近期因为业务关系与高陵县农作物研究所所长惠东静老师颇多往来,惠老师是从事小麦、玉米、大豆新品种选育工作多年的专家,曾选育出多个品种。2008年选育的西高二号更是承续了小偃22的优良性状,并在抗寒耐旱及高产等方面有了较发的发展和进步。由感而发,对国内小麦品种选育方面的研究也进行了一些了解,加杂一些个人的分析研究形成几篇文字。
小麦作为中国的第二大粮食作物,是城乡居民的主要口粮,全国年消费量约1.05亿吨,占全球消费量的20%左右。中国小麦的丰歉直接关系到国内的粮食安全,影响着国际粮食市场。据预测,2020年中国小麦需求量为1.4亿吨,需增加28%才能满足需要,而土地面积还将不可逆转的继续减少,小麦面积不可能大幅度恢复增长。因此,提高小麦单产,尤其是提高旱地小麦产量是解决小麦需求的关键环节。
中国小麦分布广,全国各地都有种植。2011年中国小麦播种面积为2415万公顷,较上年减少0.1%。其中冬小麦面积增加,春小麦面积减少。2011年小麦总产量11679万吨,较上年增加1.4%。由于各地自然条件不同,形成明显的不同种植区域。全国小麦种植区域划分为东北春麦、北部春麦、西北春麦、新疆冬春麦、青藏春冬麦、北部冬麦、黄淮冬麦、长江中下游冬麦、西南冬麦以及华南冬麦10个麦区。旱地小麦在我国小麦生产中分布广,面积大,仅北方旱地小麦面积就占全国小麦面积近五分之一。
东北春麦区全区年降水量320~870毫米,小麦生育期降水量130~333毫米,但东部多雨,西部干旱。北部春麦区全年降水量309~496毫米,多数地区为300毫米左右,小麦生育期降水量只有94~168毫米。早春干旱,后期高温逼熟、干热风危害及河套灌区的土壤盐渍化,均属小麦生产中的主要问题。西北春麦区年降水量仅86~335毫米,小麦生育期降水量52~18l毫米,是中国降水量最少的地区之一。新疆冬春麦区气候干燥,雨量稀少,全年降水量163~244毫米,小麦生育期降水量冬麦为107~190毫米,春麦为83~106毫米。青藏春冬麦区年降水量42~770毫米,平均约450毫米。其中藏南地区全年降水量280~764毫米,通常500毫米左右。小麦生育期降水量冬小麦250~590毫米,春小麦为224~510毫米。黄淮冬麦区全区小麦面积及总产量分别占全国麦田面积和总产量的45%及48%左右,约为全区粮食作物种植面积的44%,是中国小麦主要产区。年降水量580~860毫米,小麦生育期降水量152~287毫米,多雨年份基本可满足小麦生育需要,但偏北地区常因雨量分布不均或年际间变异而发生旱害。总体上,作为国内小麦主产区的黄淮麦区及其它几个麦区在生长期中都不同程度的受到干旱影响,而且成为影响小麦产量的主要因素。加之自2008年以来极端气候时有发生,干旱现象愈演愈烈,培育小麦节水抗旱品种已成为大家的共识
一、节水抗旱小麦品种选育发展现状
节水抗旱小麦品种选育并不是一个新课题,上世纪90年代中期育成并审定推广的晋麦47就是当时节水抗旱小麦品种的重要代表。该品种属冬性,中早熟,根系发达,抗旱耐冻。被认为是继晋麦33号之后,黄淮旱地小麦育种的又一突破。在黄淮旱地麦区大面积推广,推广之初三年累计种植300多万亩,但晋麦47号在旱地一般亩产仅200-250公斤。
近几年来,以抗旱、节水为主要特点的小麦新品种选育成为种业科研的重点和热点。西北农林科技大学食品学院张正茂研究员与中国农科院作物科学研究所李立会研究员合作选育出以抗旱、节水为主要特点的小麦新品种普冰9946,较对照品种晋麦47增产3.8%以上。综合抗病性鉴定结果显示田间综合抗病性较优。
“中国北方冬小麦抗旱节水种质创新与新品种选育利用”研究项目获得2009年国家科学技术进步奖二等奖。作为获得该项奖的第二主持人——西北农林科技大学农学院教授谢惠民历经13年的攻关探索,通过分子标记与常规技术相结合选育的西农1043、西农794,累计推广种植2401.83万亩,为陕、甘、晋、豫旱区小麦生产作出重要贡献,标志我国在抗旱节水小麦育种研究领域取得重大突破。
石家庄市农业科学研究院近几年育成了节水高产型石家庄8号、石麦15号、石麦18号,节水优质高产型石优17号,抗旱丰产型石麦13号、石麦21号等系列节水高产小麦品种。石家庄8号先后通过河北省、天津市和国家品种审定,水分利用效率达到21.13kg/h㎡.mm,生产示范全生育期不灌溉亩产525.92公斤、灌溉两水亩产648.2公斤;石麦15号先后通过河北省、天津市和国家品种审定,水分利用效率达24.18kg/h㎡.mm,生产示范全生育期不灌溉亩产达514.6公斤,灌溉一水亩产达646.7公斤,创河北省小麦节水高产纪录;石麦18号灌两水亩产667.89公斤,创河北省小麦单产历史高产纪录。
