摘要:為進一步明確春小麥新品種銀春11號的豐產(chǎn)性、穩(wěn)產(chǎn)性及適應(yīng)性,文章對2016年、2017年甘肅省旱地春小麥區(qū)域試驗和2018年甘肅省旱地春小麥生產(chǎn)試驗的產(chǎn)量進行匯總,對銀春11號的產(chǎn)量構(gòu)成因素、豐產(chǎn)性、穩(wěn)產(chǎn)性、適應(yīng)性以及籽粒品質(zhì)進行分析。結(jié)果表明,小麥新品種銀春11號具有產(chǎn)量性狀遺傳好、產(chǎn)量構(gòu)成因素協(xié)調(diào)、豐產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)性好的特點,達到國家優(yōu)質(zhì)小麥中強筋質(zhì)量標準,適宜制作饅頭、餃子等食品。
關(guān)鍵詞:銀春11號;高穩(wěn)系數(shù);變異系數(shù);豐產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)性;提純復(fù)壯
中圖分類號:S512.1+2
文獻標識碼:B
文章編號:1002-0659(2024)04-0001-04
小麥是甘肅省的主要糧食作物,種植面積80萬hm2左右,是僅次于玉米的第二大糧食作物[1]。
旱地春小麥是甘肅省白銀市(以下簡稱白銀市)旱作農(nóng)業(yè)區(qū)的主要糧食作物,常年播種面積6萬hm2左右。白銀市地處黃土高原腹地,年降雨量不足300 mm,年蒸發(fā)量高達2 000 mm以上,土壤干旱和大氣干旱是導(dǎo)致小麥產(chǎn)量低而不穩(wěn)、商品性狀不佳的主要原因[2]。在當(dāng)?shù)匦←溕a(chǎn)中,合理配置種植密度可促進穗數(shù)、穗粒數(shù)和千粒質(zhì)量的協(xié)調(diào)發(fā)展,對獲得小麥高產(chǎn)群體質(zhì)量起著關(guān)鍵性的作用[2-3],因此選育抗旱適度耐密植小麥品種是重要的育種方向。小麥新品種銀春11號(原代號0731-1)是白銀市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所通過常規(guī)有性雜交,采用系譜法經(jīng)多年選育出的旱地小麥新品種,具有高產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、適應(yīng)性廣的特點,2021年通過甘肅省農(nóng)作物品種審定委員會審定(審定編號:甘審麥20210010)。
區(qū)域試驗?zāi)芸陀^地評價品種目標性狀的優(yōu)良性、遺傳穩(wěn)定性,以及對環(huán)境的適應(yīng)性[4],而新品種在生產(chǎn)上的豐產(chǎn)性、穩(wěn)定性和廣泛適應(yīng)性是檢驗作物品種優(yōu)良的基本依據(jù)[5-6]。本研究利用2016年、2017年甘肅省旱地春小麥區(qū)域試驗和2018年甘肅省旱地春小麥生產(chǎn)試驗的匯總試驗數(shù)據(jù),對小麥新品種銀春11號的產(chǎn)量構(gòu)成因
素、豐產(chǎn)性、穩(wěn)產(chǎn)性、適應(yīng)性及品質(zhì)進行分析,以期為該品種的推廣提供參考[7]。
1 材料和方法
1.1 數(shù)據(jù)來源
原始數(shù)據(jù)來源于甘肅省旱地春小麥區(qū)域試驗的承試單位甘肅省定西市農(nóng)業(yè)科學(xué)院、白銀市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所、甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)旱地小麥育種組、甘肅省農(nóng)業(yè)科學(xué)院小麥研究所、甘肅省古浪縣農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣中心5個試驗點的產(chǎn)量匯總數(shù)據(jù),分析數(shù)據(jù)來源于2016年、2017年甘肅省旱地春小麥區(qū)域試驗?zāi)甓瓤偨Y(jié)和2018年甘肅省旱地春小麥生產(chǎn)試驗總結(jié)。
1.2 分析方法
