小麦新品种蜀麦133的选育与生产应用

马孝玲,黄 林,贺靖舒,伍碧华*

(1.四川农业大学小麦研究所,成都 611130;2.四川省农业科学院作物研究所,成都 610066)

1 前言

小麦是世界上种植面积最大、总产量最高的农作物,是世界上总产量第2的粮食作物,仅次于玉米。小麦为人类提供约21%食物热量和20%蛋白质,是全球约35%～40%人口的主要食粮,也是我国主要的粮食作物之一。我国是世界上最大的小麦生产国和消费国,小麦持续生产对保障国家粮食安全和社会经济繁荣稳定具有重要意义。因此,不断增加小麦产量、保障小麦有效供给是我国小麦生产的一项长期任务。培育优良品种,充分发挥其生产潜力是保障粮食安全重要措施。新中国成立以来,我国小麦生产取得举世瞩目的成就。经过多年持续攻关,我国种业科技水平稳步提升,基本实现主要粮食作物良种全覆盖。我国粮食产量已连续7年保持在6.5×1011kg以上,粮食供给总量充足、库存充裕。小麦单产和总产水平总体呈上升趋势。2021年我国主产区小麦单产6365kg/hm2,在全球范围内处于较高水平。中国小麦生产虽已实现了历史性跨越,但近20 年产业发展面临提升质量、降低成本和保护环境三大挑战。此外,我国粮食供求中长期仍是紧平衡态势。由于人多地少,资源环境约束日益趋紧,单纯依靠增加耕种面积来提高产量的难度越来越大。迫切需要高产绿色高效广适突破性新品种和配套栽培技术,以满足口粮绝对安全、营养健康、生态绿色可持续的总体发展目标。

四川为代表的西南麦区是国内小麦生态环境最复杂多样的农业生态区,不仅具有寡日照、阴雨多、季节性干旱并存的共同特点,而且地形、地貌、气温、雨水等自然环境千差万别,倒伏、病害等危害易发、重发。四川小麦具有特殊的生产性能特征,国外和省外小麦品种大都会“水土不服”,四川的重大小麦品种都是由四川本土育种家选育。但长期以来,围绕少数高产优良品种间的杂交配组和品种选育,导致品种同质化严重,突破性重大品种越来越少。四川粮食生产面临“确保国家口粮安全与绿色高效发展”的双重挑战。同时,四川小麦播种面积处于缓慢降低的走势,近20年的小麦单产、总产量虽然实现稳步增长,但仍低于全国平均水平。例如,四川省2019年小麦的平均产量为268.55kg/667m2,低于当年全国平均水平的375.36kg/667m2。研发适宜于四川特殊生态环境的高产、广适、抗病、商品价值高的突破性小麦新品种及其配套栽培技术是实现四川小麦产业绿色发展,保障国家粮食安全,促进农业提质增效的重要措施。

党的十八大以来,习近平总书记提出了“确保谷物基本自给、口粮绝对安全”的新粮食安全观,对绿色安全提出了更高要求。这不仅需要充分利用耕地,还需要高产绿色高效突破性新型作物重大品种,以及与之相适应的良法栽培措施来实现。四川小麦生产长期缺乏产量与效益、生产与生态、资源环境与绿色并重的突破性优良品种。针对选育抗病、优质、高产、高效、生态友好的小麦新品种为育种目标,课题组长期开展多目标性状协同改良的小麦新品种选育与推广应用研究,力争培育出能够在高产、广适、抗性突出、耐逆、综合农艺性状突出,能在四川及长江上游冬麦区大面积种植的优良小麦品种。在国家和四川省级科技计划项目的持续资助下,2007年利用引自中国科学院成都生物研究所育成的优良小麦新品种“川育23”与引自四川省农科院作物所选育的优良品系材料B1291进行杂交配组。利用改良系谱法历经10年选育而成集高抗条锈病、中抗赤霉病、耐寒性强、抗旱、抗倒性好、抗穗发芽、高产广适、丰产稳产特性的白皮大粒小麦新品种“蜀麦133”(川审麦2017005,国审麦20220001)。

