吉林省农业生态区与玉米生态育种目标的探讨.doc

吉林省农业生态区与玉米生态育种目标的探讨（陈学求 张健等）| 吉林省地处北纬40184052，东经1213813119的高寒区域，年降雨量、气温、积温、日照、辐射量、风速、土壤类型等气候生态因素和土壤生态类型不同，将吉林省划分为三大生态类型11个气候生态区。其中半干旱生态区有乾安、通榆2个区；半湿润生态区有长春、东辽河2个区；湿润生态区有长白、敦化、汪清、延吉、通化、老爷岭、集安7个区。气候生态区的划分是以热量和降水为主导指标，综合考虑其自然地理条件等进行划分的。热量指标以日平均气温10有效积温为基础，有效积温3000为温暖；水分指标以湿润系数为基础，湿润系数1为湿润，0.61为半湿润，0.30.6为半干旱 湿润系数根据.依万诺夫公式，=/求得。-湿润系数，r-年降雨量，-年蒸发力，蒸发力由各月蒸发力相加而得，月蒸发力=0.0018(25+)2 (100 -)，-月平均温度，-月平均相对湿度。因此，玉米育种应针对不同的气候生态地区的生态条件，拟定玉米生态育种不同生态型品种以适应不同生态条件，这是吉林省玉米生产获得稳产高产的主要生物措施。 1吉林省主要农业生态区1.1半干旱农业生态区 本区包括乾安、前郭、扶余、大安、长岭、镇赉、白城、洮南、通榆、双辽10个市县。主要的生态因素为：无霜期130135，初霜期9月1921日，终霜期 5月111日。降雪初期10月1921日，终雪期 4月2022日，积雪日数90100d，积雪深度1024cm。年平均气温5.67.6，玉米生育期间，平均气温14. 715.6（59月），最高气温在 78月，为22.322.7。土壤20耕层地温，4月为3.75.1，57月为12.723.4。年降雨量为388.5507.8，7月雨量集中，为138.3155。相对湿度56%63%，59月为42%79%。59月日照时数8.19.9/。风速风向，西南风向为多，平均风速3.74.2/，79月最大风速可达14.022.0/，成为灾害风。年发生冰雹次数1121次（49月）。积温28003000，土壤类型为灰钙土和砂土，pH8以上，为碱性土，土壤缺和。综合气候土壤诸生态因素构成了半干旱生态区，旱灾频繁成为威胁玉米生产稳产高产的主要因素。 1.2半湿润农业生态区 本区包括长春、双阳、九台、榆树、农安、德惠、怀德、伊通、辽源、梨树、四平 1 1个市县。主要的生态因素，无霜期135140，初霜期9月2021日，终霜期5月111日。初雪期10月2325日，终雪期4月46日，积雪天数70100，积雪深度1426cm。年平均气温5.97.7，玉米生育期间，平均气温14.314.7（59月），最高气温在78月，为22.123.6。土壤20耕层地温，4月为3.35.4，57月为13.920.3，8月为23.5。年降雨量403664，7月雨量集中，为138185。相对湿度为62%68%，79月相对湿度79%80%。59月日照时数为7289/。风向风速，玉米生育期间多为西南风向，平均风速3.03.4/，最大风速在79月间可达15.718.3/，可造成玉米严重折倒而减产。积温为26002800，年发生冰雹次数为1826次（410月）。土壤类型为黑土类，7，为中性土。综合本区的气候和土壤生态因素，构成半湿润的生态区域，是吉林省玉米主产和高产区。为了进一步提高玉米产量水平，目前足肥密植为主的栽培措施，造成病害和倒伏，成为影响玉米稳产高产的阻碍因素。 1.3湿润农业生态区 本区内包括长白区、敦化区、汪清区、延吉区、通化区、老爷岭区、集安区7个局部生态区，统称为东部湿润农业生态区，气候和地理分布复杂，有寒冷、冷凉、温凉、温和、温暖型的生态条件。无霜期有100、120、140以上，还有局部地区仅有80。初霜期9月11日10月1日，终霜期 5月21日6月1日。降雪最早在8月31日，最迟的在11月10日，终雪期3月11日4月4日，积雪深度2556cm。年平均气温3.78.4，玉米生育期间为13.514. 0（59月），68月的气温在20.426.1。土壤20cm耕层地温，4月1.25.4，58月8.824.0，积温21003000，局部地区在3000以上。年降雨量521.11349.1，其中 600800占多数地区，9001300以上只是局部地区，相对湿度63%73%。59月日照时数6.08.4/。风速风向，多为西南风向，平均风速4.011.8/，最大风速为17.038.0/。年发生冰雹次数1537次（411月）。土壤类型以白浆土为主，6，为酸性土。综合本区气候和土壤的生态因素，是多雨的湿润地区，地理分布复杂，生态因素各局部生态区差异很大，因此对玉米品种要求从极早熟到极晚熟的品种都需要，但多数局部生态区均要求耐寒性耐湿性强的品种，这是湿润生态区的特点。 