小麥科技發(fā)展

1、小麥科技發(fā)展小麥?zhǔn)俏覈牡谌蠹Z食作物，近年播種面積約3.4億畝，總產(chǎn)約1.0億t。小麥?zhǔn)俏覈?0%~60%城鄉(xiāng)居民的主要口糧，是僅次于水稻的第二大口糧作物，全國年消費(fèi)量約1.05億t，占全球消費(fèi)量的20%左右。由于我國是世界上最大的小麥生產(chǎn)國和消費(fèi)國，中國小麥的持續(xù)發(fā)展不僅關(guān)系到國內(nèi)的口糧安全，還嚴(yán)重影響國際市場價(jià)格。據(jù)預(yù)測，2020年我國人口將達(dá)到14.5億，小麥需求量約為1.4億t比現(xiàn)在增加28%，要實(shí)現(xiàn)小麥主體自給，任務(wù)非常艱巨

2、。除政策因素外，科技將對(duì)未來小麥發(fā)展起到重要支撐作用，因此，在了解國際現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢的基礎(chǔ)上，深人分析中國小麥科技現(xiàn)狀與未來需求趨勢，對(duì)指導(dǎo)全國小麥科技及產(chǎn)業(yè)發(fā)展有重要意義。本文中科技的含義是指對(duì)小麥生產(chǎn)有直接應(yīng)用價(jià)值的育種（包括種質(zhì)資源）和栽培技術(shù)。一、國際現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢美國科學(xué)家將20世紀(jì)全球小麥育種的進(jìn)展概括為10個(gè)方面，即矮桿基因的引入、光照不敏感基因的效應(yīng)、綠色革命、外源新基因?qū)?、小麥新品質(zhì)類型的出現(xiàn)（用于做面條的白硬冬）、

3、產(chǎn)量與品質(zhì)改良、抗熱和抗旱的生理生化基礎(chǔ)、計(jì)算機(jī)與小區(qū)機(jī)械的應(yīng)用、抗蟲性及推動(dòng)種質(zhì)資源交換的國際圃（RollinSears）。總體來說，目前國際小麥研究呈現(xiàn)五大特點(diǎn)：一是保護(hù)性耕作發(fā)展迅速；二是進(jìn)一步提高小麥產(chǎn)量仍是發(fā)展中國家的主要目標(biāo)；三是分子標(biāo)記輔助選擇巳成為常規(guī)育種的重要組成部分；四是慢病性利用是抗病研究的主流方向；五是品質(zhì)研究更注重營養(yǎng)特性。(一）保護(hù)性耕作技術(shù)發(fā)展迅速城鎮(zhèn)化、食品類型的轉(zhuǎn)變（從谷物為基礎(chǔ)轉(zhuǎn)向肉類）、加工食品比重

4、增加、更高更嚴(yán)格的品質(zhì)要求及能源與水肥資源緊缺、糧食價(jià)格下降等因素對(duì)小麥生產(chǎn)技術(shù)提出了新要求。世界小麥消費(fèi)量仍在繼續(xù)增加，據(jù)預(yù)測，只有全球小麥單產(chǎn)從現(xiàn)在的2.7thm2增加到3.5thm2，才能滿足2030年全球消費(fèi)的需求，這是一個(gè)嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。保護(hù)性耕作已成為全球農(nóng)業(yè)持續(xù)發(fā)展的重要模式，全世界約9500萬hm2的耕地采用此技術(shù)，較2001年增加了3500萬hm2，分別占澳大利亞、美國和加拿大小麥面積的65%、33%和50%，占阿根廷農(nóng)作

5、物播種面積的65%；哈薩克斯坦的保護(hù)性耕作面積發(fā)展相當(dāng)快，另外巴西也是采用此技術(shù)的主要國家之一。印度和中國長江流域小麥水稻輪作區(qū)的保護(hù)性耕作、少耕或壟作栽培也在迅速發(fā)展。保護(hù)性耕作的主要優(yōu)點(diǎn)是提高旱地的水分利用率，也有利于保護(hù)環(huán)境、減少成本。國外的保護(hù)性耕作主要在旱地推廣和應(yīng)用，灌溉地區(qū)主要推廣壟作等節(jié)水節(jié)肥技術(shù)。美國、澳大利亞、CIMMYT等十分重視培育適于保護(hù)性耕作的小麥新品種。（二）提高產(chǎn)量潛力是發(fā)展中國家的戰(zhàn)略選擇提高產(chǎn)量潛力仍

6、是發(fā)展中國家的主要育種目標(biāo)，為此CIMMYT分別于1996年和2006年在墨西哥召開了突破產(chǎn)量潛力的國際學(xué)術(shù)研討會(huì)，常規(guī)育種仍是提高產(chǎn)量的最有效途徑，不過CIMMYT更注重提高在減少灌溉條件下的產(chǎn)量潛力，以節(jié)約生產(chǎn)成本。籽粒敗育是限制現(xiàn)有高產(chǎn)小麥品種籽粒產(chǎn)量和生物學(xué)產(chǎn)量的主要因素，育性的生理和遺傳機(jī)制尚不清楚，但開花期的生物學(xué)產(chǎn)量與穗重及穗的育性有關(guān)。7DL7Ag易位可以增加小麥生物學(xué)產(chǎn)量和收獲指數(shù)，7Ag可分別提高干物質(zhì)運(yùn)輸?shù)剿氩康谋?/p>

