王立雷，韓樹桂

（汶上縣農(nóng)業(yè)農(nóng)村局，山東 濟(jì)寧 272501）

小麥?zhǔn)俏覈匾募Z食作物之一，也是北方的主要糧食產(chǎn)物，在我國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的地位很高，近二三十年以來，隨著生活條件日益改善，我國總?cè)丝跀?shù)量也在不斷增多，在2021 年達(dá)到了14 億人的絕對高峰，人口數(shù)量的迅速增加使糧食產(chǎn)量成為了人民群眾廣泛關(guān)注的熱點(diǎn)話題。

隨著我國城鎮(zhèn)化的快速發(fā)展以及工業(yè)發(fā)展需求，不少耕種用地都被規(guī)劃為工業(yè)用地，這些原因造成了人口增多、糧食需求增加、耕地面積減少的窘境。在這一時(shí)代背景下，培育高產(chǎn)小麥迫在眉睫。

1 小麥高產(chǎn)育種的基本原則

1.1 適應(yīng)環(huán)境條件

適應(yīng)當(dāng)?shù)丨h(huán)境是小麥高產(chǎn)育種過程中應(yīng)當(dāng)遵循的首要原則。具體而言，小麥屬于一種全國性作物，在我國大多數(shù)地區(qū)都能夠種植并正常生長。但是，不同區(qū)域的環(huán)境條件不同，主要表現(xiàn)在溫度、光照強(qiáng)度、降水量、病蟲害4 個(gè)方面，提出的適應(yīng)環(huán)境條件主要是指某一個(gè)優(yōu)良品種應(yīng)該能夠使環(huán)境中的有利條件發(fā)揮增產(chǎn)作用，同時(shí)適當(dāng)降低環(huán)境中的不利條件對產(chǎn)量的影響。例如長江中下游地段，在小麥發(fā)育階段，這片區(qū)域一般會出現(xiàn)逐月的溫度與日照變化，這對小麥的生長能夠起到一定促進(jìn)作用。此外，這片區(qū)域存在病害，如赤霉病、鐵銹病等，這些病害對小麥的生長造成較大威脅。由此可見，在這一地區(qū)進(jìn)行高產(chǎn)小麥育種，必須使其具備較強(qiáng)的抗病能力。同時(shí)，高產(chǎn)小麥的成熟期還應(yīng)與該地區(qū)的溫度與日照變化相適應(yīng)，具備最有利于產(chǎn)量提升的生長發(fā)育方式[1]。

1.2 能夠充分發(fā)揮高產(chǎn)栽培技術(shù)的增產(chǎn)作用

小麥高產(chǎn)育種還應(yīng)當(dāng)充分發(fā)揮高產(chǎn)栽培技術(shù)的增產(chǎn)作用。具體而言，在栽培技術(shù)中，能夠顯著提升小麥產(chǎn)量、保證小麥健康生長的手段是施肥和灌溉，小麥高產(chǎn)品種應(yīng)當(dāng)對肥料的增加與灌溉具備更加靈敏的反應(yīng)。同時(shí)，改善肥水條件后，小麥會出現(xiàn)比較明顯的倒伏現(xiàn)象，病害出現(xiàn)的概率也會明顯上升，因此，應(yīng)強(qiáng)化高產(chǎn)小麥的抗病、抗倒伏能力。

1.3 必須符合農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化的要求

近年來，我國不斷進(jìn)行大規(guī)模的農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化技術(shù)革新，很多地區(qū)已經(jīng)基本實(shí)現(xiàn)了大范圍機(jī)械化種植與收割。在機(jī)械化收割的過程中，機(jī)械設(shè)備很容易導(dǎo)致小麥產(chǎn)量降低。因此，小麥在成熟時(shí)還應(yīng)具備一定的抗落粒性能，防止機(jī)械化收割對小麥產(chǎn)量造成比較嚴(yán)重的影響[2]。

