趙加濤, 劉猛道, 楊向紅, 付正波, 方可團, 趙有超
(1.保山市農(nóng)業(yè)科學研究所, 云南 保山678000; 2.騰沖縣農(nóng)業(yè)局固東農(nóng)科站, 云南 騰沖679102)
大麥在世界谷類作物中播種面積僅次于小麥、水稻、包谷,居第四位,單產(chǎn)低于水稻、包谷,居第三位,南緯50°到北緯70°廣大地區(qū)均有分布。中國大麥面積和總產(chǎn)僅次于水稻、小麥、包谷,居第四位。云南省常年種植23萬hm2居全國首位,總產(chǎn)約60萬t[1]。優(yōu)良的大麥品種是大麥生產(chǎn)的基礎,種質(zhì)資源是育種工作的物質(zhì)基礎,資源研究與創(chuàng)新是育種研究的前期工程,今后育種技術的競爭焦點也將集中在種質(zhì)資源研究應用的力度上。近年來,大麥品種的更換速度越來越快,對產(chǎn)量和品質(zhì)的要求越來越高,而大麥育種中可利用的資源范圍越來越窄,對新種質(zhì)、新材料需求越來越迫切[2]。對大麥種質(zhì)資源進行正確合理的分析和評價,是對其進行合理利用的前提。要充分利用大麥種質(zhì)資源,必須要對其進行全面準確鑒定、分析和評價[3],從而掌握各種質(zhì)資源的優(yōu)異特征特性。2014年保山市農(nóng)科所對近年來從國、內(nèi)外引進和自我創(chuàng)制的228份大麥種質(zhì)資源進行鑒定,旨在通過鑒定篩選出優(yōu)異的種質(zhì)資源,為大麥育種提供依據(jù),從而選育出高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、多抗、廣適的大麥新品種。
228份大麥種質(zhì)材料來源于保山市農(nóng)科所近10年來從國內(nèi)、外科研單位引進篩選保存和自我創(chuàng)制的種質(zhì)。
試驗于2014年種植在保山市農(nóng)科所試驗田,前作水稻,土質(zhì)沙壤,肥力中等,海拔1 645 m,常年年均溫15.6℃,常年降雨量974.2 mm。采用隨機排列,不設重復,每個品種種植3行,行長1.7 m,行距0.3 m,每行種植150粒,于2014年11月4日播種,田間管理與大田管理一致。
調(diào)查記載所有參試材料幼苗習性、抽穗期、成熟期、抗病性;收獲20株進行室內(nèi)考種,考察其株高、穗長、穗粒數(shù)、千粒重;折合產(chǎn)量。
鑒定種質(zhì)材料二棱材料76份,多棱材料152份,其中幼苗匍匐材料27份,占11.8%;幼苗直立材料98份,占43%;幼苗半直立材料103份,占45.2%。
表1 全生育期統(tǒng)計
參試材料全生育期變幅127~169 d,平均154 d,變異系數(shù)3.8%。浙啤33、V 24、孜2012、云啤6號、蘇啤4號、保大麥10號、早熟3號、申4全生育期127~140 d,為特早熟種質(zhì),占3.5%。生育期141~151 d的材料32份,為早熟種質(zhì),占14%。生育期151~160 d的材料177份,為中熟種質(zhì),占77.6%。生育期161 d以上的材料11份,為晚熟種質(zhì),占4.9%。
株高變幅為54.5~121 cm,平均88.7 cm,變異系數(shù)17.9%。浙12 YB-23最矮,僅為54.5 cm,大粒麥最高,為121 cm。株高雖不直接構(gòu)成產(chǎn)量,但其與群體大小、個體優(yōu)劣、抗倒伏性以及收獲指數(shù)密切相關[2],植株矮化對單產(chǎn)提高是顯著的,如19世紀初,歐洲大麥株高為100 cm以上,產(chǎn)量為3~4 t/hm2;到20世紀70年代,株高降到80 cm,單產(chǎn)達7~8 t/hm2[4]。按照高稈(110 cm 以上)、中稈(91~110 cm)、半矮稈(71~90 cm)和矮稈(70 cm 以下)4個等級[5]進行分類,高稈材料21份,占9.2%;中稈材料93份,占40.8%;半矮稈材料104份,占45.6%;矮稈材料10份(浙12 YB-23、浙12 YB-10、保大麥17號、哈林頓、Baudin、鳳大麥8號、B 3-2804、B 3-1845、B 3-2793、保13-J 5),占4.4%,為今后大麥育種中矮化植株提供寶貴資源。
表2 株高統(tǒng)計
2.4.1 穗 長
所有材料穗長變幅4.0~10.8 cm,平均7.1 cm,變異系數(shù)1.5%;76份多棱材料平均穗長6.7 cm,變異系數(shù)1.6%;152份二棱材料平均穗長7.4 cm,變異系數(shù)1.4%;二棱材料平均穗長大于多棱材料。篩選出2份多棱長穗型材料:鑒16、12 YD-10;6份二棱長穗型材料:甘啤4號、鳳大麥14號、B 3-2139、2010 C-63-17、ZDM 03937、2010 C-41-09 J。
