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4++引种

第四章引种

前几章讲育种目标、用什么材料育种（种质资源）、植物的繁殖方式与育种的关系都是与育种有关的基础知识。

本章是育种的开始。

本章讲4节§1引种的意义

§2引种的基本原理

§3引种的一般规律

§4引种的工作环节

第一节引种的意义

一、引种的概念

广义的引种：

从外地区（指不同的农业区）或外国引进新植物、新作物、新品种以及各种遗传资源。

狭义的引种（作为育种途径的引种）：

从外地区或外国引进作物新品种，通过适应性试验，直接在本地区或本国推广种植。

引种成功（应用于经济栽培）的标准：

①与原产地比较，不需特殊保护而能露地越冬、度夏，正常生长、开花、结实；

②保持原有的产量和品质等经济性状；

③能用适当的繁殖方式进行正常的繁殖。

应当说明的是以营养器官为目标产品的植物,只要在新区能保持其产量和品质,生产上可以从外地引进种子或幼苗进行栽培,能否正常开花结籽可以不作为引种成功的标准。

二、引种的作用

1、引进新作物、新品种发展农业生产---是解决生产者、消费者对品种需求的好方法.

新作物或新品种都是先在个别地区即原产地栽培，然后通过引种，逐步传播、扩散到广大地区的。

通过引种，不仅可以引进外地优良品种，而且还可以引入当地没有栽培过的新植物。

2001年统计，目前我国的主要栽培植物大约有600种，其中粮食、经济作物约100种，果树、蔬菜作物约250种，牧草、绿肥作物约70种，花卉、药用作物约180种。

这些栽培植物大约有近300种原产我国，另一半，即约300种是陆续从国外引进的。

我国曾先后从国外引进的甘薯、玉米、芝麻、向日葵、花生、甜菜、棉花、红麻和烟草等许多作物。

其中棉花的引种工作成效较大。

我国曾多次引进产量高、品质好的陆地棉品种，取代了低产、质次的中棉和草棉。

在生产中占重要地位的苹果、葡萄、番茄、甘蓝、马铃薯都是在不同时期从国外引入的。

而引入时期较晚的种类如青花菜、石刁柏、甜樱桃等生产上至今仍以直接利用外引品种为主。

直接提供生产利用的苹果有66个品种，主要有红富士系（目前流行烟辐3、2001）、元帅系等。

2、充实种质资源可增加我国的种质资源种类，为新品种培育奠定物质基础。

引种的作用不仅在于所引进的品种直接用于生产，更重要的是充实种质资源。

从中进行系统育种或作为杂交亲本，在育种中发挥了重要作用。

国外引入低芥酸油菜品种育成了一批低芥酸的油菜新品种（目前推广品种占70%）。

70年代以来我国引入的蔬菜种质材料约2万份，相当一部分被用作育种的原始材料，育出了一大批抗病、高产、优质的蔬菜新品种，并在生产上推广。

3、利用异地种植，提高产量。

我国麻类生产中，常有南麻北种的作法。

即将南部地区的麻类种子引到北方山东、河北栽培，能显著地提高产量而纤维品质变化不大。

因为麻类的产品是纤维，是营养体。

生产上种植的大麻、黄麻、红麻都是喜高温、短日照的作物，南麻北种，遇长日低温环境，生育期延长，植株高大，麻皮厚，纤维产量高。

但需要年年调种。

第二节引种的基本原理

一、植物生态环境与生态类型

1、生态因素（ecologicalfactor）:

