玉米高產(chǎn)育種理論及優(yōu)化栽培技術(shù)

高偉政

（鐵嶺市農(nóng)業(yè)科學(xué)院，遼寧 鐵嶺 112616）

玉米是遼寧省的主要農(nóng)作物之一，種植面積約占全國玉米種植面積的1/4以上，也占遼寧省農(nóng)作物種植面積的70%以上。近年來，遼寧省玉米栽培面積逐年增加，年均產(chǎn)量也逐年提高，并呈現(xiàn)出區(qū)域均衡和區(qū)域差異大的特點(diǎn)，為我省玉米生產(chǎn)穩(wěn)定發(fā)展提供了保障。玉米種植技術(shù)和栽培措施是玉米生產(chǎn)中關(guān)鍵的技術(shù)措施，是實(shí)現(xiàn)玉米增產(chǎn)和高產(chǎn)的重要保障，因此選擇合適的栽培措施至關(guān)重要，本文將對玉米高產(chǎn)育種理論及栽培技術(shù)進(jìn)行分析及總結(jié)，以期為我省玉米增產(chǎn)和高產(chǎn)提供參考。

1 玉米高產(chǎn)育種技術(shù)現(xiàn)狀

玉米育種一般從雜交種學(xué)、細(xì)胞遺傳學(xué)、基因組育種和分子遺傳學(xué)等方面進(jìn)行研究。其中，染色體擴(kuò)增技術(shù)是玉米高產(chǎn)育種的重要技術(shù)，能夠有效提高玉米單產(chǎn)性能；轉(zhuǎn)基因育種是指通過基因工程或轉(zhuǎn)基因生物改變基因功能來實(shí)現(xiàn)生物和種質(zhì)的擴(kuò)增。在遼寧省玉米品種選育中，由于雜交技術(shù)具有優(yōu)良性狀的優(yōu)點(diǎn)，因而逐漸成為玉米單產(chǎn)的重要提高因素。目前遼寧省已經(jīng)選育出新優(yōu)品種——新錦單2號、新錦單11號等等。這些玉米新品種在種植過程中得到了廣大種植人員熱烈歡迎。但是由于遼寧省地區(qū)自然條件等因素而使這些品種在表現(xiàn)上存在一定差異。針對這一情況，研究者們已經(jīng)不斷研發(fā)出具有自身優(yōu)勢的玉米抗病、高產(chǎn)和優(yōu)質(zhì)新品種，以滿足市場需求和產(chǎn)業(yè)發(fā)展需要。此外，研究人員還對我國雜交玉米新品種進(jìn)行分析研究，發(fā)現(xiàn)其適應(yīng)性良好、抗病性強(qiáng)、產(chǎn)量穩(wěn)定的特點(diǎn)使其在全國范圍內(nèi)受到廣大用戶的喜愛與歡迎。目前遼寧省是全國少數(shù)幾個(gè)具備大規(guī)模生產(chǎn)并具有一定產(chǎn)量優(yōu)勢的省份之一。但是由于該省地區(qū)氣候條件復(fù)雜以及農(nóng)作物受多種因素影響較大等影響，遼寧省玉米單產(chǎn)并不能滿足廣大用戶需求。

