作者簡介：
王福俊，1993年畢業于山東農業大學農學系，就職于山東良星種業有限公司，高級農藝師。
幾年前聽過泰安農科院吳科老師的一次講座，深受啟發，是近些年指導我小麥育種的主要技術，整理了一下吳科老師的講座，加入自己的一些觀點，借此機會與廣大同仁共享，不當之處，請多批評指正。
一、當前生態、生產條件的變化與問題
1.因氣候變化災害頻發
據中國氣象研究院相關數據顯示，最近100年全球平均地表溫度上升了0.74℃左右，同期我國平均地表氣溫上升了1.1℃，高于全球平均水平。近十年來，受暖冬影響，冬小麥幾乎沒有休眠期，導致冬前旺長，抗凍能力大大降低；而另一方面冬春季冷熱變化頻繁，倒春寒時有發生，對小麥生產造成嚴重威脅。近年來，凍害已成為限制小麥產量的重要因素。
2.降雨量偏少，旱情逐年加重
旱情發生頻率及程度逐年增加：2008年、2011年全國小麥最大受旱面積分別高達1.6億畝、1.16億畝，造成小麥產量大幅度減產；2017年冬旱和2018年春旱疊加，造成黃淮麥區小麥產量減產3成左右。
3.病蟲害加重,南病北移
小麥的病害種類很多，其中三種銹病、白粉病、紋枯病和赤霉病對小麥造成的危害最為嚴重。2012年赤霉病大發生后，每年均不同程度的發生，已成為黃淮麥區的主要病害。根莖部病害：紋枯病、莖基腐病、根腐病每年均大面積不同程度發生。地下害蟲（螻蛄、金針蟲、蠐螬）、紅蜘蛛、蚜蟲、吸漿蟲等發生也普遍加重。
4.后期高溫熱害
小麥灌漿后期，溫度較高，風力較大的情況下容易形成干熱風影響，后期降雨，容易導致小麥高溫爛根逼熟，千粒重下降較大。
5.秸稈還田，整地與播種質量差
近年來，黃淮麥區的播種方式大多采用玉米秸稈還田＋旋耕＋機條播的整地播種方法。農戶分散種植的經營模式還占主導地位，戶均規模小，土地不平整，施肥不均勻。存在旋耕播種、播種期偏早、秸稈打不碎、埋不深壓不實、耕不深靶不實、播量不準、下種不勻、缺苗斷壟、吊根懸空、透風失墑等這些問題造成整地與播種質量較差。
二、育種主攻方向的轉變
1.育種理念的轉變
改革開放以來，我國糧食的單產和總產實現快速增長是通過大量的投入肥、水、農藥來實現的。由于長期無節制的投入，已出現了嚴重的生態環境污染和資源條件脆弱等問題，嚴重影響到可持續發展及子孫后代的生存生活質量。這也是改革開放四十年付出的沉重代價，也是今后我國經濟發展的致命短板。
要想改變目前現狀，必須轉變發展理念。小麥育種的發展理念應轉變為：在保證生態環境友好、資源高效節約、產品健康安全的前提下進行科技創新。
2.育種目標的調整
我國小麥育種目標一直在進行調整。20世紀60年代，以抗病育種為主。20世紀80年代，以高產育種為主。20世紀90年代，在強調高產的同時，增強了優質、抗逆等方面的目標。進入21世紀，小麥育種目標調整為高產、優質、高效、多抗、節本、安全。
?2.1產量潛力持續遺傳改良
國家提出“谷物基本自給，口糧絕對安全”糧食安全戰略，確定了小麥單產的提高是小麥育種追求的永恒目標。由于我國的糧食生產長期依賴化肥、農藥的大量投入，目前一旦減少投入勢必會引起大幅度、大面積減產，如何協調好穩固糧食產量與逐步實施“一控二減”是今后小麥高產創新的難點和重點。
?2.2水高效
利用盡量少的水分生產更多的生物產量和經濟產量，包括兩方面的內容：一是抗旱，二是節水。
抗旱：在土壤水分嚴重虧缺，導致干旱的情況下，能夠較好地完成正常生長發育，且能形成較高的經濟產量。抗旱性狀是在水分虧缺的情況下，小麥(作物)充分利用有限水分的能力。
節水：是指單位水分能生長出更多的生物量，或在水分滿足的條件下，生產相同的生物量消耗盡量少的水分。
?2.3肥高效
單位肥料生產更多干物質，且收獲指數高。要求品種在瘠薄田能增產，高水肥能高產。特別是在目前的水土環境條件下，減施肥料仍能保持在一個理想的產量的水平上。
?2.4抗病蟲性狀
