玉米新品种选育及制种技术的科学化合理化实施策略
2025-02-16高博奥
在新时代的背景下,我国人口的迅速增长对粮食产量提出了更高的要求。玉米,作为我国最重要的粮食作物和经济作物之一,确保其生产量和效益对于满足人民群众的基本生活需求至关重要。因此,从玉米种质资源的角度进行深入研究和分析显得尤为必要。通过精心挑选适合的玉米新品种、育种和制种技术,以及创新的育种材料,可以进一步挖掘玉米新品种的增产潜力,从而拓展和创新玉米种质资源。借助多样化的育种技术,结合高效的制种方法,能够显著提高玉米新品种的抗逆性和适应性,这对于提升玉米新品种的实际种植效益具有重大意义。
一、玉米新品种选育技术分析
1、新品种需求分析
从市场需求层面出发,不但要重点了解不同消费者群体对于品种产量、抗逆性以及品质等多方面需求,还要侧重调研消费者对于品种加工特性、产量稳定性以及口感等品质要求,最后还要充分考虑市场上对于品种抗旱性以及抗病性、抗逆性等需求。结合多方市场调研数据,保证种植人员充分明确不同消费者群体,对于玉米品种的实际需求,以此为后续选育工作落实提供相关依据。同时,种植人员还应分析种植条件、科学选育新品种,主要针对种植地气候条件以及土壤类型进行考察,确定适宜种植的玉米品种特性,进而为品种选育目标确定提供指导意义。例如,合理分析种植地土壤类型,可根据土壤肥水力以及排水性选育新品种,而分析种植地气候条件,则可充分选择抗旱或抗寒能力较强的适应性品种。通过合理分析市场品种需求以及种植条件,可助力种植人员明确玉米新品种选育目标,实现所选品种满足种植地生长特性以及制种、种植要求,以此为后续粮食生产质量及效率提供有力保障。
2、育种选育技术
(1)杂交育种技术
杂交育种是玉米品种选育及育种时的主要技术之一,主要通过筛选、交配优良玉米品种,由此实现更好性能新品种培育。相关人员可结合优良玉米品种遗传特点,选择较优种质资源,实施杂交工作,保证所培育的玉米品种可有效适应特定气候条件以及种植环境,其抗逆性、高产性以及抗病虫害性能较高,可从根本上可促进玉米产业高质量发展。实际落实该项技术时,应注意以下几点细节:
①亲本选择。研究人员需结合种植地种植条件以及该地区市场需求,科学选择优良亲本,保证亲本具备抗逆性以及高产性等相关特点。通过选择适应性较强的杂交亲本作为基础,可切实保障后续制种质量,也可实现该品种玉米植株生长具备较高的适应性以及稳定性。
②杂交组合。实现玉米品种亲本组合设计时,需重点考虑亲本之间互补性以及亲和性,切实保证杂交后代遗传稳定性能较高,方可保证杂交子代具备抗逆性以及高产性等相关特性。例如,杂交亲本材料组配特性,可分为抗倒性强与抗倒性差、易感大斑病与抗大斑病等相关搭配,切实增强玉米品质,满足适应性广的玉米新品种选育制种目标。
③种子培育。此操作需在田间或温室进行,在培育过程中定期观察杂交种子性状表现以及生长状况,由此评价筛选出性能良好的杂交种。其观察特征主要包括种子抗病性、穗粒数以及生长势,由此为后续田间制种以及推广种植奠定良好基础。
以抗病性品种选育为例,研究人员应利用种质资源为天然抗病性的亲本,基于亲本抗病基因,充分利用杂交育种技术,实现后代杂交子系培育存在抗病基因,由此实现高产抗病性杂交品种培育。选择抗病品种亲本,研究人员应广泛搜集亲本原始材料,精准筛选具备抗几种或抗某种病害的亲本作为抗原,重点掌握种植地主要暴发的病害、病菌类型以及亲本作物抗谱抗原大小,由此方可作为玉米抗病新品种培育的种质基础。抗病品种杂交选育。由于抗病品种选育主要注重品种专业性抗病能力,因此,实际杂交时应保证遗传后代专业性抗病能力为显性遗传。但特殊情况下,由于部分杂交亲本抗病性为隐性遗传,故而实际检测此类亲本杂交后代抗病性能力,可在品种制种试验阶段进行,避免错检、漏检。
(2)基因导入技术
基因导入技术即遗传转化,旨在玉米植物基因组中引入外源基因,常见方法分为基因枪法、农杆菌介导转化以及CRISPR-Cas9技术等。其外源基因导入流程如下:
①选择基因导入技术载体以及启动子。技术载体选择对于基因成功导入至关重要,其技术载体内需包含调控元件,以此保证外源基因可在新环境下适当表达性能。载体类型可分为病毒载体以及质粒载体,研究人员可根据目标品种基因特点选择适应性载体类型。而启动子选择则影响着外源基因表达效率,通常情况下,可分为诱导性以及特异性启动子。研究人员可根据玉米新品种实际种植理想表达模式,科学选择启动子类型。
