選育新品種是種子工程中最重要的一環,是育(選育)、繁(繁殖)、推(推廣)一體化的種子工作運行機製中的“龍頭”。沒有優良新品種源源不斷的育成,種子工作就成了無源之水,無本之木,品種的更新換代、良種的繁育推廣也就無從談起。建國以來,我國農作物育種工作取得舉世矚目的重大成就。特別是在矮稈育種和雜種優勢利用方麵,取得突破性進展,其中水稻雜交育種更居世界領先水平,使我國育種工作的麵貌發生了根本性的變化,步入了育種現代化的行列,整個種子工作也因此而充滿活力,為我國農業生產不斷邁上新台階做出了重要貢獻。
第一節育種目標與種質資源
一、品種和優良品種的概念
農作物品種是人類在一定的生態和經濟條件下,根據自己的需要而培育的具有相對穩定的遺傳性和生物學、形態學上的相對一致性,適應一定的自然和栽培條件,有一定的經濟價值的某種作物的一種群體。作物品種並不是植物分類學上的單位,而是栽培植物在生產上的類別,是一種重要的農業生產資料。
所謂優良品種是指能夠比較充分利用自然、栽培環境中的有利條件,避免或減少不利因素的影響,並能有效解決生產中的一些特殊問題,表現為高產、穩產、優質、低消耗、抗逆性強、適應性好,在生產上有其推廣利用價值,能獲得較高的經濟效益,因而深受群眾歡迎的品種。
優良品種是一個相對的概念,它的利用具有地域性和時間性。也就是說,品種的優良性狀隻能在一定的自然環境和栽培條件下表現出來,超過一定範圍就不一定表現優良。當地的優良品種到外地不一定能夠適應,外地的優良品種到本地也不一定能夠增產;過去的優良品種現在不一定優良,現在的優良品種將來也會被逐步淘汰。因此,不存在永恒不變的“優良品種”,必須不斷培育出適合當時、當地種植的新品種,替換生產上那些相形見絀的老品種,及時組織品種更新換代,才能使優良品種在生產上充分發揮增產作用。
二、製訂育種目標的原則
所謂育種目標,就是對所選育的新品種的要求,也就是在一定的自然、經濟和栽培管理條件下,選育的新品種應該具有哪些優良特征、特性。正確製定育種目標,是能否選育出在生產上有推廣利用價值的優良新品種,提高育種效果的關鍵。製訂育種目標應掌握以下原則:
1.根據當前農業生產的需要
近年來,在以經濟建設為中心,加快改革開放步伐的新形勢下,我國農業生產水平得到顯著提高,但各個地區之間還存在著很大的不平衡性。因此,既要選育適合高產地區種植的品種,又要選育豐產潛力大、能促進低產變高產的品種,也即高產是首要的育種目標。同時,由於我國幅員遼闊,自然條件複雜,各地生產條件和生產水平也不盡相同,還應注意選育適應性廣、抗逆性強的穩產品種。隨著人民生活水平的不斷提高,對品種的品質也提出了越來越高的要求。為適應農業機械化的快速發展,還要求新選育的品種便於機械化管理,適於機械化收獲。因而,選育高產、穩產、優質並適於機械化操作的品種,以適應當前我國由傳統農業向現代農業發展的需要,是我們製訂育種目標的基本原則。
2.考慮農業生產發展的前景
一個優良品種,從開始選育到大田推廣,通常需要5~6年,甚至更長一些的時間。目前我國國民經濟正處在大發展時期,如果製訂育種目標時隻著眼於當前的生產水平,不考慮生產發展的趨勢,預見不到將來生產條件的發展變化,則一個新品種育成之日,往往即是淘汰之時,形成“品種短命”,造成人力、物力、財力的浪費。例如,為適應農業機械化程度逐步提高的需要,小麥應考慮選育抗倒狀、抗落粒性好的品種;大豆應考慮選育結莢部位較高,不易炸莢的品種。隨著施肥水平的不斷提高,要求更耐肥、抗倒和抗病的高產品種。,為適應立體農業的發展和耕作製度的改革,則要求不斷育成株型理想、生育期與之相適應的高產新品種。
3.根據當地的自然和栽培條件,抓住主要矛盾
