Q28超大穗大粒小麦在新绛试点示范试验

王 纶，王星玉，温琪汾，王树红，元改香，王林梅

（1.山西省农业科学院作物品种资源研究所，山西太原030031；2.山西省农村财政研究会，山西太原030001）

Q28超大穗大粒小麦是由云南省生态农业研究所那中元研究员通过GPIT生物技术手段，培育出的高光效稀植小麦品系。该品系以高光效为前提，通过大穗、大粒、多分蘖、稀植的栽培模式，从而获得更高的产量。由于稀植加之生育全过程仍以GPIT生物技术配套应用，而且不用农药，少用化肥，可减少病虫害、空气和土壤污染，为生产有机绿色小麦开拓新路[1]。2010年Q28小麦新品系进入全国多点小区试验阶段，山西设太原和晋南新绛县2个试点，太原试点由于冬季严寒，Q28小麦（种性属弱冬性）不能越冬，全部冻死。在晋南新绛县却能安全越冬，试种成功。新绛县试点种植的3个小区每小区面积50 m2，合计面积150 m2，共收获籽粒103.5 kg，每小区平均产量34.5 kg，折合公顷产量6 903.0 kg；而衡观35（CK）的小区平均产量为23.6 kg，折合公顷产量4 722.0 kg，Q28比对照增产46.2%。2011年晋南新绛县试点扩大种植面积，继续进行生产示范试验，示范品系和对照品种以及试验地点不变，2012年6月17日收获，现将2011—2012年的生产示范结果汇总如下。

1 材料和方法

1.1材料

2010年的小区试验用种由原育种单位云南省生态农业研究所提供，2011年的生产示范用种，因Q28属常规种，而且异地种植，存在一个逐步适应的过程，因此生产示范用种未采用原产地供种，而采用当地上年度小区试验所产种子。对照（CK）为当地水地推广品种衡观35。试验地点设在山西省新绛县三泉镇吉庄村张金生家的承包地里，试验地土壤结构良好，肥力中等，浇灌方便，光照充足。前茬作物为玉米。试验地面积共0.4 hm2，Q28 小麦与对照（CK）各种 0.2 hm2。

1.2 试验方法

1.2.1 播前整地 播种前深翻土地，耙耱2遍，刮地成畦，便于浇水。每畦面积40 m2，共刮100个畦，试验品系和对照（CK）各种50畦。

1.2.2 播种量 Q28稀植，每公顷播种量45 kg；衡观35（CK）密植，每公顷播种量225 kg。

1.2.3 播种期 2011年10月20日，Q28与衡观35（CK）同期播种。

1.2.4 施肥与田间管理 Q28与对照均施底肥37 500 kg/hm2，以人粪尿、畜肥等有机肥料为主。返青、拔节、孕穗期结合中耕、浇水各追施尿素150 kg/hm2。

1.2.5 观察记载 全生育期观察记载物候期、形态特征、抗倒伏性和抗病性，收获前在试验田的4个角和中间各定1 m2的面积，测量有效穗数，5点平均，计算出Q28和衡观35（CK）的每公顷有效穗数。同时每点拔出10整株，在收获后进行调查考种，计算出形态特征和产量因子的相关数据进行比较。最后产量在各自收获后，去掉12%的水分，为本次示范试验的实际产量。

2 结果与分析

Q28超大穗大粒小麦是以稀植大穗大粒获高产的一种增产模式，其核心是在大幅度提高光能利用率的前提下，改善水肥气热条件，减少病害和不利因素，提高产量因子指数，最终导致产量的大幅度提高[2]。试验结果表明，Q28小麦和衡观35（CK）在同等栽培管理条件下，在特征特性、产量因子及产量上存在明显差异。

2.1 Q28小麦与衡观35（CK）特征特性的比较

株高和茎粗是衡量小麦品种能否抗倒伏的一个主要性状。从表1可以看出，Q28小麦的株高在稀植情况下，比对照仅高出9.2 cm，如果除去穗子长度的部分，实际茎秆的高度还要比对照略低，可见Q28小麦的茎秆高度是与其单穗粒质量的大小相匹配的，而小麦的矮秆从抗倒的角度间接来看，也是一个很重要的丰产因素。在田间直观来看，二者茎粗有明显的差异，而考种数据显示，Q28的茎粗要比对照要高出1倍。茎粗与株高是相辅相成的，在小麦矮秆茎粗的情况下，就为小麦的高产奠定了良好的基础。因此，在小麦育种中，对高秆且茎细弱品种的改良，也是一个重要的指标[3]。由于Q28小麦具有矮秆、茎粗的特征，又间接地导致了茎秆节数的减少和茎基部节间的缩短，更加增强了后期的抗倒性能。相比之下，衡观35（CK）是没有这些优势的。

