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摘要:
作为我国主要食品原料小麦,多年来为了保证产量在其生产过程中需要使用大量农药,这不仅严重破坏土壤结构污染生态环境,而且对人体健康造成极大危害。为了选育出综合抗性强的小麦新品种从而降低农药使用量,最终提高我国食品质量安全水平,本文对世界小麦核心种质资源群的引种可行性进行了研究,结果显示我国黄淮麦区土壤气候等自然条件完全满足引种要求。
关键词:
资源;小麦;食品;安全
中图分类号:S512.1
文献标识码:A
DOI:1019754/jnyyjs20190330003
引言
生活中不论是一日三餐的馒头、烧饼、面条、包子、饺子,还是各色时尚食品面包、饼干、蛋糕、糕点的制作都离不开小麦,因此可以说小麦是人们赖以生存的主要食品原料。我国冬小麦主产区在黄淮流域,多年来产量品质稳步提高,小麦品种不断换代,从“碧玛一号”、“丰产3号”到“小偃6号”、“小偃22”,从“西农979”、“西农9718”到“西农20”、“西农109”,育种家不断选育出产量更高品质更好的新品种,为我国粮食安全做出了巨大的贡献。但同时也认识到小麦生产的现状,是在大量喷施防治病虫草害农药的基础上,产量基本稳定在400~500kg,很难有质的飞跃并且这个水平不易突破。为了保证小麦产量和品质不被病虫草害侵蚀,每年播种后4~5叶期,大约11月上旬要喷施一次除草剂,第2年4月下旬—5月上旬还要“一喷三防”,这其中要使用大量多种农药,如果防治效果不佳必须多次喷施,遇到大风和干热风灾害还要喷施相应预防的农药。这些农药从低毒到高毒都有,会残留在土壤里并且被小麦吸收,经过多年不断叠加土壤结构被破坏生态环境被污染,具有农药残留的小麦被人体吸收严重危害健康,比如损害肝肾、干扰内分泌、刺激神经系统及胎儿畸形。如何才能降低农药使用量甚至不使用农药,最根本的办法就是选育出抗病抗虫抗倒伏综合抗性强的小麦新品种。而我国小麦育种经过半个世纪的杂交组配和选育淘汰,现有种质资源的优良遗传基因已经被挖掘殆尽,因此只有引入新的外来优良基因才能选育出综合抗性强的新品种。世界小麦核心种质资源群包含了全世界所有小麦优良遗传基因,如果能引入我国必将极大的促进育种事业的发展,那么第1步也是最艰难的环节就是引种能否成功,只要能引种成功后序组配选育工作基本没有问题,但它们大多来自欧洲属冬性或强冬性,能否适应我国黄淮麦区的土壤气候等自然环境还是未知数,就此本文进行了可行性研究。
1世界小麦核心种质资源群引种可行性研究[JP]
11世界小麦核心种质资源群引种地点选择
陕西杨凌是中华农耕文明发祥地,早在4000多年前我国历史上最早的农官后稷,就在这里“教民稼穑,树艺五谷”,开创了我国农耕文明的先河。我国首批“双一流”、“985工程”和“211工程”重点建设高校西北农林科技大学也坐落于此。杨凌地理坐标介于E107°59′—108°08′,N34°14′—34°20′之间,属东亚暖温带半湿润半干旱气候,得天独厚的自然条件非常适合种植小麦和进行小麦遗传育种研究。建国以来6次小麦换代其中4次换代品种出自杨凌,因此这里已经成为全国小麦育种的龙头,所以杨凌可以作为黄淮麦区遗传育种研究的代表,在杨凌引种成功就标志着黄淮麦区引种成功。
12世界小麦核心种质资源群引种栽培措施
世界小麦核心种质资源群材料分2批从国外相关机构先到北京,然后立即快递至陕西杨凌,但已错过了小麦播种期。如果等一年再按正常播期播种,田间性状观察亲本合理组配等一系列工作都将推迟一年进行,为了争取宝贵的时间使其能尽快在小麦育种中发挥作用,拿到种子留够备份后立即播种,并采取了直播——补水——盖棚的特殊栽培措施,最终2批材料分别获得958%和83%的结实率(见表1)。
13世界小麦核心种质资源群引种结果与分析
世界小麦核心种质资源群第1批法国材料大部分属冬性,经历了大约45d 0~5℃春化阶段,最终获得95.8%的结实率,虽然籽粒不饱满但可以发芽生长,说明杨凌气候可以满足其春化生长发育的要求。冬性品种生育期一般在240~260d,籽粒不饱满应该是在灌浆期遇高温逼熟所致。第2批德国材料大部分属强冬性,生育期超过260d,春化要求0~3℃30d以上,而在2018年2月5日播种,待其2月17日出苗后0~3℃气温已不足15d,进入3月气温已飙升至8~12℃,因此绝大部分材料没有通过春化,春季不能拔节抽穗结实率只有83%,如果揭棚时间再提前10~20d春化会更彻底,结实率还有上升空间。出苗时均匀一致说明土壤结构满足生长要求。
