育种技术在现代农业生产中的应用

[摘要]粮食是人类生存的能量源泉，无论发达国家还是发展中国家，粮食的产量都是一个国家综合国力的体现，是人们生活水平提高的基础。我国农学工作者一直致力于农作物的育种与栽培，并取得了世界瞩目的成果。本文从农作物育种技术的介绍出发，通过山东省小麦杂交与育种的策略，简要探究现代化农业的发展趋势，希望对我国农业的发展有所帮助。

[关键词]农作物育种;种植技术;机械化生产

中图分类号：S33 文献标识码：A DOI：10.16465/j.gste.cn431252ts.201912

粮食的产量一直是国家粮食安全的根本，是国家粮食和农业经济发展的支柱，是人民生活幸福的重要因素。我国作为世界农业大国，对粮食的产量有着更高的要求。在过去，要想在现有的资源和技术的基础上提高粮食的产量，最直接的方法就是加大种植面积。但由于我国可耕地资源有限，这个方法效果不大。随着科学技术的进步，通过提高育种和栽培技术来提高粮食的产量成为我国农业发展的主要途径。为此，结合现有的技术基础，总结现有的资源特点，利用现代育种技术提高粮食产量对于我国国民经济的增长来说具有重要意义。

1 农作物育种方法

农作物育种方法通过改良作物的遗传特性，结合遗传学理论，运用科学技术手段来达到提高农作物的产量和品质等方面的性能的效果。随着科学技术的进步和我国综合国力的增长强，我国农作物的育种方法越来越先进，也越来越丰富，其中包括诱变育种和杂交育种，而杂交育种在我国农作物的育种上应用得更为频繁和广泛。进行育种的目标主要为了实现农作物的抗逆稳产，特别是抗病虫害和抗除草剂，最终目的还是为了提高农作物产量，这也是我国育种工作者在接下来的至少20年中最主要的工作目标。

1.1 诱变育种技术

诱变育种是指在人工的干预下，通过一些物理和化学方面的手段来促使农作物的基因产生突变，进而在产生的新物种中选择所需的性状优良的品种。诱变育种有着一定的缺陷，那就是所获得的物种特性大部分不是育种者想要的，即使是育种者想要的，但其本身的其他性状可能也是培育者所不想要的，此外也不能确定在育种周期的长短，因此可以说诱变育种的结果具有很大的不确定性[1]。

1.2 杂交育种技术

杂交育种是我国农作物栽培最为常用的育种方法，它在农作物的改良上有着重要的应用，杂交育种理论上可以分为三种：

第一种是系统选择育种，特点是耗费时间长。由于其以天然杂交为主要基础，因此相对其他育种方式而言，系统育种更为缓慢一些，不仅如此，系统育种还要求育种的环境为高原地区，这主要是因为高原空气质量好且稀薄，并且紫外线很强，使得农作物易变异。但系统选择育种时间周期太长，且结果不好控制，现已经使用得很少[2]。

第二种是回交育种，是指和亲本之间进行反复的杂交，因此称为回交。这一方法起初被应用于动物的育种培养上，后来被农学家所挖掘进而应用于植物的育种。这一方法的优点是亲本的优良性状在反复的杂交中得到了有效的利用[3]。

第三种是增殖杂交育种，它不但能够通过一次杂交就达到想要的产物，而且时间短。但若杂交后的一代产物无法得到亲本的优良基因则杂交无法继续进行。

2 杂交育种技术在培育优质小麦中的应用

2.1 项目背景

小麦是世界上种植面积最大的粮食作物之一，全球有35%的人口都以小麦为食，小麦也是我国仅次于水稻、玉米的第三大主要粮食作物，更是我国北方地区的主要食量，小麦生产力水平提高与我国农业增长、农民增收以及粮食安全息息相关。山东省是我国重要的粮食产区之一，全省小麦、红薯、土豆等主要粮食作物产量位居我国所有种植地区的前列，而小麦更是占了山东省粮食产量的一半以上。山东省土地肥沃，水资源充足，很适合小麦生产。图1为2001年到2015年山东省小麦的生产面积，单产以及总产量的发展状况，可以看出小麦极高的经济效益与发展前景，对于山东省农业现代化的发展有着举足轻重的作用[4]。

培育小麥新品种，提高小麦抗干扰能力，开发出抗病虫、单产量高、强筋优质的小麦是育种研发的主要目标。现代化的农业一方面通过精准施肥，精确灌溉，机械化播种与收割，来降低投入扩大产出;另外一方面通过培育优质的小麦品种，提高小麦产量，这是农业现代化发展的主要方向。

2.2 项目概况

由于不同品种的小麦在山东省各地的单产表现均不相同，山东省目前小麦单产最高可以实现每公顷10 500kg。但由于地区性差异，小麦的耐候性，以及不同时间段的表现等因素制约，全省平均每公顷产量只有不到6000kg。在这样的背景下研发优质小麦，提高亩产量，增强小麦的耐候性，对于提高山东省小麦的平均产量有重要的意义。

2.3 育种策略

2.3.1 研发目标

（1）提高小麦的抗寒抗冻能力。由于山东省靠近我国东北地区，冬季寒冷而干燥，并且持续时间长，春季存在倒春寒现象，因此培育出抗寒抗冻能力强的冬小麦是小麦杂交育种的主要目标。

