国审‘陇育5号’小麦丰产广适特性分析与推广应用策略

2021-02-03施万喜

农学学报 2021年10期

摘要：分析国审‘陇育5号’小麦丰产性、抗逆性、广适机理及推广策略，以期为北部旱地小麦高效育种和品种推广提供借鉴。利用多年多点国家北部旱地、甘肃省陇东片区域试验及高产示范资料，对冬小麦新品种‘陇育5号’的性状进行比较分析。‘陇育5号’多点区域试验、生产试验产量平均为4922.54 kg/hm2，比对照品种平均增产13.28%，增产点（次）率89.97%。有效穗数597.0万/hm2，收获指数39.6%，旱地产量潜力达6399.0 kg/hm2。成穗多与收获指数较高是实现‘陇育5号’高产潜力的基础，抗寒抗旱抗病、耐生育后期高温、粒重变异小是其广适性和大面积推广的重要保障。‘陇育5号’丰产性强，抗寒抗旱、综合抗逆性好，品质优良，适应范围广。在推广应用中，应采取项目推广方式，订单式原种生产，合同式良种繁育，“科研单位+地方政府+种业企业+示范农户”四位一体的推广模式。

关键词：冬小麦；‘陇育5号’；丰产性；适应性；推广模式

中图分类号：S512.1文献标志码：A论文编号：cjas2020-0035

Popularization and Application Strategies of National Approved Wheat‘Longyu No.5’with High-yield and Wide-adaptability

Shi Wanxi

（College of A&F， Longdong University， Qingyang 745000， Gansu， China）

Abstract： By analyzing the ability of high-yield， stress-resistance， wide adaptability of the national approved wheat‘Longyu No.5’and its promotion strategy， the study aims to provide references for high- efficiency breeding and variety promotion of dry land wheat in north China. The characters of new winter wheat variety‘Longyu No.5’were analyzed by using the regional experiment and high yield demonstration data of multiple points in north China’s dry land area， including Longdong of Gansu Province. The average yield of‘Longyu No.5’was 4922.54 kg/hm2， which was 13.28% higher than that of the control variety， and the yield increasing point（times） rate was 89.97%. The effective ear number was 5.97 million/hm2， the harvest index was 39.6%， and the yield potential in dry land was 6399.0 kg/hm2. In general， more ears and higher harvest index are the basis of realizing high yield potential； cold resistance， drought resistance and disease resistance， high temperature tolerance at later growth stage and small variation of grain weight are the important guarantee for wide adaptability and large-scale extension of‘Longyu No.5’. In the promotion and application of the variety， the model should include project-based promotion， order-based seed production， contract-based seed breeding， and efforts from research units， local governments， seed industry enterprises and demonstration farmers.

Keywords： Winter Wheat；‘Longyu No.5’； High Yield； Adaptability； Extension Model

0引言

小麥是甘肃省最主要的口粮作物，最大种植面积 151.95万hm2[1-2]。近年来，由于种植业结构优化调整，2018年种植面积压缩为77.55万hm2，总产量280.5万t，其中陇东地区播种面积25万hm2左右，总产量约80.0万t[3- 4]。陇东属中国北部冬麦区，常年降水量500～600 mm，年均气温8.5℃，≥10℃活动积温2600～ 3300℃，土层深厚、蓄水保墒性能好，地势较平坦，小麦机械化水平较高。但小麦全生育期降水不足300 mm，年降水时空分布不均，小麦不同种植区降水亏缺率约为25.5%～47.7%。冬、春季干旱多风，蒸发量大，晚霜冻害及条锈病和红黄矮病时有发生，造成小麦产量低而不稳[5-7]。针对该区小麦生产的主要制约因素及生产现状，育种目标要求在稳产前提下实现丰产，即育成品种抗旱抗寒、抗条锈病和红黄矮病，同时具有适宜合理的产量结构，表现高产稳产、优质高效[8]。新中国成立以来，陇东小麦品种经历了7次更新换代，产量从1949年的705.0 kg/hm2提高到2018年的3225.0 kg/hm2，同时，更新品种的品质和抗逆性也得到改良和提高[9-10]。许多学者研究表明，品种更新在促进小麦生产发展中的作用重大，贡献率为30%～40%[11-13]，选育、推广优良品种是促进小麦生产持续、绿色发展的基础。随着全球气候与耕作制度的变化，对新品种抗病、抗逆性提出了更高要求，生产上迫切需要抗寒、高产、抗倒、抗病、广适性新品种[14-16]。为此，陇东学院农林科技学院通过优配优选杂交组合，历经18年选择和多点试验，成功选育出小麦新品种‘陇育5号’，分别通过甘肃省（甘审麦2012012）、国家（国审麦20170026）、宁夏回族自治区（宁审麦2018-1-0391）品种审定，实现了多抗高产、优质广适等特性的良好结合，连续5年被列为甘肃省小麦主推品种，华北、西北地区耐旱节水品种，宁夏原州区、彭阳、西吉、隆德等县（区）冬小麦免费供种招标采购品种。本研究利用‘陇育5号’多年多点国家北部旱地、甘肃省陇东片区域试验及高产示范结果，解析该品种丰产、广适特性与推广应用策略，旨在为旱地高产广适性冬小麦新品种培育提供经验。