研究结果显示引种取得初步成功,而且是在晚播的情况下进行的,对于对温度敏感的小麦来说这是极其恶劣的条件。杨凌每年12月—来年1月气温最低-10℃,并且0℃以下至少持续40~50d,因此可以根据研究结果研判,若世界小麦核心种质资源群的材料按正常播期播种,杨凌冬季气温完全满足其春化要求,可以正常拔节抽穗结实,所以世界小麦核心种质资源群引种杨凌,进而运用到黄淮麦区的小麦遗传育种研究中是可行的(见图1、2)。
2讨论
通过对世界小麦核心种质资源群引种圃田间调查发现,高杆无芒长芒大穗锈病植株较多,性状与我国现有品种相似或接近的较少,这说明世界小麦核心种质资源群所携带的遗传基因,与我國小麦育种研究所期待的优良基因相距甚远,加之所有性状会随着时间地点的改变发生变化,比如以前在法国抗锈病材料,现在杨凌可能会因为气候不同或锈病生理小种改变而感锈。因此虽然引种已经取得初步成功,但它们还不能直接运用到我国小麦育种研究中,还需要育种家经过多代对其驯化改良,进而先筛选出我国缺乏的抗病抗虫抗倒伏稳定材料,才能进行亲本组配后代选育等一系列工作。世界小麦核心种质资源群是全人类共享的宝贵资源,我国知名度极高的“中国春”也在其中。相信我国从事小麦遗传育种的研究人员一定会好好利用,选育出综合抗性强的小麦新品种,使小麦生产不再需要因防治病虫草害而喷施大量农药,从根本上为提高我国食品质量安全做出贡献。
参考文献
[1]
赵敏娴,王灿楠,李婷婷,何贤松,吴惠,姚欣雅.江苏居民有机磷农药膳食累积暴露急性风险评估[J].卫生研究,2013(05):844-848.
[2] 朱明芬,李南田.农户采纳农业新技术选择行为分析[J].农业技术经济,2001(2):26-29.
[3] 仇微,王亚南,魏铁松,刘颖超,张瑜,曹克强.苯醚甲环唑在套袋与不套袋苹果中的残留及消解动态[J].农药学学报,2013(04):1008-1011.
[4] 马康贫,刘华周.江苏省淮北地区农户的技术选择与扩散[J].农业技术经济,1998(4):19-22.
作者简介:
蔡黎明(1968-),女,陕西西安人,硕士,高级农艺师,研究方向:农产品质量安全;
蔡婧驰(1989-),女,陕西杨凌人,本科,研究方向:生命遗传育种。
作为我国主要食品原料小麦,多年来为了保证产量在其生产过程中需要使用大量农药,这不仅严重破坏土壤结构污染生态环境,而且对人体健康造成极大危害。为了选育出综合抗性强的小麦新品种从而降低农药使用量,最终提高我国食品质量安全水平,本文对世界小麦核心种质资源群的引种可行性进行了研究,结果显示我国黄淮麦区土壤气候等自然条件完全满足引种要求。
关键词:
资源;小麦;食品;安全
中图分类号:S512.1
文献标识码:A
DOI:1019754/jnyyjs20190330003
引言
生活中不论是一日三餐的馒头、烧饼、面条、包子、饺子,还是各色时尚食品面包、饼干、蛋糕、糕点的制作都离不开小麦,因此可以说小麦是人们赖以生存的主要食品原料。我国冬小麦主产区在黄淮流域,多年来产量品质稳步提高,小麦品种不断换代,从“碧玛一号”、“丰产3号”到“小偃6号”、“小偃22”,从“西农979”、“西农9718”到“西农20”、“西农109”,育种家不断选育出产量更高品质更好的新品种,为我国粮食安全做出了巨大的贡献。但同时也认识到小麦生产的现状,是在大量喷施防治病虫草害农药的基础上,产量基本稳定在400~500kg,很难有质的飞跃并且这个水平不易突破。为了保证小麦产量和品质不被病虫草害侵蚀,每年播种后4~5叶期,大约11月上旬要喷施一次除草剂,第2年4月下旬—5月上旬还要“一喷三防”,这其中要使用大量多种农药,如果防治效果不佳必须多次喷施,遇到大风和干热风灾害还要喷施相应预防的农药。这些农药从低毒到高毒都有,会残留在土壤里并且被小麦吸收,经过多年不断叠加土壤结构被破坏生态环境被污染,具有农药残留的小麦被人体吸收严重危害健康,比如损害肝肾、干扰内分泌、刺激神经系统及胎儿畸形。如何才能降低农药使用量甚至不使用农药,最根本的办法就是选育出抗病抗虫抗倒伏综合抗性强的小麦新品种。而我国小麦育种经过半个世纪的杂交组配和选育淘汰,现有种质资源的优良遗传基因已经被挖掘殆尽,因此只有引入新的外来优良基因才能选育出综合抗性强的新品种。世界小麦核心种质资源群包含了全世界所有小麦优良遗传基因,如果能引入我国必将极大的促进育种事业的发展,那么第1步也是最艰难的环节就是引种能否成功,只要能引种成功后序组配选育工作基本没有问题,但它们大多来自欧洲属冬性或强冬性,能否适应我国黄淮麦区的土壤气候等自然环境还是未知数,就此本文进行了可行性研究。