　　作物生存和繁殖的环境中，对作物的生长发育有明显影响和直接为作物所同化的因素称生态因素，如气候、土壤、生物等。

2、生态环境（ecologicalenvironment）：

　　各种生态因素都处于相互影响和相互制约的复合体中，它们综合作用于作物，形成生态环境。

3、生态适应：

对一定生态环境表现正常的反应称为生态适应。

植物品种对生态环境的生态适应主要表现在：

生育期、丰产性、稳产性。

种内遗传类型较多的植物（如水稻），适应生态环境变异的幅度较宽,分布的范围就广。

对主要生态因素（光温）要求不严格，且抗逆性强的品种，适应性广，分布范围广，如玉米、棉花。

4、生态区：

在一定地区内具有大致相同的生态环境，包括自然环境和耕作条件。

对于一种作物具有大致相同的生态环境的地区，称为生态区。

如籼稻区、粳稻区。

如山东小麦属北方冬麦区，分为：

华北北部晚熟冬麦区（胶东）6/20

黄淮平原中熟冬麦区（山东西部）

5、生态类型：

一种植物在一定的生态环境作用下所形成的遗传适应性的品种类群。

生态型一般可分为：

气候生态型、土壤生态型。

气候生态型是在光照、温度、雨量为主导因素所形成的生态型。

籼稻和粳稻、早稻和晚稻是水稻的不同气候生态型。

以土壤为主导因素所形成的生态型为土壤生态型。

如水稻、陆稻。

生态区和生态类型的划分，可以为制定育种目标及引种提供依据。

二、气候相似论

只有在原产地和新栽培区气候条件相似时，引种才有成功的可能性。

基本要点：

地区之间，在影响作物生产的主要气候因素上，应相似到足以保证作物品种相互引种成功时，引种才有成功的可能。

就我国从国外引种看：

从美国中西部引进的小麦品种在我国华北北部较为适应；

而从意大利引入的小麦品种则较适于长江流域；

而我国南北麦区之间相互引种一般不能成功。

我国从美国引入的陆地棉品种在长江、黄河流域棉区都能很好适应，也是因两地的气候、土壤条件基本相似。

如果两地间生态条件差异较大，引种就不易成功。

地区

纬度

（0N）

无霜期

（天）

年雨量

（mm）

年平均温度（℃）

7月平均

温度℃

土壤

长江、黄河

流域棉区

27～40

180～260

500～1200

11～15

36以下

冲积土为主

美国主要

植棉带

25～37

200～260

700～1250

>15

26～29

冲积土为主

因此，进行农业气候相似性研究，对搞好引种工作十分必要。

三、重要生态因子、品种特性与引种的关系

根据气候相似论：

一般纬度相近的东西向地区间引种成功的可能性大。

因为温度、日照随着纬度的高低而变化，温度又受海拔的影响。

引种时要综合分析不同地区的温度、日照、降水和湿度、土壤的变化情况，以及不同植物品种的发育特性。

（一）温度各种作物对温度的要求不同，分为：

高温型作物：

晚春播（4/10后）、夏播作物。

高温是植物南引的关键因子。

低温型作物：

早春播或秋播作物。

冬季绝对低温是南种北引的关键因子。

一般说来：

温度升高能促进生长发育，提早成熟（积温够了即可）；

温度降低，会延长生育期。

如玉米早熟2000～2200℃；中熟2200～2400℃；晚熟2400～2600℃。

同一品种如农大108：

春播130d±；套种120d±；夏播108d±。

但是，植物的生长和发育是两个不同的概念：

生长所需的温度与发育所需的温度是不同的。

如冬小麦：

生长的适温为20℃±；

发育上，幼苗需要有一定的低温条件。

若低温条件不能满足，就不能抽穗开花，这就是春化过程。

不同种（或品种）植物在春化时需要的低温值和持续时间不同。

温度一般在北半球，高纬度地区温度低于低纬度地区；高海拔地区温度低于平原地区。

（二）光照光照对植物的影响主要是昼夜交替的光周期、光照强度和光照时间。

一般而言，光照充足，有利于植物的生长。

但在发育上：

有的对光照长短和强弱反应比较敏感，如大豆。

有的比较迟钝，如花生。

根据植物对光周期的不同反应，可将植物分为：

长日照植物：

在日照短的时期进行营养生长，到日照长的时期开花结实。

如小麦、大麦、黑麦、豌豆、洋葱、甜菜、胡萝卜、莴苣、苜蓿等。

短日照植物：

在日照长的时期进行营养生长，到日照短的时期进行花芽分化并开花结实。

如水稻、玉米、谷子、高粱、甘薯、棉花、大豆、花生、烟草等。

中间性植物：

对光照长短反应不敏感，在不同的光照条件下都能开花。

如番茄、黄瓜、四季豆、苹果、桃等。