2 玉米高產(chǎn)育種理論

2.1 品種選育

玉米育種是通過大量研究對玉米的生物學(xué)特性和遺傳規(guī)律進(jìn)行分析，從而對玉米的生長特性進(jìn)行選擇和遺傳育種的過程中，不斷提高玉米產(chǎn)量。在選育的過程中，首先要考慮自身特性，然后從遺傳、抗病、品質(zhì)、抗逆等多方面進(jìn)行選擇。由于玉米品種選育是一個(gè)復(fù)雜的過程，所以需要對玉米育種有較深入的研究和實(shí)踐。育種研究主要分為兩個(gè)階段，即育性研究和育種實(shí)踐。育性研究通過選擇優(yōu)良變異體，育成新的優(yōu)良變異體，再通過適當(dāng)?shù)姆椒?，對其進(jìn)行篩選后，再進(jìn)行組合的實(shí)驗(yàn)。對玉米品種選育過程中需要進(jìn)行的育種實(shí)踐主要有三方面：（1）選育適宜于當(dāng)?shù)胤N植的高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、抗逆品種；（2）通過品種、栽培模式的改良創(chuàng)新培育出適合當(dāng)?shù)胤N植的高產(chǎn)、抗逆品種；（3）通過育種方法不斷優(yōu)化改良培育出適應(yīng)當(dāng)?shù)卦耘喹h(huán)境的新雜交種。在選育過程中需要注意以下幾點(diǎn)：（1）選育過程中所用到的材料應(yīng)選用優(yōu)異的材料。如抗病、抗倒伏、耐密植等等。（2）選育階段必須保持適當(dāng)溫度以利于種苗成長和成苗后生長。（3）在選擇中需注意不同品種間、不同季節(jié)間需有一定聯(lián)系和區(qū)別。（4）品種需按生產(chǎn)類型選擇、組合或結(jié)合其他措施進(jìn)行改良培育，選擇適宜當(dāng)?shù)胤N植或高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、抗逆品種進(jìn)行大面積種植。

2.2 綜合評價(jià)

針對不同性狀，選擇適合的個(gè)體和群體，進(jìn)行綜合性評價(jià)。綜合評價(jià)是在育種中最為常見的一種方法。通過多個(gè)性狀對優(yōu)良性狀進(jìn)行選擇，將兩個(gè)以上優(yōu)良性狀組合在一起，進(jìn)行雜交育種，使其能夠產(chǎn)生具有一定特性的性狀，從而構(gòu)成新的性狀。一般，在玉米育種過程中，需要對其群體進(jìn)行選育，以便選育出更多優(yōu)秀的性狀組合。玉米是一種典型的糧食作物，其種植面積與產(chǎn)量與糧食作物相關(guān)。因此其品種優(yōu)劣將直接影響到糧食產(chǎn)量以及生產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)效益。根據(jù)玉米品種優(yōu)劣對其群體育種一般分為單性、雜交組合以及通過雜交選育的優(yōu)良性狀組合三個(gè)類型。其中雜交組合內(nèi)部品種間也會產(chǎn)生一定的變異性狀組合與其群體育種形成一個(gè)新體系。

2.3 遺傳選擇

育種的最終目標(biāo)是獲得高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、多抗、抗倒伏、抗病蟲等優(yōu)良性狀。在這一過程中，要利用多基因的優(yōu)勢進(jìn)行組合，才能獲得優(yōu)良的性能，否則將不能滿足生產(chǎn)要求。通常是通過雜交或組合選擇法獲得優(yōu)良性狀的。玉米育種工作中，遺傳選擇以染色體和分子標(biāo)記為基礎(chǔ)。在育種過程中，對玉米遺傳選擇的育種方法主要有群體選擇、性狀選擇和定位選系等幾種。群體選擇是指將一個(gè)群體的雜交組合與其他群體的雜交組合進(jìn)行比較，選擇出優(yōu)良的雜交組合。群體選擇父母本群體、選育群體和選擇母本群體三個(gè)部分。群體選擇主要針對本群體與父本群體。選育群體主要是指利用雜交或者分子標(biāo)記輔助選擇（RPD）等技術(shù)育成高效、高產(chǎn)、多抗、抗病、抗倒伏、優(yōu)質(zhì)、抗病蟲等優(yōu)良性狀組合或雜交組合。針對母本群體由同一父本雜交獲得親本而成等。

