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第10章 作物群落育种

在西汉古农书《氾胜之书十八篇》中曾记载有“每亩以黍椹子各三升合种之”,“又可种小豆于瓜中”。前一句“合种之”即混合种植2种作物,在耕作学中称为混作。后一句“种小豆于瓜中”说明豆瓜套作。2种方式都是把2种或多种作物群体组合在一起;实际上,混作和套作是作物群落的2种种植方式。种植一种作物称为单作,不会有混作和套种。可见作物群落在我国有2000多年的历史。在作物群落混作、套作时,一定要选择相当的作物类型种植,按理说原始的作物群落的群体选育在这时也就开始进行了。并且,以后历代也不断为作物群落的混作、间作和套种选配相宜品种,例如中国农业科学院棉花研究所曾为小麦棉花群落套种培育了“中育10号”低秆晚播小麦和“中棉所45号”丰产早熟棉花;山东省的作物育种工作者也为小麦玉米大豆群落选配了泰山1号小麦、丹玉6号玉米和东解1号大豆良种。不过,人们并没有认识到这就是作物群落育种。

作物群落育种是利用自然和人为的遗传和变异,为作物群落培育优良品种。作物群落的品种实际上是群落内的群体的品种,它不仅具有群体单独存在时的优良性状,而还具有适应在群落中生长的特点。首先各群体品种间要和谐,具有相利性状,避免相害性状,其次它们的生态适应性要大同小异,特别是都能适应群落的内生境。所以群落优良品种的内涵更为丰富。作物群落育种凭借变异性,创造其中群体的新的性状,培育优良新品种,再通过遗传性传给后代,在生产上发挥增产增效的作用。

作物群落育种的任务在于研究和应用作物群落育种的理论和技术,培育作物群落内多个群体的优良品种,繁育并提供充足的标准化种子。作物群落育种与群体育种不同,它将涉及多个群体的新品种,比较复杂,难度大,水平高。在这里提出品种集的概念。一般作物育种是从个体开始,进行单株选择、杂交和诱变等技术,选出优异的单株,育成品系,再参加比较试验,确定为品种。它们都是以优良品种个体群的形式出现而应用于生产的。品种个体群是每一个作物品种的个体的集合体。例如创世界单产最高纪录的超级稻“协优107号”品种个体群和夏玉米“登海超试1号”品种个体群。古今中外所推广的品种都是品种个体群。培育作物品种个体群属于作物群体育种的工作。许多作物品种个体群则构成品种集。品种集是2种或2种以上的不同作物品种个体群的集合体。例如,大蒜白菜棉花西瓜群落的宋城大蒜、山东4号大白菜、中棉所12号棉花、郑杂5号西瓜品种集。培育品种集则是作物群落育种的任务。这是作物育种的一项崭新的工作。作物育种按对象可分为个体育种、群体育种和群落育种。作物个体育种是采用单株选择、杂交和诱变作物个体,产生变异单株或直接应用或繁育成品种个体群,在生产上推广。它的任务是培育作物品种优良单株。作物群体育种是采用混合选育和杂种优势利用等方法,培育作物群体。它的任务是培育优良的品种个体群。作物群落育种是采用先进的育种技术,选育有特殊性状的单株及其群体,组成多个相适应的品种个体群。它的任务是培育作物群落的优良品种集。品种集的特性表现在形态上的互补性,生理上的协调性和生态上的同一性。作物群落育种的目标是作物群落高产、优质、高效、和谐。高产是作物育种的首要目标,群体育种和群落育种都要求高产,前者的目的是一种作物高产;后者是多种作物高产,要求高,困难大。优质也是作物育种的总目标之一。群落育种与群体育种也都要求优质。它们的不同之处,在于如何利用群落中群体互相有利的性状以提高各群体产品的质量。例如培育群体植株高低、喜光耐阴、喜湿耐旱等性状,改善群落内生境的条件,以提高质量。高效包括经济高效和生态高效两方面。群体育种提高作物经济效益,主要靠优质,品种优质,价格高,成本低,经济效益自然就高。群落育种就不同了,不仅靠各群体本身优质,而且在群落中组合高价作物如瓜、藻、药等更能提高群落的整体经济效益,甚之达到超高效。和谐是作物群落育种所特有的目标。作物群落和谐包括群体和谐和环境和谐,前者是指群体互利互惠,伴生相处;后者是指群落与环境相适应。作物群落育种必须通过有效的育种技术,培育相应的性状,以达到上述高产、优质、高效、和谐的目标。其他如作物群落的理论和试验方法都有其特殊性及需要研究的内容,值得开展深入探讨。

作物群落育种学是研究、培育和繁育作物群落品种集的理论和技术的科学。这是一门正在孕育着的作物群落领域中的分支学科。随着本书的编写和出版,在深入进行研究和大力开展新品种集选育的基础上,广泛收集和积累资料,到一定时期,这门学科及其下属学科将会相继建立,丰富作物科学的内容。

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