主要農作物產量改良的主要途徑及現狀

中國主要農作物產量現狀：從糧食分品種看，中國糧食作物有稻穀、小麥、玉米、大豆和薯類五個主要品種，此外還有高梁、穀子等雜糧作物，在中國主要糧食作物品種中，產量一直居於首位的稻穀，佔糧食總產量的 40%左右，小麥產量位居第二位，玉米產量位於第三位。1949年全國稻穀總產量僅有4865萬噸，到1978年全國稻穀總產量達到1.37億噸，比1949年增長 1.8倍，1998年全國稻穀產量已達1.98億噸，比1978年增長 45.1%，比1949年增長3.1倍。 稻穀產量穩居世界第一位。與稻穀生產情況相比，中國小麥和玉米生產發展速度更快，從1949年到1998年的50年裡，中國小麥和玉米分別增長 6.8倍和9.7倍，年均增產196萬噸和246萬噸。 與其它國家相比，中國小麥產量也居世界第一位，玉米產量僅次於美國，位居世界第二位。受品種結構調整和市場需求的影響，建國以來，中國大豆和薯類產量雖有增長，但增長幅度明顯低於前三個品種。到1998年，大豆和薯類產量分別達到1500萬噸和3600萬噸，分別比建國初期增長1.98倍和2.66倍。

中國的農作物產量之所以一直在不斷地增加，是因為當今科技的不斷進步，而要使農作物產量經過改良而提高必須依賴於作物的遺傳改良，隨著中國人口數量不斷地增加，中國糧食供應竟會愈加緊張，所以必須藉助科技的力量不斷將農作物的產量提上去，那就是遺傳育種技術。那麼作物產量改良主要途徑有哪些呢？

一、引種

引種是指從外地或外國引進作物新品種或新品系，透過適應性試驗鑑定後直接在生產上推廣的方法。引種並不是一項簡單的工作，必須遵循引種的一般規律和一切經過試驗的原則。為了保證引種效果，避免浪費和減少損失，引種必須有目標有計劃的進行。

首先是引種計劃的制訂和引種材料的收集。引種前應根據當地的相關發展產業的需要，結合當地自燃經濟條件、栽培條件以及現有作物品種存在的問題，確定所要引種的作物種類和品種。引種材料收集是必須分析其選育系譜、生態型別、遺傳特性、產量水平和抗病蟲能力等，然後從生育期上估計引入品種是否適合本地耕作制度。

然後是引種材料必須嚴格檢疫。因為引種將危害性病蟲引入的慘痛事例在世界其他各國及中國曾多次發生。為防止危害性病蟲害隨著引入種子和其他材料而傳入中國和引種地區，必須加強對引種作物和種子的檢疫。

其次是要引種實驗，它包括觀察試驗、品種比較試驗和區域試驗、生產試驗。

最後將進入最後階段引進品種的審定和推廣。

二、雜交育種

雜交育種是指用基因型不同的親本材料透過有性雜交獲得雜種，繼而對雜種後代進行篩選，以培育符合生產要求的新品種的育種方法。

雜交育種的步驟：

(一)確定育種目標和育種方案：如果雜交育種前不重視這一步驟，也沒有明確的指導思想，會使育種工作效率較低、育種時間長、成本高，會與動物生產的發展和社會需求是很不適應。雜交用幾個品種，選擇哪幾個品種，雜交的代數，每個參與雜交的品種在新品種血緣中所佔的比例等，都應該在雜交開始之前詳盡討論。實施中也要根據實際情況進行修訂與改進，但不宜作大的變動。

(二)雜交：品種間的雜交使兩個品種基因庫的基因重組，雜交後代中會出現各種型別的個體，透過選擇理想型的個體組成新的類群進行繁育，就有可能育成新的品系或品種。雜交階段的工作，除了選定雜交品種以外，每個品種中的與配個體的選擇、選配方案的制定，雜交組合的確定等都直接關係到理想後代能否出現。因此需要進行一些實驗性的雜交。

(三)理想性狀的固定：這階段要停止雜交，而進行理想雜種個體群內的自群繁育，以期使目標基因純合和目標性狀穩定遺傳。主要採用同型交配方法，有選擇地採用近交。近交的程度以未出現近交衰退現象為度。

(四)擴群：迅速增加群體數量和擴大分佈地區，培育新品系，建立品種整體結構和提高品種品質，完成一個品種應具備的條件。使已定型的新類群，增加數量、提高質量。

三、誘變育種

誘變育種是指人為地利用物理化學或生物等因素，對作物的種子、組織器官等進行誘變處理，以誘發基因突變和遺傳變異，從而獲得新基因、新材料，選育新品種的育種方法。

誘變育種包括輻射誘變:利用各種輻射因素誘導生物體遺傳特性發生變異，如電磁輻射和粒子輻射。化學誘變：利用各種化學物質誘導生物體遺傳特性發生變異，如烷化劑、鹼基類似物及有關化合物、疊氮化物以及其他種類的化學誘變劑。