2.4 分子標(biāo)記輔助育種應(yīng)用

玉米育種分子標(biāo)記技術(shù)主要包括兩種，即分子標(biāo)記輔助定位和細(xì)胞誘變。通常來說：分子標(biāo)記輔助定位是指在種質(zhì)資源中尋找到能夠提高玉米產(chǎn)量、降低營養(yǎng)不良癥狀及提高光合效率的遺傳標(biāo)志。細(xì)胞誘變是指利用單細(xì)胞核磁共振技術(shù)在基因芯片上獲得對新植株發(fā)育相關(guān)性狀所需基因的鑒定或表型信息。采用這種方法，可以大大提高玉米育種效率，同時(shí)也可以對種質(zhì)資源進(jìn)行更好的利用。細(xì)胞誘變屬于表型誘變技術(shù)，是利用一種基因芯片或多株基因組成的微陣列，其中有幾項(xiàng)關(guān)鍵特征：首先是對單個(gè)染色體上目標(biāo)序列的數(shù)量進(jìn)行分析；其次，每一個(gè)標(biāo)記的數(shù)量至少包含兩個(gè)位點(diǎn)；再次，每個(gè)標(biāo)記之間建立獨(dú)立的 DNA連接。從而可以有效地對基因組中的眾多遺傳個(gè)體進(jìn)行標(biāo)記分析。細(xì)胞誘變操作過程一般是：在水稻株高較低時(shí)，每一個(gè)水稻株基部都有一個(gè)特定位置的染色體片段被標(biāo)記到了此區(qū)域。當(dāng)其他植物被標(biāo)記后，該區(qū)域就會被標(biāo)記到此區(qū)域中。因此細(xì)胞誘導(dǎo)模式中所發(fā)生的細(xì)胞染色體片段轉(zhuǎn)移將用于玉米高產(chǎn)育種研究。細(xì)胞誘導(dǎo)可以利用染色體數(shù)目的異質(zhì)性來提高性狀分子遺傳分析率。通過篩選具有特定性狀基因或連鎖表達(dá)下調(diào)位點(diǎn)并確定親本為優(yōu)和次佳等過程來提高玉米種質(zhì)資源利用率，是研究玉米高產(chǎn)育種重要內(nèi)容之一。

3 栽培技術(shù)優(yōu)化策略

3.1 優(yōu)化栽培方案

根據(jù)傳統(tǒng)玉米種植模式，需要結(jié)合地塊肥力以及玉米種植經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行合理優(yōu)化，這主要是為了降低化肥用量，同時(shí)還可以為玉米生長提供一定養(yǎng)分。同時(shí)，需要根據(jù)不同時(shí)期來對玉米土壤養(yǎng)分狀況進(jìn)行調(diào)整，確保對玉米苗情的綜合管理工作開展良好。在玉米種植過程中，還需要結(jié)合種子的品種選擇以及播種時(shí)間、土壤肥力以及光照等因素進(jìn)行調(diào)整。根據(jù)不同地區(qū)以及不同玉米品種選用合適的種子是非常重要的方面?？梢栽谟衩咨L過程中進(jìn)行合理的品種選擇，對此還要結(jié)合玉米本身特性以及土壤肥力情況進(jìn)行合理安排，進(jìn)而提升玉米生長質(zhì)量和產(chǎn)量條件，為未來玉米產(chǎn)量和品質(zhì)目標(biāo)實(shí)現(xiàn)奠定基礎(chǔ)。與此同時(shí)，還需要對播種時(shí)間以及土壤肥力等方面進(jìn)行合理安排。在進(jìn)行玉米播種方式時(shí)，需要結(jié)合地塊肥力以及土壤狀況進(jìn)行合理安排：首先可以結(jié)合玉米品種選擇結(jié)合不同區(qū)域的氣候特點(diǎn)、地理環(huán)境以及土壤肥力來選擇合適適合自身玉米種。其次可以結(jié)合玉米生長期間環(huán)境溫度以及土壤水分情況來選擇適合玉米種子播種時(shí)間以及土壤肥力情況，進(jìn)而提升玉米種植收益。

