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包头市玉米工程技术院士工作站

一、简介

包头市玉米工程技术院士工作站于2014年7月17日在包头市农业科学研究所挂牌成立,是包头市首家农业类院士工作站。目前已确定中国农业大学教授、国家玉米改良中心、中国工程院院士戴景瑞带领的10名专家(其中院士1人,博士生导师4人,硕士生导师2人)首批进站。

玉米工程技术院士工作站的成立为我所各项工作全面飞速发展搭建了一个平台,不仅在玉米方面开展了各项合作,而且在分子辅助育种、蔬菜、马铃薯等方面展开全面合作。至今,李召虎校长先后数次带领玉米、马铃薯、蔬菜、植保等专家团队到包头对接推进落实各项合作。2014-2015年,引进了中国农业大学王琦教授的抗重茬微生物制剂,解决了我市马铃薯生产上重茬造成的减产、土传病害严重等问题,土传病害防治效率提高了80%,2年的示范应用,经济效益显著。

今年,合作范围又进一步扩大,中国农业大学玉米转基因测试站落地农研所,种植了4440份转基因新品种;盐碱地的改造利用在土右旗、九原开展了相关试验;玉米秸秆综合利用等产学研合作项目也在推进中;番茄抗溃疡病、茎腐病、褪绿病毒病分子辅助联合育种与中国农大园艺学院也全面展开;双方就中国农业大学包头研究分院的建立达成初步意向。合作两年来,经过邀请专家团队来我市实地调研指导、赴北京对接学习等形式,基本形成了专家团队定期来包指导服务的工作模式。可以说,玉米工程技术院士工作站的建成,促成我所与中国农业大学的合作全面展开,推动了科研成果的快速转化,提高了包头市种植业的科技贡献率,为将包头市农业科学研究所打造成西部一流的科研院所奠定了基础。

二、实施内容

1、 育种工作

引进495份院士团队优良种质资源,选育出2个的玉米新品种。

2、 引种工作

引进370份中国农业大学组配的中晚熟玉米优良新组合。

3、 新型栽培技术引进

引进玉米新型栽培技术“高光效栽培技术”。

4、 示范推广

引进院士团队玉米新品种在我市进行大面积示范推广,建立10个20亩以上的示范点进行示范推广。

5、 建立分子辅助育种实验室

采购PCR仪、凝胶成像分析系统等仪器设备,并开展分子标记相关工作。

6、 其它进行中的试验

开展玉米转基因鉴定试验,引进新型纳米肥料增效剂,引进新型生物菌剂等。

三、完成情况

1、育种工作

本项目充分利用玉米工程技术院士工作站的资源优势、智力优势和信息优势,引进了495份目前国际主流的育种材料。结合我所作物研究室多年的工作积累,选育出2个产量高、抗性强、综合性状优良的苗头品种,同水平下产量比“先玉335”提高14.21%,达到既定目标。

2、引种工作

在选育新品种的同时,引进了370份中熟、中晚熟玉米优良新组合。试验小区面积5㎡,筛选出了20份表现优秀的组合,这些组合熟期适中、综合抗性强,且部分组合苞叶少,脱水快,利于机械化收获。这20份组合产量都在1000kg/亩以上,最高达到了1262.38kg/亩,具体见表一。这对丰富我市玉米栽培品种具有积极意义。

表一、筛选出的20份新组合形状表现

编号

亩产(kg/亩) 

 编号 

亩产(kg/亩) 

1

1262.38

11

1159.00

2

1256.30

12

1150.22

3

1247.71

13

1123.95

4

1227.19

14

1120.95

5

1208.48

15

1108.23

6

1202.38

16

1087.93

7

1201.85

17

1081.78

8

1197.24

18

1079.49

9

1186.96

19

1077.94

10

1179.44

20

1000.90 

3、新型栽培技术引进

通过玉米工程技术院士工作站引进了玉米新型栽培技术“高光效栽培技术”。玉米高光效栽培技术是将原来南北垄向及其它方向的垄向改为经过测算的最佳角度,利于最大化的利用有效日照,并将常规等行距栽培改为宽窄行栽培。该技术能够充分利用光能,解决了玉米密植后通风透光效果不好,群体郁闭的问题,在不改变其它的栽培管理方法下,使玉米产量获得提高。

经过试验研究,采用“包玉9号”作为供试材料,高光效处理亩产达到968.55kg/亩,比对照增产8.54%,具有显著的增产效应,且在生育期、抗性等方面与对照无显著差异。“高光效栽培技术”不需要投入更多化肥农药成本,仅靠改变垄向和调整垄距就能达到这样的效果,主要因为垄向和行距的调整可以提高玉米群体光合面积,延长了光照时间,减少了光合产物的消耗,使宽窄行种植边际效应增强,有利于促进作物成熟,提高籽粒质量和出籽率,进而提高粮食产量,这对我市玉米生产是个利好消息。

相关研究论文“包头市玉米高光效栽培技术应用研究”已被《中国种业》录用,将在2016年第八期发表。

4、示范推广

全市累计推广面积达到1.2万亩,平均增产50kg/亩,1.2万亩地增收84万元,经济效益显著,收到了良好的推广效果。

5、建立分子辅助育种实验室

在玉米工程技术院士工作站的支持下,筹备建成了分子辅助育种实验室。采购了PCR仪、凝胶成像分析系统、微量分光光度计、-80°超低温冰箱、高速冷冻离心机、电泳仪、超净工作台、恒温气浴振荡器、胶染台等仪器设备,以及配套的实验台、器皿和耗材等。分子辅助育种实验室全面投入使用。