表1 Q28小麦和衡观35（CK）主要特征特性的比较

叶的差异主要以功能叶的长度和宽度来比较。从表1可以看出，Q28的叶长42.3 cm，比对照长12.1 cm；宽3.3 cm，比对照宽1.5 cm，因而，Q28的叶面积要远远大于对照，而且Q28的叶子明显肥厚，颜色浓绿，叶绿素含量高，这就为Q28小麦的高光能利用提供了有利条件，优良的光合生理性状就是决定后期产量潜力的关键性状[4]。

穗的特征特性是数量性状，与产量因子的质量性状密切相关，二者也是相辅相成，共同形成了产量的框架。主要以穗长、小穗宽、穗轴粗和籽粒长进行比较[5]。由表1可知，Q28小麦的穗长为18.1 cm，远远超过衡观 35（CK）的穗长（7.2 cm），是对照品种的2.5倍多，Q28小麦的主茎成穗一般穗长都在20cm左右，最长可达22 cm。而穗的长度又决定了小穗数的多少。Q28小麦的小穗宽比对照高出0.9 cm。而小穗的宽度又决定了小穗粒数的多少，这样就出现了穗轴粗细的差异，Q28小麦的穗轴粗比对照高出0.2 cm。小麦籽粒的长度是衡量小麦籽粒大小的主要标准，Q28小麦的主要特征就是大穗、大粒。从表1的结果来看，Q28小麦籽粒的长度比对照平均高出0.3 cm，这就为Q28小麦产量因子——千粒质量的提高提供了一定空间。

从品种特性来说，主要看抗逆性和抗病性。在抗逆性中小麦主要以抗倒伏性来衡量，因为小麦品种不论各个产量因子多少，只要不抗倒伏，由此带来的损失，一般要减产20%左右，特别是灌浆前期的倒伏，会严重影响到籽粒的饱满，损失更加惨重，一般要减产30%以上，因此，对一个新培育的小麦品种，对其抗倒伏性能的要求是很高的[6]。从试验结果来看，Q28小麦的抗倒性明显好于对照，加之又要求稀植的条件，因此，在田间直观地看，没有出现一点倒伏；而衡观35（CK）却出现了最严重的3级倒伏，对最终产量造成了较大影响。在抗病性方面，小麦最容易发生的病害主要有3种，分别是锈病、赤霉病、白粉病[7]，从田间调查结果来看，Q28小麦没有发现任何病害，更没有形成病害蔓延发展的趋势；而衡观35（CK）却出现了秆锈和叶锈病，虽然不是很严重，但是也对群体的生长发育带来不利，最终也影响到产量的形成。

2.2 Q28小麦与衡观35（CK）产量因子及产量的比较

2.2.1 产量因子的比较 Q28小麦与衡观35（CK）的产量因子和其特征特性有着密切的联系，其形态特征上的数量性状是产量因子形成的前提条件，是产量因子形成的基础，而抗逆和抗病性的特性表现也是形成产量因子很重要的推动或制约条件[8]。从表2可以看出，Q28小麦的有效分蘖是对照的5倍，是自身分蘖的46.9%；而对照的有效分蘖是自身分蘖的60%，说明Q28小麦的有效分蘖还有较大的空间，只要在栽培措施上得力，加强冬前管理，促进冬前分蘖，有效分蘖的数量还是可以大大提高。也说明Q28小麦在有效分蘖这一产量因子上还有潜力可挖。有效分蘖的多少又直接影响着每公顷的成穗数。Q28小麦每公顷的成穗数明显比衡观35（CK）少，只占对照的51.8%。这与Q28小麦的稀植有很大关系。Q28每公顷成穗数少于对照，并不能说明它在产量上就没有优势，还要由其他产量因子的构成来进一步验证。小麦的穗是由众多小穗组成，小穗的多少又与穗的长度有关，Q28小麦的穗子长大，自然小穗数就多。Q28小麦的小穗数比对照多13.8个，多出94.5%；小穗粒数是对照的2.1倍，单穗粒数是对照的2.6倍还多。单穗粒数的多少，又决定着单穗质量的高低，单穗粒数越多，只要千粒质量不是很低的情况下，单穗质量就高；反之，单穗粒数越少，单穗质量就越低。

从表2还可以看出，Q28小麦的单穗质量要比对照高出近2.2倍。说明Q28小麦的单穗质量占有明显的优势。Q28小麦的千粒质量比对照高出9.7 g。纵观8项产量因子的比较，除每公顷成穗数1项Q28小麦低于对照外，其他7项都高于对照，而且差距较大，说明Q28小麦在稀植的条件下，增产潜力非常可观。