3.2 調(diào)整種植密度

為了有效提升玉米田面積，提高玉米種植質(zhì)量，必須要在種植時(shí)進(jìn)行合理的密度調(diào)整。在進(jìn)行種植密度調(diào)整時(shí)，要注意選擇優(yōu)質(zhì)種子，將種子用高濃度鹽水浸泡2～3h，去除種子表面浮塵，然后用高濃度鹽水浸泡種子1～2h，用清水沖洗干凈后晾曬1～2d。浸泡期間不可接觸明火，也不可與酸堿性物質(zhì)接觸處理，以免對玉米種子造成污染。浸泡之后需要將種子表面的雜物進(jìn)行清理后，可以進(jìn)行播種工作。此外，還要注意避免在陽光下暴曬玉米種子出現(xiàn)霉變現(xiàn)象。通常情況下，玉米播種密度應(yīng)控制在每畝5000株左右。此外玉米種植密度過大，還會影響玉米種子發(fā)芽以及玉米種子之間的親緣關(guān)系，容易導(dǎo)致生長不良。因此玉米田一般采用小行距播種或單行種植技術(shù)。為了提升玉米田內(nèi)的光照程度，在播種時(shí)可以采用窄行種植技術(shù)，或者在行間距30～40cm，在行距增加的同時(shí)還可以將行距保持在25cm。

3.3 提高肥料利用率

肥料在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中發(fā)揮著重要作用，在這一過程中，肥料利用率對作物產(chǎn)量影響很大。通常情況下，玉米的肥料利用率在30%～40%，因此為了提升化肥利用率，需要合理科學(xué)地進(jìn)行施肥。首先要合理科學(xué)施肥，根據(jù)玉米的生長階段合理追肥，同時(shí)在追肥過程中可以配合葉面追肥。其次要加強(qiáng)施肥方式科學(xué)指導(dǎo)，通過玉米根部施肥，可以有效提高土壤中肥的利用率。最后還可以結(jié)合除草等方式進(jìn)行施肥，促進(jìn)玉米生長。隨著人們對農(nóng)業(yè)生活質(zhì)量需求不斷提高，人們在進(jìn)行玉米種植過程中為了能夠增加產(chǎn)量以及提升品質(zhì)，往往會對玉米進(jìn)行施肥，但這往往會造成肥料浪費(fèi)情況較嚴(yán)重，因此需要在種植玉米之前就對其進(jìn)行施肥。為了能夠有效提高肥料利用率，可以結(jié)合土壤條件以及作物種類實(shí)施合理施肥，比如選擇肥料類型可以選擇有機(jī)肥、氮肥或者鉀肥，并根據(jù)作物品種合理使用，有效提升肥料利用率和質(zhì)量水平。通常情況下，玉米在整個(gè)生長期中需補(bǔ)充大量氮肥，因此在玉米生長過程中還需要根據(jù)植株生長情況對氮肥使用量進(jìn)行控制，并根據(jù)其合理生長情況適當(dāng)增加氮肥產(chǎn)量。通常情況下，玉米需肥量應(yīng)保持在10kg/667m2左右比較合理。

3.4 做好病蟲害防治

玉米的主要病蟲害有玉米螟、玉米紋枯病、玉米螟等，玉米紋枯病主要是由于玉米種子中缺少水分，從而使玉米無法正常發(fā)芽。另外，玉米紋枯病還會對玉米種子的發(fā)芽造成嚴(yán)重威脅，所以需要對玉米紋枯病進(jìn)行科學(xué)防治。如果發(fā)現(xiàn)玉米紋枯病癥狀嚴(yán)重時(shí)需要及時(shí)用藥進(jìn)行治療。一般在出現(xiàn)這種病害時(shí)需要將玉米種子進(jìn)行高溫處理以殺死玉米病菌。在高溫天氣下需要做好玉米病蟲害防治工作。此外根據(jù)天氣情況來選擇合理用藥時(shí)間，以免造成玉米生長受到影響。玉米紋枯病發(fā)病初期通常會表現(xiàn)出葉片枯黃或者葉尖枯黃等癥狀。因此需要在發(fā)病初期使用殺菌劑對玉米植株進(jìn)行全面清洗，同時(shí)也可以采用煙霧劑對玉米植株進(jìn)行熏蒸。另外還需要將玉米種子放入干凈的塑料容器內(nèi)，這樣可以防止其受潮而導(dǎo)致玉米種子受到感染。除了做好上述幾種常見病蟲害防治工作之外，還需要根據(jù)玉米螟等病蟲害發(fā)生情況來決定采用何種藥劑進(jìn)行防治。玉米螟通常出現(xiàn)在夏玉米收獲之后，由于夏玉米的種子比較小且較難處理，因此為了降低玉米螟對玉米影響，可以將夏玉米播種期提前15d左右，同時(shí)對其進(jìn)行清理，使玉米蟲子無產(chǎn)卵場所，從而減少病蟲害對玉米產(chǎn)量造成打擊。

