雜交玉米產量高、適應性強、抗病能力好,使其成為全球重要的糧食作物之一。隨著全球人口的持續增長,糧食需求量日益增加,如何提高糧食作物產量和品質,成為了全球農業研究的重要課題。雜交玉米通過優良基因組合,顯著提高了單產和適應性,對保障全球糧食安全具有重要意義。雜交玉米是指通過人工控制玉米雜交過程,將兩個或多個不同品種(或系)的玉米進行交配,以產生新的雜交種。這種方法能夠結合親本各自的優良遺傳特性,通過遺傳重組產生具有較高產量、優良品質和較強抗逆性的后代。雜交玉米的成功開發是現代農業科技進步的重要標志之一,它利用了玉米植株的雜交優勢,顯著提高了作物生產力。
1雜交玉米基本特性
1.1種植歷史
雜交玉米種植歷史可以追溯到20世紀初。最初,科學家發現了雜交優勢的現象,即2個不同品種的玉米雜交后,其后代能展現出比任何一方親本更優秀的特性,尤其是在產量上的顯著提高。1920年代,美國科學家成功開發出第一批商業化的雜交玉米種子,開啟了現代雜交玉米種植的先河。此后,雜交玉米因其高產等優勢迅速在全球范圍內推廣。隨著信息技術的發展,精準農業技術正逐漸與雜交玉米種植整合。通過使用衛星定位、傳感器、大數據分析等技術,農民可以更精確管理水肥供應、病蟲害防治等,進一步提高雜交玉米產量和品質[1]。
1.2生長周期
(1)萌發期:從播種到幼苗破土而出,通常需要5~10 d。這一階段,種子吸水膨脹,胚根和胚芽開始生長,直至突破種皮。(2)幼苗期:從幼苗破土而出到第三葉完全展開。此階段,幼苗開始進行光合作用,根系和葉片迅速發展。(3)拔節期:植株開始迅速生長,莖干逐漸增粗,拔節明顯,逐步形成玉米的主要莖稈結構。(4)抽雄吐絲期:是雜交玉米生長周期中非常關鍵的生殖生長階段,花粉從雄穗釋放,通過風傳或人工輔助傳播至雌穗上的絲狀體(即玉米須),進行授粉。(5)籽粒充實期:授粉成功后,玉米籽粒開始充實。這一階段溫度和水分條件對產量和品質影響極大。(6)成熟期:籽粒充實完成后,植株逐漸老化,葉片開始變黃,籽粒失水達到適宜收獲的水分含量。
2雜交玉米選種與育種技術
2.1選種原則和方法
(1)選種原則。選擇適應本地氣候和土壤條件的雜交玉米品種。不同地區溫度、濕度、土壤類型等環境因素對玉米生長有顯著影響,選擇適應性強的品種是確保高產的基礎。選種時應考慮品種產量潛力和產量穩定性。高產穩產的品種能夠在不同年份和多樣的環境條件下保持較好的產量表現。優先選擇具有較強抗病蟲害能力的品種。這樣可以有效減少農藥使用量,降低生產成本,同時對環境更為友好。
(2)選種方法。每個地區的農業科技推廣部門或大學通常會根據當地環境條件和市場需求推薦適宜的雜交玉米品種。這些推薦品種一般經過多年試驗和生產實踐驗證,具有較好的適應性和穩定性。在農田上小面積試種潛在品種,通過比較其生長表現、產量和品質等,選擇最適宜本地種植的品種。
2.2高產雜交玉米品種選育技術
確立高產雜交玉米品種選育的目標,主要集中于提高產量、改善品質、增強病蟲害抵抗力及適應性強特性。依據遺傳多樣性原則、適應性原則和高效利用原則進行品種選育。注重品種的穩定性和廣適性,確保在不同的環境條件下均能表現出良好的生產性能。通過設置不同的雜交組合進行田間試驗評價,篩選出表現最佳的雜交組合。依據產量、抗病性、抗逆性等關鍵性狀進行綜合評價,篩選出高產、優質、抗逆的雜交玉米品種[2]。