1.2.1 豐產(chǎn)性分析 采用區(qū)域試驗和生產(chǎn)試驗中小麥新品種銀春11號產(chǎn)量與對照(CK)品種西旱2號產(chǎn)量互比的方法進行,使用SSR法檢驗品種之間的差異顯著性[7]。
1.2.2 穩(wěn)定性分析 以銀春11號的平均產(chǎn)量為參數(shù),利用變異系數(shù)及張群遠和孔繁玲等[8-10]提出的高穩(wěn)系數(shù)分析法來度量其多個試點產(chǎn)量的穩(wěn)產(chǎn)性,以此綜合評估銀春11號的豐產(chǎn)性和穩(wěn)定性。其中,變異系數(shù)是標準差對平均數(shù)的百分數(shù),其計算公式為:
(1)
式中,s為銀春11號產(chǎn)量的標準差,y為銀春11號產(chǎn)量的平均數(shù)。
高穩(wěn)系數(shù)(HSC)法的計算公式為:
(2)
式中,HSCi為第i個參試品種的高穩(wěn)系數(shù),Xi為第i個參試品種在所有參試點的平均產(chǎn)量,Si為第i個參試品種的標準差,1.10 XCK為對照品種在所有參試點平均產(chǎn)量的基礎(chǔ)上再提高10%的產(chǎn)量。
若以遺傳產(chǎn)量、表型產(chǎn)量描述表述,則(2)式又可以表示為:
(3)
式中,HSCi為第i個參試新品種的高穩(wěn)系數(shù),Gn為比所有參試點對照品種的平均產(chǎn)量XCK增產(chǎn)10%的產(chǎn)量,Gi為參試新品種的常規(guī)產(chǎn)量,即所謂的遺傳產(chǎn)量,它是由表型產(chǎn)量Xi與環(huán)境變異產(chǎn)量Si之差組成,即Gi=Xi-Si。公式(2)和公式(3)中,計算得出的HSC值越小,說明該品種的高產(chǎn)性、穩(wěn)產(chǎn)性越好[11]。
1.2.3 適應(yīng)性分析 采用適應(yīng)度來度量,用“百分比”表示,是新品種“超過平均產(chǎn)量的環(huán)境(試點)數(shù)占總環(huán)境數(shù)的百分比”,反映了新品種的基本廣適性。適應(yīng)度越大,新品種的廣適性越好。
2 結(jié)果與分析
2.1 產(chǎn)量構(gòu)成因素分析
小麥產(chǎn)量的高低主要取決于單位面積有效穗數(shù)、單穗粒數(shù)和千粒質(zhì)量[12]。根據(jù)2016年和2017年甘肅省旱地春小麥區(qū)域試驗統(tǒng)計結(jié)果,小麥新品種銀春11號在2年10點次的試驗中,有效穗數(shù)為259.5~380.3萬穗·hm-2,平均有效穗數(shù)為291.6萬穗·hm-2,單穗粒數(shù)為22.3~37.5粒,平均單穗粒數(shù)為25.9粒,千粒質(zhì)量為41.6~53.13 g,平均千粒質(zhì)量為45.91 g。分析顯示,銀春11號產(chǎn)量構(gòu)成三要素比較協(xié)調(diào),年際間變化幅度較小,符合旱地小麥對品種產(chǎn)量構(gòu)成因素的要求。
2.2 豐產(chǎn)性分析
在2016年甘肅省旱地春小麥區(qū)域試驗中,5個
試點的銀春11號產(chǎn)量為1 699.9~4 806.8 kg·hm-2,平均產(chǎn)量為3 019.7 kg·hm-2,較西旱2號
(CK)增產(chǎn)1.19%~32.46%,平均增產(chǎn)13.12%(表1),增產(chǎn)極顯著,位居6個參試品種的第2位。
在2017年甘肅省旱地春小麥區(qū)域試驗中,5個試點的銀春11號產(chǎn)量為820.1~4 135.5
kg·hm-2,平均產(chǎn)量為2 296.1 kg·hm-2,比西旱2號(CK)平均增產(chǎn)10.08%(表2),增產(chǎn)顯著,位居6個參試品種的第3位。其中,4個試點較西旱2號(CK)增產(chǎn)4.67%~24.43%,1個試點較西旱2號(CK)減產(chǎn)7.97%。2年10個點次的試驗中,9點次較西旱2號(CK)增產(chǎn),1點次較西旱2號(CK)減產(chǎn),增產(chǎn)點率為90%。
在2018年甘肅省旱地春小麥生產(chǎn)試驗中,銀春11號產(chǎn)量為732~3 168 kg·hm-2,平均產(chǎn)量為2 107.1 kg·hm-2,5個試點均較西旱2號(CK)增產(chǎn)3.10%~72.37%,平均增產(chǎn)10.05%