②杂交与筛选。研究人员在玉米细胞内引入外源基因后,需合理实施杂交与筛选过程,由此确保外源基因表达稳定遗传。其杂交过程主要是实现外源基因导入的玉米品种与非转基因植物系交配,进而保证其后代生成新品种所需的相关特性满足新品种种植需求。
③研究人员需将外源基因导入制成的玉米品种落实田间种植试验,科学评估其种植表现,由此确保转基因玉米满足新品种选育制种预期目标。其评价标准主要包括转基因玉米生长速度、产量以及抗旱抗寒、抗耐抗病虫害能力等。
(3)分子标记辅助技术
分子标记辅助技术是一种新型选育技术,通过该技术实现玉米新品种选育,主要是深入研究处理玉米基因,此项技术可与其他选育技术配套使用。研究人员可通过标记亲本特定基因分子,由此辅助玉米基因导入技术选育工作顺利进行,对于提高新品种选育效率及精度有着重要作用。同时,基于此项技术,也可助力研究人员快速识别玉米新品种基因,从而进一步加快新品种选育进程。
3、品种鉴定
玉米品种选育过程中,高效落实所选品种鉴定是重要举措,可全面评估所选品种产量、抗性及品质等相关生长指标,由此增强该品种市场竞争力。通常情况下,实施品种鉴定工作可在实验室或田地2个地点试验分析,由此全面了解品种生长特征及种植表现。
(1) 研究人员应先分析品种RNA、DNA遗传物合理确定品种遗传特征。例如,生长发育基因、抗病性基因等。通过实验室分析,助力育种者掌握玉米新品种遗传特性,进而根据种植地生长条件及气候环境,合理选择适宜种植玉米品种。
(2) 基于田间实施新品种试验种植时,研究人员可在不同地区划分试种田,并在不同种植条件及时间下落实试验种植操作,协同观察玉米新品种产量、抗逆性以及生长状况等多项指标,由此判断新品种稳定性以及适应性。并且,实现田间实验,还可落实优良品种与新品种性能表现对比,进而高效评估不同玉米品种实际种植存在的优势。
(3)在田间试验以及实验室分析获取的数据支持下,综合评估玉米选育新品种特征及表现,明确该品种是否符合市场发展需求,方可推动该品种进入后续推广、种植阶段。
二、玉米新品种制种技术研究
1、选田整地技术
基于玉米新品种制种,其田地选择应以不重茬地块为主,并确保所选制种田地势平坦、地力均匀、肥力充足且适宜排灌,方可切实保证制种技术实际应用质量。其中,所选地块土壤理化性,其含盐量应在0.2%以下,有机含量达1.2%以上,并与四周其他种植物隔离空间距离在300m以上,且存在村庄、树木、山河等自然资源作为隔离屏障。此类型地块适宜玉米新品种隔离制种,其制种时间为,周围常见玉米品种播期应与制种田最后一期收获相差30d以上,并且保证玉米制种田落实单种操作,避免套作其他作物影响玉米新品种生长特性。而落实制种田整地操作,则需落实精细整地、土壤处理以及施足底肥等多项操作。
(1) 精细整地
制种人员应做到整地保墒,实现整地后土壤墒情较好且细碎绵软、无杂根、无杂草,满足玉米制种对于土壤“松、碎、齐、净、墒、平”标准。
(2) 土地处理
即灌足底墒水,是玉米制种过程中重要操作之一,通过土壤灌水均匀、渗透一致,可避免因水分供应不足,导致种子出苗不全现象发生,为后期制种播种工序落实奠定良好基础。
(3) 施足底肥
落实此操作工作人员可合理利用尿素、硫酸酰胺或硫酸二铵作为种肥,确保在制种播种前进行,避免种子与种肥直接接触。以尿素种肥为例,其施肥比例为15-20kg/667m2,施于播种行测5-8cm,且施肥深度达8-10cm。
2、制种田铺膜技术
制种播种前,为避免种肥以及基肥烧伤种子,工作人员应充分利用铺膜技术,合理选择厚度为0.008mm,幅度为70cm的地膜铺盖玉米制种田,选取地膜中间线为基线,再将种肥与基肥施于基线两边20-15cm深处。实际铺膜时需注意,为防止地膜大风刮破或跑墒,工作人员需在地膜两边5-10cm处覆盖一定土壤,并压土打隔断,维持膜内空间50cm,由此保证地膜膜面平直且压紧压实。
3、播种技术
(1)种子选择及处理
针对玉米新品种制种播种,种子选择及处理是必要举措,种植人员应精选良种,保证所选种子质量,满足国家相关质量标准,并实施精细筛选,剔除坏粒以及病粒。而后,采用包衣剂处理玉米品种,可切实增强玉米品种抗耐性,还可防治部分土壤害虫。例如,防治地老虎、金针虫或蝼蛄等害虫。也可采用甲胺磷喷雾以及杀螟灵一号处理玉米品种,由此分别防治玉米黏虫以及玉米螟虫。
(2)种子播种
