本發(fā)明屬于農(nóng)業(yè)
技術(shù)領(lǐng)域：
，尤其涉及一種玉米種質(zhì)資源定向加代選擇方法。
背景技術(shù)：
：玉米育種種質(zhì)材料加代選擇，是提高玉米育種效率的核心技術(shù)。目前，國(guó)內(nèi)玉米種質(zhì)材料的加代方法主要采用異地培育加代，一般選擇在熱量資源充足的海南島進(jìn)行，簡(jiǎn)稱“南繁”。“南繁”是利用海南島11月至翌年3月之間具有干旱少雨的氣候特點(diǎn)，充分利用其冬季充足的光熱資源，進(jìn)行玉米育種材料的加代、苗頭品種復(fù)配、親本材料的擴(kuò)繁、雜交制種等作業(yè)，實(shí)現(xiàn)南繁北育、穿梭育種，其中育種加代是工作的核心。異地培育理論證明了玉米經(jīng)過連續(xù)多年南北異地種植，并不影響自交系的性狀以及自交系配合力，植物形態(tài)和生理特性也沒有明顯的變化。采用異地種植，顯著縮短地了選育耗時(shí)，目前，在全國(guó)推廣的農(nóng)作物品種中，90％的品種都經(jīng)過南繁的選育或加代，涉及水稻、玉米、蔬菜、瓜果等眾多作物，是目前玉米育種中重要的技術(shù)環(huán)節(jié)。從熱量資源而論，海南無疑是最佳的選擇，但也有種種的隱憂。表現(xiàn)為：(1)南繁是受到氣候因素的影響具有很大的不確定性和風(fēng)險(xiǎn)，造成了種業(yè)珍貴的育種材料的損失；(2)隨著沿海地區(qū)的開發(fā)，使可耕土地逐年減少，因而土地租金、人工成本和生活費(fèi)用逐年升高，不斷推高種業(yè)的研發(fā)和南繁成本，南繁費(fèi)用的大幅度提高已成為育種單位南繁北育工作的重要限制因子；(3)由于育種和制種基地的不斷集中，使得在這一區(qū)域內(nèi)不同品種之間隔離區(qū)的尋找越來越困難，成本也越來越高；花粉的漂移和“串粉”機(jī)率的增加，對(duì)于育種材料、親本和種子的純度的保障等造成了許多隱患；(4)從生態(tài)方面來說，南繁變成“病蟲害大交流”；(5)南繁北育從選擇角度而言環(huán)境差異顯著，定向選擇難以持續(xù)進(jìn)行。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：本發(fā)明的目的在于提供一種玉米種質(zhì)資源定向加代選擇方法，旨在解決上述
背景技術(shù)：
中的不足。本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的，一種玉米種質(zhì)資源定向加代選擇方法，在大棚環(huán)境中，對(duì)種植的玉米進(jìn)行耐低溫定向和耐干旱定向；其中，所述耐低溫定向過程中，控制大棚內(nèi)全年≥10℃有效積溫為4475.6℃；所述耐干旱定向通孔控制大棚內(nèi)水分含量完成。優(yōu)選地，所述耐干旱定向過程中，每代玉米全程進(jìn)行干旱逆境處理，均只在玉米生長(zhǎng)發(fā)育需水高峰的抽雄期進(jìn)行灌水處理。優(yōu)選地，所種植包括以下步驟：(1)早春2月底播種玉米種質(zhì)材料，6月上中旬人工授粉，7月上旬采收，進(jìn)行種子烘干、晾曬；(2)將步驟(1)中采收的種子在當(dāng)年7月下旬進(jìn)行加代繁殖播種，9月中下旬人工授粉，11月采收。優(yōu)選地，所述大棚為雙層膜高架大棚，大棚內(nèi)、外膜為塑料層，外設(shè)保溫被，以倒鏈控制保溫被的收放。優(yōu)選地，所述大棚棚寬8m、棚高3.2m，拱圓形。優(yōu)選地，所述大棚鋼梁架構(gòu)，所述鋼梁經(jīng)熱鍍鋅層處理。本發(fā)明克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種玉米種質(zhì)資源定向加代選擇方法，利用雙層膜高架大棚，對(duì)種植的玉米進(jìn)行耐低溫定向和耐干旱定向，以加快玉米種質(zhì)資源本地化定向加代選擇。其中，耐低溫定向選擇：早春2月底播種，6月上中旬人工授粉，7月上旬采收，進(jìn)行種子烘干等處理；7月下旬播種，9月中下旬人工授粉，11月采收。將當(dāng)?shù)責(zé)崃抠Y源分為兩段，利用塑料大棚的增溫?zé)崃浚瑏頋M足玉米生長(zhǎng)發(fā)育的基本熱量需求，以此實(shí)現(xiàn)玉米種質(zhì)的耐低溫選擇；耐干旱定向選擇：而塑料大棚是屬于保護(hù)地農(nóng)業(yè)設(shè)施，可對(duì)水分實(shí)現(xiàn)有效的控制，規(guī)避自然狀態(tài)條件下降水量波動(dòng)產(chǎn)生的影響。