李海霞 許海霞 詹克慧 董中東 陳樹(shù)林 張 志 王志紅 程西永
(1 河南農(nóng)業(yè)大學(xué)/小麥玉米作物學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,鄭州 450046;2 商丘市農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣站,河南商丘 476000;3 商丘市睢陽(yáng)區(qū)植保植檢站,河南商丘 476100)
小麥?zhǔn)侵袊?guó)第三大糧食作物,黃淮冬麥區(qū)小麥種植面積和產(chǎn)量均居全國(guó)首位[1]。小麥生產(chǎn)中化學(xué)肥料的使用為高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)作出了巨大貢獻(xiàn),但過(guò)量施用不僅增加生產(chǎn)成本也會(huì)造成環(huán)境污染[2]。我國(guó)農(nóng)作物化肥用量是美國(guó)的2.6 倍,歐盟的2.5 倍,遠(yuǎn)高于世界平均水平,如何在不增施或減施化肥的情況下,使糧食生產(chǎn)具有可持續(xù)性是農(nóng)業(yè)科研人員亟需破解的課題。
黃淮區(qū)域水資源占有量不足全國(guó)的8%,80%左右的地下水資源用于作物灌溉,地下水資源過(guò)度開(kāi)采造成諸多環(huán)境問(wèn)題,威脅農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展[3]。品種改良中選育水肥利用效率高的作物新品種,是降低化肥使用量、節(jié)約水資源的有效途徑,為此本課題組在小麥新品種選育中,制定了選育水肥高效新品種的育種目標(biāo),收集和創(chuàng)制水肥高效利用的種質(zhì)資源,采用“兩減一輔”育種方法,選育出了節(jié)水節(jié)肥小麥新品種豫農(nóng)804,該品種適宜在黃淮冬麥區(qū)南片的河南省除信陽(yáng)市和南陽(yáng)市南部部分地區(qū)以外的平原灌區(qū),陜西省西安、渭南、咸陽(yáng)、銅川和寶雞市灌區(qū),江蘇和安徽兩省淮河以北的高中水肥地塊種植。
1.1 親本來(lái)源 豫農(nóng)804 的母本和輪回親本為豫農(nóng)202,豫農(nóng)202 是本課題組選育的小麥品種,該品種屬半冬性早熟半矮稈類(lèi)型,具有節(jié)肥能力強(qiáng)、生長(zhǎng)健壯、成穗率高、綜合抗病性好、適應(yīng)性廣等優(yōu)點(diǎn),但粒重偏低、抗旱性偏差。父本是許昌農(nóng)科所選育的許農(nóng)5 號(hào),該品種屬半冬性中晚熟類(lèi)型,具有抗旱能力強(qiáng)、粒數(shù)多、粒重高等優(yōu)點(diǎn),但也存在植株偏高、抗倒伏能力偏弱等不足。
1.2 選育方法 豫農(nóng)804 是采用“兩減一輔”育種方法選育而成。“兩減一輔”是指在3 種選擇環(huán)境條件下,結(jié)合田間表現(xiàn),采用分子標(biāo)記輔助選擇培育資源高效利用小麥新品種的育種方法。
第1 種環(huán)境為正常施肥和灌溉;第2 種環(huán)境為水肥脅迫,施肥量為正常環(huán)境的70%,整個(gè)生育期內(nèi)不灌溉;第3 種環(huán)境為次級(jí)水肥脅迫,施肥量為正常環(huán)境的70%,整個(gè)生育期內(nèi)僅在小麥起身至拔節(jié)期灌溉1 次。
F2同時(shí)種植在正常環(huán)境和水肥脅迫環(huán)境中,在水肥脅迫環(huán)境中確定水肥利用效率高的組合,在正常環(huán)境中依照高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)育種目標(biāo)結(jié)合分子標(biāo)記選擇單株,單株選擇以正常環(huán)境為主,以脅迫環(huán)境為輔。
F3同時(shí)種植在正常環(huán)境和次級(jí)水肥脅迫環(huán)境中,在次級(jí)水肥脅迫環(huán)境中選擇生長(zhǎng)健壯,植株茂盛,結(jié)實(shí)和灌漿好的單株,在正常環(huán)境中選擇符合高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)目標(biāo)的單株,單株選擇以次級(jí)水肥脅迫環(huán)境為主,以正常環(huán)境為輔,采用分子標(biāo)記輔助選擇。