表2 Q28小麦和衡观35（CK）产量因子和产量的比较

2.2.2 产量的比较 最后实打产量，Q28小麦为7 395.0 kg/hm2，衡观 35（CK）为 4 470.0 kg/hm2，每公顷比对照增产2 925 kg，增产65.4%。一个新培育的新品系在多点生产示范中一般平均比对照增产5%以上即可达到评审要求，而Q28小麦在异地种植能够取得这样的结果，可想而知，在原生态条件下，其增产幅度还要远远高于这个幅度，育种单位的试验结果表明也确实如此。

3 结论与讨论

从小区试验开始到生产示范的试验阶段，Q28小麦与衡观35（CK）都在同等条件下进行，唯一不同的是根据Q28小麦的特性，在播种量上差异较大，Q28的每公顷播种量45 kg，仅为对照衡观35的播种量（225 kg）的1/5，从节约种子的角度讲，Q28小麦的应用潜力巨大。我国是世界上第1小麦生产大国，每年播种面积2 665.3万hm2，是仅次于水稻的第2大作物。而冬小麦的种植面积占到全部小麦种植面积的86.5%[9]。冬小麦是华北平原种植的主要作物，也是山西种植的第2大作物，仅运城地区每年的播种面积就达34.5万hm2[10]，如果以每公顷播种量节约种子180 kg计，仅山西省运城地区，每年就可以节约小麦6 210万kg。如果全国的冬小麦种植面积为2 305.5万hm2，以50%的面积推广种植Q28小麦计，每年可节约小麦种子207 495万kg。由此可以看出，Q28小麦在生产上应用的潜在优势。

Q28小麦在山西晋南新绛县试点的试验结果是成功的，实际上田间考种的理论测算数据要比实际产量还要高，不排除在成熟阶段和对照比较，田间蓬勃茁壮不早衰的长势和诱人的大穗引得周边众多村民的不良采摘，以及鸟害和收获过程中造成的损失，根据Q28小麦的优良性状，我们认为Q28小麦的产量还有很大空间。此次试验还存在着栽培技术不完全配套的问题，使Q28小麦的优良性状不能得以全面表达出来。另外，还存在一个异地种植的生态环境和原生态环境比较，尽管能适宜生存，但或多或少总是有些差异，需要逐年种植后逐步适应的问题。因此，和原生态环境的生长情况比较，还存在一些不足之处，成为形成高产的制约因素。

一是形成有效分蘖的数量不足，有效分蘖数占分蘖数的比例还不足1/2，严重影响到每公顷的成穗数。和原生态环境的成穗数比较，在同样播种量的情况下，每公顷的成穗数只有原生态环境的66%。造成这种情况的原因与冬前管理的不足有很大关系。二是收获后各项主要产量因子的差异。小穗的粒数和单穗粒数也与原生态环境的差距较大，原生态环境的小穗大多都存在2次分化，小穗的粒数最多可达10粒，平均6.3粒，而本试验很少出现小穗2次分化，原生态环境比本试验的小穗平均粒数高出1.8粒。小穗粒数的多少，自然要影响到单穗粒数的多少，原生态环境的单穗粒数最多可达120粒，平均106.2粒，比本试验的单穗粒数高出3.9粒。差距更大的是单穗质量和千粒质量。原生态环境的单穗质量，最大可达20 g，平均10.3 g，比本试验高出6.2 g；千粒质量最大可达67 g，平均54.5 g，比本试验高出14.7 g。从穗和籽粒直观地来看，虽然Q28小麦的穗头和籽粒长大，但穗子的上端部分有3～5个小穗无籽粒或籽粒很少。籽粒较干瘪，灌浆程度较差。以上问题的出现，与Q28小麦全生育期栽培技术的配套管理没有跟上有很大关系。

由于在晋南试点存在的问题，使得Q28小麦最后产量与原生态环境的产量相比，出现较大的反差。原生态环境试验产量为11 250 kg/hm2，比本试验高3 855 kg/hm2，高出52.1%。说明Q28小麦还存在着很大的增产潜力。要想把这个潜力充分挖掘出来，还需要仔细研究Q28小麦的育成手段和品系特性。Q28小麦是利用GPIT生物技术使基因产生较大的变异，在变异株中选育而成，表现出超大穗大粒的特征，并且具有大幅度提高利用光合作用的特性[11]。在栽培技术上还需要GPIT生物技术的配套支持[12]，不能采用一般品种的栽培技术，只有这样，Q28小麦的独特优良性状才能充分发挥出来[13]。因此，在同等水、肥、气、热和耕作管理的条件下，Q28小麦要想获得更高产量，还需要配套增加相应的高产栽培技术[14]。

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