光照的长度因纬度和季节而变化：

北半球：

夏至（6/21）光照最长，冬至（12/22）最短。

从春分到秋分（夏天），高纬度的北方日照时数＞低纬度的南方；

从秋分到春分（冬天），高纬度的北方日照时数＜低纬度地区。

海拔：

高海拔地区的太阳辐射量大，光较强；

低海拔地区的太阳辐射量小，光强相对较弱。

（三）植物的发育特性

根据植物对温度、光照的要求不同，把一、二年生植物分成两大类：

低温长日性植物：

小麦、大麦、油菜等（秋播、早春播→夏天收获）；

高温短日性植物：

水稻、玉米、棉花、大豆等（晚春播→秋天收获）。

植物个体发育中总是表现为：

需要低温和需要长日照；

需要高温和需要短日照相联系的现象。

1、低温长日性植物，起源于高纬度地区，生活周期在冬至→夏至之间，

苗期处于冬季严寒条件，先经过一个低温阶段，而后遇到春分→夏至的长日照阶段。

这样就形成了低温长日照的习性。

2、高温短日性植物大都起源于低纬度地区（如水稻起源于南方）。

生活周期主要是在夏至→冬至之间，开花期处于高温短日照的时候，就形成了高温短日照的习性。

纬度相近的东西地区之间比经度相近的南北之间的引种有较大的成功可能性。

同纬度的高海拔地区与平原地区之间相互引种，不易成功；

而纬度偏低的高海拔地区（南方高原）与纬度偏高的平原地区（北方平原）的相互引种，成功的可能性较大。

第三节引种的一般规律

教训：

50年代初期

①广东从河南引进冬小麦品种“定县72”，结果不能抽穗，颗粒无收。

因广东冬季温度太高，不能通过春化阶段（广东为春性、河南半冬性）。

②河北唐山从河南引进蚰子麦，结果冬天全部冻死。

唐山属华北北部晚熟冬麦区（冬性），河南属黄淮平原中熟冬麦区（半冬性），属二个生态区。

山东04～05年暖冬，年后温度低冻死不少（半冬性）。

③粳稻品质好，湖南、湖北从东北引进青森5号早粳品种，结果在秧田里便开始幼穗分化，甚至抽穗，产量大减，称青森5号事件。

所以，引种必须按客观规律办事。

一、低温长日作物引种规律（小麦）

1、北种南引：

往往冬季温度高、春季日照短。

不能满足：

感温阶段对低温的要求

感光阶段对光长的要求。

冬性品种则不能通过春化阶段，半冬性品种即使通过了也会延迟拔节，甚至不能抽穗。

表现为生育期延长，但营养器官加大。

因此，不能长距离引种。

2、南种北引：

由于温度、日照条件都能很快满足，表现生育期缩短，提早成熟。

但往往因北方冬季寒冷不能安全越冬。

将河南半春性小麦引到山东，易产生冻害。

山农、农科院的种子多数是半冬性，在胶东不抗冻。

春小麦的短日低温性不强，春化阶段短，要求的温度范围较宽，适应性强，引种范围较广，如墨西哥育成的春小麦品种，在世界上有二、三十个国家种植，产量都较高。

3、冬播区的春性品种（南方的冬小麦为春性）引种到春播区（内蒙、黑龙江），有的可以适应。

因春播区的日照长或光照强，表现早熟，粒重提高，甚至比原产地还好。

如长江流域的蚕豆、小麦→引到西藏春播表现良好；

福建的晋麦33→引到内蒙古表现良好。

相反，春播区（北方）的春性品种→引到冬播区（南方）冬播，

有的因春季的光照不足而表现迟熟；有的易遭冻害。

4、海拔：

高海拔地区的冬作物品种往往偏冬性，引到平原地区往往不能适应。

而平原地区的冬作物品种→引到高海拔地区春播，有可能适应。

二、高温短日性植物的引种规律（水稻）

水稻生育特点：

（1）短日作物：

早稻感光性弱；中稻感光性弱-中等；晚稻感光性强。

（2）喜温作物：

温度高促进抽穗，低温延迟发育。

早、中、晚稻在感温性

上没有明显差别，但总的来说以晚稻最强，中稻次之，早稻最弱。

1、北种南引：

原产高纬度地区（华北、西北、东北）的高温短日性作物，属于早熟春作物。

其感温性强、感光性弱（对长日不敏感）。

北种南引：

往往由于气温高，会缩短生育期，提早成熟。

但株、穗、粒变小，产量降低，一个能否高产的问题。

2、南种北引：

原产低纬度地区的高温短日作物，有春播、夏播之分（如水稻有早稻、晚稻）。

春播品种，感温性较强而感光性较弱（长日照环境）；

夏秋播品种，感温性弱而感光性强。

引种到北方：

不能满足对温度和短日照要求：

往往会延长生育期，延迟成熟，营养器官增大；存在能否安全成熟的问题。

注意①引早熟种；

　　②引早稻作中稻或晚稻；

　　③晚稻引种距离不宜太大，引早熟种；

3、高低引种：

主要是温度的差别，还有光质的问题。

高海拔→低海拔：