3.5 合理調(diào)控溫度

在玉米幼苗階段，其主要功能是促進(jìn)生長。同時(shí)在幼苗階段，如果溫度過低，將會影響到玉米生長速度。在玉米幼苗階段，其生長速度相對較慢，在高溫環(huán)境下，玉米種子生長速度加快，且其種子不易脫落，從而導(dǎo)致種子發(fā)芽率低，最后導(dǎo)致落種現(xiàn)象。在玉米開花時(shí)期將會需要大量水分和養(yǎng)分。如果水分和養(yǎng)分不足將會導(dǎo)致植株不能正常生長。因此需要合理調(diào)控溫度，確保玉米能夠正常生長。同時(shí)還需要注意在幼苗期和開花期需采取相應(yīng)措施降低溫度。開花期溫度過低將會影響到玉米開花結(jié)果；而在玉米幼苗生長階段，其需水量較大，同時(shí)其需氧量較高，所以需要采取相應(yīng)措施降低其水分需求。此外在幼苗期還需采取一定措施減少玉米幼苗對水分以及養(yǎng)分的需求，同時(shí)也需要合理調(diào)節(jié)玉米幼苗溫度，避免幼苗在高溫環(huán)境中出現(xiàn)高溫焦躁現(xiàn)象。在此階段應(yīng)當(dāng)合理使用增溫設(shè)備，對玉米幼苗溫度進(jìn)行控制以及調(diào)整；同時(shí)還要加大玉米種子處理力度，盡量減少玉米幼苗因低溫導(dǎo)致感染病蟲害的情況發(fā)生。

4 結(jié)語

隨著我國經(jīng)濟(jì)不斷發(fā)展，人們的生活水平也在不斷提高。而在這一過程中，玉米的種植也在逐步向高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、高效方向發(fā)展。目前，我國玉米種植技術(shù)已經(jīng)逐漸成熟，而隨著科技進(jìn)步發(fā)展，我國玉米種植技術(shù)也在隨著科技的進(jìn)步而不斷發(fā)展，這也為玉米高產(chǎn)育種提供了新的思路。為了實(shí)現(xiàn)玉米高產(chǎn)育種目標(biāo)，需要遵循一定的原則與途徑來進(jìn)行育種設(shè)計(jì)。而在育種過程中，還需要重視品種的選擇以及抗逆性培養(yǎng)。同時(shí)還需要加強(qiáng)玉米種植技術(shù)研究與應(yīng)用投入，提高玉米的種植效果，從而提高玉米產(chǎn)量與質(zhì)量。當(dāng)前，我國玉米種植技術(shù)發(fā)展已經(jīng)步入新的階段之中，其中高產(chǎn)育種技術(shù)逐漸被應(yīng)用到了玉米種植中來，而從目前的情況來看，玉米高產(chǎn)育種技術(shù)還處在研究階段，還需要加大玉米種植技術(shù)研究力度和投資力度。這樣才能夠提高玉米種植質(zhì)量和水平，提升種植效益，推動玉米產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展。