多年来虽然各地相继选育出了一批旱地小麦新品种,但在小麦育种实践中仍然存在旱地育种材料难以满足育种需求的情况。育成的新品种不同程度的也存对温度、光照等环境条件反应敏感,对水肥等生产条件要求严格等问题,表现为适应性差,不宜异地种植,难以大范围推广,出现冻害、病害、倒伏、干旱等情况减产严重,表现为综合抗逆性差,年度产量差异较大,高产不稳产,高产品种应用范围受到很大限制,严重制约了麦区小麦生产水平的提高 ,生产上急需高产与广适性结合的品种。目前接班品种少且不过硬,改良型和修饰型多,无突出品系,更无突破型品种,而且缺乏耐晚播品种。科研人员为完成任务热衷于培育短期品种 ,加速品种换代。目前是省审品种多,但大成果少,推广面积上不去。总体上讲,育种上存在以下问题:一是种质资源创新后劲不足;二是育种手段单一,育种技术落后,育种效率低;三是育种规模偏小,育种基地(点)过少;四是重审定,轻推广,缺乏栽培技术和良种良法配套;五是国内大型种子企业在种子商业化育种中,重玉米等杂交作物新品种选育,轻小麦等作物常规品种选育。
二、抗旱节水、高产小麦品种选育是种业应对目前气候变化,保证农业稳产增收的历史重任
自2008年以来,由于全球气候变化剧烈,极端天气现象不断出现。尤其是旱情发展严重,2011年10月以来,北方冬麦区降水持续偏少,山东、河北等部分地区至今已连续3个多月无有效降水,河北、山西、江苏、安徽、山东、河南、陕西、甘肃八省部分地区旱象露头并持续发展,干旱发生时间比2008年提早了1个月左右。据农业部农情调查,截至2月4日,八省冬小麦受旱面积达9611万亩,占八省冬小麦种植面积的35.1%,占八省耕地面积的21.7%,受旱八省冬小麦面积和产量占全国的八成以上。
中央高度重视今年的粮食生产和当前春管春耕备耕以及抗旱保丰收工作。1月26日国务院常务会议专门分析了当前旱情,进行研究部署。1月29日,国务院办公厅发出了《关于进一步做好当前抗旱工作的通知》。春节期间,胡锦涛总书记、温家宝总理等中央领导同志到河北、安徽、山东等地察看旱情,对当前抗旱工作作出重要指示。
我省小麦播种面积2300多万亩左右,旱地小麦种植面积约占60%,主要集中在渭北旱塬地区。节水抗旱、高产小麦的选育是种业企业应当肩负的社会责任,是保证农业稳产增产增收的历史重任。陕西秦丰农业营销网络有限公司作为我省唯一的国有种子企业,与科研单位联合开展旱地小麦品种商业化育种工作责无旁贷。
三、抗旱节水、高产小麦品种选育已经积累了一定的经验
从晋麦47到石麦系列,从普冰9946到西农1376,我国以及我省的种业科研技术人员在抗旱节水、高产小麦品种选育的探索上经过一次又一次实践,逐渐形成一套适合我国国情、能够有效用于实践的抗旱小麦品种选育途径,尽管不同的科研人员所选的具体技术路线仍会有较大区别,但分子标记与常规技术相结合,发掘利用抗旱节水优异种质资源,杂交后代通过水旱交替选择与稳定新系已成为品种选育的共识和趋势。
目前陕西在节水、抗旱小麦育种方面也做了大量工作。西北干旱半干旱研究中心即在杨凌。然而近几年来相比较其它省份,陕西省相关成果还是比较少的。高陵县农作物研究所作是以小麦、玉米、大豆新品种选育为主要方向的种业科研单位。拥有强有力的专家团队、丰富的种质资源以及成熟的育种技术。所长惠东静具有多年品种选育经验,是西安市有突出贡献专家,已有多个品种通过审定。该所还特聘西北农林科技大学教授研究员、小偃22品种选育人李璋老师为技术指导顾问。研究所目前拥有小麦育种材料12000余份,玉米育种材料15000余份,大豆600余份。每年测配小麦组合800余份,玉米12000万余份,大豆300余份。2008年审定的小麦新品种西高二号本身就具有抗寒耐旱,高产、综合抗性好的特征。所长惠东静主持研究的西高二号小麦品种2008年通过陕西省审定的抗寒、耐旱、高产、综合抗性好的小麦新品种,2009年获得西安市科技进步二等奖,具有很好的推广前途。
由于小麦品种选育目前主要基于非杂交育种,但是作为国内第二大粮食作物,其对农业生产的影响和对粮食安全的贡献绝不可忽视,尤其在目前极端天所频现的气候条件下,为此重视小麦品种选育,对我国农业的发展具有极大意义。