春小麦良种“五圃”提纯复壮法及其增产效果

春小麦良种“五圃”提纯复壮法及其增产效果

永宁县小麦育种繁殖所　裘志新　汤　忠

王旭升　李前荣　李应科

小麦良种与其他农作物良种一样，在大田种植若干年后，便会由于机械混杂、自然串花、栽培环境恶化等原因，在种植群体中出现杂株，进而发展为纯度、整齐度下降，熟期不一，植株变高，茎杆变软，抗性衰退，穗子变小，穗粒数减少，产量与品质下降等现象，人们将此称为良种的混杂退化。

为防止小麦良种的混杂退化，延缓优良品种的使用年限，种子技术部门在各个时期先后采取不同的方法对小麦良种进行提纯复壮，如：上个世纪70年代前主要应用的有田间片选或穗选法；70年代后推广“穗行”和“穗行—穗系”提纯复壮法；到90年代提出建立育种者种子分期繁育投放保纯保壮法。客观地说，以上方法各有优、缺点，在不同时期的良种繁育过程中发挥了自己的作用，同时也存在着一定的局限性。

片选法的主要优点是快捷省工，经在田间选定较纯、长势好的田块，经拔杂去劣后混脱，即能在最短的时间内获得大量较纯的种子，但不能得到很纯的、特征特性和长势最好的种子，达不到去劣复壮的效果，只为农民在自留种时采用。

穗选法的主要优点是在田间或晒场上选收具典型性的大穗混脱，可迅速获得少量丰产性较好的混合群体，但由于在田间或晒场上都不容易精确判定优穗，往往会误选入一些杂株的穗子，影响群体的整齐度，且很难剔除；另外对单穗籽粒粒况缺乏考种过程，籽粒品质无法保证，故此法很长时间以来，已无人使用。

“穗行—原种”二圃法提纯复壮，通过田间单穗选择，室内考种，穗行田间鉴定，去杂、劣行后混脱，可获得又纯又壮的种子，起到提纯复壮的效果。在此基础上发展至“穗行—穗系—原种”的三圃提纯复壮法，又增加了穗系圃，通过穗行、穗系选择，产量测定、籽粒考种等环节，使种子质量得到进一步的提高。

育种者种子分期繁育保纯保壮法，最为简便，在相当长的时间内，可保持品种刚育成时的优良种性，但需较严格的低温保管条件与设施，一般单位暂时还无法采用。

本所在长期的工作实践中，继承了“穗行”、“穗行—穗系”提纯复壮法的优点，在此基础上加大了产量、品质性状方面的选择强度，创建了“五圃”提纯复壮的新方法，并在著名小麦良种宁春4号上进行了实践，取得了很好的效果，在宁夏及其西北、华北春麦区创造了宁春4号大面积推广种植26年久种不衰的佳话。

1.“五圃”提纯复壮法的主要内容及操作方法

1.1　主要内容

建立“五圃”：即建立穗行、穗系、优系对比、“一穗传”原原种、原种圃。

1.2　操作方法

1.2.1　工艺流程（连续过程）

1.2.2　操作方法

1）选穗

小麦成熟前，选派熟悉品种形态特征、特性，有丰富实践经验的专业技术人员，在长势良好的原种田内，选择具有品种典型性状的单穗几百到几千个（数量可依据生产规模确定，以下各环节选留数量也同样），晾晒后单穗脱粒，单装一袋，在农闲时由技术负责人根据品种典型性逐袋对每一单穗的籽粒细致地从颜色、质地、形状、大小、穗粒数、饱满度、黑胚率等方面进行综合鉴定，严格淘汰劣穗（淘汰率一般掌握在1/3），保留优穗，作为翌年穗行圃的用种。

2）穗行圃的种植管理

选地：做到田面平整，地力均匀，便于比较穗行的好坏；地力为中上－高肥，但不超过品种抗倒伏力。

播种：穗行圃每穗种一行，穗行长1～1.2m，行距20cm，走道0.4m，划行小锄开沟播种，每隔19行设同品种原种行作对照，穗行四周设同品种原种保护行，宽度1～2m。

田间管理：搞好施肥、灌水、除草与病虫害防治工作，技术措施力求均衡。

田间观察选择：在不同生育期（主要是分蘖、抽穗期、成熟期）对杂行或劣行（生长势弱，不整齐，不抗病等）进行标记或直接铲除；对生长整齐，行穗数多、穗大、抗病的优行单独标记，优行选留数可按照下年穗系圃种植数的200%预留。对典型性与原品种有较大差异，且认为有利用价值的另收，按系统选择法进入新品种选育程序（后续环节中出现这种情况同样办理）。

收获脱粒：小麦成熟时，先割除标记杂行、劣行（作杂麦处理）；分行单收标记的优行，单脱装袋，每行一袋；穗行圃剩余行混收单脱作为一般原种使用。

室内考种：在农闲时由技术负责人根据品种典型性，对每一优行收获的籽粒细致地从行产量、颜色、形状、大小（千粒重）、质地、饱满度、黑胚率对每个穗行进行综合评价鉴定，严格淘汰差行（淘汰率为1/2），保留优行作为下年穗系圃的用种。

3）穗系圃的种植管理（选地、田间管理基本同穗行圃，以下环节中不再描述）

播种：穗系圃每系种植一小区，面积为7.38m³（行长6m，行距15cm，8行区），区间距0.3m，走道0.4m。按照hm²播有效种525万粒的播种量（小于大田播量以防倒伏），以每系实测千粒重折算至行播量，每系称8袋编号备种。播种前按设计在田间划区，用试验播种机或小锄开沟方式播下，每隔19区设同品种原种1区为对照，穗系四周设同品种保护行。

