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黄淮海地区玉米“四大灾害”解析

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  • 发布时间:2021-11-29 14:42
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黄淮海地区玉米“四大灾害”解析

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黄淮海地区包括河北、河南、山东、山西(运城地区)、陕西(关中平原)、北京、天津、安徽、江苏北部部分地区,玉米种植夏面积 2.2 亿亩。该区域地形复杂,气候差异大,二种二收,玉米生育期短,雨热同季,自然灾害频繁。在全球玉米种植板块中比较独特,因此,多国外企种业在黄淮海几进几出,除了先玉 335 外,其他品种推广面积有限。

 

2020 年,我国玉米平均产量 400kg/667m2,约为美国平均单产的 1/2。河北、河南、山东玉米种植大省农户年均单产多在 500kg 以上,高产年份高产地块也会达到750-850kg/667m2,东北、西北春播区玉米单产更高。全国平均单产不高的主因在于气候差异及自然灾害。

 

在黄淮海,玉米主要存在 4 大自然灾害。

 

倒伏倒折

 

倒伏倒折是黄淮海玉米第一大自然灾害,若品种一旦大面积倒伏,就难以在此立足。

 

1)气候因素

 

黄淮海的大风多在夏秋之交,瞬时风力可达到 10级 以上。有时风雨交加,土壤松软,极易造成玉米大面积倒伏。7 月底至 8 月初,玉米处于大喇叭口期至抽雄吐丝期,一旦倒伏或倒折,产量受损严重。9 月中下旬,玉米接近成熟,一旦倒伏或倒折,产量降低,影响收获。

 

2)品种因素

 

玉米倒伏倒折原因还没有从分子机理层面上搞清楚,育种工作者从血缘上进行了分析和解剖。

 

Reid×黄改模式,前期抗倒伏能力强,后期主根衰朽快,容易根倒。郑单958、浚单20是代表品种。

 

先玉335模式的品种,前期快速生长,以尽快速度完成营养生长,为灌浆赢得了宝贵时间,后期脱水快,生育期呈“短-长-短”态势。前期地上与地下部生长不协调,头重脚轻,大喇叭口期容易倒伏倒折。

 

土×洋组合,如金博士719、金海1908、金来705、黎明166等,Reid×美杂选模式,结合了二者优点,抗倒伏能力过关。

 

张铭堂认为,玉米根系有三性:向地性、趋温性、背光性。美系前期主根长得快,次生根出的慢,欧洲玉米种植区前期冷凉,气温高于地温,次生根长得快。美系×欧系,可选出主根和次生根前期发育快的自交系,有效解决玉米前期倒伏问题。

 

青枯病

 

1)发病规律

 

有专家认为,有 12 种病原菌均可引起青枯,但主要致病菌有 2 种:镰刀菌和腐霉菌。青枯病菌潜伏期长,连续阴雨天,遇上高温,根部急速失水是诱因。在黄淮海青枯病一般在前期侵染,中后期发生。9 月 20 号以前发病,严重影响产量。9 月 20 号以后发病,影响品质。青枯后遇上较大风力,倒伏严重,难以机械收获。

 

2)不同杂优模式的青枯抗性

 

Reid×黄改较抗镰刀菌引起的青枯。美系或洋×洋模式较抗腐霉菌引起的青枯,土×洋模式,金博士719、金海1908、金来705、黎明166等似乎兼抗。有的年份混合侵染,土×洋模式也感染青枯。

 

在黄淮海为了提高抗性,育种家在Reid或黄改里加入P群,以提高抗病能力。不同P群之间在抗性差异较大,178高抗叶斑,感青枯;K36、P138抗青枯。山东农业大学多年研究认为,对光敏感的P群抗青枯,对光不敏感的P群不抗青枯,青枯和光敏感紧密连锁。

P群和Suwan等热源是把双刃剑,怎么用,比重占多少,在黄淮海是个值得研究的课题。

 

欧系品种在黄淮海高感叶斑,但高抗青枯。欧系具有早熟、品质好、穗行数少,单株产量低等特点。欧系一般被育种界称之为欧硬,血缘划分不明确。在黄淮海怎么用,没见过系统报道。

 

笔者多年来一直进行欧系的改良和利用研究。初步结果表明,欧系×黄改选二环,极难成功。欧系×Reid、SS,只要中抗叶斑,生育期适中,成功希望较大。

 

3)生育期与青枯、产量之间的关系

 

有一种观点认为,只要拉长生育期,就能解决玉米青枯问题。玉米正在“壮年”,能抗过去,这种育种模式称之为“避病”。张铭堂教授认为,50 年来,美国玉米带玉米种植密度持续增加,生育期缩短了 5-8 天,生育期和玉米产量不成正比。拉长生育期与机收籽粒相矛盾,不能代表玉米育种的发展方向。

 

还有一种观点认为,全球变暖,光热资源增加,黄淮海南部应拉长生育期,至少比郑单958、先玉 335 晚 5-10 天。这些观点有待植物生理学家从机理上探讨并在实践中验证。

 

穗(粒)腐

 

穗粒腐病由多种病原菌引起,主要有轮枝镰刀菌(Fusariumverticillioides)、禾谷镰刀菌(Fusarium graminearum)曲霉菌等致病菌。河南农业大学陈甲法教授团队认为,穗粒腐既混合侵染,也有所区别,禾谷镰刀菌、串珠镰刀菌胶变种,引起粒腐;黄曲霉菌、青霉菌引起穗腐。只要温度适合,穗粒腐可借助气流、雨水迅速传播。穗粒腐病可使玉米减产10-30%,品质严重下降。医学研究证明,感染穗粒腐病的玉米可致癌。曲霉菌中的黄曲霉素(Aflavus)会引起人和家畜、家禽中毒。

 

由于病原菌复杂,抗原少,玉米对穗粒腐病没有主效抗性基因,仅通过分子技术或系统选育,现在还难以选出抗病自交系和品种。?黄改高感穗粒腐,传统 Reid 较感穗粒腐病,P 群、热源、美系较抗穗粒腐病,欧系似乎抗穗粒腐病。苞叶薄,苞叶少,苞叶蓬松,穗轴细,脱水较快的果穗一般较抗穗粒腐病。利于通风透光的株型结构较抗穗粒腐病。

 

结实不良

 

2015 年以前,玉米也有结实不良现象,但属偶发事件,点片发生,没有引起育种界的关注。2016 年以后,出现了“高温热害”一词。2018 年集中爆发,大多数品种出现不同程度的结实不良。随后几年,玉米结实不良呈常态化,年年发生,品种间有差异。结实不良已经不是小危害,许多品种会造成大幅度减产。笔者认为,“把结实不良归结为高温热害”缺乏科学依据。高温、干旱、持续阴雨寡照、密度过大等灾害经过叠加造成玉米结实不良。关键还是品种问题,种质资源狭窄,模仿育种,不搞种质资源创新,人为提高株高穗位,片面追求产量(超CK多少),都是结实不良的原因。

 

小结

 

什么是好品种,抗性过硬的品种就是好品种。“抗性即产量!”有致命缺陷的品种,既给农民造成损失,又给公司造成损失。好品种既是育出来的,又是种出来的。育种家在组配基础材料或选系过程中,对抗性过差的类型说:不!多点测试,多环境测试,才能规避风险。

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