2吉林省玉米生态育种目标的探讨 2.1半干旱农业生态区育种目标 根据半干旱生态区生态因素分析，玉米育种目标应以耐旱丰产型品种选育为首要目标。耐旱性强是第一重要性状，丰产性状为辅，兼顾耐脊、耐碱、抗倒等性状，通过育种技术，把耐旱性等性状组合到丰产性状里，培育符合该区生态环境条件要求的以中熟、中晚熟品种为主，晚熟、早熟品种为辅的育种目标，无疑是至关重要的。 2.2半湿润农业生态区育种目标 从半湿润生态区生态因素分析表明，本区的玉米育种以丰产性状为第一目标，秆强抗倒、耐密喜肥和抗病相结合。因为本区系吉林省玉米主产高产区，欲进一步提高玉米的单产和总产，应以足肥密植高产为主要的措施和途径。因此，丰产秆强、根系发达、株形合理、耐密植、抗倒伏、抗病害是重要的育种目标，以晚熟品种和中晚熟品种为主。随着促早熟、地膜覆盖和其它丰产技术的推广和发展，极晚熟品种的推广种植亦引起重视，极晚熟品种的选育亦需兼顾。 2.3湿润农业生态区育种目标 本区的气候和地理环境复杂，区内7个局部生态区的生态条件各具特点，玉米品种从极早、中早、早、中、中晚、晚、极晚熟均有。因此，育种目标应按各局部生态区的要求拟定。但本区共同的育种目标是耐寒耐湿丰产型，抗倒性、抗病性、耐密性应通过育种技术组合到丰产性状里，培育耐寒、耐湿、兼顾抗倒、抗病和耐密丰产品种，以适应本区内各局部生态区的要求，使玉米生产达到稳产高产。 3讨论3.1玉米生态育种目标与生态环境的关系 吉林省境内土地面积18.74万km2，地形较复杂，尤其是东南部山区。所以提出玉米生态育种目标的耐旱丰产型、丰产耐密抗倒伏型、耐低温耐湿丰产型三大生态育种目标，是以吉林省气候区划为依据的。由于不同的气候区域形成不同的生态环境的半干旱、半湿润、湿润气候生态区，不同的气候生态区域各具其主要气候生态的主要因素和环境，要求玉米的品种必须适应主要的生态因素和环境，这是植物体与环境间的相互关系，符合适者生存、不适者被淘汰的自然规律。因此，玉米生态育种目标即是适应生态环境的育种目标的适应性育种。吉林省的气候区域划分为半干旱、半湿润、湿润三大区域，各区域内又划分为局部的小气候区，例如西部半干旱气候生态区又分为乾安区和通榆区，尤其东部湿润气候生态区更为复杂，在此区域内又划分7个局部小气候生态区。因此，就玉米生态育种目标而言，只以在一个气候生态区域内存在的主要和共性的气候生态因素为依据，而局部的气候生态因素是在共性的生态因素前提下兼顾专项解决。如吉林省西部半干旱生态区，其共性就是干旱，而土壤缺和及碱性土壤等应作为生态育种中的专项问题解决。 3.2玉米生态育种目标与农业环境保护的关系 当今世界各国日益重视环境保护、生态平衡的问题，都从各自国情出发，制定保护环境、保护生态平衡的法律、法规，建立健全生态农业系统工程，在生态农业系统工程组成中，都将作物生态育种作为重要的组成部分。因为农作物生产及其产品与人类健康、畜牧业发展密切相关。因此，玉米的生态育种亦不可能例外。培育优良的玉米生态品种，不仅能符合生态环境的要求，获得稳产高产，而且还能最大限度地减少化肥、农药、除草剂等的施用量。因此玉米生态育种既能获得最高的产量，又能最大限度地减少有毒物质的积累，其产品加工为人类食品和畜禽饲料，可最大限度地减轻对人类和畜禽健康的危害，减轻对环境的污染，具有净化环境和保护人类健康的效能。这是玉米生态育种目标与农业环境保护的关系，进行玉米生态育种之目的，亦是玉米育种的发展方向。 3.3玉米生态育种进展和遇到的若干问题 1996年，吉林农业大学与吉林省环境保护监测站合作立项，提出耐旱丰产型、丰产耐密抗倒型、耐低温耐湿丰产型3个玉米生态育种目标。19961999年，根据3个育种目标开展育种，首先针对半干旱、半湿润2个生态区进行生态品种选育，对湿润生态区的育种进行了探索。经过4年的玉米抗旱丰产和丰产耐密抗倒的育种实践，在抗旱丰产的玉米生态育种方面建立起玉米干旱胁迫环境与现代检测技术抗旱育种体系（方法），应用抗旱育种体系和方法鉴定了300份玉米育种资源和近100份杂交组合，并进行了抗旱性的遗传学、形态学、生理生化指标、根冠比等的研究测定分析，选择出耐旱自交系7份，杂交种8个。根据研究结果，在海南冬季（11月3月）少雨或无雨的高温土壤干旱生态环境和吉林农业大学农业科学试验站防雨棚内控水高温土壤干旱的环境下，对当前主推的玉米杂交种与常用骨干自交系进行比较，不供水的处理组植株形态（从出苗至成熟），都表现出高度耐旱-茎叶青绿。在雨养的试验地产量比较选择中，抗旱杂交种与对照比较一般都表现增产8%15%。 4年来在选育丰产耐密抗倒型玉米生态品种中，利用新育成的改良矮秆型自交系627份，每年组配35004000个杂交组合，共1400016000个组合。选出8个中矮秆型杂交种，植株和穗位高度一般比同熟期的对照种降低4050cm，根系发达，茎秆粗壮，强韧抗倒，丰产性好，一般比对照增产10%以上。在耐