3土壤管理與肥料使用
3.1土壤類型與玉米生長的關系
(1)黏土土壤。顆粒小,保水能力強,但排水性差,空氣流通性不良。玉米在黏土土壤中的根系發展受限,生長較慢,易發生根系缺氧。此外,黏土土壤重質,機械耕作較困難。
(2)砂質土壤。顆粒大,排水性好,空氣流通性強。雖然砂質土壤有利于根系的擴展和空氣交換,但其保水保肥能力較差,需要更頻繁的灌溉和施肥來維持玉米的生長需求。
(3)壤土。介于黏土和砂土之間,保水和排水性能較平衡,肥力較高。壤土是玉米生長的理想土壤類型,因為它提供了良好的水分、養分和空氣條件,有利于玉米的快速生長和高產。
(4)黑土。有機質含量高,結構良好,保水保肥能力強。黑土是非常適合玉米生長的土壤類型,其高肥力和良好的水分管理能力可以顯著提高玉米的產量和品質。
3.2土壤改良技術
(1)有機物料施用。如堆肥、綠肥、動物糞便等,可以顯著提高土壤有機質含量,改善土壤結構,增加土壤保水保肥能力。種植豆科和非豆科的綠肥作物,通過其生長過程中的根系分泌物和植株殘體,增加土壤有機質和氮素含量。
(2)化學改良劑的使用。用于調節酸性土壤pH值,減少酸性毒害,增加土壤中營養元素的有效性。對于鹽堿土,石膏可以幫助替換土壤中的鈉離子,改善土壤結構,提高土壤透氣性和滲透性。針對土壤缺素情況,施用鐵、錳、鋅、銅等微量元素肥料,解決作物缺素問題。
物理性改良措施。通過深層翻松土壤,打破犁底層,提高土壤透氣性和滲水性,促進根系深入發展。使用秸稈覆蓋、塑料薄膜覆蓋等方式減少水分蒸發,控制雜草生長,提高土壤溫度,有利于作物早熟和增產。在排水不良的土壤上建立有效的排水系統,避免水分過剩造成的根系缺氧;在干旱地區建立灌溉系統,保證作物水分供應。
3.3科學施肥原則和方法
(1)科學施肥原則。根據作物養分需求和土壤供肥能力,合理配比氮、磷、鉀及必需的微量元素,平衡施肥,避免單一養分過量或不足。根據作物生長不同階段,適時施用不同類型的肥料,以滿足其生長發育的需求[3]。依據土壤肥力狀況和作物需求,確定合理的施肥量,避免過量施肥導致的養分浪費和環境污染。將肥料施于作物根系活動范圍內,以提高肥料利用率,促進作物根系健康發展。
(2)科學施肥方法。在作物播種或移栽前施入,主要以有機肥為主,輔以適量的化肥,為作物提供良好的生長基礎。根據作物生長周期和養分需求,在關鍵生長階段適時施用,主要以快效化肥為主,促進作物生長或增加產量。將養分直接噴施在作物葉面,適用于迅速補充養分或矯正缺素癥狀,特別是對于微量元素的補充效果顯著。將肥料溶解在灌溉水中,通過滴灌系統直接輸送到作物根際,可以顯著提高水肥利用率,適用于干旱和半干旱地區。
4栽培管理技術
4.1種植密度與行距優化
(1)優化原則。根據作物的生長習性和當地的氣候條件,調整種植密度和行距,使之適應當地的生態環境。優化種植模式,以實現光照、水分和養分的最大利用效率,提高單位面積產量。通過合理調整種植密度和行距,改善田間通風條件,減少病蟲害發生。根據生產目標(如追求產量最大化、品質優化或成本控制)來調整種植密度和行距。