(表3),位居參試品種的第3位。
2.3 穩(wěn)產(chǎn)性分析
農(nóng)作物品種產(chǎn)量因產(chǎn)地環(huán)境的改變而產(chǎn)生變化,優(yōu)良品種在不同環(huán)境下的產(chǎn)量變化幅度較小,具有較好的穩(wěn)定性。作物品種的穩(wěn)定性主要用變異系數(shù)(CV)和高穩(wěn)系數(shù)(HSC)進行衡量[13]。
變異系數(shù)主要衡量作物品種的穩(wěn)產(chǎn)性,高穩(wěn)系數(shù)以反映豐產(chǎn)性為主,兼顧穩(wěn)產(chǎn)性。變異系數(shù)(CV)值越小,表明該品種在不同環(huán)境中的變化越小,靜態(tài)穩(wěn)定性好,其產(chǎn)量穩(wěn)定性越好[14]。高穩(wěn)系數(shù)HSC值越小,表明該作物品種的豐產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)性越好,反之則豐產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)性越差[15]。
分析表明,在2016年和2017年甘肅省旱地春小麥2年區(qū)域試驗中(表1和表2),小麥新品種銀春11號的變異系數(shù)(CV)分別為17.63%和17.88%,絕對值較小,表明銀春11號在不同環(huán)境下產(chǎn)量變幅較小,產(chǎn)量穩(wěn)定性較好;銀春11號的高穩(wěn)系數(shù)(HSC)分別為15.29%和17.83%,在所有參試品種中排名第2位,且HSC位次與產(chǎn)量位次基本相同,說明銀春11號是自身產(chǎn)量遺傳性狀較好、高產(chǎn)且穩(wěn)定性較好的品種。
2.4 適應(yīng)性分析
作物品種的適應(yīng)性不僅與品種本身的特征特性等質(zhì)量性狀有關(guān),還與不同自然氣候環(huán)境、生態(tài)類型及栽培條件有關(guān),優(yōu)良作物新品種應(yīng)具有適應(yīng)多種環(huán)境條件和栽培條件的能力。分析表明,在2016年和2017年甘肅省旱地春小麥2年區(qū)域試驗中(表1和表2),小麥新品種銀春11號的適應(yīng)度均為80%;2018年甘肅省旱地春小麥生產(chǎn)試驗顯示(表3),銀春11號產(chǎn)量優(yōu)于西旱2號
(CK),表明銀春11號在不同年份和不同地點的適應(yīng)性均表現(xiàn)較好。
2.5 品質(zhì)分析
2020年,經(jīng)農(nóng)業(yè)農(nóng)村部谷物及制品質(zhì)量監(jiān)督檢驗測試中心(哈爾濱)化驗分析(表4),小麥新品種銀春11號小麥容重為801 g·L-1,蛋白質(zhì)(干基)含量15.47%,降落數(shù)值為118 s,濕面筋(以14%水分計)為33.6%,Zeleny沉淀值為33.5 mL,吸水量為63.2 mL·100 g-1,面團形成時間為4.5 min,穩(wěn)定時間為4.5 min,弱化度為155(F.U.),粉質(zhì)質(zhì)量指數(shù)為71 mm,評價值50,最大拉伸阻力為244(E.U.),延伸性為167 mm,能量為54 cm2,R/E比值為1.5,硬度為66.0,賴氨酸(干基)為0.46%,蛋白折算系數(shù)為5.70。分析顯示,銀春11號各項指標基本達到國家優(yōu)質(zhì)小麥中強筋質(zhì)量標準,適合制作饅頭、餃子等
食品。
2.6 DUS測試及轉(zhuǎn)基因測試分析
2019—2020年,經(jīng)農(nóng)業(yè)農(nóng)村部植物新品種測試(巴彥淖爾)分中心2個生長周期的DUS種植測試,判定小麥新品種銀春11號具備特異性、一致性、穩(wěn)定性。2020年9月,銀春11號送交農(nóng)業(yè)農(nóng)村部農(nóng)作物生態(tài)環(huán)境安全監(jiān)督檢驗測試中心(合肥)進行轉(zhuǎn)基因檢測,樣品種子未檢測出NOS終止子、CaMV35S啟動子、PAT或Bar基因及NPTII基因,轉(zhuǎn)基因檢測結(jié)果為陰性。
2.7 品種評價結(jié)論