（2）提高抗病虫能力。通过杂交育种，提高小麦抗病虫能力，是其研发育种的又一目标。

（3）培育优质强筋的超级小麦。由于优质强筋的小麦在山东地区品种少，因此要提高小麦的筋性。图2为优质强筋小麦制作面包的对比照片。

（4）实现全省小麦均产500kg以上。

2.3.2 培育高品质优质小麦的策略

2.3.2.1 杂交样本的选择

杂交样本的选择应以小麦的最终性能为依据。样本的选择首先要考虑同一纬度优质品种，择其优点，优势互补，尽量突出样本的特点与优势，并通过双方的优势互补，提升杂交小麦的综合性能。

2.3.2.2 杂交过程的优化

杂交育种过程的优化主要分为前期、中期、后期三个阶段：

（1）前期是指小麦从发芽到拔节的阶段。这一阶段主要选择地下根系强大，地上部分结实，稳定的品种。这一时期应选择抗寒性能优良、根茎大、扎根快、地上部分结实、苗脚快的品种，能够极大地提高小麦单位面积上的穗数。

（2）中期是指小麦拔节到长出穗子的时期。这一时期应选择出穗快、扬花性好的麦种，这一阶段的选择可以决定小麦每亩的穗数以及粒数。

（3）后期是指小麦长出穗子后，开花到麦子最终成熟的阶段。这一阶段是决定最终麦粒重量的阶段，在此阶段育种的主要研发方向是增强绿叶面积的维持时间，提高小麦的抗倒性。

2.3.3 育种实验过程

表1为育种实验主要过程，通过各个阶段的实验与选择，最终研发出优质强筋，满足设计要求的小麦新品种。

2.3.4 育种结果

通过对小麦品种的持续研发与创新，目前山东省小麦品种“鲁原502”与“济麦22”都已经成功进入了千万亩产大关，极大地推动了山东省的农业发展，提升了小麦的产量，为山东省农业的现代化进程奠定了坚实的基础。

3 农业现代化的趋势与展望

现代化的农业培育新品种，提高单产量是基础，而通过机械化的生产方式，提升农业生产的效率是农业产量稳定的保证。机械化生产包括机械化播种、收割、施肥、灌溉、水肥一体化的全程机械化种植，提高了农产品的生产效率、稳定性，也极大地提高升了农作物的品质。机械化生产精确而有效地保证了耕种的深度，使播种的位置与距离更加精准，避免了漏耕、重复耕种的问题。农药的精确喷洒，有效地避免了因农药过度喷洒而带来的浪费，同时也减少了农药给环境造成的污染[5-6]。

滴灌是节水灌溉的主要手段，也是小麦灌溉的主要方法，通过水管与喷头对小麦进行定时、定量的喷洒，能够实现对小麦的精确灌溉。滴灌的优点是精确，可以使水资源的利用率达到90%以上[7-8]。滴灌在小麦种植过程中的应用，通过滴灌精确的为小麦补充水分不仅极大地提高了水资源的利用率，还降低了人工的劳动强度。现今一个农民可以管理13.33公顷的麦田，而曾经2个农民需要花费4天的时间才能为2.67公顷的麥田浇满水，由此可见，效率的提升有多明显。

4 结 论

综上所述，我国是一个农业大国，近年来随着全球气候、土壤和水体环境的逐渐恶化，干旱、高低温胁迫、盐胁迫等问题日趋严重。此外，人为因素对农作物质量的影响也是日益明显。为此提高我国农作物的产量，克服这一系列的问题是我国农业发展的重中之重。相信在全国农业育种工作者的不懈努力下，我国农作物的育种和栽培技术必将有更大的突破和发展。我国农作物的产量和质量必将踏上一个新的台阶，我国的经济水平和人民生活质量也将随之增长。

参考文献

[1] 慕晶，张丽娟，李峰，等.浅析农业育种与栽培技术的创新[J].山西农经，2019（17）：124-125.

[2] 缪炳良，马鸿华.农作物事业育种研究行为的市场化转变[J].安徽农业科学，2018，46（20）：217-219.

[3] 高红治.现代生物技术在农作物育种中的应用研究[J].农业科技与装备，2017（3）：12-13.

[4] 刘淑贞.山东省小麦种植技术优化及病虫害防治[J].农业工程技术，2017，37（29）：58.

[5] 管建慧.农作物栽培技术及高产影响因素[J].河南农业，2016 （23）：1-2.

[6] 黄大昉.我国农作物生物育种发展战略的思考[J].湖南农业科学，2013（14）：11-15.

[7] 余丰秋.农作物育种与栽培技术浅谈[J].南方农业，2015，9（30）： 47+49.

[8] 马晓岗，陈丽华，田正科，等.农作物育种与栽培技术研究[J].青海农林科技，2001（S1）：10-31.

收稿日期：2019-09-18

作者简介：孙会芳，女，本科，研究方向为农作物。

Antibacterial Activities of N-butanol Frantion from the Leaves of Hippophae rhamnoides Linn

Yang Yang，Lang Wenkai，Yang Mao，Liu Wenying

（School of Life Science，Shanxi Datong University， Datong，Shanxi 037009）

Abstract：With the development of the times and social progress， bacteria have been closely related to our lives since being discovered. How to inhibit the growth of some bacteria has become our concern. In this experiment Hippophae rhamnoides Linnwereused as raw materials， multistage fraction by ethanol extraction， then the bacteriostaticeffects of seabuckthom leaf n butanol fraction was tested by plate coating strains. Three kings of bacteria were tested for bacteriostasis with different concentrations of the leaves of Hippophae rhamnoides Linn. n-butanol fraction. The results showed that the n-butanol fraction of the leaves of Hippophae rhamnoides Linn. had antibacterial effects against three bacteria， including Staphylococcus aureus， Escherichia coli and Bacillus subtilis.

Key Words：The leaves of Hippophae rhamnoides Linn， N-butanol， Antibacterial activity