1材料与方法

1.1试验材料

‘陇育5号’是陇东学院农林科技学院选育，并通过甘肃省、北部冬麦区旱地、宁夏回族自治区审定的小麦新品种。系谱为西峰20号/庆农4号，原系号9446-6-2-1-1-3。甘肃省区域试验、生产试验代号陇育217，北部冬麦区旱地、宁夏回族自治区区域试验、生产试验代号为‘陇育5号’（图1）。冬性，生育期280天，幼苗匍匐，叶片绿色，分蘖力强，穗长方形，白壳、长芒、红粒，角质，抗旱抗寒，条锈免疫，高感叶锈病、白粉病。

1.2试验设计

品系比较试验、区域试验采用随机区组设计，3次重复，小区面积12～15 m2，收获计产面积12 m2。机条播，播种密度375.0万/hm2基本苗；生产试验1～2次重复，小区面积200 m2，收获计产面积200 m2。机条播，播种密度375.0万/hm2基本苗，试验区田间管理与大田生产相同。

1.3分析方法

试验数据汇总、统计分析采用Excel 2003和DPS软件完成。

2结果与分析

2.1丰产性分析

2.1.1区域试验产量表现‘陇育5号’旱作丰产性强，产量潜力大。在各级区域试验中表现见表1。2009—2010年甘肃省陇东片区域试验，2年平均产量4238.1 kg/hm2，比对照品种‘西峰27号’增产7.74%，14个点（次）试验12点（次）增产，增产点（次）率85.7%；2011年甘肃省陇东片生产试验，平均产量5256.30kg/hm2，比对照品种‘西峰27号’增产13.61%，增產点（次）率100%。2013—2014年北部冬麦区旱地组区域试验，2年平均产量4779.0 kg/hm2，比对照品种‘长6878’增产6.95%，增产点（次）率88.9%；2015年北部冬麦区旱地组生产试验，平均产量6285.0 kg/hm2，比对照品种‘长6878’增产5.36%，增产点（次）率100%。

2008—2018年50点（次）产量比较试验中，‘陇育5号’平均产量3745.50～6285.00 kg/hm2，比对照品种平均增产5.36%～15.99%，增产点（次）率89.97%，显示了‘陇育5号’旱作丰产性强，产量潜力大。

2.1.2生产示范产量表现‘陇育5号’旱作丰产性强，在大面积生产示范中表现突出。2013—2019年在甘肃陇东、宁夏固原等地高产创建和新品种展示中，大面积产量达4849.5～6399.0 kg/hm2，表现出较好的旱作丰产性和较高产量潜力，部分测产和实收结果列于表2。其中，2015—2016年度甘肃省泾川县高平村示范面积12.5 hm2，收获时实收折合单产6399.0 kg/hm2，较当地对照品种增产12.3%。2016—2017年度甘肃省平凉市崆峒区示范面积23.5 hm2，收获时实收折合单产6346.5 kg/hm2，较当地对照品种增产13.9%。