田间观察选择：田间调查记载各系主要生育期（抽穗、成熟期）与株高，整齐度、抗病性等性状表现，对杂系、劣系与优系分别进行标记，优系选留数可按照下年优系－优系对比圃种植数的200%预留。

收获脱粒:小麦成熟时，先割除标记的杂系、劣系（作杂麦处置）；分系单收标记的优系单脱装袋；穗系圃剩余种混收单脱作原原种使用。

室内考种：在农闲时由技术负责人根据品种典型性对每一优系收获的籽粒进行产量与综合性状的评价，淘汰差系（淘汰率为1/2），保留优系作为下年优系－优系对比圃的用种。

4）优系—优系对比圃

播种：优系—优系对比圃田间种植设计按照新品种对比试验进行。参试品系按编号参试，每优系设三次重复，小区面积11.97m²（行长6.5m，12行区），区间距0.3m，走道0.4m，按照大田密度，hm²播有效种675万粒。播前按各优系千粒重计算行播量，分装到袋，每区12袋，每系36袋编号备种，以同品种原种或农民一般自留种作对照，以比较提纯复壮的效果。试区四周设同品种保护行，各优系剩余种按编号顺序另设田单独繁种。

田间观察记载：主要调查各优系的生育期、苗况、株高、整齐度、抗性、基本苗、最高总茎数、穗数。

收获脱粒：单收单脱，核实各系产量；繁种部分单收或混脱作原原种使用。

室内考种：根据各优系的产量与产量构成的优劣，籽粒性状、品质化验结果与对照原种或农家种比较，淘汰减产、平产或增产幅度小的系，确定一个或几个增产幅度较大、品质又优的优系，以“一穗传”的形式进行原原种的繁殖。

5）“一穗传”原原种繁殖

将优系—优系对比中精选出的优系，在良法配套情况下适当稀播加速原原种繁殖，其他技术措施基本同于原种生产，产出的种子为原原种，备作下年生产原种之用。

6）原种圃

以上年生产的“一穗传”原原种去繁殖原种，所生产的种子作为下年生产一级种的用种。

2.“五圃”提纯复壮法的效果及分析

2.1　“五圃”提纯复壮法的效果

“五圃”提纯复壮法是在“穗行—穗系—原种”三圃提纯复壮法的基础上进一步延伸形成的。为鉴定此法的实际增产效果，1997年本所专门设置以“三圃”制生产的原种为对照与“五圃”制生产的一穗传原原种的对比试验，结果如下（见表1）。

表1　宁春4号优系对比产量表（1997年）

2004年为鉴定“五圃”制生产的一穗传原原种的增产效果，将对照改为农民的自留种，又得到结果如下（见表2）。

表2　宁春4号优系对比产量表（2004年）

试验表明经“五圃”制生产的原原种各优系比“三圃”制生产的原种平均增产4.8%，最优系增产16.3%，达到极显著水平；比农民自留种平均增产4%，最优系增产6.8%，增产效果也很明显。

另据本所对宁春4号刚开始大面积推广时（1981年）的籽粒品质测试结果，与宁春4号大面积推广22年后在北方水地区试各地混合种样（2003年）的籽粒品质测定数据相比较，发现：现在的宁春4号的蛋白质含量提高1.39%，湿面筋提高4.7%，沉降值提高9.2m l，稳定时间下降1.5min，最大抗延阻力提高27EU（见表3），说明经提纯复壮的宁春4号在籽粒品质方面大体也有所提高。

表3　宁春4号品质测试结果表

2.2　“五圃”提纯复壮法增产效果的分析

“五圃”提纯复壮法在注意保持原品种典型性状的前提下，在选单穗、穗行、穗系、优系时对穗子大小、穗数多少、籽粒饱满度、质地、抗性等与品系产量、籽粒品质密切相关的重要性状进行强化选择，多次淘汰相形见拙的单穗、穗行、穗系，必然使中选保留的群体在产量、质量性状方面得到程度不同的优化。据对（表1～3）调查统计，得出：经“五圃”提纯复壮后的优系平均hm²收获穗数585万，比对照均值571.5万多13.5万；平均穗粒数35.2粒，比对照均值34.9粒多0.3粒；平均千粒重44.2g，比对照均值43.8g提高0.4g；优系平均hm²产量8313.0kg，比对照均值8011.5kg增301.5kg，增3.8%。如剔除参试系中减产、平产或略增产的末位三系后再加统计，那么最后保留的7个优系平均hm²产量达8515.5kg可比对照增产6.3%，增产效果将更好。

3.讨论

3.1　小麦提纯复壮对于防止良种的混杂退化具有积极的意义。

3.2　在准确把握原品种典型性状的前提下，用系统选择的方法很容易获得纯度极高的品系；而复壮应是工作的主要目标，复壮的实现应是多个性状（含产量、品质、抗性等）改良的微效积聚。

3.3　选用“五圃”提纯复壮法，将个体与群体选择有机结合，强化了各环节的产量、品质性状的选择，有利于获得又纯又壮、品质优良的原原种。

此法的实施看似需用较长的年限，却因是连续操作的过程，在一穗传原原种、原种生产时方法又十分简便，可保证每年生产出大量优质的原种，值得推广。