1世界小麦核心种质资源群引种可行性研究[JP]
11世界小麦核心种质资源群引种地点选择
陕西杨凌是中华农耕文明发祥地,早在4000多年前我国历史上最早的农官后稷,就在这里“教民稼穑,树艺五谷”,开创了我国农耕文明的先河。我国首批“双一流”、“985工程”和“211工程”重点建设高校西北农林科技大学也坐落于此。杨凌地理坐标介于E107°59′—108°08′,N34°14′—34°20′之间,属东亚暖温带半湿润半干旱气候,得天独厚的自然条件非常适合种植小麦和进行小麦遗传育种研究。建国以来6次小麦换代其中4次换代品种出自杨凌,因此这里已经成为全国小麦育种的龙头,所以杨凌可以作为黄淮麦区遗传育种研究的代表,在杨凌引种成功就标志着黄淮麦区引种成功。
12世界小麦核心种质资源群引种栽培措施
世界小麦核心种质资源群材料分2批从国外相关机构先到北京,然后立即快递至陕西杨凌,但已错过了小麦播种期。如果等一年再按正常播期播种,田间性状观察亲本合理组配等一系列工作都将推迟一年进行,为了争取宝贵的时间使其能尽快在小麦育种中发挥作用,拿到种子留够备份后立即播种,并采取了直播——补水——盖棚的特殊栽培措施,最终2批材料分别获得958%和83%的结实率(见表1)。
13世界小麦核心种质资源群引种结果与分析
世界小麦核心种质资源群第1批法国材料大部分属冬性,经历了大约45d 0~5℃春化阶段,最终获得95.8%的结实率,虽然籽粒不饱满但可以发芽生长,说明杨凌气候可以满足其春化生长发育的要求。冬性品种生育期一般在240~260d,籽粒不饱满应该是在灌浆期遇高温逼熟所致。第2批德国材料大部分属强冬性,生育期超过260d,春化要求0~3℃30d以上,而在2018年2月5日播种,待其2月17日出苗后0~3℃气温已不足15d,进入3月气温已飙升至8~12℃,因此绝大部分材料没有通过春化,春季不能拔节抽穗结实率只有83%,如果揭棚时间再提前10~20d春化会更彻底,结实率还有上升空间。出苗时均匀一致说明土壤结构满足生长要求。
研究结果显示引种取得初步成功,而且是在晚播的情况下进行的,对于对温度敏感的小麦来说这是极其恶劣的条件。杨凌每年12月—来年1月气温最低-10℃,并且0℃以下至少持续40~50d,因此可以根据研究结果研判,若世界小麦核心种质资源群的材料按正常播期播种,杨凌冬季气温完全满足其春化要求,可以正常拔节抽穗结实,所以世界小麦核心种质资源群引种杨凌,进而运用到黄淮麦区的小麦遗传育种研究中是可行的(见图1、2)。
2讨论
通过对世界小麦核心种质资源群引种圃田间调查发现,高杆无芒长芒大穗锈病植株较多,性状与我国现有品种相似或接近的较少,这说明世界小麦核心种质资源群所携带的遗传基因,与我國小麦育种研究所期待的优良基因相距甚远,加之所有性状会随着时间地点的改变发生变化,比如以前在法国抗锈病材料,现在杨凌可能会因为气候不同或锈病生理小种改变而感锈。因此虽然引种已经取得初步成功,但它们还不能直接运用到我国小麦育种研究中,还需要育种家经过多代对其驯化改良,进而先筛选出我国缺乏的抗病抗虫抗倒伏稳定材料,才能进行亲本组配后代选育等一系列工作。世界小麦核心种质资源群是全人类共享的宝贵资源,我国知名度极高的“中国春”也在其中。相信我国从事小麦遗传育种的研究人员一定会好好利用,选育出综合抗性强的小麦新品种,使小麦生产不再需要因防治病虫草害而喷施大量农药,从根本上为提高我国食品质量安全做出贡献。
参考文献
[1]
赵敏娴,王灿楠,李婷婷,何贤松,吴惠,姚欣雅.江苏居民有机磷农药膳食累积暴露急性风险评估[J].卫生研究,2013(05):844-848.
[2] 朱明芬,李南田.农户采纳农业新技术选择行为分析[J].农业技术经济,2001(2):26-29.
[3] 仇微,王亚南,魏铁松,刘颖超,张瑜,曹克强.苯醚甲环唑在套袋与不套袋苹果中的残留及消解动态[J].农药学学报,2013(04):1008-1011.
[4] 马康贫,刘华周.江苏省淮北地区农户的技术选择与扩散[J].农业技术经济,1998(4):19-22.
作者简介:
蔡黎明(1968-),女,陕西西安人,硕士,高级农艺师,研究方向:农产品质量安全;
蔡婧驰(1989-),女,陕西杨凌人,本科,研究方向:生命遗传育种。