2 材料与方法

2.1 试验材料

小麦新品种“蜀麦133”的母本是引自中国科学院成都生物所育成的高产白皮小麦品种“川育23”(R59//郑9023/H435),该品种2008年通过四川省农作物品种审定委员会审定,四川省农科院植保所鉴定结果为高抗条锈病,中感白粉病,中感赤霉病。“蜀麦133”的父本是引自四川省农科院作物所育成的小麦新品系B1291。

2.2 选育过程

2007年,利用来自中国科学院成都生物所选育的高产白皮小麦新品种“川育23”(原代号30389)为母本,优良新品系B1291为父本杂交配组获得杂种F1种子。2008年获得8000个单株以上的F2分离群体。2009和2010年连续2年单选混收获得F3和F4代,2011年和2012年连续2代单选单收获得F5和F6代,2012年11月播种,2013年选育稳定成系(编号B13-3)。

2.3 特征特性鉴定

参照《四川省地方标准DB51/T 1517-2012小麦品种描述规范》进行小麦品种性状调查和记载。

2.4 产量比较

2013～2014年,“蜀麦133”在四川省成都市温江区惠和村四川农业大学科研试验基地和雅安市雨城区四川农业大学科研农场进行品种比较试验。同时提交省植保所进行小麦主要病害的抗病性鉴定。两地对比试验中表现突出,综合农艺性状优良。2014～2016年参加由四川省种子站统一管理实施的四川省区域试验。2014～2015年有南充、广元、绵阳、双流、资中、新都、宜宾和射洪8个有效试验点。2015～2016年有新都、双流、射洪、南充、广元、绵阳、资中7个有效试验点。2016～2017年在双流、射洪、绵阳、内江、邻水和达州6 点进行生产试验。试验采用随机区组设计,3次重复。小区面积为13m2,小区间走道0.4m(部分试点为0.5m),重复间走道0.5m。试验四周设置保护行。2016～2018年参加长江上游冬麦组区域试验。采用统一田间设计,随机区组、3次重复,小区面积13m2。各试点按照当地大田生产实际确定播期、密度耕作、肥水管理。2020～2021年参加生产试验。各试验点采用当地主栽品种作对照品种:成都、绵阳、南充和资阳为“川农32”,易门为“易178-25”,永川为“渝麦13号”,曲靖为“云麦56”,兴义为“贵农19”,勉县为“汉麦5号”,十堰为“川麦42”。所有点均设置2次重复,随机排列,品种播种面积300m2以上。

2.5 抗病性鉴定

2.5.1 四川省区试 条锈病、白粉病和赤霉病抗性鉴定由四川省农科院植保所主持。采用人工接种的方法进行抗性鉴定。小麦条锈病鉴定方法参考《小麦区域试验品种抗条锈病鉴定技术规范》;白粉病鉴定方法和调查记载标准参见《全国小麦品种试验抗病虫鉴定标准(试行)》;小麦赤霉病计算方法参考《小麦区域试验品种抗赤霉锈病鉴定技术规范》。

2.5.2 长江上游冬麦组区试 抗条锈病、白粉病、叶锈病人工接种鉴定由中国农业科学院植物保护研究所完成;条锈自然发病鉴定由四川省农业科学院植物保护研究所完成;抗赤霉病人工接种鉴定由江苏省农业科学院植物保护研究所完成。鉴定方法和调查记载标准参见《小麦抗病虫性评价技术规范》系列标准(NY/T1443-2007); 白粉病鉴定方法和调查记载标准参见《全国小麦品种试验抗病虫鉴定标准(试行)》; 条锈病评价采用《小麦区域试验品种抗条锈病鉴定技术规程》(NY/T2954-2016);赤霉病评价采用《小麦区域试验品种抗赤霉病鉴定技术规程》(NY/T2953-2016)。

3 结果与分析

3.1 特征特性鉴定

“蜀麦133”为春性冬小麦品种、全生育期183d,中早熟。幼苗半直立,叶片长宽中等,叶色绿,分蘖力中等。株高90.5cm,株型较松散,抗倒性较好,整齐度好,穗层较整齐,熟相好。穗纺锤-长方形,长芒,小穗着生密度中等;长芒,白壳;护颖茸毛少,护颖嘴钝形,护颖斜肩,护颖瘠不明显,穗轴毛无。种子卵圆形,籽粒白色,半角质,籽粒较饱满,腹沟较浅。亩穗数25.3万穗,穗粒数41.5粒,千粒重45g以上。