为了进一步明确‘陇育5号’的高产机理，2015—2016年对陇东旱地6个主栽品种进行了产量构成要素比较研究，结果（表3）表明，‘陇育5号’平均产量5683.8 kg/hm2，居第一位，显著高于其他品种。进一步分析产量构成要素，‘陇育5号’在大面积示范田中群体结构好，有效穗数597.0万穗/hm2，较其余品种多5.0万～83.0万穗/hm2；穗粒数36.5粒，较对照‘陇育4号’多1.5粒；千粒重40.0 g，较对照‘陇育4号’高4.5 g；收获指数为39.6%，在参试品种中为最高。穗数、穗粒数较多是其增产的主要原因。‘陇育5号’虽植株较高，但茎秆弹性好，株型紧凑，群体调控能力强，大面积生产示范田很少出现倒伏，叶片功能期长，灌浆速度快、抗青干、落黄好等特点为实现高产潜力提供了保障。

2.2广适性分析

国际玉米小麦改良中心（CIMMYT）对广适性的表述是一种基因型在多种环境中都能获得高产的能力，一般品种的广适性包括区域间广适性和年际间广适性[17]。‘陇育5号’在参加国家和甘肃省6年43个点（次）的区域试验中，39点（次）增产，增产点（次）率达90.7%。根据区域试验资料（表4）统计分析，2012—2014年品种‘Shukla’变异系数5.23%～12.62%，品种均值变异系数25.88%～39.76%，表明品种稳定性好、适应性强[18]。‘陇育5号’的审定和推广区域包括甘肃陇东、宁夏固原、山西长治，跨3个省（区），已成为北部冬麦区旱地甘肃陇东和宁夏固原的第一大品种，2017年被全国农技中心确定为“华北、西北地区耐旱节水品种”，2016—2019年被宁夏自治区确定为原州区、彭阳、西吉、隆德等县（区）冬小麦免费供种招标采购品种。累计推广面积40.0万hm2，其中2019年秋播面积约12.0万hm2，这足以说明它具有非常广泛的适应性。

2.3抗逆性分析

品种的抗病性和抗逆性就是品种的生命，也是广适性所应具备的必要条件[19]。河南省洛阳农科所2013—2014年小麦抗旱鉴定结果见表5。‘陇育5号’抗旱指数0.963～1.089，在干旱胁迫情况下，株高降低较少，千粒重较为稳定；抗寒性鉴定，越冬死株率13.7%，越冬死茎率17.6%，抗寒性达3级[20]；2年甘肃省区试中抗旱性1～2级，抗青干1～2级，熟相1～2级，穗层整齐，落黄好；2013—2014年度国家北部冬麦区旱地组抗病性鉴定，条锈病免疫；2011年甘肃省农科院植保所条锈病接种鉴定，苗期对混合菌表现中度感病，成株期对供试菌系条中32号、条中33号、水4、水5、混合菌表现抗病，对甘肃省优势菌系条中33号、32号抗性表现好。分子标记结果显示，‘陇育5号’籽粒含小麦穗发芽抗性基因Vp1Bb、抗慢锈病基因Lr68与Lr46、抗赤霉病基因FHB1。

2.4品质分析

2012—2014年度农业部谷物品质监督检验测试中心（北京）分析结果见表6。‘陇育5号’容重792.0～ 800.0 g/L，蛋白质15.74%～16.35%，湿面筋含量37.0%～ 38.3%，沉降值25.0～36.5 mL，吸水量58.2～61.6 mL/ 100 g，稳定时间3.8～5.0 min，最大抗延阻力122.0～ 129.0 E.U.，拉伸面积30.0～34.0 cm2，评分77.67，各项指标均超过国家优质中筋專用小麦标准[21]。面粉色泽作为评价小麦品质的重要指标，对面制品的商品性有重要影响[22-23]。中国农科院作物所夏先春课题组SDSPAGE高分子量麦谷蛋白亚基测定结果显示，‘陇育5号’籽粒在Glu-A1位点含有1、2*优质亚基；Psy-A1是影响面粉色泽（红度、黄度和白度）的重要基因，利用已开发的面粉色泽相关性状基因的分子标记检测，结果显示，‘陇育5号’籽粒中含有PSY-A1b/Ppo-D1b，是影响面粉白度的优质基因型。