F4以后均種植在正常環(huán)境中,且從F4開(kāi)始對(duì)優(yōu)良株系的產(chǎn)量潛力、水肥利用效率和綜合品質(zhì)性狀進(jìn)行鑒定,最終選育出高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)水肥利用效率高的小麥新品種豫農(nóng)804。
本課題組采用此方法還育成了2 個(gè)節(jié)水小麥品種豫農(nóng)4023(豫審麥2011029)和豫農(nóng)803(豫審麥20190043)。
2.1 農(nóng)藝性狀 該品種屬半冬性中晚熟品種,全生育期231d。幼苗半直立,葉片寬短,葉色濃綠,冬季抗寒性中等,分蘗力中等,成穗率較高。春季返青早,兩極分化快,抽穗早,抗倒春寒能力一般[4]。株高78.6cm,株型松緊適中,穗下節(jié)長(zhǎng),旗葉短寬上舉,下部葉片小,株行間通風(fēng)透光性好,后期根系活力較強(qiáng),耐后期高溫,莖稈彈性好,抗倒伏能力較強(qiáng)。穗紡錘型,結(jié)實(shí)性較好,籽粒飽滿,半角質(zhì)。中感條銹病、白粉病和紋枯病,高感葉銹病和赤霉病。
2.2 產(chǎn)量表現(xiàn) 2015-2016 年度參加河南省冬水A 組區(qū)域試驗(yàn),每hm2平均產(chǎn)量8383.5kg,比對(duì)照品種周麥18 增產(chǎn)9.66%,居15 個(gè)參試品種第3 位。2016-2017 年度參加河南省冬水B 組區(qū)域試驗(yàn),每hm2平均產(chǎn)量8323.5kg,比對(duì)照品種周麥18 增產(chǎn)9.18%,居16 個(gè)參試品種第1 位;同年度參加河南省冬水D 組生產(chǎn)試驗(yàn),平均產(chǎn)量8322.0kg,比對(duì)照品種周麥18 增產(chǎn)6.5%,居6 個(gè)參試品種第2 位。
2.3 節(jié)肥節(jié)水特性 2018-2019 年度河南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院設(shè)置的資源高效利用試驗(yàn)(不施N、不施P、正常施肥)中,豫農(nóng)804 每hm2平均產(chǎn)量分別為7221.9kg、8330.2kg 和8508.9kg,分別比對(duì)照周麥18 增產(chǎn)10.6%、6.5% 和7.0%,是氮磷肥高效利用品種。同年度本課題組設(shè)置的全生育期澆0 水、1 水(拔節(jié)期)、2 水(拔節(jié)期和孕穗期)、3 水(拔節(jié)期、孕穗期和灌漿期)的節(jié)水試驗(yàn)中,豫農(nóng)804 每hm2平均產(chǎn)量分別為6281.5kg、7318.5kg、8511.1kg 和8918.5kg,比對(duì)照周麥18分別增產(chǎn)9.7%、12.7%、9.3% 和17.3%,具有良好的節(jié)水性能。
2.4 品質(zhì)表現(xiàn) 2016-2017 年經(jīng)農(nóng)業(yè)部農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)測(cè)試中心(鄭州)檢測(cè):平均蛋白質(zhì)含量為13.6%,濕面筋含量為27.6%,吸水量為57.7mL/100g,形成時(shí)間為4.0min,穩(wěn)定時(shí)間為4.5min,弱化度為125FU,硬度為68.5HI,延伸性為147.5mm,最大抗延阻力為144E.U.。適宜制作饅頭和面條。
3.1 適期播種 適宜播種期為10 月8-20 日,每hm2適宜播種量為135~180kg,保證基本苗為225 萬(wàn)~300 萬(wàn)株。
3.2 科學(xué)施肥 目標(biāo)產(chǎn)量每hm2在7500~9000kg時(shí),需施純氮81~95kg、P2O5100~120kg、K2O 90~115kg 為底肥。越冬群體每hm2小于1200萬(wàn)苗的麥田,返青期追施尿素150~225kg;越冬群體大于1350 萬(wàn)苗的麥田,拔節(jié)后期追施尿素150~225kg,若墑情不足應(yīng)結(jié)合追肥進(jìn)行灌溉。
3.3 田間除草 3 葉1 心至越冬前噴施化學(xué)除草劑效果最佳,拔節(jié)后不宜采用化學(xué)除草劑除草,否則會(huì)造成藥害。
3.4 病蟲(chóng)害防治 起身至拔節(jié)期注意防治紋枯病和條銹病,抽穗期采用“一噴三防”,防治蚜蟲(chóng)、赤霉病和白粉病。
3.5 適時(shí)收獲 在蠟熟末期適時(shí)收獲,做到顆粒歸倉(cāng)。