(2)優化方法.玉米作為一種對光照要求較高的作物,過密的種植會導致下層葉片光合作用減弱,影響產量和品質。因此,根據當地氣候條件和品種特性,合理確定種植密度和行距,通常推薦的行距為60~75 cm、株距20~30 cm。蔬菜種植密度和行距根據具體品種生長習性和市場需求進行調整。一般而言,葉菜類蔬菜可以采用較密的種植方式,而瓜果類蔬菜則需要較大的生長空間,行距和株距會相應增大。
4.2播種時間和播種深度
(1)播種時間。作物的播種時間應該根據當地的氣候條件來決定,尤其是溫度和降水量。一般來說,大部分作物需要在土壤溫度達到適宜發芽的溫度之后播種,避免凍害或高溫抑制生長。同一種作物在不同地區的最佳播種時間可能會有所不同。應參考當地歷年氣候數據來決定最佳播種時間。
(2)播種深度。在輕質(砂質)土壤中,播種深度可以稍深,因為這類土壤較松散,容易干燥。在重質(黏土)土壤中,應適當減淺播種深度,以便于種子發芽時能更容易地突破土壤表面。
(3)種子大小。大種子(如玉米、豆類)可以播種得更深一些,通常在2.5~5 cm。小種子(如胡蘿卜、白菜)則需要淺播,一般在1~2 cm甚至更淺。
4.3灌溉技術和水分管理
(1)滴灌系統。滴灌能夠將水直接輸送到作物根部,顯著提高水資源利用率,適用于果園、蔬菜園和溫室作物。通過調節滴頭出水量和灌溉時間,可以精確控制水分供應,減少水分和養分損失。
(2)噴灌系統。噴灌適用于大面積作物灌溉,能夠模擬自然降雨,提高灌溉均勻性。通過選擇適當的噴頭和調節壓力,可以適應不同作物和土地條件的需要。
(3)微灌溉技術。微灌溉包括微噴灌和微滴灌,特別適合于節水灌溉和精確灌溉,適用于土壤水分保持不佳或水資源稀缺的地區。
(4)地下滴灌技術。地下滴灌將滴灌帶或管道埋置于土壤中,直接向作物根區供水,進一步減少了水分蒸發,提高了灌溉效率,同時避免了土壤表面濕潤,降低了病害發生率。
根據作物生長階段和土壤類型,維持土壤水分在最適宜范圍內,避免水分過多或不足。依據作物生長需求和當地氣候條件,合理安排灌溉時機和頻率。采用高效灌溉技術,減少水分蒸發和滲漏損失,提升單位水量的產出效益。合理控制灌溉量,避免土壤鹽分積累,通過適時的排水措施防止鹽堿化問題。
5結語
綜上所述,種植密度與行距的優化、播種時間和深度的選擇及高效的水分管理和灌溉技術是實現作物高產、優質、高效的關鍵農藝措施[4]。這些技術的合理應用能夠顯著改善作物的生長環境,優化光照、水分和養分利用效率,降低病蟲害發生率,最終實現作物產量和品質的雙重提升。隨著現代農業技術的不斷進步和智能化水平的提高,通過精確農業管理實踐,如土壤和作物生長監測、智能灌溉系統等,農業生產將更加科學化、精細化,為實現農業可持續發展奠定堅實基礎[5]。
參考文獻
[1]周世堯.雜交玉米良種繁育技術分析[J].種子科技,2024,42(2):22-24,27.
[2]雷世娟.科學推動玉米產業可持續發展[J].云南農業,2023(3):33-35.
[3]張瑩.淺析雜交玉米高產栽培技術[J].種子科技,2022,40(6):38-40.
[4]宋鳳,曲嘉,王續,等.現代農業高產玉米種植技術要點[J].種子科技,2024,42(5):73-75.
[5]杜妍,徐超峰.玉米高產栽培技術[J].農業科技與信息,2024(2):36-38.
(山東省菏澤市單縣種子公司段秀坤)