我國黃淮海麥區，小麥生育期間病蟲害多發、疊發，特別是2010年以后，赤霉病、紋枯病和莖基腐病等“白穗”現象發生越來越普遍和嚴重，全株性的黃花葉病和黃矮病也逐步擴展。
多年來各育種單位,在組合的組配上，多利用已審定的大面積推廣的品種進行改良，遺傳基礎狹窄，近緣、近親、同親品種多，缺乏對抗病性狀的長期的、系統的遺傳改良。缺乏抗病基因型，一旦大面積發生病害，將會對生產造成較大影響。
抗病蟲品種的選育問題，既是品種本身的遺傳改良問題，目標是保障產量性狀的發揮，還是一個生態問題，通過提高抗病蟲的能力，減少農藥的用量，不僅降低生產成本投入，還可以減輕污染，改善生態環境。
?2.5對逆境的抗耐性：凍害、倒伏
凍害：包括冬季凍害和春季倒春寒凍害。目前大面積種植的小麥主導品種冬季凍害問題不大，近幾年春季凍害時有發生。由于春季凍害（特別是晚春凍害，4月中下旬的低溫）不是品種抗寒性的問題，主要是天氣突然大幅降溫造成的，還沒有很好的解決辦法。
倒伏：倒伏原因一是品種本身的抗倒性，二是群體的大小，三是后期降水和風力大小。
逆境問題主要是氣候條件造成的，通過遺傳改良，選育抗逆性狀突出的優良品種，通過栽培調控，完全可以減輕逆境對小麥生產造成的損失。
三、高產育種的創新方向及技術路徑
1.小麥高產理想類型的設想
株高：適度矮稈，70-75cm；
株型：適度緊湊、交叉有序、錯落有致、相互不遮光、不郁蔽 ；
葉相：葉片小、挺、厚、葉色深綠；
根：根系的空間分布要廣，根系后期的活力要強；
生長發育規律：各時期生長發育要協調、互補；
源、流、庫要運轉順暢：根系對養分的吸收、轉運與貯存；光合物質的形成、轉運與貯存，都要順暢無阻，形成粒多、粒重。
產量結構類型：近年來，多地小麥高產攻關畝產已超過900公斤，隨著育種水平、生產條件及栽培水平的提高，突破1000公斤/畝大關只是時間問題。這樣對小麥的產量結構提出了新的要求，總體上應是畝穗數、穗粒數、千粒重均要協調提高。目前生產上小麥品種分為大穗、中穗、多穗三種類型，其化分是人為的，也是動態的，沒有嚴格的劃分界限和標準。我認為三種類型的小麥品種均有畝產1000公斤的產量潛力。
綜合黃淮科研、生產、氣象條件，設想了三種畝產1000公斤的產量結構（不需85折的前提下）：
按照這種設想，畝穗數比較容易實現，重點應是在保證畝穗數的前提下，增加穗粒數、提高千粒重。
2.高產育種四大創新問題
?2.1壯大根系：增強根系活力和吸收能力
多年來由于地下部看不見，育種家們只注重地上部的研究和性狀選擇，地下部的研究多以栽培專家為主，導致小麥育種不能把地上、地下作為一個有機整體來看待。小麥根系活力的大小對小麥的抗寒性、抗旱性非常重要，前期根系發育良好，根系活力強，可抵御冬季寒冷；后期根系活力強，對抵御干熱風的危害很關鍵。
今后肥水高效利用問題的研究，必須對根系進行全面系統的研究，根系問題歸根到底是水肥的吸收問題。
?2.2提高經濟系數
要提高小麥經濟產量，就要從提高生物產量和經濟系數兩個方面考慮，而更重要的是采取措施提高經濟系數。一般小麥的經濟系數在0.3~0.45,高產田多在0.4~0.45。目前肥水條件好的高產麥田多用矮稈品種，并且采用適當的肥水措施控制株高，尤其是控制基部節間的伸長，拔節后肥水促進，創建矮稈大穗的群體，從而提高經濟系數，增加產量。
?2.3進一步挖掘穗葉光合優勢，培育高光效品種
葉光合：小麥葉片顏色深的品種，光合飽和點比較高；小麥葉片比較厚的品種，光補償點比較低。如果小麥葉片顏色又深、葉片又厚，則既耐強光又耐弱光，光合效率非常高，產量自然比較高。
穗光合：穗光合對籽粒產量的貢獻率在34.2～62.2%；穗光合具有空間優勢，有利于截獲光和CO2；離庫比較近，有利于營養運輸；具有明顯的生理優勢：穗綠色組織具有較高的潛在光合效率，而且穗光合代謝類似于C4途徑或屬于C3～C4中間型，籽粒呼吸釋放大量CO2能直接被穗光合再固定，穗光合的產物基本上全留在穗內，不會產生光合產物浪費，有利于產量的提高。
