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、四川盆地是我國小麥主產(chǎn)區(qū)之一，同時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)：在過去相當(dāng)長的一段時間里，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：一是小麥播種期過遲，使得土地在9月和10月近兩個

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遲的情況下，成熟期也相應(yīng)延遲，隨著全球氣候變暖越來越明顯，就會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遲，與下季作物水稻爭時爭地爭勞動力矛盾也較為突出。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”可能會因為開發(fā)利用更多前期光熱水資源和在一定程度上避開后期“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的習(xí)慣和栽培技術(shù)不符合，是四川盆地從未有過的新類型，因而從理論和技術(shù)上對這類早播早熟型超高產(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、，本研究首先對來自試驗點(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為對照，在比正常播期提前10d播種(10月24日)的情況下，對小麥在早播條件下的生長發(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，并研究了不同播期下的小麥生長發(fā)育、產(chǎn)量及構(gòu)成因素的變化。這兩年的試驗的目的在于探索不同小麥品系對提前播種的適應(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日兩個播期，2006—200

6、7年為從10月18日到11月5日每兩天一個播期共10個播期)對小麥生長發(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，日照時數(shù)也較多，是比較典型的暖冬干旱年，因而

7、這兩年試驗結(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月下旬的這段時間里，四川盆地的溫度、降雨量和日照時數(shù)均呈迅速下降的趨勢，從近11年平均來看，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，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發(fā)育所處的環(huán)境條件存在較大差異，因小麥生長發(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、平均開花期和平均臘熟期分別相差11d、16d、27d、8d、9d、7d和4d；其他試驗也得到了類型的結(jié)果。 4.四川盆地現(xiàn)有小麥新品系的生態(tài)類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生長發(fā)育最快、抽穗開花最早；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、開花期和成熟期上存在較大差異，這種差異超過了播期的影響。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％：說明三個基因型中，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，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；通過用y=c/1

14、+ae-bx對不同播種期下籽粒灌漿過程進(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程在同一時間內(nèi)停止。這說明了四川盆地小麥提早播種能夠爭取更多的灌漿時間而獲得較大的粒重。 7.播種期提前條件下，小麥籽粒的營養(yǎng)品質(zhì)和加工品質(zhì)略有提高： 在2006

15、—2007年度里，對J210在10個播期下的籽粒品質(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，這說說明提前播種在提高產(chǎn)量的同時不會降低小麥品質(zhì)。 8.通過兩年的試驗，獲得了一批對早播能較好適應(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)了罕見的持續(xù)低溫天氣，從2007-2008年試驗

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)的情況下生長發(fā)育正常，結(jié)實(shí)性也很好，沒有出現(xiàn)凍害，而有的基因型的凍害較重。這說明可通過加強(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，為開展此類

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