黃淮海南部?jī)?yōu)質(zhì)抗逆玉米新品種選育技術(shù)探討

柳家友，閆海霞，趙全花，陳振華，蔡志勇，吳偉華，袁劉正

（1.漯河市農(nóng)業(yè)科學(xué)院，河南 漯河 462300；2.河南豐碩種業(yè)有限公司，河南 漯河 462000）

黃淮海南部夏玉米區(qū)主要包括豫中南、皖北和蘇北等地區(qū)，是北亞熱帶向暖溫帶的交匯過(guò)渡區(qū)域，強(qiáng)對(duì)流天氣頻繁發(fā)生，特別是在夏玉米生長(zhǎng)季節(jié)內(nèi)極端天氣發(fā)生的概率和嚴(yán)重程度都比黃淮海的中、北部大得多。筆者試圖通過(guò)分析黃淮海南部夏玉米生長(zhǎng)季節(jié)的特殊氣候環(huán)境條件對(duì)玉米生長(zhǎng)發(fā)育及產(chǎn)量的影響，并結(jié)合漯河市農(nóng)業(yè)科學(xué)院的玉米育種實(shí)踐，提出適宜該地區(qū)的優(yōu)質(zhì)抗逆宜機(jī)收夏玉米新品種選育技術(shù)。

1 黃淮海南部夏玉米生長(zhǎng)的不利條件

1.1 陰雨寡照

一般7月下旬到8月中旬為黃淮海區(qū)域的雨季，日照時(shí)數(shù)少，空氣濕度大，出現(xiàn)陰雨寡照天氣的年份平均為27%左右，以黃淮海南部出現(xiàn)頻率較高。長(zhǎng)時(shí)間的陰雨寡照天氣將導(dǎo)致玉米大面積減產(chǎn)。據(jù)統(tǒng)計(jì)，在河南省夏玉米減產(chǎn)的12 a中，有5 a花期遇陰雨天氣，占總減產(chǎn)年份的41.7%[1]。特別是2003年河南玉米花期遭遇嚴(yán)重陰雨天氣，平均減產(chǎn)達(dá)37.42%。前人模擬陰雨寡照天氣進(jìn)行了大量研究發(fā)現(xiàn)，遮陰延遲玉米抽雄吐絲，雌雄間隔期拉長(zhǎng)，造成花期不遇，授粉率下降，導(dǎo)致玉米產(chǎn)量下降[2-4]。

1.2 高溫?zé)岷?/h3>

近年來(lái)，高溫?zé)岷σ呀?jīng)逐漸成為威脅黃淮海南部玉米產(chǎn)區(qū)的主要自然災(zāi)害。高溫一方面使花粉發(fā)育不正?；蛘邤∮瑢?dǎo)致花粉數(shù)量減少、生活力減弱，甚至完全喪失受精能力；另一方面使花粉粒分裂不正常，形成畸形。因此，高溫導(dǎo)致花粉的數(shù)量和活力下降，并最終導(dǎo)致玉米結(jié)實(shí)率降低和減產(chǎn)，嚴(yán)重時(shí)甚至顆粒無(wú)收[5]。2016年7月下旬到8月上旬黃淮海南部遭遇連續(xù)高溫?zé)岷?，受?zāi)地區(qū)平均結(jié)實(shí)率為41%。2017年國(guó)家玉米產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系黃淮海區(qū)域的15個(gè)綜合試驗(yàn)站針對(duì)7月中旬和8月上旬高溫天氣進(jìn)行了調(diào)研，發(fā)現(xiàn)受高溫影響，部分地塊出現(xiàn)“香蕉”穗、苞葉短、雄穗不散粉或者花粉量少、果穗結(jié)實(shí)性差等現(xiàn)象，特別是先玉335畸形穗的發(fā)生率較高。

1.3 風(fēng)災(zāi)倒伏

黃淮海南部夏玉米生長(zhǎng)后期的強(qiáng)降雨伴隨大風(fēng)天氣會(huì)導(dǎo)致玉米大面積倒伏。2009年8月28—29日的風(fēng)災(zāi)，致使豫中南地區(qū)夏玉米倒伏超過(guò)了60萬(wàn)hm2，其中，漯河市玉米倒伏9.7萬(wàn)hm2，占全市玉米種植總面積的90.2%；倒伏主要為根倒伏和莖折斷，其中莖折斷比例高達(dá)60%左右[6]。2016年8月24日，豫南地區(qū)又發(fā)生了玉米大面積倒伏。

1.4 病蟲害嚴(yán)重

黃淮海南部特殊的氣候條件導(dǎo)致該地區(qū)玉米病蟲害發(fā)生嚴(yán)重。當(dāng)前普遍發(fā)生且危害嚴(yán)重的蟲害主要是玉米螟，病害主要是南方銹病和莖腐病[7]。