2 當(dāng)前我國高產(chǎn)小麥研發(fā)工作的進(jìn)展

小麥高產(chǎn)育種并不是一項(xiàng)簡單的工作，需要結(jié)合多方面技術(shù)以及相關(guān)領(lǐng)域的知識內(nèi)容，例如植物學(xué)、遺傳學(xué)、氣候?qū)W等，借助技術(shù)手段為市場提供全新的小麥品種，提升廣大人民群眾的生活質(zhì)量。

在高產(chǎn)小麥研發(fā)的初期階段，我國技術(shù)人員在小麥育種方面的盲目性較強(qiáng)，整個(gè)工作的進(jìn)展速度以及育種效率明顯落后。在當(dāng)前時(shí)代背景下，我國高產(chǎn)小麥研發(fā)已經(jīng)逐步實(shí)現(xiàn)了規(guī)?；?、規(guī)范化、系統(tǒng)化，對于小麥高產(chǎn)高效具備較強(qiáng)的促進(jìn)作用。當(dāng)前，我國小麥高產(chǎn)育種工作的科學(xué)性與規(guī)范性主要表現(xiàn)在以下幾點(diǎn)。一是在研究階段，技術(shù)人員需要調(diào)查物種資源的多樣性，并深入了解小麥作物植株產(chǎn)量構(gòu)成的遺傳學(xué)基礎(chǔ)。二是我國不同區(qū)域的地理?xiàng)l件、地質(zhì)類型、氣候條件存在較明顯差距，因此，技術(shù)人員還要分析不同區(qū)域的高產(chǎn)小麥育種方式，最終完成育種工作。由此可見，當(dāng)前我國小麥高產(chǎn)育種工作的規(guī)范性與科學(xué)性已經(jīng)達(dá)到了較高水平[3]。

3 小麥高產(chǎn)高效育種的方法與技術(shù)

3.1 原始材料選擇

原始材料是育種工作的重要基礎(chǔ)，在實(shí)踐中應(yīng)采取以下手段選擇原材料。一是根據(jù)工作目的選擇具備相應(yīng)性狀的原始材料。二是對收集到的原始材料進(jìn)行全面分類，例如，在抗病性方面，可以細(xì)分為抗赤霉病、抗稈銹病、抗白粉病、抗葉枯病等類型。三是對所有材料進(jìn)行篩選，選擇性狀突出、綜合品質(zhì)良好、能進(jìn)行雜交的材料。當(dāng)前，需要進(jìn)一步加強(qiáng)原始材料性狀選擇工作，著重加強(qiáng)抗病基因、株型資源的研究[4]。

3.2 按照基因組合原理培育小麥新品種

小麥育種是指利用作物遺傳特性，通過基因分離、自由組合、連鎖交換的方式對優(yōu)良性狀進(jìn)行分離，使各種優(yōu)良性狀集中在一起，最終結(jié)合相關(guān)研究人員的需求特點(diǎn)，有目的性地培育出具備一定特性的高產(chǎn)小麥品種。

在具體的培育過程中，一般應(yīng)當(dāng)遵循以下技術(shù)要求。一是當(dāng)需要將位于不同個(gè)體中的優(yōu)良性狀分離出來并集中于同一個(gè)體上時(shí)，技術(shù)人員需要利用基因分離的原理，從小麥中提取相應(yīng)的優(yōu)良性狀。例如，技術(shù)人員可從高稈小麥中分離出抗倒伏的矮稈小麥品種，按照基因重組的方式，將小麥中高稈抗銹病和矮稈不抗銹病兩種性狀集合在一起，最終形成具備矮稈抗銹病性狀的優(yōu)良小麥品種。二是創(chuàng)造具備新性狀的品種。即小麥本身并不具備這一方面的性狀，技術(shù)人員通過人工誘導(dǎo)突變的方式針對性地培育植株，例如，可以通過人工誘變技術(shù)培育出具備防掉粒特性的小麥品種。

