利用气象土壤大数据对玉米品种环境适应性的自动分析(南北学院)李平,程金魁,李伟,王喜庆

教育   2024-11-16 08:05   吉林  

各位老师好,各位老师好今天我代表“金玉粮源”小组值日,本组老师包括:刘丽威、魏良明、吕国祥、汤继华、鞠伟、田沛烈、霍玉刚、刘忠强、刘洋、卢保红,史丰疆老师和我。

我国玉米种植环境随每气候复杂多变,品种区域布局与类型选择是育种家关心的首要问题。借助生长环境分类可以有效评估玉米种植区域环境特性,从而确定品种目标产区和规模。玉米生长环境可以利用作物生长模型可以不受时间和空间限制地查看玉米生长所经历的干旱和光温胁迫等环境,进而更科学地预测产量和评价相应地区的环境类型。几家大的跨国种业公司的品种晋级及销售早已采用作物生长模型系统指导。


我们团队对东北中晚熟春玉米区(先玉335种植区),东北中早熟春玉米区(德美亚3种植区),东北极早熟春玉米区(德美亚1种植区)和黄淮夏玉米区(郑单958种植区),结合人工智能算法与作物生长模拟,对这4个区域品种历史40年稳产性进行评价,建立减产风险预测模型并得到稳产地区和面积 (图1为例)。

图1 不同地区减产风险及稳产面积
此外,我们还对干旱和光温胁迫等环境风险以及倒伏和病害等胁迫发生的风险进行了评价(图2为例),建立了一套模型和数据库用于对不同区域进行综合评价。

图2 东北40年平均不同地区干旱、光温胁迫、倒伏以及病害风险预测
不同品种与环境之间存在互作,通过多点测试和目标生态区鉴定是评价品种适应性的重要手段,然而从图3我们可以看到即使同样地点玉米经历的种植环境随每年气象变化很大(湿,旱,光温好坏等)。
我们团队建立一个网站,下个月即将开通,可以免费为育种家分析品种的环境适应性及适合推广区域, 届时我将在南北育种群中通知各位老师详细网址,欢迎大家使用。育种家只需输入种植区域(东北中晚,东北中早,东北极早,黄淮夏玉米),品种及对照多年多点测试结果即可。以组合1188650为例,标准的输入格式如下:

网站将自动产生此品种分析和开发潜力预测报告(组合1188650报告详情请见附件),报告为以下格式,并包含以下两个数据库:品种综合评价数据库,品种销售推荐数据库,给此品种最适合销售的市县做出详细的风险分析。

1188650分析报告结合建立的环境分类系统,更加精确的分析品种产量表现与环境胁迫的关系(图3),为精准评估新品种特性建立基础。此外,报告中还对光温胁迫、倒伏和病害的基因型与环境互作也做了分析,由此发现此测试组合在光温胁迫低的情况下产量优势明显;倒伏胁迫加剧情况下抗倒伏能力仍强于CK1;病害胁迫中等情况下,抗大斑病能力强于CK2,抗青枯病能力较弱等特性(附图1-3)。

图3 产量与干旱G×E分析

附图:

附图2 品种抗倒伏G×E分析


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加快信息资源交流,提升种业竞争力,助力玉米行业发展。聚南北英才,育天下良种。
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