相比于現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)和不足，本發(fā)明具有以下有益效果：(1)本發(fā)明可顯著地降低工作人員來往兩地之間的人力成本、差旅成本，提高效率；(2)本發(fā)明應(yīng)用時(shí)間隔離和空間隔離，最大程度地防止了“串粉”，有利于玉米種質(zhì)材料的保純；(3)本發(fā)明雙層膜高架大棚工程造價(jià)低、使用壽命長(zhǎng)，由于雙層膜高架大棚，環(huán)境可控，可持續(xù)地進(jìn)行玉米種質(zhì)耐低溫、耐干旱的定向選擇。具體實(shí)施方式為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。一、種植區(qū)域及環(huán)境狀況試驗(yàn)區(qū)域地處甘肅省定西市臨洮縣，位于隴西盆地西緣的洮河下游，海拔1730～3670m，受隴西地地質(zhì)制約，黃土地貌占主導(dǎo)地位。該縣南北狹長(zhǎng)，氣候干燥，地形復(fù)雜多樣，具大陸性氣候特征，試驗(yàn)地位于臨洮縣洮陽鎮(zhèn)楊家廟村，地理位置n35.37788、e103.87116，海拔高度1892m，≥10℃有效積溫為2418.4℃，年降水量564.7mm，無霜期153天。該地在區(qū)域玉米栽培生態(tài)條件而言具有代表性，塑料大棚蔬菜生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)豐富，管理水平較高，適合本試驗(yàn)工作的開展。二、試驗(yàn)設(shè)備與農(nóng)業(yè)設(shè)施雙層膜高架大棚：在各種鋼結(jié)構(gòu)大棚的基礎(chǔ)上，結(jié)合當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)環(huán)境特點(diǎn)，設(shè)計(jì)的塑料大棚，棚寬8m，棚高3.2m，拱圓形，大棚內(nèi)、外膜為塑料層，外設(shè)保溫被，以倒鏈控制保溫被的收放。該塑料大棚鋼梁架構(gòu)，堅(jiān)固抗風(fēng)、抗壓力強(qiáng)；鋼架經(jīng)熱鍍鋅層處理，不生銹，使用壽命達(dá)十年之久；采光保溫效果較好，半自動(dòng)化操作，節(jié)省資源；棚內(nèi)無立柱，土地利用率高；大棚工程造價(jià)低廉，每平米僅50元，適合當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)水平。溫濕度記錄儀：選擇lr-th402型溫濕度記錄儀，該便攜靈敏，溫度分辨率0.1℃，溫度測(cè)量精度±0.5℃，采樣間隔1s-24h可連續(xù)設(shè)置，且excel導(dǎo)出統(tǒng)計(jì)，適合本試驗(yàn)要求。三、試驗(yàn)方法與過程1、預(yù)備試驗(yàn)2015年4月至2016年4月，對(duì)甘肅省定西市臨洮農(nóng)業(yè)學(xué)校實(shí)習(xí)農(nóng)場(chǎng)的各類塑料大棚及室外溫度進(jìn)行測(cè)量、記錄。儀器選用溫濕度記錄儀，記錄間隔2小時(shí)。以分析塑料大棚熱量資源及與室外熱量資源的差異，藉此分析此試驗(yàn)設(shè)計(jì)實(shí)施可能性與可靠性。2、試驗(yàn)：在預(yù)備試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，2016年3月至2016年月11月25日，選擇臨洮縣洮陽鎮(zhèn)楊家廟村雙層膜高架大棚一處。于2016年2月29日播種部分玉米種質(zhì)材料，隨后設(shè)置溫濕度記錄儀進(jìn)行記錄。于6月4日至6月18日進(jìn)行人工授粉，7月11日收獲，進(jìn)行種子風(fēng)干涼曬；7月20日加代繁殖播種，于9月23日至10月6日人工授粉，11月25日收獲。四、試驗(yàn)結(jié)果與數(shù)據(jù)分析1、利用雙層膜高架大棚加代的可行性分析表12015年不同管理模式下雙層膜高架大棚逐月有效積溫表(單位：℃)備注：(1)大棚1為不輔助加溫的雙層膜高架大棚，大棚2為輔助加溫的雙層高架大棚；(2)帶*為2016年測(cè)定數(shù)值。