3.3 利用二系法雜交小麥技術(shù)確立小麥培育方向

當(dāng)前，我國科研人員已經(jīng)研發(fā)出采用二系法雜交小麥技術(shù)生產(chǎn)新品種的方式。采取這種方式培育而成的新品種在實(shí)踐中能夠顯著提升小麥抗病能力，同時(shí)能夠提升小麥的水肥利用率，達(dá)到穩(wěn)定增產(chǎn)增收的要求。具體而言，二系法雜交主要是調(diào)整母體小麥的播種地，使其產(chǎn)生的果實(shí)能夠有效傳承，在實(shí)踐中幫助不育系種子繁殖，進(jìn)而與恢復(fù)系雜交獲得雜交一代種子，顯著提升雜交小麥的利用效率與質(zhì)量[5]。

3.4 小麥提純復(fù)壯技術(shù)

小麥提純復(fù)壯技術(shù)主要體現(xiàn)在3 個(gè)層面。一是三年三圃提純法。顧名思義，該方法需要在3 年的時(shí)間中按照相應(yīng)方式提純，具體內(nèi)容為單株選擇、分析比較、混系繁殖，技術(shù)人員在使用該技術(shù)的過程中，需要嚴(yán)格按照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)與流程進(jìn)行，在實(shí)踐中，提純流程為大田、精選單穗、穗行圃、去雜去劣、穗系圃、去雜去劣、原種圃。二是二年二圃提純法。顧名思義，該方法與三年三圃提純法存在某種程度的一致性，屬于三年三圃提純法的簡化版本，省略了兩個(gè)去雜去劣和穗系圃流程，其他流程與三年三圃提純法基本相同。三是穗選法與片選法。穗選法是指在小麥成熟后，按照品種的生長特性選擇外形統(tǒng)一、抗病能力強(qiáng)的植株類型進(jìn)行培育，其精細(xì)化程度較高。片選法的操作方式較簡單，只需要在小麥?zhǔn)斋@前按照相關(guān)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)選擇優(yōu)質(zhì)品種進(jìn)行去雜去劣操作即可，并采取脫粒手段留出種子，與穗選法相比，這種操作方式需要消耗的時(shí)間成本較大。

3.5 小麥分子育種技術(shù)

小麥分子育種技術(shù)也是培育新性狀小麥的主要技術(shù)之一，基本原理是利用分子生物學(xué)技術(shù)調(diào)整小麥種子的基本性狀，從本質(zhì)上講，這種方式與基因工程，即通過改變基因的方式改變小麥性狀存在本質(zhì)區(qū)別。具體而言，研究人員可以通過不改變基因的方式改變作物性狀，培育的新性狀小麥屬于典型的新品種，而不是通過基因工程實(shí)現(xiàn)的新物種，新產(chǎn)生的優(yōu)良性狀能夠有效遺傳。

3.6 誘變技術(shù)

通過誘變技術(shù)改變小麥性狀也是實(shí)踐過程中比較常見的一種手段。在實(shí)踐中主要包括以下幾方面內(nèi)容。一是離子束注入法。該方法的原理主要是生物體之間存在作用峰值，當(dāng)超過特定數(shù)值后，離子束本身以及生物體均會產(chǎn)生不可逆轉(zhuǎn)的變化，在生物體方面主要表現(xiàn)為染色體的缺失移位或者DNA 分子方面的變化，最終誘發(fā)基因突變。在采用離子束注入的方法進(jìn)行植株處理時(shí)，通常需要將處理后植株存活1/2 作為敏感性的重要指標(biāo)。二是航空誘變。該方法的原理是利用外太空、高空獨(dú)有的環(huán)境特點(diǎn)，通過地表上沒有或者含量較少的微重力、宇宙射線等特異性環(huán)境改變小麥植株的功能與結(jié)構(gòu)。在實(shí)踐中，這種基因誘變方式所產(chǎn)生的性狀變異具備較高的穩(wěn)定性，同時(shí)很大概率產(chǎn)生新性狀。三是生物誘變。該方式的原理是通過生物工程技術(shù)，在植株細(xì)胞中插入目的外源基因，使生物產(chǎn)生不同的異變效果，并對其進(jìn)行離體培養(yǎng)，使其產(chǎn)生無性變異，最終產(chǎn)生對試驗(yàn)有幫助的突變體。例如，某專家在和谷草中提取到Ac 家族轉(zhuǎn)座子，能夠插入小麥染色體上的相同部位，幫助其產(chǎn)生全新的性狀[6]。

