影响秦巴山区玉米生产的主要障碍因素与育种对策

作者： [梁显有 ]　　文章来源： []　　点击数：[1294]　　更新时间：[2010-09-16]

秦巴山区自然条件复杂而特殊, 是全国玉米单产水平较低区之一。玉米又是该区主要粮食作物, 播种面积与总产分别占粮播总面积和总产的28％以上。因地形复杂, 高低差悬殊, 即有中高山, 也有面积仅占十分之一的川道以及广阔浅山丘陵, 气候变化迥然。充分了解该区自然环境特点和不同区域对玉米杂交种的需求, 组配筛选适宜的玉米杂交种, 是有效地提高该区玉米单产的重要途径。

1. 自然条件

1.1 气候条件差、光照不足

该区因受地形影响, 气侯变化复杂，气温受海拔高度影响垂直变化明显。高海拔＞1800ｍ, 冷湿、常年无夏, 年降水多, 无霜日190ｄ, 年均气温＜10C⁰；中山区海拔900～1600ｍ, 山高、谷深、土薄, 气候温和湿润, 无霜期在190ｄ以上, 年均气温在12Ｃ⁰左右；低山区海拔500～900ｍ, 气候温暧, 较湿润, 热量充足, 无霜日＞240ｄ, 年均气温14Ｃ⁰左右；丘陵区海拔＜500ｍ, 无霜日＞250ｄ, 年均气温15Ｃ⁰左右, 降水不足, 常伴有夏秋阶段性干旱；河谷川道区, 土层厚, 土壤肥沃, 热量充沛, 灌排方便, 是秦巴山区精华所在。全区年日照1600～1800h, 复照率36～42％, 尤其是中高山区, 春秋多雾, 日照严不足。

1.2 耕地分散、坡度大

耕地分布海拔＜600ｍ的约占总耕地面积25％左右,600～800ｍ约占45％,800～1200ｍ约占26％, ＞1200ｍ的占4％。在海拔600～1200ｍ范围内是该区域玉米主要生产区。耕地多以坡地为主, 坡度＜6⁰的耕地约占13％,6～25⁰的占47％, ＞25⁰占40％。其中海拔在900ｍ以下的耕地坡度＜6⁰的约占12％，6～25⁰的占33％,＞25⁰的占24％;海拔900ｍ以上的耕地坡度＜6⁰的约占1％,6～25⁰的占14％,＞25⁰的约占16％。

1.3 土层薄、土壤熟化程度低

由于秦内巴山区地形和气候原因，水土流失严重，导致耕地土层薄、粗骨性强。土层厚度＜30㎝的约占15％，30～50㎝的占17％，50～80㎝的占23％，80～100㎝占15％，＞100㎝的约占30％。土层较厚的耕地主要分布在海拔600m以下地区，70％的耕地分布海拔600～1200m之间，土层相对较薄，坡陡，土地质量差。

2 玉米育种中亟待解决的问题

2.1 有针对性的选育

秦巴山区特殊的自然环境，限制了外引好的杂交玉米品种产量水平的发挥和广泛推广。玉米最高产量和最佳经济产量是综合配套栽培技术的体现。据科学家估算, 玉米品种在玉米增产诸因素中大约起20～30％的作用, 还有2/3的是人为地规范化综合栽培技术措施实现的。该区域地理环境差, 信息闭塞, 贫穷落后, 科学种田水平低 也是玉米单产水平较低的重要原因之一。同时, 玉米虽是少有的C₄植物, 光合效率高, 但是光照严重不足, 使它的本能无法正常发挥。因此, 根据秦巴山区特殊的生态类型, 针对当地、当前生产上存在的问题制定符合实际的育种目标, 重点解决多抗、耐瘠、耐低温、耐荫湿问题。目前虽着区内自育和外引品种的推广, 玉米单产水平明显提高, 但与全国玉米平均单产比较, 仍有很大差距, 表明对新品种的需求仍不能满足, 尤其是中高山特殊生态区更为突出。

2.2 育种材料坚持引育结合

七十年代就开始浅山丘陵区和中高山的玉米杂交种选育研究。为选育适于山区旱坡地以及高海拔特殊生态区玉米杂交种, 相继引进部分抗旱、抗寒、耐瘠、耐荫湿种质, 通过适应性鉴定, 从中筛选出一批有苗头的自交系, 在对有缺陷材料改良的同时, 注重搜集当地优良农家种作基础材料选糸。农家品种适应性强, 且遗传基因丰富而复杂, 提纯缓慢, 但提纯后再与引入系组配组合, 适应性则显著提高。因此, 在今后的选育过程中仍坚持不懈地广泛引进和充分利用当地资源。

2.3 适用型选育

在秦巴山高海拔区历来玉米是作粮用。不仅气候特殊, 一般杂交种难以适应, 更重要的是杂交种多为马齿型, 食用品质差, 农民不愿接受；中山丘陵区玉米则是以饲用为主, 随着产业结构的调整, 畜牧业将成为该区的支柱产业, 并逐步向高海拔区呈发展趋势。所以选育粮用、粮饲兼用和饲用（青贮）玉米杂交种, 才能满足秦巴山区不同生态区的需要。