2.4.2 穗實粒數(shù)
所有參試材料穗實粒數(shù)變幅14.9~64.1粒,平均29.9粒,變異系數(shù)4.1%;其中76份多棱材料穗實粒數(shù)變幅21.1~64.1粒,平均45.2粒,變異系數(shù)1.9%;152份二棱材料變幅14.9~29.5粒,平均22.3粒,變異系數(shù)1.4%。76份多棱材料中穗實粒數(shù)少于30粒的少粒型材料5份,占6.6%;30~50粒的中粒型材料49份,占64.5%;50.1~60粒的多粒型材料19份,占25%;大于60粒的特多粒型材料3份,占3.9%。152份二棱材料中穗實粒數(shù)小于20粒的少粒型材料31份,占20.4%;20~25粒的材料96份,占63.2%;25.1~30粒的材料25份,占16.4%。通過鑒定,篩選出多棱特多粒型材料3份:鹽2084引-434、ZDM 00025、香川裸1號,穗實粒數(shù)分別為64.1粒、62.8粒、62.7粒;多粒型材料19份:保11-J 6、鹽2070引-361、保14-J 1、11 BL 1-7、12 YB-2、保大麥14號、Peaosanhos-174、99-317、V 012、3-7-7、86-122、ZJ-130-2、鹽2128引-50、94 DM 3、保11-J 7、13 YD-10、保14-J 2、保大麥12號,自我創(chuàng)制的占7份。篩選出穗實粒數(shù)大于28粒二棱材料4份:11 YB-14、T 2030、浙田7號、樂清中熟大麥。
表3 穗實粒統(tǒng)計
2.4.3 千粒重
表4 千粒重統(tǒng)計
所有參試材料千粒重變幅28~63.5 g,平均44.9 g,變異系數(shù)14.7%;其中76份多棱材料變幅28~49.5 g,平均39.3 g,變異系數(shù)11.5%;152份二棱材料變幅33.5~63.5 g,平均47.7 g,變異系數(shù)11.8%。76份多棱品種中千粒重小于30 g的特小粒型材料2份,占2.6%;30.1~35 g的小粒型材料13份,占17.2%;35.1~40 g的材料32份,占42.1%;40.1~45 g的材料21份,占27.6%;45.1~50 g的材料8份,占10.5%。152份二棱材料中千粒重30.1~35 g的小粒型材料2份,占1.3%;35.1~40 g的中小粒型材料5份,占3.3%;40.1~45 g的中粒型材料40份,占26.3%;45.1~50 g的中大粒型材料57份,占37.5%;50.1~55 g的大粒型材料35份,占23.0%;55.1~60 g的特大粒型材料10份,占6.6%;大于60 g的稀有大粒型材料3份,占2%。通過鑒定,篩選出千粒重大于60 g的二棱稀有大粒型材料2份:13 YD-6、保14-J10;千粒重大于55g的二棱特大粒型材料10份:鹽2150引-510、B 3-1517、鳳大麥9號、鹽2191引-787、B 3-2502、大粒麥、鹽2168引-741、云啤8號、保14-J 12、鳳大麥14號。千粒重大于45 g的多棱材料8份:98-268、B 3-1086、保11-J 22、英多吉1號、墾啤麥2號、11 YB-08、云飼麥7號、V 43。
所有參試材料產(chǎn)量變幅1180.5~10 572 kg/hm2,平均 5 222.1 kg/hm2,變異系數(shù) 32.9%。產(chǎn)量低于4 500 kg/hm2的材料79份,占34.6%;4 500~6 000 kg/hm2的材料74份,占32.5%;6 000.1~7 500 kg/hm2的材料55份,占24.1%;7 500.1~9 000 kg/hm2的材料17份,占7.5%;高于9 000 kg/hm2的材料3份,占1.3%。通過鑒定篩選出高于7 500 kg/hm2的多棱高產(chǎn)材料10份:99-317、11 BL 1-7、G 06151247、保 11-J 10、3-7-7、保 13-J 21、保 14-J 8、保 14-J 2、B 3-2332、保12-J 13;二棱高產(chǎn)材料10份:B 3-1934、B 3-2520、11 BL 1-199、保 14-J 12、浙12 YB-7、08 京823-825、B 3-2139、保13-J 34、浙11 YB-08、保13-J 5。
表5 產(chǎn)量統(tǒng)計
2.6.1 白粉病抗性鑒定