4 小麥高產(chǎn)育種生產(chǎn)管理的策略

4.1 建立完善的小麥生產(chǎn)功能區(qū)

建立完善的小麥生產(chǎn)功能區(qū)是從管理方面提升小麥高產(chǎn)育種質(zhì)量的重要舉措。具體而言，良好的耕地質(zhì)量是保障小麥高產(chǎn)育種工作正常進(jìn)行的重要基礎(chǔ)，因此，保護(hù)好苗圃、麥田非常重要，在實(shí)踐中的具體操作方式有以下幾點(diǎn)。一是建立完善的麥田核查制度。根據(jù)小麥的實(shí)際產(chǎn)量分析麥田狀況，特別是對于產(chǎn)量偏低的麥田，應(yīng)綜合分析土壤、小麥品種等，找出產(chǎn)量較低的主要原因，并對其進(jìn)行針對性改造。二是完善基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)?，F(xiàn)代麥田種植活動需要大量設(shè)備參與，例如灌溉設(shè)備、泵站、田間水利工程建設(shè)等，完善基礎(chǔ)工程及設(shè)施設(shè)備能夠有效提升麥田的灌溉效率，及時(shí)補(bǔ)充水分，提升麥田效益。技術(shù)人員還需要采取土地平整、土壤改良、土壤修復(fù)等手段對土地進(jìn)行處理，使土地品質(zhì)由低產(chǎn)田、中產(chǎn)田向高產(chǎn)田逐步發(fā)展，讓外部土壤環(huán)境為優(yōu)質(zhì)小麥品種提供良好的助力，充分發(fā)揮其高產(chǎn)優(yōu)勢。三是建立完善的小麥生產(chǎn)功能區(qū)。麥田管理人員應(yīng)充分結(jié)合自身實(shí)際情況，圍繞標(biāo)準(zhǔn)化麥田建設(shè)目標(biāo)，對整個(gè)園區(qū)進(jìn)行全方位規(guī)劃與建設(shè)，切實(shí)提升小麥生產(chǎn)技術(shù)水平，最終推動優(yōu)良品種的培育。

4.2 強(qiáng)化農(nóng)機(jī)農(nóng)藝技術(shù)的融合

強(qiáng)化農(nóng)機(jī)農(nóng)藝技術(shù)的融合也是現(xiàn)代化背景下促進(jìn)小麥高產(chǎn)育種技術(shù)目標(biāo)順利實(shí)現(xiàn)的重要基礎(chǔ)。具體而言，小麥高產(chǎn)育種工作的復(fù)雜性相對較強(qiáng)，需要處理好育種、耕種、播種、收割等多個(gè)環(huán)節(jié)，工作量相對較大，同時(shí)，小麥高產(chǎn)育種對時(shí)間的要求較高。為了解決這一問題，需引進(jìn)現(xiàn)代化技術(shù)，即引進(jìn)大量農(nóng)用機(jī)械，通過現(xiàn)代化手段提升各環(huán)節(jié)的工作效率。同時(shí)，為了更加有效地實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，還要將農(nóng)用機(jī)械與農(nóng)用工藝有機(jī)結(jié)合，在栽培、育種、種植等階段進(jìn)行有效的交叉合作。同時(shí)，在當(dāng)前的技術(shù)背景下，某些單位在耕作整地作業(yè)、秸稈還田等方面存在較明顯的質(zhì)量問題，需要進(jìn)一步改善與處理。

4.3 深入實(shí)地分析育種試驗(yàn)