播种前,制种人员应清理播种机具上残留的玉米种子,并合理调整机具,保证其下种深度及密度,符合玉米新品种制种需求,切实保证播种机具处于良好作业状态,提高玉米新品种制种质量。同时,合理测量制种田地表温度,保证温度达10℃以上,方可落实播种操作。实际播种时应保证均匀,且深浅一致,才能实现制种出苗整齐一致,高效满足玉米制种一体化全苗标准。并且,若选择杂交育种品种制种,工作人员应基于母本、父本自交习性,设计6:1播种方案,先行播种全部母本,再行分两期播种父本。其父母本播种时间为:母本播种7d后,父本播种总量的2/3,5d后再行播种剩余父本。
4、去杂去劣技术
制种播种后,直至出苗期,工作人员应针对这种田落实放苗、定苗、封膜操作,避免田间出苗密度集中,影响植株生长质量。针对严重缺苗地块,工作人员应在种子出苗至3叶期时,拔除田间长势较优幼苗实现移苗或补种,并协同去除地块弱苗以及小苗,以此为周围长势较优的植株提供充足的营养物质。此外,合理利用去杂去劣技术,落实玉米植株定苗操作。
(1) 植株生长至4-5叶期阶段,第1次定苗,需根据玉米新品种生长特征,鉴定异型苗、病苗、劣苗等植株,连根拔除,实现定苗植株颜色相同且大小一致。
(2) 在幼苗抽雄前期2次定苗,拔除高大植株、异形株或生长过旺植株。
(3)幼苗生长至抽穗期实现第3次定苗,定苗工作人员可根据植株株高、花色、苞叶等相关特征,落实去杂去劣定苗操作,实现制种田内间距无杂株残留。
5、病虫害防治技术
玉米制种过程中,其实际制种质量影响因素即病虫害,因此,制种人员需加大病虫害防治力度,通过科学的防治技术,由此控制制种播种至收获阶段玉米病虫害发生。
(1)工作人员应在实际播种前清理田间周围杂草,避免杂草泛滥,为相关病虫害提供生存空间。
(2)针对不同病虫害危害,工作人员应针对性采用防治措施。例如,防地老虎害虫,可适当利用化学防治技术,工作人员可采用菊酯类农药,如功夫乳油,或敌杀死乳油,与水充分混合喷雾防治,其用量比例为450-525ml:70-75kg。同时,由于地老虎体型较为中等,因此,也可采用大水漫灌或人工捕捉方式防治地老虎害虫泛滥暴发。而防治叶螨虫害虫,工作人员可在植株生长至拔节期进行,可适当采用三氯杀螨醇乳油与水混合实现2-3次防治,用量比例为100ml:100kg。而针对田间草害防治,则可分2个阶段进行:在玉米出苗前,采用300ml的48%含量甲草胺乳油喷洒土壤,待玉米出苗至3-5叶期,则可利用100ml的22.5%含量溴苯氰乳油,喷洒土壤行间除草。实际除草过程中需注意,杀虫剂不可与除草剂混用,其间隙使用时间为7d后,以免植株发生混合药害。
6、人工授粉技术
落实玉米制种人工授粉操作,工作人员应遵循亲本繁殖流程,在隔离区内,利用原种实现人工授粉套袋繁殖。其中姊妹系应实现混合授粉繁殖,而父、母本双亲系则应坚持原种穗自交。实际授粉前,工作人员应首要选择与植株典型性状及长相相似的原种穗,落实植株套袋自交授粉。其授粉时间应根据父、母本花期合理调整。例如,父本、母本花粉量不足时,其授粉操作则应在花粉散粉中后期上午进行,重复授粉1-2次,并在授粉结束后一定时间内去除父本,保证母本通风透光。
7、制种收获技术
待种子制种成熟后,工作人员需落实收获、晾晒、穗选以及清洗、入库处理。
(1) 待玉米胚芽形成成熟棒籽粒,且粒子水分达到35%方可收获。
(2) 实际晾晒时应注意,避免果穗种子发霉雨淋、高温捂种,引发种子发芽现象,且实际纯净度降低。
(3) 种子穗选处理,工作人员可根据该品种种子特性及特征严格筛选,确保所筛的良好种子形状、粒色以及大小相同,由此切实增强种子纯度以及净度。而针对果穗杂种处理,需单独包装远离制种场地存放。
(4) 进行良好果穗种子晾晒,直至种子内水分含量降至18%以下方可脱粒,并协同保证种子脱粒完整度,防止出现脱粒黑胚现象,降低后续种子种植发芽率。
(5)种子脱粒后,工作人员应利用种子加工设备精细筛选净度达99%以上的玉米种子,将其精细包装、精准入库。
综上所述,实现玉米新品种选育及制种,作为一项重要农业科学研究内容,在多项选育技术以及高效的制种技术支持下,实现一系列优良品种培育,可为广大农户提供较多的种植选择。因此,在未来农业发展中,则需持续加强玉米新品种选育制种研究,使其玉米粮食生产产量不断提高,充分满足社会发展以及人们日常生活所需。并适当加强农业企业合作,推动玉米新品种种植、推广、应用,由此促进农业高质量发展。