預(yù)備試驗(yàn)雙層膜大棚選擇了無輔助加溫措施和有輔助加溫措施兩種類型，對(duì)測(cè)定記錄的溫度進(jìn)行日平均溫度處理，再逐月計(jì)算月有效積溫、年有效積溫值，并以此為當(dāng)?shù)剞r(nóng)業(yè)熱量資源的參數(shù)進(jìn)行評(píng)價(jià)。結(jié)果如表1所示：在自然狀態(tài)下，2015年試驗(yàn)地≥10℃有效積溫為2579.7℃，結(jié)合2015年該試驗(yàn)點(diǎn)甘肅省玉米區(qū)域試驗(yàn)中玉米成熟期記載，可判定2500℃的≥10℃有效積溫可滿足中晚熟玉米對(duì)熱量的需求；玉米種質(zhì)晚熟種類材料成熟期在9月15日左右，≥10℃有效積溫為2273.9℃。無輔助加溫大棚全年≥10℃有效積溫為4475.6℃，依表2能基本滿足玉米種質(zhì)材料一年二代的熱量需求；輔助加溫大棚≥10℃有效積溫為5825.8℃，雖然熱量有保障，但12月份至翌年2月有日照時(shí)數(shù)和日照強(qiáng)度兩因子將產(chǎn)生不良影響。因此，結(jié)合雙層膜高架大棚的熱量效果對(duì)比、日照強(qiáng)度和日照時(shí)數(shù)等環(huán)境因子和經(jīng)濟(jì)角度，最終確定采用無輔助加溫的雙層高架大棚進(jìn)行下一步的定向加代試驗(yàn)。表2不同熟性玉米各生育期有效積溫(單位：℃)玉米熟性播種期拔節(jié)穗抽雄開花灌漿成熟總需積溫早熟19010101008002100中熟20012001109702480晚熟220145012011102900備注：引述自楊霏云編著的《實(shí)用農(nóng)業(yè)氣象指標(biāo)》②利用雙層膜高架大棚定向加代試驗(yàn)分析玉米種質(zhì)材料選取了2011年選出的陜?nèi)河衩兹后w選育的60份a、b群材料，早中晚各10份。早春玉米播種對(duì)溫度進(jìn)行了控制，即大棚室溫室連續(xù)5天超過8℃后播種，時(shí)間為2016年2月29日；由于玉米籽粒灌漿的下限溫度為16℃，因此在二代人工授粉時(shí)對(duì)晚熟材料進(jìn)行了淘汰，10月6日后不再授粉。表32016年雙層膜高架大棚逐月有效積溫表(單位：℃)2016年室外溫度的≥10℃有效積溫為2915.6℃，對(duì)比2015與2016年際間室外溫度可知，2016年當(dāng)?shù)貧鉁仄?，主要?月下旬至8月中旬期間無降水，≥10℃有效積溫較2015年高336.5℃。3月1日至7月12日的全程≥10℃有效積溫為2231.3℃，7月20至10月26日(該后大棚日均溫降到16℃以下)的全程≥10℃有效積溫1820.3℃，經(jīng)驗(yàn)表明授粉20日后的玉米種子可具備發(fā)芽能力，可預(yù)測(cè)加代成功，其余≥10℃有效積溫可用于其他生理的需求。③兩代玉米出籽率和發(fā)芽率的測(cè)定表42016年春、夏播玉米百粒重、出籽率、發(fā)芽率測(cè)定表(單位：g、％、％)由于灌漿期短，種子飽滿度差，為進(jìn)一步檢驗(yàn)種子質(zhì)量，隨機(jī)各抽取10穗進(jìn)行了室內(nèi)考種和發(fā)芽率試驗(yàn)，結(jié)果見表4，表明春、夏播存在百粒重、出籽率及發(fā)芽率的差異，但也無礙種質(zhì)加代的可行性。④水分協(xié)迫的控制：每代玉米全程進(jìn)行干旱逆境處理，均只在玉米生長(zhǎng)發(fā)育需水高峰的抽雄期進(jìn)行灌水處理，處理一致，又無天氣降水干擾，對(duì)玉米種質(zhì)的耐旱性選擇非常有利。本發(fā)明利用了當(dāng)?shù)貜V泛使用的蔬菜生態(tài)設(shè)施——雙層膜高架大棚進(jìn)行玉米種質(zhì)材料的定向加代選擇，既是對(duì)資源利用的拓展，又是對(duì)環(huán)境控制的創(chuàng)新；既降低了玉米種質(zhì)加代的成本，又規(guī)避了南繁的弊端。兩年的試驗(yàn)結(jié)果說明，在當(dāng)?shù)乩秒p層膜高架大棚，并可能地添加輔助加溫設(shè)備，可實(shí)現(xiàn)玉米種質(zhì)材料定向加代選擇的目標(biāo)，在國(guó)內(nèi)北緯36度附近意義重大。以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。當(dāng)前第1頁12