適應(yīng)四川盆地稻麥兩熟制的早播早熟型超高產(chǎn)小麥新品種的育種研究.pdf

1、四川盆地是我國(guó)小麥主產(chǎn)區(qū)之一，同時(shí)又具有較特殊的氣候生態(tài)條件和種植模式。四川盆地小麥品種產(chǎn)量潛力已經(jīng)多年徘徊不前，急需培育在產(chǎn)量上有較大突破的小麥新品種應(yīng)用于生產(chǎn)。而經(jīng)分析發(fā)現(xiàn)：在過(guò)去相當(dāng)長(zhǎng)的一段時(shí)間里，由于栽培制度的需要和品種特性的要求，四川盆地的小麥一直強(qiáng)調(diào)遲播。而在現(xiàn)階段，稻麥兩熟制已成為四川盆地最主要小麥種植模式，在此種植模式下，仍繼續(xù)使用“遲播型”小麥品種，已凸現(xiàn)出了較多的弊端：一是小麥播種期過(guò)遲，使得土地在9月和10月近兩個(gè)

2、月處于空閑，造成光熱水資源的嚴(yán)重浪費(fèi)，也限制了小麥產(chǎn)量潛力的提高；二是小麥在播種期過(guò)遲的情況下，成熟期也相應(yīng)延遲，隨著全球氣候變暖越來(lái)越明顯，就會(huì)由于成熟期溫度上升太快形成“高溫逼熟”，使得產(chǎn)量低而不穩(wěn)；三是小麥成熟和收獲過(guò)遲，與下季作物水稻爭(zhēng)時(shí)爭(zhēng)地爭(zhēng)勞動(dòng)力矛盾也較為突出。因此，結(jié)合眾多前人研究成果，我們認(rèn)為：在四川盆地生態(tài)氣候條件和稻麥兩熟的種植制度的下，“早播早熟型”可能會(huì)因?yàn)殚_(kāi)發(fā)利用更多前期光熱水資源和在一定程度上避開(kāi)后期“高溫逼

3、熟”，從而獲得更高的產(chǎn)量潛力，并有可能實(shí)現(xiàn)四川盆地小麥產(chǎn)量潛力的突破。但是，這種“早播早熟型”超高產(chǎn)小麥品種與四川盆地近五十來(lái)的習(xí)慣和栽培技術(shù)不符合，是四川盆地從未有過(guò)的新類(lèi)型，因而從理論和技術(shù)上對(duì)這類(lèi)早播早熟型超高產(chǎn)品種選育作深入的探討具有重要意義。 為了驗(yàn)證選育適應(yīng)四川盆地稻麥兩熟制的早播早熟型超高產(chǎn)小麥新品的可行性，同時(shí)也為早播早熟型超高產(chǎn)小麥新品的選育提供的理論與實(shí)踐依據(jù)和為早播早熟型超高產(chǎn)新品種的選育篩選、積累種質(zhì)資源

4、，本研究首先對(duì)來(lái)自試驗(yàn)點(diǎn)所在地——四川省邛崍市氣象局的近11年的氣象資料進(jìn)行了系統(tǒng)分析，從氣候條件上研究了小麥早播早熟的可行性和必要性；并在2005—2006年度里，采用參加當(dāng)年的四川省區(qū)域試驗(yàn)的所有品系(共60份)，以四川盆地曾經(jīng)大面積推廣品種MY11為對(duì)照，在比正常播期提前10d播種(10月24日)的情況下，對(duì)小麥在早播條件下的生長(zhǎng)發(fā)育和結(jié)實(shí)情況下了研究；同樣地，在2006—2007年度里以參加當(dāng)年區(qū)域試驗(yàn)的所有品系(共66份)進(jìn)行

5、了提前播種(10月20)和正常播期(10月30日)下的比較試驗(yàn)，并研究了不同播期下的小麥生長(zhǎng)發(fā)育、產(chǎn)量及構(gòu)成因素的變化。這兩年的試驗(yàn)的目的在于探索不同小麥品系對(duì)提前播種的適應(yīng)性的差異，并希望從中篩選出較理想的早播早熟型高產(chǎn)種質(zhì)資源。在2005～2007連續(xù)兩個(gè)年度里采用本課題組育成的新品種(系)“川農(nóng)23”、“川農(nóng)19”和“J210”，較為系統(tǒng)地研究了不同播期下(2005—2006年度為10月24日和11月3日兩個(gè)播期，2006—200