大麥白粉病是由布氏白粉病菌大麥?;停˙lumeria graminis f.sp.hordei)引起的真菌病害,普遍發(fā)生于世界大麥產(chǎn)區(qū),是我國冬大麥區(qū)的主要病害,尤其在云貴高原和東南沿海地區(qū)危害嚴重[6]。保山地處云貴高原,冬季氣溫高,夏季氣溫低,田間濕度大,大麥白粉病常年發(fā)生且在抽穗期達高峰,大麥白粉病菌種具有豐富的遺傳多樣性,因此是理想的大麥白粉病鑒定點[7]。228份材料高抗白粉病材料17份(保大麥12號、保13-J 21、保14-J 5、云啤7號、鹽2119引-32、S 309、NDM 01-01、鹽 2168 引-741、B 3-1517、13 GB 28、浙 YB 13-14、B 3-2139、11 BL 1-199、保大麥6號、鹽2112引-2、鹽2112引-1、甘啤5號),占7.5%;中抗白粉病材料68份,占29.8%;中感白粉病材料123份,占53.9%;高感白粉病材料20份,占8.8%。
表6 抗病性統(tǒng)計表
2.6.2 條紋病抗性鑒定
大麥條紋病是由禾蠕孢菌和麥類核腔菌引起的真菌病害[9]。目前保山市部分品種條紋病發(fā)病逐年增加,對生產(chǎn)造成一定損失,劉猛道等[8]研究表明6%戊唑醇拌種防治大麥條紋病具有很好防效,但目前國內(nèi)以選育抗病品種為主,因此篩選出抗條紋病種質(zhì)十分重要。經(jīng)篩選鑒定,228份材料中高抗材料206份,占90.4%;發(fā)病株5%~10%的抗病材料16份,占7%;發(fā)病株11%~15%的中抗材料4份,占1.8%;發(fā)病株16%~40%的中感材料2份(云大麥2號、樂清中熟大麥),占0.9%。
表7 優(yōu)異種質(zhì)匯總
大麥種質(zhì)資源在大麥生產(chǎn)和育種中占有十分重要的地位,是育種工作的物質(zhì)基礎,作物品種的改良取決于不同優(yōu)質(zhì)種質(zhì)資源的挖掘利用。如早熟種質(zhì)可用來改良晚熟品種,提早生育期;矮稈材料可用來改良高稈材料,提高其抗倒伏能力;多粒型材料、大粒型材料都可適當利用以提高被改良材料的穗實粒數(shù)和千粒重;抗病材料可以提高被改良材料的抗病性。保山市收集保存的228份大麥種質(zhì)資源類型豐富,既有飼料大麥又有啤酒大麥,經(jīng)鑒定篩選出特早熟、矮稈、多粒型、大粒型、高產(chǎn)、抗病材料多份(見表7)。為今后選育高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、多抗、廣適的大麥新品種提供科學依據(jù)。大麥種質(zhì)資源是我國的寶貴財富,具有優(yōu)異性狀的基因資源,是育種家選育優(yōu)良品種的物質(zhì)基礎,一大批優(yōu)異資源已經(jīng)和正在被有效利用,在資源創(chuàng)新和育種中發(fā)揮著重要作用[9]。由于保山集低緯氣候、高原氣候、季風氣候和山地氣候為一體,所需品種要同時具備高產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)、抗寒、抗旱、抗病等能力。因此,加強啤飼大麥育種基礎研究的同時,篩選出一批適宜保山特殊氣候的優(yōu)異種質(zhì)資源迫在眉睫。有計劃的引進國、內(nèi)外優(yōu)質(zhì)種質(zhì)資源進行篩選鑒定,利用各種質(zhì)的優(yōu)良特性與需要改良的種質(zhì)進行雜交,加快新品種選育進程和示范推廣,對保山大麥產(chǎn)業(yè)發(fā)展具有突出作用。在今后育種工作中,育種家應加大種質(zhì)資源的收集和交換,加強優(yōu)異性狀遺傳規(guī)律的研究,使種質(zhì)資源合理、有效利用,發(fā)揮其優(yōu)異潛能。
[1]曾亞文,張京,普曉英,等.云南大麥產(chǎn)業(yè)發(fā)展綜合研究與利用[C].2010年國家大麥產(chǎn)業(yè)技術創(chuàng)新學術交流會論文集,112-120.
[2]陳曉靜,陳和,陳健,等.國外大麥種質(zhì)資源的評價與利用[J].大麥與谷類科學,2010(2):7-9.
[3]張小燕,張躍進,龐有強.日本大麥種質(zhì)資源鑒定評價[J].西北農(nóng)業(yè)學報,2009,18(2):122-126.
[4]蓋鈞鎰.作物育種學各論[M].北京:中國農(nóng)業(yè)出版社,2013.
[5]張京,劉旭.大麥種質(zhì)資源描述規(guī)范和數(shù)據(jù)標準[M].北京:中國農(nóng)業(yè)出版社,2006.
[6]朱靖環(huán),劉猛道,華為,等.139份大麥種質(zhì)材料苗期和成株期抗白粉病鑒定評價[J].麥類作物學報,2015,35(5):614-621.
[7]鄭家文,楊祚斌,屈生華.云南省大麥生產(chǎn)及抗白粉病育種進展[J].大麥與谷類科學,2013(1):36-39.
[8]劉猛道,曾亞文,趙加濤,等.戊唑醇和三唑酮防治大麥條紋病研究[J].浙江農(nóng)業(yè)學報,2010,22(5):666-668.
[9]李蘭芬.大麥資源鑒定評價及優(yōu)異種質(zhì)篩選[J].黑龍江農(nóng)業(yè)科學,2006(2):3-5.