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40°18′～40°52′，东经121°38′～131°19′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<2100℃为寒冷，2100℃～2300℃为冷凉，2300℃～2500℃为温凉，2500℃～3000℃为温和，>3000℃为温暖；水分指标以湿润系数为基础，湿润系数>1为湿润，0.6～1为半湿润，0.3～0.6为半干旱 [湿润系数根据Ｈ.Ｈ.依万诺夫公式，Ｋ=ｒ/Ｅ求得Ｋ-湿润系数，r-年降雨量，Ｅ-年蒸发力，蒸发力由各月蒸发力相加而得，月蒸发力ｅ=0.0018(25+ｔ)2 (100 -ａ)，ｔ-月平均温度，ａ-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130～135ｄ，初霜期9月19～21日，终霜期 5月1～11日降雪初期10月19～21日，终雪期 4月20～22日，积雪日数90～100d，积雪深度10～24cm年平均气温5.6℃～7.6℃，玉米生育期间，平均气温14. 7℃～15.6℃（5～9月），最高气温在 7～8月，为22.3℃～22.7℃土壤20ｃｍ耕层地温，4月为3.7℃～5.1℃，5～7月为12.7℃～23.4℃年降雨量为388.5～507.8ｍｍ，7月雨量集中，为138.3～155ｍｍ相对湿度56%～63%，5～9月为42%～79%5～9月日照时数8.1～9.9ｈ/ｄ风速风向，西南风向为多，平均风速3.7～4.2ｍ/ｓ，7～9月最大风速可达14.0～22.0ｍ/ｓ，成为灾害风年发生冰雹次数11～21次（4～9月）积温2800℃～3000℃，土壤类型为灰钙土和砂土，pH8以上，为碱性土，土壤缺Ｐ和Ｚｎ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135～140ｄ，初霜期9月20～21日，终霜期5月1～11日初雪期10月23～25日，终雪期4月4～6日，积雪天数70～100ｄ，积雪深度14～26cm年平均气温5.9℃～7.7℃，玉米生育期间，平均气温14.3℃～14.7℃（5～9月），最高气温在7～8月，为22.1℃～23.6℃土壤20ｃｍ耕层地温，4月为3.3℃～5.4℃，5～7月为13.9℃～20.3℃，8月为23.5℃年降雨量403～664ｍｍ，7月雨量集中，为138～185ｍｍ相对湿度为62%～68%，7～9月相对湿度79%～80%5～9月日照时数为72～89ｈ/ｄ风向风速，玉米生育期间多为西南风向，平均风速3.0～3.4ｍ/ｓ，最大风速在7～9月间可达15.7～18.3ｍ/ｓ，可造成玉米严重折倒而减产积温为2600℃～2800℃，年发生冰雹次数为18～26次（4～10月）土壤类型为黑土类，ｐＨ7，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100ｄ、120ｄ、140ｄ以上，还有局部地区仅有80ｄ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25～56cm年平均气温3.7℃～8.4℃，玉米生育期间为13.5℃～14. 0℃（5～9月），6～8月的气温在20.4℃～26.1℃土壤20cm耕层地温，4月1.2℃～5.4℃，5～8月8.8℃～24.0℃，积温2100℃～3000℃，局部地区在3000℃以上年降雨量521.1～1349.1ｍｍ，其中 600～800ｍｍ占多数地区，900～1300ｍｍ以上只是局部地区，相对湿度63%～73%5～9月日照时数6.0～8.4ｈ/ｄ风速风向，多为西南风向，平均风速4.0～11.8ｍ/ｓ，最大风速为17.0～38.0ｍ/ｓ年发生冰雹次数15～37次（4～11月）土壤类型以白浆土为主，ｐＨ6，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Ｐ和Ｚｎ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1996～1999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3500～4000个杂交组合，共14000～16000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40～50cm，根系发达，茎秆粗壮，强韧抗倒，丰产性好，一般比对照增产10%以上在耐寒耐湿丰产育种方面，初步鉴定选出一批耐寒性强的种质资源，有待深入研究其耐寒耐湿性的遗传性目前玉米生态育种获得的初步成果已进入应用和试种示范阶段，后续材料正在进行分批耐旱性鉴定和产量选择及基础研究 在玉米生态育种研究实践过程中，首先遇到的问题是种质资源贫乏，不同生态型的种质资源的收集、创制与研究的育种基础问题亟待深入研究和解决，这是一项费时高成本的基础研究，非短时期行为可见效因此必须要有投入方能开展，应引起人们的重视。