誘變育種步驟：經誘變處理產生的誘變一代，以M1表示。由於受射線等誘變因素的抑制和損傷，M1的發芽率、出苗率、成株率、結實率一般較低，發育延遲，植株矮化或畸形並出現嵌合體。但這些變化一般不能遺傳給後代。誘變引起的遺傳變異多數為隱性，因此M1一般不進行選擇，而以單株、單穗或以處理為單位收穫。誘變二代（M2）是變異最大的世代，也是選擇的關鍵時期，可根據育種目標及性狀遺傳特點選擇優良單株（穗）。多數變異是不利的，但也能出現早熟、矮杆、抗病、抗逆、品質優良等有益變異，變異頻率約為0.1～0.2％。誘變三代（M3）以後，隨著世代的增加，性狀分離減少，有些性狀一經獲得即可迅速穩定。經過幾個世代的選擇就能獲得穩定的優良突變系，再進一步試驗育成新品種。。具有某些突變性狀的突變系，還可用作雜交親本。

四、轉基因育種

轉基因育種是指利用現代植物基因工程技術將某些與作物高產、優質和抗逆性狀相關的基因匯入受體作物中以培育出具有特定優良性狀的新品種。與常規育種相似，作物轉基因育種也應遵循一定的育種程式。結合植物遺傳轉化的基本流程，作物轉基因育種主要程式包括：

（一） 育種目標的制訂。由於每種農作物農藝性狀不同、同一作物在不同的生態環境、栽培條件及社會發展時期所需解決的實際問題也不同，因此育種目標必須依據實際需要來制訂。

（二） 目的基因的獲得。在制訂了具體可行的育種目標後，就可以對引種目標選擇合適方法來分離克隆用於作物遺傳轉化的目的基因。依據目的基因的功能不同，目的基因可分為功能基因和調控基因。

（三） 表達載體的構建。為了讓目的基因在轉基因作物中有效表達，必須將目的基因與特定的表達調控元件相連線建成基因表達盒。

（五） 遺傳轉化。遺傳轉化是指將外源基因匯入受體細胞內，並整合到核基因組或質體基因組中的過程。它包括農桿菌介導法、基因槍法和花粉管通道法。

（六） 轉基因植株的獲得和鑑定

（七） 轉基因材料的育種利用

五、細胞工程育種

作物細胞工程是以作物組織和細胞培養技術為基礎的一項技術。是以細胞為基本單位，在體外進行培養、繁殖或認為地使細胞某些生物學特徵按人們的意願生產某種物質的過程。主要包括加倍單倍體技術、體細胞無性系變異技術、細胞融合技術和染色體技術等。

細胞和組織培養在作物育種中具有廣泛的應用。植物細胞培養的基本過程主要包括的步驟：（1）從健康植株的特定部位或組織，如根、莖、葉、花、果實、花粉等，選擇用於培養的起始材料，（2）用一定的化學藥劑（最常用的有次氯酸鈉、昇汞和酒精等）對外植體表面消毒，建立無菌培養體系。這是獲得培養成功的重要一步。（3）形成愈傷組織和器官，外植體塊在培養基上形成疏鬆的愈傷組織，由愈傷組織分化出芽並可進一步誘導形成小植株。另一途徑是用外植體或愈傷組織細胞經液體懸浮培養誘導胚壯體再長成植株。胚壯體的形成可大大提高繁殖效率，並可減少變異。

1.總產量增加：在單產不變情況下，透過擴大種植面積或增加複種實現；在種植面積不變情況下，只有透過提高單位面積的作物產量的途徑來實現了。這也是我們通常所說的提高農作物產量。

2.提高單產：途徑有a提高農作物的光合作用效能，增加光合產物積累，如選用高光效的作物品種、進行合理的肥水管理等；b提高作物產品的經濟系數，增加有效產品的生物產量，減少非有效產品的生物量；c減少有害生物對作物的危害，以減少作物產品的損失。如病蟲害防治、鼠害的防除等，以減少農作物的損失。d提高收穫係數，增加產品產量。如甘蔗的低砍收穫增加甘蔗莖產量，水稻收穫注意防治落粒的損失等。

選擇合適當地的種植作物，當地土地是否肥沃，是否有水，沒有水靠天吃飯的只能選擇耐旱的作物，一定要科學種田，有條件的情況下可以選擇一些增產的藥，種地主要還得人勤快，人勤快地就好。

農產品種植位置的選擇：

☆遠離工業區、工業汙染區域。

☆選擇土壤肥沃、無汙染的的區域。

☆選擇Sunny充足、空氣清新的區域。

☆選擇水源充足、水質良好的區域

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選擇優質種子：

☆農產品主要經濟性狀都受遺傳基因控制。

☆要高度重視品質育種。

☆選用株型、葉型合理的高產、高品質的種子

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改進栽培技術：

☆合理密植：使葉面積指數在合適的區間範圍、使太Sunny的截獲量增加。

☆嫁接技術應用：一個品種有一定的生命週期，過一段時間，需嫁接新的品種。

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改良土壤：

☆合理輪作：透過合理輪作，改善土壤狀況，提高土壤肥力，從而提高農作物的產量和品質。

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科學施肥：

☆土壤檢測後，針對性施肥，增加土壤肥力（農作物需要的營養元素）。

☆使用有機肥料。



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農業滴灌技術的應用：

☆根據農作物的需水特點和需水規律合理灌溉。

☆水分過多：影響作物根系發育、甚至產生腐爛現象。

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防止病蟲害：

☆無公害栽培技術。

☆生物技術除蟲害：以蟲治蟲、以菌防治蟲害（比如養青蛙）

☆物理技術防蟲害：隔離、捕殺、誘殺。

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適時播種/收穫

☆不要耽誤農作物播種時間

☆不要耽誤農作物生理成熟期