2016年由荣县、井研试验点统一送样,经农业部谷物及制品质量监督检验测试中心(哈尔滨)进行品质分析,结果表明“蜀麦133”容重755～801g/L,平均778g/L;粗蛋白质含量11.55%～13.45%,平均12.5%;湿面筋20.2%～26.3%,平均23.25%;沉降值26.5～32.8 mL,平均29.65 mL;稳定时间1～5.6min,平均3.3min。2017和2018两年国家区域试验品质分析结果表明“蜀麦133”籽粒容重分别为804g/L和784g/L,蛋白质含量分别为12.22%和12.3%,湿面筋含量23.5%和20%,稳定时间4.6min和1.4min,吸水率54.8%和56.3%,最大拉伸阻力252Rm.E.U.。

2015和2016年四川省农科院植保所对“蜀麦133”进行人工接种小麦病原菌,抗性鉴定表明“蜀麦133”高抗条锈病、中感白粉病、中抗-中感赤霉病。2017和2018年中国农科院植保所对“蜀麦133”进行人工接种,抗性鉴定结果表明“蜀麦133”对条锈病近免疫、中感白粉病、中抗和中感赤霉病、中抗和中感叶锈病。生产上“蜀麦133”兼具有耐旱、耐寒、抗穗发芽、耐湿、抗倒伏等优良特性。

3.2 产量表现

2014～2015 年参加四川省区域试验,在南充、广元、绵阳、双流、资中、新都、宜宾和射洪8个有效试验环境下均全部增产。“蜀麦133”在8个点的平均产量为418.56kg/667m2,比对照绵麦367(平均产量371.35kg/667m2)增产12.71%,差异极显著,居区试2 组第2 位[1]。

2015～2016年参加四川省区域试验续试,设置的新都、双流、射洪、南充、广元、绵阳、资中7个有效试验点中,6点增产。7点平均产量为396.41kg/667m2,比对照绵麦367(平均产量343.74kg/667m2)增产15.32%,差异极显著,居区试 1组第 1位[2]。其中,新都、广元和绵阳3个试验点较对照增产超过20%。

2016～2017年在双流、射洪、绵阳、内江、邻水和达州5点进行生产试验,“蜀麦133”平均产量为378.15kg/667m2,比对照国审品种绵麦367(353.41kg/667m2)增产 7.00%,6点全部增产[3]。

2016～2017年“蜀麦133”同时参加国家长江上游冬麦组小麦新品种区域试验。当年度共设置18个试验点,包括四川成都、绵阳、内江、平昌、西昌省5个点;重庆北碚、永川、万州;云南省玉溪、曲靖;贵州省贵阳、毕节、遵义、兴义;陕西勉县、安康;湖北十堰和甘肃成县。其中,贵阳点因花期低温,阴雨日多,影响授粉结实,导致3个品种因结实受影响而绝收,影响了试验结果比较被舍去。“蜀麦133”在余下17个有效试验点的平均产量377.6kg/667m2,居区试试验第2位,比对照川麦42增产10.7%,差异极显著[4]。汇总17点中有13点比试验均值增产≥ 2%,增产点次率为76.5%。平均有效穗25.9万/667m2,穗粒数40.2粒,千粒重46g。

2017～2018年参加国家长江上游冬麦组小麦新品种区域试验续试。包括四川成都、绵阳、内江、平昌、西昌;重庆合川、万州;云南曲靖;贵州贵阳、毕节、遵义、兴义;陕西勉县、安康;甘肃成县共计15个有效试验点。 “蜀麦133”平均产量412.6kg/667m2,居B组第1位,较比对照川麦42增产6.4%,差异极显著[5]。汇总15点有9点比试验均值增产≥ 2%,增产点次率为60%。平均有效穗24.7万/667m2,穗粒数42.7粒,千粒重45.1g。