生育期长—→短

高海拔地区的品种感温性强，引种到平原地区往往早熟，有能否高产的问题。

低海拔→高海拔：

生育期短—→长

而平原地区的品种引种到高海拔地区：

由于温度较低而延迟成熟，有能否安全成熟的问题。

南方引种至北方

北方引种至南方

短日高温作物

晚熟，器官变大

早熟，器官变小

长日低温作物

早熟，器官变小

晚熟，器官变大

三、植物对环境反应的敏感性与引种

根据对环境条件反应的敏感程度不同，高温短日性植物大体上可以分成3类：

（一）敏感型大豆引种范围较窄，属严格的短日性植物。

纬度相似，东西之间引种容易成功。

南北引种，纬度不易超过1～1.5度。

如南北引种，可与春夏播结合起来。

如河南的早熟品种引到山东可作晚熟种栽培，辽宁的春播种子可到山东夏播。

（二）迟钝型如甘薯、花生等。

甘薯目的是收获块根，没有严格的成熟期，无论南北或东西引种，影响都较小。

如胜利百号遍布我国东西南北。

70年代以来，徐薯18号的推广范围已超过胜利百号。

广东的花生品种白沙1016引到山东、辽宁表现也很好（2000年统计第一位）。

但两地温差过大，也不会成功，如花生引到西藏，由于积温不够，在大部分地区开花而不结果，或者不能成熟。

（三）中间型对环境条件的敏感程度介于二者之间。

如玉米、水稻、棉花、谷子、麻类等。

据研究，玉米引种，纬度每差1度：

春播晚熟品种的生育期相差1.3d±；

春播早熟品种的生育期相差0.8d±；

夏播品种生育期相差0.5d±左右。

在海拔方面，每差100m：

春播晚熟品种的生育期相差3.5d±；

春播早熟品种相差2.5～3d。

第四节引种的工作环节

一、引种目标的确定：

同其他育种过程一样，引种必须有明确而具体的引种目标。

要引什么样的品种，必须从多方面考虑。

为了直接利用，尤其应注意与当地的生产条件和耕作制度相适应。

二、引种材料的收集：

1、根据引种理论和对本地生态条件的分析，掌握有关品种资源的信息。

2、同一地区，同一生态类型中要收集尽可能多的品种（基因型不同），

每个品种的种子数量可少些，以能供初步试验为度。

三、检疫工作

引种是病虫害和杂草传播的重要途径。

从外地区，特别是外国引进的材料必须通过严格的检疫。

国内外在这方面都有许多严重的教训。

从国外引入的种子，必须检疫，证明无检疫性病虫害后，在隔离观察圃种植，并用细纱网隔离，以防昆虫传播病害。

如发现当地没有的病虫害，应将材料销毁。

通过这样途径繁殖而得的种子，才能用于试验。

四、引种试验

为了减小引种工作的盲目性，引种必须经过试验，这是引种工作必须牢牢掌握的原则。

1、观察试验

对引进的少量种子，先在小面积上试种观察，看看在当地条件下的适应性（观察能否成熟、是否抗病虫）。

小区面积小，不设重复。

至于各材料是否比当地良种增产，还须再进一步进行品比试验及生产试验。

2、品种比较试验和区域试验

将观察试验中表现优良的引进品种进行品种比较试验，在品比试验中表现优异的品种参加区域试验。

3、栽培试验：

外来品种不一定适应本地现有的栽培条件，根据品种的特性进行栽培试验，做到良种良法一起推广。

五、引种材料的选择

品种被引进新的地区后，由于生态条件的变化，容易发生变异，所以必须进行选择，以保持其种性，也可能从中选出新品种。

途径有三：

1、去杂去劣：

将杂株和不良变异的植株全部淘汰，保持品种的典型性和一致性—→良种繁育。

2、单株选择：

选出性状突出优良的个体，分别脱粒—→系统育种。

如棉花品种岱字棉15号；小麦品种阿夫、阿勃引进后，都先后育出很多新品种。

3、作为种质资源：

引进品种综合性状不好，但某一性状具突出优点，可作为种质资源再利用。

第五节植物驯化

一、概念驯化：

人类对植物适应新的地理环境能力的利用和改造。

二、植物驯化的原理与方法

米丘林“风土驯化学说”的基本原理：

生物体与其生存的环境之间存在着对立统一的关系，生物体的遗传可塑性使得它可以经过驯化而适应新的环境。

具体做法：

选用植物遗传不稳定、最易动摇的幼龄实生苗，作为风土驯化的材料，采用逐步迁移的办法，每次沿纬度迁移300km,使其在新的环境影响下，逐步改变原有的本性，最终适应新的环境。

方法的依据：

①植物在个体发育的幼龄阶段变异性较大

②实生苗对新的环境适应能力较强。

风土驯化学说，对引种具有重要的指导意义。

思考题

1、什么是引种？

2、低温长日性植物和高温短日性植物的引种有什么规律？

3、简述引种的工作环节。