7、例6%10%、穗粒重8%14%、灌漿期光合效率的10%、灌漿速率20%，因而能有效增加穗的育性。CIMMYT與澳大利亞等通過近10年的合作，在小麥產(chǎn)量潛HarvestPlus或Bioftification)是國際農(nóng)業(yè)組織發(fā)起的挑戰(zhàn)計(jì)劃項(xiàng)目之一，旨在通過育種途徑提高鐵、鋅、維生素等的含量，保證人體健康。歐盟則啟動(dòng)了健康糧食（HealthGrain）項(xiàng)目，主要研究膳食纖維、抗性淀粉等營養(yǎng)因子。二、國內(nèi)小麥生產(chǎn)技術(shù)分析(一）主要生產(chǎn)限制因素與

8、育種目標(biāo)分析我國小麥生產(chǎn)面臨前所未有的挑戰(zhàn)，既要不斷提高產(chǎn)量，又要改善品質(zhì)，還要保護(hù)環(huán)境和降低成本，即減少農(nóng)藥和肥水的利用，這是一項(xiàng)十分艱巨的任務(wù)。根據(jù)作者近期對(duì)國內(nèi)20位育種和栽培專家的調(diào)查資料（見表1），糧價(jià)是影響小麥發(fā)展的最重要社會(huì)經(jīng)濟(jì)因素，而灌溉水短缺、高溫和倒伏則是影響小麥生產(chǎn)的最重要自然因素，白粉、條銹和蚜蟲則是最重要的病蟲害。當(dāng)然這些因素的影響程度在不同地區(qū)會(huì)有較大差異，如白粉病是全國性的主要病害，而條銹則是西南和西北地區(qū)

9、的首要病害，但在黃淮北片則為次要病害，而赤霉病則是長江流域的重要病害，紋枯病的威脅越來越大，蚜蟲則是北方冬麥區(qū)的主要限制因子。經(jīng)過幾十年的實(shí)踐，大家巳認(rèn)識(shí)到慢病性或持久抗性是解決抗病性頻繁喪失的首選途徑，當(dāng)然也不排除聚合主效基因的傳統(tǒng)做法。大面積高產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)、廣適性品種仍是生產(chǎn)上最急需的，因此高產(chǎn)仍是各地最主要的育種目標(biāo)，但穩(wěn)產(chǎn)和廣適性是實(shí)現(xiàn)高產(chǎn)的前提和基礎(chǔ)，因此只有將高產(chǎn)潛力與水肥高效利用相結(jié)合才能實(shí)現(xiàn)高產(chǎn)和穩(wěn)產(chǎn)，當(dāng)然減少病蟲危害也是重

10、要前提。為了進(jìn)一步提高產(chǎn)量潛力，高產(chǎn)地區(qū)需要產(chǎn)量有明顯突破的超高產(chǎn)品種，但如何解決高產(chǎn)與廣適性的矛盾則是面臨的主要問題。雜種小麥難度較大，近期難以發(fā)揮作用。隨著生活水平和加工水平的提高，品質(zhì)已成為我國小麥生產(chǎn)的重要限制因素，對(duì)于廣大農(nóng)村消費(fèi)者而言，適合制作面條和饅頭的品種為第一需要，但考慮到機(jī)制面條和饅頭的發(fā)展、配粉需要及快速的城市化進(jìn)程，強(qiáng)筋面包小麥和餅干糕點(diǎn)小麥則是商品小麥的重要需求。表1生產(chǎn)主要限制因素與育種目標(biāo)調(diào)查結(jié)果匯總分類重

11、要性排序社會(huì)經(jīng)濟(jì)因素糧價(jià)（1.9）、資金短缺（2.8）、種子價(jià)格與質(zhì)量（3.5）自然因素灌溉水短缺(1.5)、高溫(2.7)、倒伏(2.9)主要病蟲害白粉（2.2）、條銹(2.2）、蚜蟲(3.6)主要育種目標(biāo)高產(chǎn)(1.2)、優(yōu)質(zhì)專用(2.6)、抗病(3.2)生產(chǎn)上最急需的品種大面積高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)廣適性(1.4)、優(yōu)質(zhì)專用(2.8)、節(jié)水節(jié)肥(3.1)品質(zhì)改良面條和饅頭(2.0)、面條專用(2.9)、面包專用(3.0）超高產(chǎn)研究優(yōu)先領(lǐng)域高產(chǎn)與廣

12、適的矛盾(1.7)、高產(chǎn)與優(yōu)質(zhì)的矛盾(2.6)、高產(chǎn)與倒伏(3.6)抗病蟲研究優(yōu)先領(lǐng)域慢病性持久抗性(1.4)、主效基因聚合（2.3〕、應(yīng)用分子技術(shù)(3.3)高效育種優(yōu)先領(lǐng)域水肥利用率與高產(chǎn)特性相結(jié)合(1.3)、水分利用率(2.6)、水肥利用率與優(yōu)質(zhì)特性結(jié)合(2.7)數(shù)字越小越重要，1為最重要，以此類推，數(shù)據(jù)為均值（二）主要品種類型及其現(xiàn)狀分析由于小麥的雜種優(yōu)勢利用研究進(jìn)展緩慢，生產(chǎn)上的品種全部為常規(guī)品種。按其主要特性，可大致分為大面積