品種的豐產和穩產首先決定於品種對當地自然和栽培條件的適應程度。不同地區的氣候、土壤、肥力水平、耕作製度、栽培條件、病班害等各不相同,就是同一生態類型區產量水平也不盡一致,因而不同地區對品種有不同的要求,同一地區也可能要求不同的品種。因此,隻有在了解當地氣候、土壤、病蟲分布和耕作栽培製度的基礎上,針對現有品種存在的優缺點,揚長避短,抓住主要矛盾加以改進,製訂出明確具體的育種目標,才有可能育成適應當地生態條件、符合當地栽培製度要求的新品種,在大麵積生產上得到推廣應用。如在豫南,小麥生育後期多雨,要求選育抗赤黴病、抗穗發芽的品種;在豫北山區十年九旱,則要求選育耐旱、耐療的小麥新品種;在棉花枯黃萎病區,棉花首要的育種目標就是抗病;稻區則要選育抗白葉枯病和稻瘟病的品種。
4.育種目標要明確具體
製訂育種目標僅僅籠統地提出高產、穩產等要求是不夠的,一定要落實到具體的目標性狀上,以便有針對性地進行育種,提高育種的效果。例如,高產育種應具體落實到植株形態結構和產量構成因素等具體性狀上,並根據當地生態條件,合理確定各個性狀的具體選擇指標,如株高要多少厘米,生育期要多少天;是選麥穗型品種,還是選大穗型品種;抗哪幾種病害或某種病害的某個生理小種等。再如選育早熟品種,就應根據當地條件確定最適宜的日數,以達到既早熟又高產的目的。
5.注意品種搭配
生產上對品種的要求是多種多樣的,同時各種條件特別是栽培條件是不斷變化的,所以要想選育一個能滿足各種要求、長盛不衰的“萬徙品種”是不可能的。因此在製訂育種目標時,應考慮不同品種的合理搭配,有計劃地組配“優良品種群”,以適應生產上的不同需要。如冀、魯、豫等省棉麥套種麵積日益擴大,要求棉花育種既要選育適宜春播的高產優質中熟品種,又要選育適宜棉麥套種遲播早熟的豐產品種。小麥育種,既要滿足高產抗倒的需要,又要照顧到晚茬和旱地所需的品種。
三、育種目標的內容
現代化農業對作物品種的共同要求是高產、穩產、優質、抗逆性強、適應性廣、早熟和適於機械化操作。但就某個地區、某個品種來說,要求的側重點和具體內容又各不相同,並隨著生產的發展而不斷變化。
育種目標應包括以下幾方麵的內容:
1.產量性狀
高產是優良品種應具備的最基本的條件。選育的高產品種要求綜合產量性狀優良、協調,或者是某一產量要素超群出眾,能對產量做出較大貢獻。影響作物產量的性狀因作物而異,如小麥、水稻包括分蘖力、成穗率、穗粒數、千粒重、畝產量等;玉米主要是果穗性狀,包括果穗數、穗行數和行粒數、千粒重、出籽率、畝產量等;棉花包括畝株數、單株結鈴數、鈴重、籽指、衣分、霜前花率、籽棉產量、皮一棉產量等;大豆包括畝株數、單株莢數、每莢粒數、千粒重、畝產量等。
高產品種還應具有合理的株型和良好的光合性能,並能將光合產物高效的轉運到產量器官。株型是指植株的高矮、分蘖(或分枝)的多少及角度、葉片的長寬麵積及傾斜角度等性狀所構成的植株外形。水稻根據植株高矮分為高稈型和矮稈型兩大類,根據分蘖習性、葉片大小、長短及披散程度,又可分為緊湊型、鬆散型等。玉米根據葉片與莖稈的夾角大小可分為豎葉型和平展葉型。棉花根據果枝和葉枝形態,分為筒形、塔形、叢生型三類。由於株型與抗倒性和光能利用及光合產物分配有關,能直接影響作物產量,因而在育種工作上已引起廣泛重視,並取得一定成效。如矮稈、半矮稈小麥、水稻品種的育成,有效地解決高產與倒伏的矛盾,對提高產量起到重要作用。在玉米育種中,由於培育出了葉片上衝(豎葉塑)株型緊湊、透光性好、適於密植的單交種,使產量出現了新的突破。
2.生育期
為了提高複種指數,躲避病蟲和自然災害,各類作物均需適當早熟。特別是在無霜期較短的東北、西北地區以及丘陵山區,對品種早熟性的需要更為突出,已成為實現髙產穩產和全年增產的關鍵。但早熟也並非越早越好,因為豐產性和早熟性存在一定矛盾,生育期太短的品種一般豐產性較差。因此,早熟性程度應以充分利用當地作物的生育期,適合當地耕作製度的需要為原則。同時應注意針對早熟品種的特點進行栽培,通過合理密植克服其單株生產力偏低的缺點,把早熟性與豐產性結合起來,實軹豐產、早熟的目的。