3 育种对策

3.1 选育目标

紧密联系当地、当前玉米生产实际,制订切实可行的选育目标。如浅山丘陵区, 热量充沛, 干旱较严重区, 以抗旱耐脊高产为目标, 高山区土壤较肥沃、光照不足、热量偏低、湿度大则以突出旱发、抗病、耐荫湿、高产优质为重点。在组合型式上,高海拔特殊生态区以三交组合为主，单交为辅。因三交种的显著特点是遗传基础较广泛，不仅制种产量高，种子生产成本底，且能适应较为复杂的生态条件。浅山丘陵区则以单交组合为主。界于二者之间的中山区单交、三交同进行。这样不仅可以满足不同土壤生态条件的需求，还能提高育种的预见性，有效地提高秦巴山区玉米生产水平。

3.2 选育方法

3.2.1 基础材料研究

不同来源.不同类型的玉米种质材料是选育新品种的基础。以前自育系的选育局限于少数温带骨干系的杂交，分离和选择上，种质来源狭窄，遗传变异贫乏，然而育种中出现了产量突破不大的“瓶颈”现象。为解决这一难题，丰富玉米种质资源，最主要的途径是引进利用热带和地方资源。其中热带资源具有优良的抗逆和较高的产量潜力，地方种具有较好抗逆性和适应性。对此，广泛引进了一批外缘种质，其中纯西非血缘和热带种质材料，并及时适应性鉴定和配合力测定。

3.2.2 育种材料选育方法

由于秦巴山区自然条件的特殊性，引进的材料经适应性鉴定，多数材料无法直接利用，只能杂交改良选育二环系。二环选系虽是快捷的选育方法，但是，长期选育利用二环系，往往在不同程度上会造成血缘关系交错，遗传差异越来越小，不但给选配新杂交组合带来很大困难，也会由于遗传基础狭窄，抗逆性减弱，适应性不强，致使新杂交种的选育难以实现重大突破。因此，采取轮回选择与二环选育法相结合，既能达到快速又能考虑长远。

在选育过程中，对外引系的适应性鉴定或杂交改良系的早代决选，放在不同生态区域或育种地点穿梭进行，使所选育的自交系适应性广泛，抗性丰富，特别是去除对光照温度的敏感性，较大适应区域和增强综合抗性。改良系早代特别是S₁需大群体选择，为严挑、精选、很淘汰留够空间。S₁后各代采取高密度种植，高密度种植本身就是对自交系抗倒、抗病、耐密植、耐低光照、耐旱等的考验。同时人为制造生产中经常遇到的一些不利因子，如低温播种、干旱不浇水、病虫害重发不防治、土壤瘠瘦不施肥等强胁迫措施，在迫使自然淘汰的同时，根据选择标准坚决果断淘汰，实施一票否决，才有可能选育出综合性状好，配合力高的优良自交系。

3.2.3 重视特殊生态区品种选育

随着该区域内育种部门新品种的育成和新品种的不断引进推广，低海拔的丘陵区玉米产量水平显著提高，但单产不稳，与全国平均产量比较还有很大差距。而适应中高山特殊生态区的品种仍匮乏。因此, 在选育广适品种的同时, 重视选育早发、抗病、抗荫湿、优质高产新品种, 满足中高山区的需求。

3.2.4 新组合严格的试验鉴定

根据选育目标, 组配筛选出的优势组合, 尽可能放在目标生态环境下进行试验、鉴定。尤其是最初的杂交组合观察鉴定、预备试验等一直到较高级的区域试验及生产试验, 在区试阶段要有小面积的示范观察。进一步鉴定其适应性、抗逆性。尽可能育成优质高产、多抗新品种。

综上述：秦巴山区地域辽阔, 自然条件复杂而特殊, 玉米单产水平较低。仅管多年来, 多个育种单位的不懈努力, 选育出了一批又一批好的玉米杂交种和新品种的不断引进, 显著提高了玉米单产水平, 但与全国玉米平均单产比 仍有很大差距, 还需要继续努力, 采取有效的育种方法, 选育出更好的新品种, 大幅度地提高单产, 缩小与全国玉米单产的差距。

作者简介：梁显有（1954-）, 高级农艺师, 陕西省“三五人才”学科技术带头人, 长期从事玉米遗传育种研究。

参考文献：

1. 玉米遗传育种学, 1979年科学出版社。

2. 郭焕忠等, 安康土壤,1989年西安地图出版社。

3 佟屏亚 中国玉米生产的发展方向, 农业科技通迅,2005-8-13。

4. 赵久然 超级玉米指标及选育模式, 玉米科学,2005,13（1）3。

5 赵久然 优良玉米自交系选育新方法, 玉米科学,2005,13（2）31-32。

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