近年来,计算机技术在作物育种领域大显身手,建功立业.国际水稻研究所精选了300个水稻优良品种组成亲本材料圃,并对亲本性状进行详细调查,把结果输入计算机,对主要性状进行归类,建立了亲本数据库.这样,人们就可快速、准确地检索,育种家得以及时、全面地了解亲本的各种性状、特性及有关信息,为选配亲本提供依据.中国农业科学院作物育种栽培研究所等7个育种研究单位于1984年选择一批亲本品种,按统一设计、统一记载标准和格式进行观察记载,为建立亲本数据库提供了丰富的基础数据.
在亲本研究和选配方面,中国农科院作物所于1978-1982年以北部冬小麦区45-59个常用小麦亲本为材料,对27个数量性状进行了系统调查,在M-CZ1/50微型机上进行了遗传距离类平均法聚类分析研究,客观地确定了所研究亲本间的亲疏关系,为亲本选配提供了科学依据.
除此之外,计算机在理想株型研究、杂种后代选择方法的模拟、品种系谱追踪、系谱记录和后代选择和提高区域试验质量方面都发挥了重要作用.使用计算机建立人工智能专家系统,则为育种工作的正确决策提供咨询服务.中国农科院作物所开发成功"冬小麦新品种选育专家系统",曾获得农业部科技进步二等奖.该系统根据人工智能理论、知识工程方法和专家系统技术,把小麦遗传育种方面的专家知识和经验组成知识库,采用专家知识与作物性状值、育种目标和标准权数有机结合的知识表示方法,来表达育种专家求解问题的特点及其推理过程.该系统收集了全国有关地区数十年育种、区试、生产等数据资料,建成14个事实库,收集范围广,准确可靠.系统的推理能力强,回顾性检验符合率在90%左右.该系统可在北方冬麦区地区级以上小麦育种单位和农业大专院校作物育种专业推广应用.
计算机进入作物栽培过程,各种作物模拟模型频频出现,并得到广泛应用,人们认为,这标志着世界农业进入了信息时代.
目前,美国的作物模拟模型是世界上应用最广的作物模型之一.该作物模型是应用系统工程原理、动力学方法和计算机技术构成的作物——土壤——大气系统的动态模拟模型.它系统地研究了作物生长、器官发育和产量形成等方面的形态和生理特征,并分析了外界环境对作物光合、呼吸、蒸腾作用以及光合产物的输送、转化等一系列物理、化学过程的影响.该模型描述了影响作物生产力的如下五个过程:一是品种的遗传特性及天气条件对作物发育过程的影响;二是叶片、茎秆和根系的生长;三是生物量的积累和分配;四是土壤水分的利用和分配;五是氮素的输送和分配.该模型模拟作物在自然环境下生长、发育和产量形成的动态过程,并能进行作物产量预测和提供节水施肥的决策信息.它为广大农户进行作物栽培优化管理提供指导.它也是农业领导和生产部门的辅助决策工具.现在,我国已引进美国作物模型,为开发我们自己的作物模型作参考.
近年,江苏省农业科学院有关课题组经过多年的辛勤劳动,成功地开发了"水稻栽培计算机模拟优化决策系统",可使每亩水稻增产5-10%.江苏、福建、陕西、贵州等省的广大农户和农业技术部门,按这一系统提供的当时当地最佳栽培指标和栽培措施种植水稻700万亩,增产约175亿公斤,增收近1亿元.该系统是我国第一个大型作物模拟模型,是作物生理生态的计算机模拟技术与作物栽培的优化决策理论相结合的产物.利用这一系统,可在计算机上逐日模拟水稻实际生长发育、光合生产、器官建成和产量形成等复杂过程,找出最佳播期、播量、栽期、栽插密度、肥水管理和病虫害防治等一系列最佳的水稻栽培指标和措施,使用于水稻的实际种植.这一系统适用于不同气候、土壤、品种,稻作制度和育种方式的水稻栽培.用户可借助该系统制定主要水稻品种的常年优化决策,并据此进而绘制水稻高产栽培模式图,直接用于水稻种植.也可根据气象条件和苗情变化,制定当年的栽培优化决策.有关权威对此项成果评价很高,认为这是我国作物栽培研究领域的一项开创性成果,达到了国际先进水平.其中有关水稻发育期和叶龄动态的模型已处于国际领先水平.这一系统的开发成功,使我国成为继美国、荷兰之后,世界上第三个独立完成大型作物模拟模型的国家.
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