2020～2021年参加国家长江上游冬麦组小麦新品种生产试验。共设置贵州兴义,湖北十堰,四川南充、绵阳、成都、资中,云南曲靖,重庆永川,陕西勉县,云南易门10个试验点。“蜀麦133”平均产量为376.1kg/667m2,比对照川农32/易178-25/渝麦13/云麦56/贵农19/汉麦5/川麦42平均增产5.12%。10点中8点增产,增产点率为80%[6]。

4 栽培技术要点

四川省区域试验和国家区域试验长江上游组小麦新品种试验均充分证明“蜀麦133”具有较好的适应性和丰产特性。“蜀麦133”适宜在长江上游冬麦组的贵州省、重庆市全部,四川省除阿坝、甘孜州南部部分县以外的地区,云南省泸西、新平至保山以北和迪庆、怒江州以东地区,陕西南部地区,湖北十堰、襄阳地区,甘肃陇南地区种植。

4.1 播种期

一般在10月底至11月中旬播种,最适宜播种时间为霜降至立冬。

4.2 用种量

净作播种量8～12kg/667m2,基本苗12～14万/667m2为宜。

4.3 施肥量

施纯氮 12～15kgkg/667m2,重底肥 、早追肥,看苗施拔节肥,配合适量的磷、钾肥。

4.4 病草虫害防治

注意防治蚜虫和杂草,白粉病,湿害地区抽穗扬花期适当预防赤霉病。

4.5 种植隔离带

作为种子利用的繁殖田块,应设置 50m以上的非小麦种植隔离区,以防窜粉,同时要加强去杂保纯和提纯复壮,减少生物学混杂。

5 生产应用

“蜀麦133”是四川省近年来育成的突破性高产绿色高效小麦新品种,2017年和2022年分别通过四川省和国家小麦新品种审定。“蜀麦133”在区域试验和多年生产应用中,稳定地表现出高抗条锈病,中抗赤霉病,以及较好的抗白粉和叶锈病特性,具有耐湿、抗旱,抗冻,较强的抗倒伏以及抗穗发芽能力,优异的茎叶持绿性使其不仅具有较长的光合功能期,而且在灌浆中后期具有很强的抗高温逼熟能力和抗早衰能力,乃至“穗黄-籽熟-秆青”同在。生产上,收粒后还收草青贮,种养同行,收益大增,耕地高效利用,还免秸秆堆积和焚烧,绿色而环保。

该品种自2017年四川省审定后,立即被四川玉麦吨粮农业科技有限公司转化并进行良种生产、经销和推广应用。因其高产、多抗、广适、绿色、高效和良好的商品性及面条等加工性能,在生产上日益受到省内外广大种植大户的青睐,得到了快速推广应用,种植面积逐年扩大。同时,该品种被进一步引种到贵州、云南、重庆、陕西、广西等地,在当地条件种植下均表现出较好生产性状。

2021～2022连续2年完全高度随机地对小农户和大户自主耕种生产进行抽查,无论是平原、还是丘陵旱地,尽管从播种到成熟都全程遭遇极其不利的气候影响,“蜀麦133”都能获得稳定高产。2022年,“蜀麦133”在典型丘陵旱地小农户自主耕种测产达到608kg/667m2;2021年大户自主“双减”耕种生产平均达551kg/667m2。“蜀麦133”入选2020～2022年广元市小麦主导品种,绵阳市2019～2023年小春作物推介品种,也是陕西、贵州、重庆、四川等省市地方的政府采购品种。

6 遗传特性初步解析

“蜀麦133”携带成株广谱抗条锈病基因Yr29和全生育期抗条锈病基因Yr69的对应区段[7];利用Wu等[8]开发的小麦品质、抗性、产量和适应性相关基因的检测标记对“蜀麦133”进行标记检测,发现“蜀麦133”携带抗穗发芽位点TaVp-1B,抗旱位点TaDreb-B1。同时,携带生育期、株高、千粒重和品质的Vrn-A1、Rht-B1b/Rht-D1b、TaTPP-6AL1a、TaVp-1Bc、Glu-A1和Pina-D1a等基因位点。