂而淘汰,提高了育种效率。每年的杂交后代有6 000~7 000行。第四,在抗条纹病育种上,根据条纹病的发病规律,我们采用特殊的方法。主要以最大限度地降低种子带菌量,具体方法在此简略。采用此方法使我们育成的品种虽然不是抗条纹病的,但从未有哪个品种由于条纹病的发生而造成严重减产的。使我们少走了很多弯路,提高了育种效率。
2.2 大麦栽培技术
从20世纪90年代中期我们就重视育成品种的配套栽培技术研究,每年做1~2项栽培试验。对黑龙江省东西两地大麦种植的播种时期、种植密度、施肥量、防病措施、田间管理、耕作措施、收获技术已研究出两套完整的栽培模式。
一般情况下,东部在4月20日之前播种都是高产播期,西部在4月25日之前播种都是高产播期。高产播种期之后,播种越晚产量越低、蛋白质含量越高、生育期越短、病害越重。种植密度:6棱品种25万 ~30万株/667 m2、2棱品种30万~35万株/667 m2。施肥量东西部由于土壤营养成分不同有较大差异。东部施肥量:纯N为4~4.6 kg/667 m2、纯P为4.6~5 kg/667 m2。西部施肥量:纯N为3.6~4 kg/667 m2、纯P为4.3~5 kg/667 m2。正常情况下,东部大豆茬N∶P=1∶1、玉米茬 N∶P=1∶1.2,西部大豆茬N∶P=1∶1.2、玉米茬 N∶P=1∶1.25。施肥技术上,黑龙江农垦一直主张秋季深施肥,这已经是一项制度性措施。在条纹病的防治上,我们于2002至2003年连续两年对十余种药剂进行了筛选。试验结果表明3%敌萎丹种衣剂、2%立克秀湿拌剂、2.5%适乐时种衣剂在出苗率(安全性)和防治效果上是较好的。出苗率和防治效果都达到95%以上。所以近10年一直推广这三种药剂防治大麦条纹病。
田间管理主要以防病和防倒伏为主。我们在20世纪90年代中期就对“麦壮灵”进行了防倒伏试验,用量20 ml/667 m2,在大麦挑旗时喷药效果最好,目前,该生长调节剂是防倒伏最好的。
在而内蒙古东北部,由于大麦种植的历史较短,开始的种植技术较粗糙。从2003年开始,我们每年赴该地进行现场考察和指导,并对当地农技人员及农户进行技术培训,目前的种植技术比十年前有了较大提高,但还有许多需要完善的技术。
3 急需解决的问题
3.1 调整育种目标
20世纪80年代中期,红兴隆农科所开始起动大麦育种课题。立题之初主要以选育高产、优质的啤酒大麦品种为主,而忽视了抗旱、抗病和抗倒伏等综合适应性的选择。随着黑龙江省的大麦面积越来越少,东北地区的大麦种植越来越趋向内蒙古东北部,品种的抗旱、抗病和抗倒伏等综合适应性越来越重要。虽然该地区十年九旱,但一旦拔节抽穗期高温多湿,则根腐病、网斑病发生严重,并易倒伏,所以,今后在以高产、优质为第一育种目标的前题下,将重视抗旱、抗病和抗倒伏新品种的选育。具体来说,目前种植的6棱大麦品种 (垦啤麦9号)其产量、抗旱和抗病性都比较好,但品质与2棱品种比还有一定的差距。而2棱品种 (垦啤麦7号)的品质、抗旱和抗倒伏都较好,尤其是品质较好,但产量和抗病性差。所以,今后6棱大麦以改良品质为主,主要是提高籽粒的千粒重来提高麦芽无水浸出率。2棱大麦以提高产量和抗病性为主。目前,我们已经选育出了6棱粒大、皮薄和2棱抗病性好的新品系,正参加黑龙江省区域试验。
3.2 完善栽培技术
目前,东北地区的大麦主要集中在内蒙古东北部。虽然该地的大麦种植技术已较10年前有了很大的提高,但还有许多需要完善的地方,如:合理密植与合理施肥、播种时期、品种的合理搭配、防倒伏等。尤其是施肥量与密度的关系,我们认为6棱品种以低密高肥为主,主要靠增加每穗粒数和千粒重增产,而2棱品种以高密和适肥为主,主要靠增加收获穗数增产。当前,该地的农垦系统种植的技术已非常好,但在地方的个体户经常会看到2棱品种保苗不足,草荒严重,而多棱品种过密穗太小、千粒重低,产量和品质都不理想的现象发生。
3.3 病虫草害的综合防治
黑龙江省垦区大麦种植的病虫草害综合防治技术已相当成熟。而内蒙古东北部由于大麦种植的历史较短,病虫草害时有发生,尤其是野燕麦在地方个体种植户会经常发现,甚至有时在大麦田的远处都看不到大麦植株。所以,防治野燕麦是当地大麦生产急需解决的问题之一;其次是大麦病害的防治。大麦条纹病经过我们多年的研究和推广,已经基本控制住,主要利用立克秀和敌萎丹按种子重量的0.15%和0.2%用药量,配成2%浓度后进行拌种,拌匀闷种2~7 d后播种。大麦根腐病是由种子带菌、高温多湿和重茬地等多因素引起的。表2、表3是红兴隆农科所2002年对大麦籽粒黑胚不同病情指数对发芽和幼苗生长影响的研究结果。从表中可看到:籽粒黑胚的病情指数与出苗率、苗高、根长、根鲜重和发芽势呈显著负相关,与苗鲜重、发芽率呈极显著负相关,而与病苗率、幼苗病情指数呈显著正相关。
表2 不同病级种子对发芽及幼苗生长的影响
表3 种子病指 (X)与幼苗生长因子 (Y)的相关性
3.4 耕作措施的研究
黑龙江省的大麦种植已形成了一套完整的耕作制度,秋天对土壤深翻、深松后,耙碎、捞平并秋深施肥,春季播种一次性保全苗。产量一般都在250 kg/667 m2以上,高的地块可达到500 kg/667 m2以上。而内蒙古东北部由于5月份十年九旱,多数都采用晚播和免耕措施。就免耕而言,其在干旱年份比深翻地抗旱、稳产性好一些,但不会是最高产的地块,在雨水适量的年份其产量比深翻地减产20%以上,并且由于病害重而籽粒品质也差。所以,免耕不是大麦创造高产的最佳耕作措施。建议今后多尝试利用休闲地种植晚熟品种,如垦啤麦7号或甘啤系列品种,而在秋翻地种植晚播品种,如垦啤麦2号、垦啤麦9号或垦啤麦10号等,并且选择适当面积进行秋深施肥。
总之,东北地区的啤酒大麦发展前景非常好,产量挖掘的潜力也非常大。从今年8月初几位专家的考察中也看到,高产的地块达400 kg/667 m2以上,而低产的地块只有200 kg/667 m2左右。为提高大麦产量,除选育高产品种外,关键还应从完善和提高栽培技术着手。所以,今后我们在重视育种的同时,将重点研究更科学合理的栽培技术以提高产量。