关于适合机械化收获玉米育种的思考

分类：论文范文 发表时间：2020-09-15 09:04

　　［摘要］玉米对国家粮食安全和经济发展具有十分重要的意义，随着社会经济的发展和人民生活水平 水平的不断提高，对玉米的需求量日益增加。城镇化发展水平的不断加快，农村劳动力日益减少，劳动力成 本逐渐增高已经成为当前玉米生产面临的主要问题之一。通过介绍现代玉米产业发展中的育种目标的变 化，揭示了玉米机械化收割的重要性及其限制玉米机械化收获的主要原因，从育种角度提出了适于机收玉米 的育种方法。

　　［关键词］玉米；育种；机械化；种质创新；生物技术

　　玉米作为重要的粮食、饲料作物和工业原料之 一，在保障国家粮食安全和经济发展方面具有十分 重要的作用⑴幻。我国玉米生产总量在2012年我国 玉米生产总量超过了水稻，成为了第一大粮食作 物⑶。为满足不断增加的人口、畜牧业对玉米需求 的提高，育种家们通过传统育种、优良栽培技术和机 械化应用等，不断提高单位面积产量,减少劳动力成 本，为我国玉米生产需求做出了重要贡献。介绍了 现代玉米产业发展中的育种目标的变化，揭示了玉 米机械化收割的重要性，综述限制玉米机械化收获 的主要原因，从育种角度提出了适于机收玉米的育 种方法。

　　1 育种目标的变化

　　育种目标受不同历史时期的影响，不断变化以 满足不同时期的人类需求。20世纪40年代初，中 国处于解决温饱的关键时期，对粮食的需求量较大, 而当时的玉米品种主要以地方种为主，单产较低。 为提高单产,育种家们利用杂种优势模式，开始摸索 自交系选育和组配杂交种，开启了中国玉米杂交育 种的先河，但受历史等原因的影响，我国玉米育种水 平一直处于摸索阶段。1949年吴绍睽教授提出“利 用杂种优势增进玉米产壘”的育种思路后⑷，大董的 育种工作者根据当时的生产水平我国开展了品种间 杂交种和自交系间综合种的选育。20世纪50-60 年代，我国选育出一批在生产应用上增产明显的品 种如：农大4号、新单1号、白单4号等顷。20世纪 90年代，随着玉米育种水平的不断提高，亩产量得 到显著增加，部分地区的亩产量达到1 500公斤。 但玉米的生长环境面临着大蜃的病虫草害和干旱、 洪涝等灾害的影响，且不同生态区的环境条件存在 显著差异，对玉米品种的需求也不尽相同。不同环 境条件下，在追求产塑的同时，育种工作者发现了越 来越多的限制玉米稳定生产的原因如:抗倒性、抗虫 性、耐密性。因此，我国的玉米育中目标由单一的追 求产量变化为抗病、耐密、优质等多元化的育种目 标。2000年后，高密度、机械化开始成为玉米生产 的发展方向，育种目标开始变得更加复杂，产量已经 不再是评估一个品种优劣的唯一指标，优质、广适、 多抗和籽粒脱水速度快等成为考察一个品种的重要 指标之一，对于选育新的玉米品种具有重要的指导 价值。

　　2玉米机械化收获

　　2.1 机械化的重要性

　　随着社会发展现代化步伐的加快，农村劳动力 大量涌入城市，农村剩余劳动力不断减少，实现农业 机械化已经成为保证现代化农业得以实现的前提和 基础同。当下我国从事农业生产的劳动力总体素质 下降，老龄化、妇孺化趋势明显，同时相当一部分青 少年拒绝从事农业生产，要保证农业生产的正常进 行，必然要求机械化的劳动替代。我国目前小麦基 本实现生产机械化，现在国家重点推进水稻和玉米 生产机械化"切。因此创制适合机械化的玉米新种 质，并在此基础上培育岀新的综合性状优良、籽粒脱 水速度快、耐密植的优势杂交玉米品种，将会对未来 玉米产业发展具有重要的促进作用。