由甘肅省組織的旱地春小麥多年多點區(qū)域試驗和生產(chǎn)試驗可以看出,小麥新品種銀春11號基本苗為232.4萬~346.5萬·hm-2,平均基本苗為304.9萬·hm-2。銀春11號株型緊湊、幼苗直立,葉片深綠,葉片上舉呈“竹葉型”,葉片功能較強、光合效率高;生育期為89~113 d,平均生育期為106 d;株高79.6~98 cm,平均株高88.1 cm;長方形果穗、小穗排列緊密勻稱,穗層整齊一致,群體結(jié)構(gòu)好;穗下莖細長,抗旱性好;長芒,白殼,淺紅色長方大粒,角質(zhì),飽滿度較好;容重為684.2~761.0 g·L-1,平均容重為729.6 g·L-1;中抗條銹病,成熟時落黃好,適應(yīng)性較好;分蘗成穗率高,產(chǎn)量構(gòu)成因素協(xié)調(diào),豐產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)性好,增產(chǎn)潛力大。
通過變異系數(shù)、高穩(wěn)系數(shù)、適應(yīng)度和品質(zhì)比較等綜合分析,表明銀春11號是綜合農(nóng)藝性狀好,豐產(chǎn)性、穩(wěn)產(chǎn)性好以及適應(yīng)性強的優(yōu)質(zhì)中強筋小麥品種,適合加工成面條、饅頭、餃子等食
品。銀春11號適宜在干旱半干旱區(qū)年降水量200~400 mm、海拔1 600~3 000 m的甘肅省白銀地區(qū)、定西地區(qū)、臨夏州、蘭州市榆中縣等甘肅省中部春麥旱地區(qū)及生態(tài)條件相似的周邊地區(qū)種植[16]。
3 原種繁育保純技術(shù)
小麥新品種銀春11號為自花授粉作物,生產(chǎn)上存在一定程度的自然異交率(約1%~4%)
以及品種混雜、種性退化的現(xiàn)象。為保持銀春11號的純度和優(yōu)良種性,需對原種進行保純復(fù)壯處理。通常采取穗行提純法(也稱改良混合選擇
法),即由種子田精選單穗、穗行圃鑒別篩選、
原種圃混系繁殖等程序,實現(xiàn)“育種家種子—原種—合格種(生產(chǎn)用種)”的種子繁育模式,為生產(chǎn)提供種性穩(wěn)定、品質(zhì)優(yōu)良、符合國家標準的種子。
3.1 種子田精選單穗
應(yīng)在小麥蠟熟末期旗葉尚未干枯時,按照
1 500穗·667m-2的數(shù)量在種子田里篩選生長健壯、具備銀春11號典型農(nóng)藝性狀的單穗,將所選單穗晾干后進行二次鑒定,根據(jù)其穗型、穎殼、
落粒性等穗部性狀,淘汰可疑單穗;對入選的單穗單獨脫粒,脫粒后比對粒色、粒質(zhì)、粒型等種子性狀,再次淘汰可疑單穗,將最終選定的單穗種子裝入紙質(zhì)種子袋,注明名稱,集中包裝,妥善保存,防止發(fā)霉變質(zhì)和蚊蟲侵害等現(xiàn)象發(fā)生。
3.2 穗行圃鑒別篩選
在春季播種時,應(yīng)事先繪制好田間種植圖,在穗行圃中按順序種植所選的單穗,每個單穗種植1行,每隔20個單穗(行)種植1行銀春11號原始種子作為對照(CK),方便進行穗行鑒別比較和精準篩選。穗行圃要選擇肥力好、地面平整、前茬作物非麥類的地塊,采取開溝點播方式播種。穗行長度2~2.5 m,株距5~6 cm,行距35 cm。在小麥起身拔節(jié)期、抽穗期、開花期、成熟期通過比對植株形態(tài)、農(nóng)藝性狀等指標進行多次鑒別篩選,對雜劣穗行準確做出標記,收獲時予以淘汰。將選定的穗行混合收獲混合脫粒,晾曬風(fēng)干后裝袋掛牌,保存貯藏。
3.3 原種圃混系繁殖
將上一年穗行圃選定并混合收獲的小麥種子在原種圃里稀疏條播,進行混系繁殖。原種圃要選擇地力肥沃、排水通暢、符合隔離條件、便于農(nóng)事操作的地塊,在良好的自然生態(tài)和人工栽培條件下加速繁殖生產(chǎn)原種,再經(jīng)種子田擴大繁殖生產(chǎn)用種。
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收稿日期:2023-10-26
基金項目:甘肅省現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科技支撐體系區(qū)域創(chuàng)新中心重點科技項目(2020GAAS04);白銀市科技計劃項目(2016-2-26N)
主要作者簡介:羅健科(1986—),男,高級農(nóng)藝師,主要從事小麥新品種選育示范推廣工作。E-mail:luojianke168@163.com