深入實(shí)地分析育種試驗(yàn)也是現(xiàn)代化背景下促進(jìn)小麥高產(chǎn)育種技術(shù)目標(biāo)順利實(shí)現(xiàn)的重要手段之一。具體而言，小麥高產(chǎn)育種試驗(yàn)的結(jié)果顯而易見，在小麥?zhǔn)斋@的季節(jié)，其產(chǎn)量是否能夠達(dá)到研究人員預(yù)期水平也顯而易見。

農(nóng)業(yè)方面的專家在進(jìn)行育種試驗(yàn)時(shí)必須嚴(yán)格遵循深入實(shí)地的原則，在小麥耕種階段、生長階段要親自到農(nóng)田考察與分析，觀察小麥在耕地中的長勢，明確研究過程中存在的不足，并進(jìn)行針對性改進(jìn)。例如，在山東省某小麥試驗(yàn)田，專家深入實(shí)地進(jìn)行小麥高產(chǎn)育種，在經(jīng)歷10 年以上的深入耕耘后，最終培育出具備高產(chǎn)、抗旱、抗倒伏等多種特性，且適合在當(dāng)?shù)丶叭珖嗟卮蠓秶茝V的小麥新品種。

4.4 提升人員的綜合素質(zhì)

提升人員的綜合素質(zhì)也是現(xiàn)代化背景下促進(jìn)小麥高產(chǎn)育種技術(shù)目標(biāo)順利實(shí)現(xiàn)的重要手段之一。小麥高產(chǎn)育種工作是一項(xiàng)科學(xué)性強(qiáng)、復(fù)雜性強(qiáng)，同時(shí)需要消耗大量資金成本、時(shí)間成本的工作，因此，對于管理人員、技術(shù)人員的知識水平和綜合素質(zhì)具有很高的要求。在實(shí)踐中的具體操作方式有以下幾點(diǎn)。一是相關(guān)單位選擇具備較高小麥高產(chǎn)育種知識的人員作為相關(guān)工作的管理人員，或直接從技術(shù)人員中進(jìn)行選拔，提升管理人員的專業(yè)水平，這對于小麥高產(chǎn)育種工作的順利開展十分必要。二是相關(guān)單位應(yīng)定期開展培訓(xùn)、研討會等活動，切實(shí)提升技術(shù)人員的知識水平與技能水平，重點(diǎn)是向內(nèi)部工作人員引進(jìn)與傳遞國內(nèi)外最先進(jìn)的種子繁育技術(shù)、基因工程技術(shù)等手段，這種操作方式能夠有效提升小麥高產(chǎn)育種工作的技術(shù)水平。

5 結(jié)束語

當(dāng)前，我國正面臨人口增多、糧食需求增加、耕地面積減少的難題與困境，小麥作為中國人餐桌上的重要主食之一，提升小麥產(chǎn)量對于解決中國糧食安全問題具有十分重要的意義。文章分析了小麥高產(chǎn)育種應(yīng)當(dāng)遵循的原則，認(rèn)為小麥育種應(yīng)適應(yīng)環(huán)境條件、充分發(fā)揮高產(chǎn)栽培技術(shù)的增產(chǎn)作用、符合農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化的要求，并深入研究了小麥高產(chǎn)高效育種的方法與技術(shù)，主要涵蓋按照基因組合原理培育小麥新品種、利用二系法雜交小麥技術(shù)確立小麥培育方向、小麥提純復(fù)壯技術(shù)、小麥分子育種技術(shù)、誘變技術(shù)等方面。此外，文章提出了小麥育種生產(chǎn)管理的策略，即相關(guān)單位要想實(shí)現(xiàn)小麥高產(chǎn)育種，除了努力提升人員的綜合素質(zhì)外，還要建立完善的小麥生產(chǎn)功能區(qū)，強(qiáng)化農(nóng)機(jī)農(nóng)藝技術(shù)的融合，深入實(shí)地開展育種試驗(yàn)，這樣才能真正促進(jìn)小麥產(chǎn)量穩(wěn)定提升。