　　2.2 限制玉米机械化收获的主要因素

　　目前国内研究者普遍认同适于机械收割的玉米 必备性状是早熟、耐密、抗倒和脱水快畑。而当前 的大部分品种都属于中大穗型，其穗位较高，在生产 过程中存在倒伏、易折断等风险，从而影响机械收获 的籽粒品质。受传统育种目标的彫响，我国大部分 玉米自交系生育期较长，故组配的新组合生育期也 偏长、籽粒脱水慢，在收获时籽粒含水量往往偏高、 从而导致在收获时容易破损、含杂率偏高，降低了玉 米的经济价值。以下几个问题成为了适于机械化收 获玉米育种的新课题 1)如何弥补玉米早熟带来的 产量损失;2)如何解决增加种植密度带来的抗倒性 问题;3)怎样降低玉米含水率、加快玉米籽粒脱水 速率使其能够根据市场需求适时采收，适应玉米全 程机械化操作。

　　3 解决玉米机械化收获问题的途径

　　3.1 加强种质资源的创新

　　种质资源的研究、开发和利用对于育种工作意 义重大。广泛的种质资源是培育新品种的基础和保 障。长期以来，玉米育种遗传基础狭窄一直制约着 我国玉米育种与玉米生产可持续稳定发展。在20 世纪70-80年代，我国对美国种质以及热带、亚热 带种质引进利用，成功选育18-599、掖478、齐319、 S37, T32、48-2、QR273 和 QB446 等优良自交 系〔*闰 ，拓宽了我国玉米种质的遗传基础，促进了我 国的品种革新。可见,外来种质资源可以拓宽种质 的遗传基础，对提高产量、抗逆性、抗病虫性等均有 巨大作用。因此，在选育适于机械化收获玉米品种 时应该加强外来种质资源的引进、评价、创新和利 用。欧美国家的机械化收获体系早已成熟“门，可引 进欧美国家的种质资源，利用脱水速率快、早熟耐 密、坚秆资源等优异特性，结合热带种质抗性强，籽 粒品种优等优势，进行优势基因聚集、评价筛选和优 良性状整合。

　　3.2 单倍体育种

　　单倍体技术在植物育种过程中已经取得了成 功。在玉米单倍体育种中常见的有花药培养技术、 化学诱导孤雌生殖,Stocks单倍体技术等。近年 来，陈绍江教授课题组⑷成功的克隆了首个非 Smc陽来源的玉米单倍体诱导关键基因ZmDMP, 为玉米单倍体育种提供了奠定了坚实的理论基础。 因此可以利用单倍体育种技术加快选育适宜机械化 收获玉米品种的年限，提高其育种效率。

　　3.3 全基因组选择利用

　　随着生物技术的快速发展，分子数量遗传学也 得到了相应发展，这为分子育种技术的发展和进一 步应用提供了基础与保障[畑。玉米的大部分性状 都属于数量性状，其受多种因素的综合影响，遗传力 相对较低，在传统的育种方法中对一些性状的改良 与选择极为困难，而与传统的育种方法相比，分子育 种是直接在分子水平上对性状的基因进行选择，因 此育种的效率高于传统的育种。可利用分子标记技 术找出控制玉米籽粒脱水速率、籽粒含水量、耐密 性、生育期等的QTL精准定位后再利用基因克隆 技术将其整合到一起，从而到达适于机收的育种目 的。

　　[参考文献]

　　[1] 张世煌，徐志刚.耕作制度改革及其对农业技术发展 的影响[J].作物杂志，2009(1),1-3.

　　[2] 王荣焕.不同类型玉米品种籽粒灌浆和脱水蒔性研究 [C]//中国作物学会.2017年中国作物学会学术年会 摘要集.2017.

　　[3] 张春雷.玉米成为我国第一大粮食作物品种[J].农产 品市场周刊,2012(47):12.

　　作者赵强1,赵满义1,吴迅S刘鹏飞S郭向阳S王安贵S祝云芳S陈泽辉八

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