利用分子实验室,我所开展了番茄黄化曲叶病毒病抗性基因的检测工作,共检测高代亲本材料和单株后代材料200个样,其中检测出含抗性基因TY1的样品30份,含抗性基因TY3的样品25份,同时含抗性基因TY1和TY3的样品18份,含有杂合抗性基因的样品120份,其余为感病材料。

6、其它进行中的试验

利用玉米工程技术院士工作站平台,与中国农业大学开展了玉米转基因鉴定试验,2015年我所承担了2000份玉米转基因组合鉴定试验,占地约20亩,试验圆满完成。2016年承担了4440份玉米转基因组合鉴定试验,占地约70亩,目前所有组合长势良好,正处于苗期。试验进展顺利。

引进中国农业大学纳米肥料增效剂,这种增效剂是以纳米材料复配微生物代谢产物而成,能有效提高化肥的利用效率,减少流失,从而降低化肥用量,提高作物产量。今年在玉米、马铃薯上开展了相关试验,试验正在进行中。

引进了新型生物菌剂,这种菌剂复配多种微生物,能够有效改善土壤微生物环境,增加土壤团粒结构,其代谢产物对作物也有多种利好因素。2015年在玉米、马铃薯、蔬菜上进开展了相关试验,表现良好。

四、采取主要方法

引进495育种材料,进行适应性筛选,剔除熟期过晚、不耐盐碱、保绿性差、倒伏倒折、感病的材料,筛选出5份综合表现优良的材料,结合农研所多年工作积累,与自有骨干材料进行杂交,组配了320份新组合,经过鉴定品比,筛选出2个产量高、抗性强、综合性状优良的苗头品种。

引进370份新组合,鉴定品比,筛选出了20份表现优秀的组合,这些组合熟期适中、综合抗性强,且部分组合苞叶少,脱水快,利于机械化收获。这20份组合产量都在1000kg/亩以上,最高达到了1262kg/亩。2015年天气较为干旱,7-8月份基本没有有效降水,对供试组合抗旱性是一个很好的检验。因为干旱,红蜘蛛在我市大范围爆发,部分供试品种高感红蜘蛛,出现早衰现象,会对产量有一定影响。青枯病也在个别组合株上发现,没有大面积发生,对产量影响较小,其它病虫害未在供试组合上发现。同时个别品种出现倒伏倒折现象,倒伏倒折属于“一票否决”的不良性状,也是我们最终剔除的重要依据。

引进“高光效栽培技术”,专家指导培训,开展对比试验,经过试验研究,采用“包玉9号”为供试材料,高光效处理亩产达到968.55kg/亩,比对照增产8.54%。

在全市进行大面积示范推广,建立10个20亩以上的示范点进行示范推广。

筹备建成了分子辅助育种实验室,采购了PCR仪、凝胶成像分析系统、微量分光光度计、-80°超低温冰箱等仪器设备。分子辅助育种实验室全面投入使用。利用SCAR、SSR等方法开展了番茄抗性基因分子标记等工作。

开展了玉米转基因鉴定试验,2015年我所承担了2000份玉米转基因组合鉴定试验,占地约20亩。2016年承担了4440份玉米转基因组合鉴定试验,占地约70亩。2行区种植、行距60cm,行长5m,小区面积6㎡,主要调查生育期、苗数、苗势、病虫害、收获株数、收获穗数、保绿度、粒重、含水量、容重等指标。

引进中国农业大学纳米肥料增效剂,复配多种微生物,能够有效改善土壤微生物生态环境,增加土壤团粒结构,其代谢产物对作物也有多种利好因素。2015年在玉米、马铃薯、蔬菜上进开展了相关试验,表现良好。今年在玉米、马铃薯上开展了相关试验,试验正在进行中。在玉米上设计了单因素试验,小区面积35㎡,3次重复,行距50cm,行长8m,对照为正常施肥,试验正常进行中。

2014-2015年,引进了中国农业大学王琦教授的抗重茬微生物制剂,解决了我市马铃薯生产上重茬造成的减产、土传病害严重等问题,在固阳县开展了相关试验,产量比对照提高8%,疮痂病防治效率提高了80%,2年的示范应用,经济效益显著。

六、经济效益和社会效益

1、经济效益

在全市进行了大面积推广,选育出的新品种抗病虫性强,产量高,双穗数多,平均增产100斤/亩,按照市场价格计算:

100斤×0.7元/斤=70元    20亩地增收1400元

2、社会效益

我们首次与中国农业大学深入合作,引进的495份育种材料都是中国农业大学近年从国外交流引进的最新材料和自有优良育种材料,引进的370份玉米新组合都是其近年新培育出的优势组合,是以最前沿的育种理念作为指导,采用国内外最新的育种材料,结合分子辅助育种等先进手段选育出来的组合。

在育种目标上,在高度重视产量的基础上,在抗性,适宜机械化作业等方面都投入很多,选育出的新组合在种子发芽率、株高穗位一致性、苞叶松散程度、脱水速度、茎秆韧性等方面均表现良好,这些表现为大面积推进机械化作业提供了基础,是育种的最新方向。我们积极引入这样的新组合,对我市玉米产业的发展也具有重要的意义,也在为今后玉米全程机械化铺平道路。

霍天舒 责任编辑: