文本刊記者 楊陽

1月10日上午，2019年度國家科學技術獎勵大會在人民大會堂舉行。由山東省農(nóng)業(yè)科學院原子能農(nóng)業(yè)應用研究所研究員李新華主持，并率領聯(lián)合中國農(nóng)業(yè)科學院作物科學研究所等科研團隊的“廣適高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)小麥新品種魯原502的選育與應用”獲得國家科技進步獎二等獎。項目完成人還有劉錄祥、李鵬、吳建軍、高國強、孫明柱、趙林姝、王美華、張鳳云、郭利磊等。

小麥是我國重要口糧，不斷選育和推廣小麥新品種是保障國家糧食安全的戰(zhàn)略途徑。上世紀90年代末，黃淮麥區(qū)的小麥生產(chǎn)凸顯出一些亟待解決的問題：一是高產(chǎn)品種的廣適性較差，推廣種植區(qū)域受到較大限制；二是育成品種的遺傳相似性高，潛在風險大；三是品種抗倒伏能力較差，產(chǎn)量穩(wěn)定性受到較大影響。針對以上問題，項目團隊創(chuàng)新育種思路與技術體系，育成廣適高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)小麥品種魯原502并大面積推廣應用。

“兩穩(wěn)兩增” 育種新思路成就新品種

項目團隊確立了“兩穩(wěn)兩增”（即穩(wěn)定群體、穩(wěn)定千粒重、增加穗粒數(shù)、增強抗倒性）的育種新思路，創(chuàng)新集成了目標突變體創(chuàng)制與雜交選育相結合的育種技術體系。按照“兩穩(wěn)兩增”育種思路，創(chuàng)新“誘發(fā)突變、定向篩選”的育種技術，研制出矮稈抗倒伏種質(zhì)“9940168”；以其為母本與濟麥19配制雜交組合，并利用早代選組合、中高代定向選單株、穩(wěn)定品系多生態(tài)區(qū)異地鑒定的雜交選育新技術，育成了廣適高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)小麥新品種魯原502。利用該體系，還育成71個優(yōu)良新品系，其中3個新品系已完成國家或省級生產(chǎn)試驗，32個新品系進入?yún)^(qū)域試驗。

確立了“兩穩(wěn)兩增”育種新思路。20世紀90年代黃淮麥區(qū)育成品種的群體和千粒重得到了較大提升，但存在莖稈強度較弱、易發(fā)生倒伏，穗粒數(shù)較少、限制產(chǎn)量進一步提升等突出問題。針對以上問題，確立了“兩穩(wěn)兩增”的育種新思路，即穩(wěn)定群體（畝成穗40萬左右），穩(wěn)定千粒重（45克左右），增加穗粒數(shù)（38粒左右），增強抗倒性。在穩(wěn)定群體和粒重的基礎上，通過增加穗粒數(shù)進一步提升產(chǎn)量水平，通過提高莖稈強度增強抗倒能力，解決多穗型品種普遍存在的高產(chǎn)與倒伏的矛盾，以及大穗型品種高產(chǎn)與廣適的矛盾。

創(chuàng)新“誘發(fā)突變、定向篩選”的育種技術，研制出矮稈抗倒伏種質(zhì)“9940168”。誘發(fā)突變技術能夠使植物在DNA水平發(fā)生變異，產(chǎn)生自然界稀有或用常規(guī)方法較難獲得的新性狀，并且能夠穩(wěn)定遺傳。91102是項目團隊育成的具有穗大粒多、結實性好、莖稈粗壯、韌性好等優(yōu)良性狀的穩(wěn)定品系，但植株較高（91厘米），難以利用。為此，他們將其進行了衛(wèi)星搭載（國土普查衛(wèi)星），從SP2代開始，在保留原有優(yōu)良性狀的基礎上主要針對株高變異進行選擇，在SP4代中選出了矮稈突變材料9940168。該材料株高中等（78厘米）、植株繁茂、株型優(yōu)良，穗部育性好、穗粒數(shù)多、結實飽滿，基部節(jié)間短、壁厚、莖稈韌性好、抗折能力強，是一個理想的育種新材料。

創(chuàng)新集成早代選組合、中高代定向選單株、穩(wěn)定品系多生態(tài)區(qū)異地鑒定的雜交選育新技術，育成了廣適高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)小麥新品種魯原502。魯原502畝穗數(shù)40.6萬、穗粒數(shù)38.6粒、千粒重43.8克、莖稈抗折力3.14牛頓，于2011年通過國家審定；利用創(chuàng)新性育種技術體系，項目組后續(xù)育成71個優(yōu)良新品系，其中3個新品系已完成國家或省級生產(chǎn)試驗，32個新品系進入了區(qū)域試驗。

按照“兩穩(wěn)兩增”的育種思路，以創(chuàng)制的9940168為母本，與濟麥19配制雜交組合。濟麥19曾是黃淮麥區(qū)主推品種，2005年獲國家科技進步獎二等獎，具有群體適宜、株型優(yōu)良、落黃性及綜合抗性好等突出優(yōu)點，但株高較高、莖稈較弱、穗粒數(shù)偏少，與9940168莖稈強韌、穗粒數(shù)多的特性優(yōu)勢互補。

早代選組合。子一代重點觀察各組合雜種優(yōu)勢表現(xiàn)，淘汰劣勢組合；子二代由常規(guī)點播種植、單株選擇，改為小區(qū)種植、群體選擇，并在濟南和桓臺兩地同步進行，根據(jù)小區(qū)群體綜合性狀表現(xiàn)，確定重點留選組合。

中高代定向選單株。子三代至子五代采用點播種植、單株選擇。注重單穗小穗數(shù)和穗育性選擇，通過增加小穗數(shù)、提高小花結實性，增加穗粒數(shù)；注重莖稈強度和基部節(jié)間長度選擇，自子四代開始對選出單株的基部第二節(jié)間長度、壁厚、莖稈抗折力進行測定，選擇抗倒伏能力優(yōu)于親本濟麥19的單株；注重粒葉比和株型選擇，選取下部葉片窄、上部葉片較短且挺舉的材料，提高通透性和光能利用率。

穩(wěn)定品系多生態(tài)區(qū)異地鑒定。優(yōu)選的新品系在濟南、桓臺、菏澤進行多點多年的綜合性狀鑒定與評價，同時在北京和宿州進行冬季抗寒性、抗倒春寒和抗病性鑒定，篩選出適應性廣、高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)的新品種/系。

品質(zhì)優(yōu)良 打造我國主推小麥品種

魯原502通過國家和四省（自治區(qū)）審（認）定，實打產(chǎn)量突破800公斤/畝，年推廣面積超1500萬畝，為我國三大主推小麥品種之一。魯原502具有產(chǎn)量潛力高、適應性廣、抗倒伏能力強、水分利用效率高、品質(zhì)優(yōu)良等突出優(yōu)點。在國家和山東省區(qū)試中產(chǎn)量均居第一位，分別較對照增產(chǎn)10.16%和4.99%；山東省高產(chǎn)創(chuàng)建實打驗收最高單產(chǎn)達812.2公斤/畝。該品種自身調(diào)節(jié)能力強，適應區(qū)域廣，在國家多年多點區(qū)試中增產(chǎn)點率100%，推廣區(qū)域覆蓋魯、皖、冀、蘇、晉、新疆等6個?。▍^(qū)）。群體結構合理，植株重心低、基部節(jié)間短且壁厚、莖稈抗折力高，抗倒伏能力強。在不同節(jié)水處理條件下，水分利用效率高，節(jié)水豐產(chǎn)性好。品質(zhì)為優(yōu)質(zhì)中筋，饅頭評分80.0分，面條評分82.0分。

產(chǎn)量潛力高。實打產(chǎn)量高達812.2公斤/畝。魯原502在國家黃淮北片、山東省、安徽省、江蘇省和新疆自治區(qū)參試中，均表現(xiàn)突出。在國家區(qū)試中較對照石4185增產(chǎn)10.16%，居第一位；在山東省區(qū)試中較對照濟麥22增產(chǎn)4.99%，居第一位；在安徽省和新疆自治區(qū)生產(chǎn)試驗中分別較對照增產(chǎn)15.90%和17.72%。在高產(chǎn)創(chuàng)建中，由山東省農(nóng)業(yè)廳組織專家實打驗收，2011年兗州點實打產(chǎn)量783.52公斤/畝、2014年桓臺點812.2公斤/畝、2015年招遠點768.18公斤/畝、2016年兗州點805.9公斤/畝，充分反映了魯原502的高產(chǎn)潛力。

適應性廣。國家和四?。▍^(qū)）審（認）定，6?。▍^(qū)）大面積推廣。魯原502自身調(diào)節(jié)能力強，適應區(qū)域廣，先后通過國家和山東、安徽、江蘇、新疆四省審（認）定，推廣區(qū)域覆蓋魯、皖、冀、蘇、晉、新疆等6個省份，滿足了不同生態(tài)區(qū)對廣適高產(chǎn)品種的需求。在國家區(qū)試中，魯原502不同年份、不同試驗點表現(xiàn)穩(wěn)定，均能發(fā)揮出較高的產(chǎn)量水平，增產(chǎn)點率達100%。對山東、河北和山西三省兩年度24點次參試品種產(chǎn)量結果分析表明，魯原502適應度值最高，變異系數(shù)和離優(yōu)度值均較低，說明魯原502不僅產(chǎn)量高，而且廣適性和產(chǎn)量穩(wěn)定性均 較好。