3推广应用策略

3.1以推广项目为载体，明确职责抓协调

冬小麦新品种‘陇育5号’在试验示范中的表现突出，受到了示范区农户、种业企业的欢迎，发挥了优良品种的标杆作用。通过甘肃省品种审定后，2003年陇东学院先后申报中试转化项目，进行技术熟化与大面积推广应用。以项目为载体，成立了以市县种子站、庆阳天地源种业有限公司、庆阳雪玲种植合作社等参加的‘陇育5号’推广领导小组，负责‘陇育5号’示范推广中的组织、协调和督导工作；同时成立了技术实施小组，负责方案的制定、技术培训、技术指导等工作。确定了技术总负责人和分项目、分片负责人，各领导成员、技术人员的职责分工，各负其责，分工合作，保证了推广任务的落实。

3.2以种业企业为依托，建立基地抓种源

优质种子是保障优良品种增产增效的物质基础[24]。2010—2019年项目组联合庆阳天地源种业有限公司，在镇原临泾、新城、宁夏彭阳徐塬等地建立了稳定的良种生产基地3个，年生产良种100.0万kg。种子生产中，统一制定繁种方案，统一供种，统一田间管理，严格取杂取劣，种子收获时，专人负责，统一组织联合收割；种子收获后，统一收购、统一包衣、统一加工、统一调运、统一销售。严格坚持种子生产标准，为大面积示范提供了优质、充足的种源。

3.3以技术集成为重点，良种良法配套促推广

良种良法配套是充分发挥优良品种的增产潜力的重要技术途径[25-26]。在‘陇育5号’新品种示范推广中。陇东学院联合镇原县、宁县、彭阳县农业技术推广中心，开展了‘陇育5号’密度、氮磷配比、宽幅匀播、一膜两用、配方施肥、叶面喷肥等多项技术集成试验，新品种新技术组装集成，在镇原新城，临泾、彭阳王洼、红河等地建立高产示范展示区4个，展示田面积20.5 hm2，平均产量6125.0 kg/hm2，较当地主栽品种平均增产14.26%。试验、示范结合，建立高产展示田，辐射带动推动新品种的大面积推广应用。在中试转化过程中，采取“科研单位+地方政府+种业企业+示范农户”四位一体的推广模式，有效拉近了优良品种供给与农户需求之间的距离，打通了育种单位、种业企业与生产示范户之间的“肠梗阻”，实现了科技与经济之间良性循环，促进了优秀成果高效快速转化，提升了科研成果从“育种田”向“生产田”转化的能力和水平。同时，小麦优良品种的推广转化也成为了高校推进学科建设和人才培养的载体，反哺了教育教学，培养了一支“双师”型的师资队伍；建立种业长期合作的基础和平台，促进校企合作；拓宽学生实践、就业的渠道，为企业输送了更多优秀人才。

4结论与讨论

‘陇育5号’是利用系谱法，综合双亲优良性状，经过18年选择与多点试验育成的冬小麦优良品种，具有旱地6399.0 kg/hm2以上的高产潜力，品质优良、产量三要素协调，综合抗性好且适应性广，具有良好的推广应用前景。目前已经是甘肃陇东、宁夏固原等地主要栽培品种。今后应进一步加大推广力度，重视良种基地建设和良种良法配套栽培技术研究，为北部旱地小麦的高产和持续增产做出贡献。

选育高产节水效益型品种，是提高西北地区小麦生产水平、实现农业可持续发展和生态建设的重要措施，也是解决人多地少和缺乏水资源矛盾的有效途径，旱地小麦育种的实质就是适应性育种[27]。北部冬麦区年际间广适性（稳产性）应该成为一个主要的育种目标，广适性品种应具备易种易管易收、节水节肥、抗冻抗病、品质好、产量高、成熟早等特性[28]。旱地育种中，优良种质材料是关键，搜集、鉴定、筛选具有一定产量水平、抗旱节水的种质材料，与具有互补特性的当地骨干优良品种（系）杂交，用系谱法进行选择，从杂交后代中选择新的生态型，培育适合当地生态气候条件的新品种是切实可行的有效途径。后代选择评判指标主要包括粒库弹性、株高稳定性、肥料转化利用率、综合抗逆性等[29-30]。旱地小麦育种程序中，还应重视将遗传学与生理学研究结合，在利用传统育种技术改良株型结构和产量性状的同时，要重视运用分子育种技术体系改良品种的抗病性、品质、抗旱性，提高氮、磷利用效率等多效基因性状，这是实现广适性育种目标的根本策略。

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