6、7年為從10月18日到11月5日每?jī)商煲粋€(gè)播期共10個(gè)播期)對(duì)小麥生長(zhǎng)發(fā)育、產(chǎn)量及構(gòu)成、籽粒灌漿特性和籽粒品質(zhì)等變化情況進(jìn)行了更加系統(tǒng)分析，從而為早播早熟型小麥品種的選育提供更多的理論依據(jù)。試驗(yàn)結(jié)果如下： 1.比較發(fā)現(xiàn)：在2005—2006年度，小麥生育期間的旬平均氣溫、降水量和日照時(shí)數(shù)與多年平均保持致，屬正常年份；在2006—2007年度，小麥生育期的旬平均氣溫多數(shù)偏高，降水量偏少，日照時(shí)數(shù)也較多，是比較典型的暖冬干旱年，因而

7、這兩年試驗(yàn)結(jié)果有較大的代表性。 2.在四川盆地生態(tài)氣候條件下，小麥的光熱水資源的利用總量播期效應(yīng)十分明顯： 在小麥播種、出苗和分蘗的10月下旬到11月下旬的這段時(shí)間里，四川盆地的溫度、降雨量和日照時(shí)數(shù)均呈迅速下降的趨勢(shì)，從近11年平均來(lái)看，10月上旬、11月上旬、中旬和下旬的旬平均溫度分別為18.0±1.38℃、16.7±1.57℃、15.6±1.07℃和10.9±1.20℃；旬降雨量分別為11.33±5.98mm、10

8、.22±9.94mm、10.62±7.96和4.48±4.65mm；旬日照時(shí)數(shù)18.3±7.74h、23.9±13.74h、13.8±7.62h和13.1±5.40h，由于這種下降趨勢(shì)，使不同播期下小麥生育前期的光熱水資利用總量的差異十分明顯。 3.在四川盆地生態(tài)氣候條件下，小麥生長(zhǎng)發(fā)育的播期效應(yīng)也十分明顯： 由于不同播種期下小麥的生長(zhǎng)發(fā)育所處的環(huán)境條件存在較大差異，因小麥生長(zhǎng)發(fā)育進(jìn)程受播種期的影響也就十分明顯，并且這種

9、影響由于沒(méi)有越冬期的緩沖作用，一直保持到了成熟期。如下2006—2007年度里，66個(gè)基因型在播種期相差10d的情況下，它們的平均出苗期、平均分蘗期、平均拔節(jié)期、平均挑旗期、平均抽穗期、平均開(kāi)花期和平均臘熟期分別相差11d、16d、27d、8d、9d、7d和4d；其他試驗(yàn)也得到了類(lèi)型的結(jié)果。 4.四川盆地現(xiàn)有小麥新品系的生態(tài)類(lèi)型在各品系間存在較大差異，春性比MY11有所減弱。 2005—2006年度里，60份品系間抽穗期

10、、開(kāi)花期和成熟期在品系間的差異最大達(dá)12d、6d和6d，并且以MY11生長(zhǎng)發(fā)育最快、抽穗開(kāi)花最早；而各品系平均結(jié)實(shí)率達(dá)97.99％。在2006-2007年度里，同一播期內(nèi)，66份參試品系的總?cè)~片數(shù)、出葉速度、幼穗分化進(jìn)程、拔節(jié)期、抽穗期、開(kāi)花期和成熟期上存在較大差異，這種差異超過(guò)了播期的影響。這就為四川盆地早播早熟型超高產(chǎn)小麥新品種選育提供了有利的種質(zhì)基礎(chǔ)。 5.隨著小麥播種期提前，小麥的產(chǎn)量潛力有較大幅度提高，產(chǎn)量結(jié)構(gòu)也發(fā)生了

11、相應(yīng)變化。 在2006—2007年度里，66份品系在提前播種(10月20日)條件下比正常播期(10月30日)的平均單位面積穗數(shù)和平均穗粒數(shù)有所增加，平均千粒重略有減少，最終產(chǎn)量增加4.13％，而從產(chǎn)量的由高到低的順序看，提前播種的處理占據(jù)了前3名，并且最高產(chǎn)量分別達(dá)8204.1kg/hm2、7887.275kg/hm2和7820.575kg/hm2。在2005-2006年度里，提前播種(10月24)和正常播期(11月3日)相比較

12、，川農(nóng)23、川農(nóng)19和新品系J210三個(gè)基因型的穗數(shù)和穗粒數(shù)變化不明顯，而千粒重都有所增加，而產(chǎn)量都有較大幅度提高：川農(nóng)23、川農(nóng)19和J210分別增產(chǎn)3.97％、8.80％和12.64％；并以J210產(chǎn)量潛力最高，提前播種時(shí)產(chǎn)量達(dá)8396.85kg/hm2，比同期播種的川農(nóng)23和川農(nóng)19分別增產(chǎn)13.34％和23.48％：說(shuō)明三個(gè)基因型中，J210的產(chǎn)量潛力最大，提前播種的增產(chǎn)作用也最明顯。而在2006—2007年度里，在明顯暖冬和干