莖稈強韌，抗倒伏能力強。對蠟熟期不同品種莖稈強度相關指標測定結果表明，魯原502植株重心低、基部節(jié)間短、基部第二節(jié)間壁厚、莖稈抗折力高；莖稈基部第二節(jié)間的解剖結構顯微觀察發(fā)現(xiàn)，魯原502莖稈橫切面積較大，大維管束數(shù)目較多，機械組織較發(fā)達，厚壁細胞層數(shù)多且排列緊密，細胞壁木質(zhì)化程度較高。2013年和2016年，山東省多個地市出現(xiàn)了大風和強降雨天氣，魯原502經(jīng)受住了考驗，與其它品種相比，展現(xiàn)出了更好的抗倒伏能力，得到了農(nóng)技推廣專家和種植農(nóng)戶的肯定。

節(jié)水性能好，水分利用效率高。10個小麥主推高產(chǎn)品種節(jié)水豐產(chǎn)性比較試驗結果表明：魯原502在0水、1水和2水處理下產(chǎn)量與水分利用效率均為第1位，水分利用效率分別為每公頃面積每毫米深度用水29.64千克、每公頃面積每毫米深度用水25.13千克和每公頃面積每毫米深度用水21.90千克；生理指標分析表明，魯原502灌漿前期干物質(zhì)增速快、中期峰值高、后期降速慢，穗粒數(shù)和千粒重波動小，能夠在不同節(jié)水處理水平獲得較高的產(chǎn)量。

品質(zhì)優(yōu)良，適合制作饅頭和面條。國家區(qū)試品質(zhì)分析，魯原502容重784克/升，蛋白質(zhì)含量（干基）13.08%，濕面筋29.0%，沉淀指數(shù)27.8毫克，吸水率61.3%，穩(wěn)定時間4.6分鐘，為優(yōu)質(zhì)中筋。經(jīng)農(nóng)業(yè)部谷物及制品質(zhì)量監(jiān)督檢驗測試中心（哈爾濱）測試，饅頭評分80.0分，面條評分82.0分。

李新華（前排）在麥田中介紹魯原502

創(chuàng)新推廣 優(yōu)化高產(chǎn)高效栽培技術體系

項目團隊研究制定了魯原502高產(chǎn)高效栽培技術規(guī)程，探索構建了“科研單位+種業(yè)聯(lián)盟+農(nóng)技推廣單位+農(nóng)業(yè)種植合作社”的推廣模式，優(yōu)化集成了“穩(wěn)群體、增穗重、減氮肥、適節(jié)水”的魯原502高產(chǎn)高效栽培技術體系，并開發(fā)了肥水決策系統(tǒng)等軟件。通過建立七省市種業(yè)銷售聯(lián)盟、農(nóng)業(yè)信息化綜合服務平臺和農(nóng)業(yè)種植合作社試驗示范基地，形成新型高效推廣模式，加速了品種推廣應用。

根據(jù)魯原502品種特征特性，在不同地區(qū)開展播期播量、耕作種植方式和水肥利用等試驗，明確了魯原502的適宜播期播量、耕作種植方式和水肥管理關鍵技術，在此基礎上優(yōu)化集成了“穩(wěn)群體、增穗重、減氮肥、適節(jié)水”的高產(chǎn)高效栽培技術體系，并開發(fā)了魯原502肥水決策系統(tǒng)等軟件，為魯原502的大面積推廣應用提供了堅實的技術支撐。

依托山東魯研農(nóng)業(yè)良種有限公司牽頭國內(nèi)120余家種子企業(yè)，建立了七省市種業(yè)銷售聯(lián)盟；依托各級農(nóng)技推廣單位和山東省農(nóng)村農(nóng)業(yè)信息化綜合服務平臺，通過12396熱線、品種現(xiàn)場觀摩會和技術培訓等形式，推廣品種與配套技術；同時充分發(fā)揮種植專業(yè)合作社的示范帶動作用，在106個縣市區(qū)的173家合作社開展大面積的良種良法配套技術展示，輻射帶動周邊農(nóng)戶。通過以上工作，構建了“科研單位+種業(yè)聯(lián)盟+農(nóng)技推廣單位+農(nóng)業(yè)種植合作社”的推廣模式，加速了品種推廣應用。

魯原502自推廣應用以來，連續(xù)多年被列為農(nóng)業(yè)農(nóng)村部和省級主導品種，年種植面積逐年增長，年推廣面積超1500萬畝，成為我國三大主推小麥品種之一?，F(xiàn)已累計推廣7700.5萬畝，增收糧食38.91億公斤，新增經(jīng)濟效益91.83億元。近三年累計推廣5132.5萬畝，新增經(jīng)濟效益61.21億元。獲得植物新品種權1項，品種審定證書5項，軟件著作權4項，出版專著1部，發(fā)表學術論文37篇。本成果獲得了2018年度山東省科技進步獎一等獎。