李海霞 许海霞 詹克慧 董中东 陈树林 张 志 王志红 程西永
(1 河南农业大学/小麦玉米作物学国家重点实验室,郑州 450046;2 商丘市农业技术推广站,河南商丘 476000;3 商丘市睢阳区植保植检站,河南商丘 476100)
小麦是中国第三大粮食作物,黄淮冬麦区小麦种植面积和产量均居全国首位[1]。小麦生产中化学肥料的使用为高产稳产作出了巨大贡献,但过量施用不仅增加生产成本也会造成环境污染[2]。我国农作物化肥用量是美国的2.6 倍,欧盟的2.5 倍,远高于世界平均水平,如何在不增施或减施化肥的情况下,使粮食生产具有可持续性是农业科研人员亟需破解的课题。
黄淮区域水资源占有量不足全国的8%,80%左右的地下水资源用于作物灌溉,地下水资源过度开采造成诸多环境问题,威胁农业可持续发展[3]。品种改良中选育水肥利用效率高的作物新品种,是降低化肥使用量、节约水资源的有效途径,为此本课题组在小麦新品种选育中,制定了选育水肥高效新品种的育种目标,收集和创制水肥高效利用的种质资源,采用“两减一辅”育种方法,选育出了节水节肥小麦新品种豫农804,该品种适宜在黄淮冬麦区南片的河南省除信阳市和南阳市南部部分地区以外的平原灌区,陕西省西安、渭南、咸阳、铜川和宝鸡市灌区,江苏和安徽两省淮河以北的高中水肥地块种植。
1.1 亲本来源 豫农804 的母本和轮回亲本为豫农202,豫农202 是本课题组选育的小麦品种,该品种属半冬性早熟半矮秆类型,具有节肥能力强、生长健壮、成穗率高、综合抗病性好、适应性广等优点,但粒重偏低、抗旱性偏差。父本是许昌农科所选育的许农5 号,该品种属半冬性中晚熟类型,具有抗旱能力强、粒数多、粒重高等优点,但也存在植株偏高、抗倒伏能力偏弱等不足。
1.2 选育方法 豫农804 是采用“两减一辅”育种方法选育而成。“两减一辅”是指在3 种选择环境条件下,结合田间表现,采用分子标记辅助选择培育资源高效利用小麦新品种的育种方法。
第1 种环境为正常施肥和灌溉;第2 种环境为水肥胁迫,施肥量为正常环境的70%,整个生育期内不灌溉;第3 种环境为次级水肥胁迫,施肥量为正常环境的70%,整个生育期内仅在小麦起身至拔节期灌溉1 次。
F2同时种植在正常环境和水肥胁迫环境中,在水肥胁迫环境中确定水肥利用效率高的组合,在正常环境中依照高产优质育种目标结合分子标记选择单株,单株选择以正常环境为主,以胁迫环境为辅。
F3同时种植在正常环境和次级水肥胁迫环境中,在次级水肥胁迫环境中选择生长健壮,植株茂盛,结实和灌浆好的单株,在正常环境中选择符合高产优质目标的单株,单株选择以次级水肥胁迫环境为主,以正常环境为辅,采用分子标记辅助选择。
F4以后均种植在正常环境中,且从F4开始对优良株系的产量潜力、水肥利用效率和综合品质性状进行鉴定,最终选育出高产优质水肥利用效率高的小麦新品种豫农804。
本课题组采用此方法还育成了2 个节水小麦品种豫农4023(豫审麦2011029)和豫农803(豫审麦20190043)。
2.1 农艺性状 该品种属半冬性中晚熟品种,全生育期231d。幼苗半直立,叶片宽短,叶色浓绿,冬季抗寒性中等,分蘖力中等,成穗率较高。春季返青早,两极分化快,抽穗早,抗倒春寒能力一般[4]。株高78.6cm,株型松紧适中,穗下节长,旗叶短宽上举,下部叶片小,株行间通风透光性好,后期根系活力较强,耐后期高温,茎秆弹性好,抗倒伏能力较强。穗纺锤型,结实性较好,籽粒饱满,半角质。中感条锈病、白粉病和纹枯病,高感叶锈病和赤霉病。
2.2 产量表现 2015-2016 年度参加河南省冬水A 组区域试验,每hm2平均产量8383.5kg,比对照品种周麦18 增产9.66%,居15 个参试品种第3 位。2016-2017 年度参加河南省冬水B 组区域试验,每hm2平均产量8323.5kg,比对照品种周麦18 增产9.18%,居16 个参试品种第1 位;同年度参加河南省冬水D 组生产试验,平均产量8322.0kg,比对照品种周麦18 增产6.5%,居6 个参试品种第2 位。
2.3 节肥节水特性 2018-2019 年度河南省农业科学院设置的资源高效利用试验(不施N、不施P、正常施肥)中,豫农804 每hm2平均产量分别为7221.9kg、8330.2kg 和8508.9kg,分别比对照周麦18 增产10.6%、6.5% 和7.0%,是氮磷肥高效利用品种。同年度本课题组设置的全生育期浇0 水、1 水(拔节期)、2 水(拔节期和孕穗期)、3 水(拔节期、孕穗期和灌浆期)的节水试验中,豫农804 每hm2平均产量分别为6281.5kg、7318.5kg、8511.1kg 和8918.5kg,比对照周麦18分别增产9.7%、12.7%、9.3% 和17.3%,具有良好的节水性能。
2.4 品质表现 2016-2017 年经农业部农产品质量监督检验测试中心(郑州)检测:平均蛋白质含量为13.6%,湿面筋含量为27.6%,吸水量为57.7mL/100g,形成时间为4.0min,稳定时间为4.5min,弱化度为125FU,硬度为68.5HI,延伸性为147.5mm,最大抗延阻力为144E.U.。适宜制作馒头和面条。
3.1 适期播种 适宜播种期为10 月8-20 日,每hm2适宜播种量为135~180kg,保证基本苗为225 万~300 万株。
3.2 科学施肥 目标产量每hm2在7500~9000kg时,需施纯氮81~95kg、P2O5100~120kg、K2O 90~115kg 为底肥。越冬群体每hm2小于1200万苗的麦田,返青期追施尿素150~225kg;越冬群体大于1350 万苗的麦田,拔节后期追施尿素150~225kg,若墒情不足应结合追肥进行灌溉。
3.3 田间除草 3 叶1 心至越冬前喷施化学除草剂效果最佳,拔节后不宜采用化学除草剂除草,否则会造成药害。
3.4 病虫害防治 起身至拔节期注意防治纹枯病和条锈病,抽穗期采用“一喷三防”,防治蚜虫、赤霉病和白粉病。
3.5 适时收获 在蜡熟末期适时收获,做到颗粒归仓。