?2.4逐步實現優質與超高產的結合
優質與超高產相結合：基于我國國情，產量在任何時候都是第一位的，品質會隨著政策、市場的變化而隨時調整。
優質的類型與規模應適應國情：應以做優質饅頭、面條的中強筋為主，強筋小麥應以二級強筋為主，適度或逐步發展一級強筋、特級強筋小麥。
優質與優良農藝性狀相結合：具有較強的抗災特別是新型災害（倒春寒、干旱、紋枯病、赤霉病、全蝕病等）的能力，需適應簡化栽培的需求。
3.各生長發育階段的選擇重點
選擇是小麥育種的最關鍵一環，是發現變異，選擇優良變異的決定性環節。集中體現了育種家的眼力、智慧、綜合評判能力，決定育種目標是否實現，也決定一個育種家的成功與失敗。選擇應遵循的基本原則是：
緊扣育種目標，明確性狀改良的方向和選擇重點。統籌全生育期各階段的性狀表現，掌握整體協調，分段考量，綜合評判的原則。致命性狀一票否決，關鍵性狀必須過硬，一般性狀適度放寬（以優補缺）。
?3.1各生長發育階段的選擇重點—前期
前期：決定畝穗數的關鍵時期
選擇目標：根系強大，地上部生長發育穩健
重要指標：繁茂性，分蘗質量和數量的統籌選擇
★★前期選擇重點
根系：初生根要求較多，下扎快，重長度，一般3-5條；
地上部選擇：力求冬前大蘗多，生長健壯的類型，且蘗的同步發育要好，春季分蘗的能力不宜太強。分蘗特性選擇的重點應放在冬前。冬前群體一般在80萬左右即可，注重數量和質量的統一；
生長習性：半直立品種；
抗寒性：田間冬季凍害分級調查，一般不超過3級；
該時期是培育、決定畝穗數的關鍵時期，由于成穗蘗還不明朗，不是選擇畝穗數的關鍵時期，只能選擇大蘗、壯蘗為穗數奠定基礎。
?3.2各生長發育階段的選擇重點—中期
中期：決定穗粒數的關鍵時期 。
選擇目標：協調好稈（莖）、葉、穗的發育，構建理想株型，優化產量結構。
重要指標：株型、冠層結構的合理性。
★★中期選擇重點
兩極分化要快：成穗蘗莖葉快速生長，無效蘗迅速消退死亡，減輕養分消耗，麥腳利落，優化根蘗部生長環境。
足夠的成穗莖數，出葉要快，發展要迅速。
冠層結構：
群體變化動態：90萬蘗→50萬穗/畝。
株高：70～75厘米。
株型：適度緊湊，不能過緊，收張有度，交叉有序。
葉相葉姿：葉片要挺、厚、旗葉要短小，葉夾角以既能夠充分截獲光能，又相互不遮光，不郁蔽為標準。
穗層：要厚而不齊。一般要分三層穗，上、中、下錯落感有致，下層穗不能太小，結實性要好。
該時期是選擇株型、葉相、冠層結構合理性的唯一時期，也是選擇畝穗數的關鍵時期。
?3.3各生長發育階段的選擇重點—后期
后期：決定粒重的關鍵時期 ；
選擇目標：光合面積大，光合強度大，粒重高；
重要指標：落黃性。
★★后期選擇重點
進一步選擇穗數。既要通過水平單位面積的穗數，又要通過垂直的穗層厚度來綜合評判畝穗數的多少。
穗粒數選擇的決定時期。通過穗型、穗長、小穗數、小穗結實數、穗基部頂部的結實性來選擇穗粒數高低。不僅注重中上部大穗的選擇，還應重視中下部小穗結實性的選擇。
抗性選擇的關鍵時期。抗病性、抗倒性、耐熱性選擇的關鍵時期，直接決定產量的高低，必須按指標要求進行選擇。
落黃性選擇。落黃性反映了小麥生長后期根、莖、葉，源、流、庫的協調程度，是小麥生長發育是否正常的外在表現。品種落黃好，則根系好，葉片功能好、抗旱耐熱性好，抗病性好，籽粒飽滿度好。
光合面積減降速度慢，以增加綠葉面積持續期，葉片的自然衰老是正常的，葉片的顏色由綠→淡綠→黃綠→黃→干枯。短時間內非正常的失綠是早衰的典型表現。在后期倒2葉、旗葉的表現和選擇至關重要。
收獲前一周左右時間是小麥變數最大的時期，是全程評價一個品種優劣的關鍵時期，做到每天觀察，每天發現新變化，是選擇發現新品種不可缺少的一步。