13、旱條件下，J210的產(chǎn)量仍以10月18日播種產(chǎn)量最高，達(dá)7112.8kg/hm2，比11月5日播種增產(chǎn)達(dá)29.92％，產(chǎn)量變化受千粒重的影響仍較大。這說(shuō)明在正常年份小麥早播有較大的增產(chǎn)作用，而在暖冬條件下增產(chǎn)作用更加明顯。 6.不同種期下小麥的灌漿特性也發(fā)生了相應(yīng)的變化： 小麥的開(kāi)花期和成熟期均隨播種期提前而提前，灌漿持續(xù)期隨播種期的提前而延長(zhǎng)，平均灌漿速度在播種期間變化很小，因而粒重隨播種期提前而增加；通過(guò)用y=c/1

14、+ae-bx對(duì)不同播種期下籽粒灌漿過(guò)程進(jìn)行擬合(R2>0.9900)，發(fā)現(xiàn)小麥的實(shí)際緩增期很短，從最早播期的4.45d逐漸減少到2.75d，與理論值相差很多，而不同播期間緩增期的長(zhǎng)短是決是粒重的差異的主要原因，這可能是由于后期高溫逼熟而導(dǎo)致不同播期小麥籽粒灌漿過(guò)程在同一時(shí)間內(nèi)停止。這說(shuō)明了四川盆地小麥提早播種能夠爭(zhēng)取更多的灌漿時(shí)間而獲得較大的粒重。 7.播種期提前條件下，小麥籽粒的營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)和加工品質(zhì)略有提高： 在2006

15、—2007年度里，對(duì)J210在10個(gè)播期下的籽粒品質(zhì)變化進(jìn)行了研究，結(jié)果發(fā)現(xiàn)：J210的營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)和加工品質(zhì)在播期間差異不顯著，較早播種處理略高于較遲播種處理，這說(shuō)說(shuō)明提前播種在提高產(chǎn)量的同時(shí)不會(huì)降低小麥品質(zhì)。 8.通過(guò)兩年的試驗(yàn)，獲得了一批對(duì)早播能較好適應(yīng)的種質(zhì)資源及其后代，作為早播早熟型小麥品種的育種材料和研究材料。 9.在四川盆地，從2008年1月14日到2月20日出現(xiàn)了罕見(jiàn)的持續(xù)低溫天氣，從2007-2008年試驗(yàn)

16、初步結(jié)果看，四川盆地現(xiàn)有小麥的種質(zhì)資源抗寒性差異較大。 在今年持續(xù)低溫條件下，部分基因型在早播(10月21日)的情況下生長(zhǎng)發(fā)育正常，結(jié)實(shí)性也很好，沒(méi)有出現(xiàn)凍害，而有的基因型的凍害較重。這說(shuō)明可通過(guò)加強(qiáng)抗寒性選擇實(shí)現(xiàn)四川盆地小麥在低溫年份的高產(chǎn)和穩(wěn)產(chǎn)。 本研究表明：早播早熟型小麥新類(lèi)型更加適合四川氣候生態(tài)條件和稻麥兩熟制的種植制度，具有更高的產(chǎn)量潛力下。本研究同時(shí)也表明：四川盆地已有較豐富的早播早熟型的種質(zhì)資源，為開(kāi)展此類(lèi)

17、型的品種選育提供了條件。而要實(shí)現(xiàn)四川盆地小麥的早播早熟和超高產(chǎn)，需要適宜的溫光反應(yīng)類(lèi)型、恰當(dāng)?shù)牟シN期、較強(qiáng)的抗寒性、合理的產(chǎn)量結(jié)構(gòu)以及其他較好相關(guān)的適應(yīng)性和抗逆性等(如抗病性)相配合，這就需要在以后的早播早熟型品種的選育程中不斷協(xié)調(diào)和完善。而通過(guò)綜合考慮，我們認(rèn)為：在四川盆地氣候生態(tài)條件下，早播早熟型小麥的播種期可以提前到10月20日左右，其生態(tài)類(lèi)型以弱冬性—弱春性為宜，產(chǎn)量潛力可達(dá)7500kg/hm2以上，產(chǎn)量結(jié)構(gòu)以提高千粒重為主攻方