2006年玉米螟在河南安陽(yáng)、焦作、開封、周口、漯河、洛陽(yáng)等地暴發(fā)流行，受害面積達(dá)134萬(wàn)hm2，給玉米生產(chǎn)造成了極大損失[8]。2015年，玉米南方銹病在河南省重發(fā)生，發(fā)生面積達(dá)到188.5萬(wàn)hm2，占玉米種植面積的56.1%[9-10]。玉米莖腐病作為河南省夏玉米生產(chǎn)中的主要病害之一，一般年份發(fā)病率為5%～10%，嚴(yán)重年份可以達(dá)到20%～30%，個(gè)別地區(qū)可以高達(dá)50%～60%，少則減產(chǎn)35%，重者甚至絕收[11]。

2 黃淮海南部夏玉米新品種選育的實(shí)踐及應(yīng)用

2.1 找準(zhǔn)育種目標(biāo)，依靠自身優(yōu)勢(shì)，培育優(yōu)良品種

漯河市農(nóng)業(yè)科學(xué)院早在2001年就根據(jù)黃淮海南部的特殊氣候條件對(duì)玉米品種的需求，確立了培育“優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)、抗逆”玉米新品種的育種目標(biāo)，“抗逆”只要指的就是耐陰雨寡照、耐高溫，抗倒伏，抗病蟲。現(xiàn)已成功培育出漯玉336并在生產(chǎn)上大面積推廣種植。

漯玉336是漯河市農(nóng)業(yè)科學(xué)院2001年根據(jù)既定育種目標(biāo)，對(duì)含有Reid血統(tǒng)的骨干自交系漯系03進(jìn)行目的改良，導(dǎo)入美國(guó)種質(zhì)78599，組建二環(huán)系，經(jīng)過(guò)5代南繁北育，增加環(huán)境壓力，2003年選育出了株型緊湊、生育期適中、制種產(chǎn)量高、抗逆性強(qiáng)、配合力高的優(yōu)良自交系R2005。2003—2004年南繁期間，用昌7-2等骨干自交系對(duì)其進(jìn)行測(cè)配，經(jīng)過(guò)嚴(yán)格的觀察篩選，育成了高產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、抗逆性突出的玉米新品種[12-14]。

漯玉336于2010年4月通過(guò)河南省審定，審定號(hào)為豫審玉2010016。該品種具有如下特性。

（1）品質(zhì)優(yōu)良，商品性好。從表1可以看出，2008—2009年農(nóng)業(yè)部農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)測(cè)試中心（鄭州）檢測(cè)，該品種籽粒品質(zhì)達(dá)到普通玉米1等級(jí)國(guó)標(biāo)；淀粉發(fā)酵工業(yè)用玉米2等級(jí)國(guó)標(biāo)；飼料用玉米1等級(jí)國(guó)標(biāo)；高淀粉玉米2等級(jí)部標(biāo)。

表1 籽粒品質(zhì)分析

（2）豐產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)性好。從表2可以看出，2007—2009年參加河南省玉米區(qū)試（6萬(wàn)株/hm2），3 a該品種平均產(chǎn)量為8 956.5 kg/hm2，比對(duì)照鄭單958增產(chǎn)4.9%，增產(chǎn)點(diǎn)率為80%。2008—2009年參加河南省玉米生產(chǎn)試驗(yàn)（6萬(wàn)株/hm2），2 a平均產(chǎn)量為9 187.5 kg/hm2，比對(duì)照鄭單958增產(chǎn)8.3%。從3 a區(qū)試及2 a生產(chǎn)試驗(yàn)結(jié)果看，該品種的種性穩(wěn)定，豐產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)性均好。

表2 漯玉336試驗(yàn)產(chǎn)量結(jié)果

（3）抗病、抗逆性好。2007—2009年河南農(nóng)業(yè)大學(xué)植保系人工接種抗性鑒定表明，漯玉336高抗大斑病，中抗小斑病和莖腐病，抗彎孢菌葉斑病和瘤黑粉病，高抗矮花葉病和南方銹病，抗玉米螟。結(jié)合多年多點(diǎn)田間表現(xiàn)判定，該品種具備較強(qiáng)的抗逆性及綜合抗病性。

2.2 積極與企業(yè)組成科企聯(lián)合體，協(xié)作攻關(guān)，碩果累累

漯河市農(nóng)業(yè)科學(xué)院積極與河南豐碩種業(yè)、獨(dú)立育種人陳振華等組成科企聯(lián)合體，開展協(xié)同攻關(guān)，已合作培育出的玉米新品種主要有陽(yáng)光98、陽(yáng)光99和豫豐3358等。

2.2.1 協(xié)作攻關(guān)，資源與技術(shù)共享，實(shí)現(xiàn)種質(zhì)創(chuàng)新和品種突破 漯河市農(nóng)業(yè)科學(xué)院與河南豐碩種業(yè)有限公司（原漯河市陽(yáng)光種業(yè)有限公司）通過(guò)科企戰(zhàn)略合作，實(shí)現(xiàn)了玉米種質(zhì)材料的共享，豐碩種業(yè)從漯河市農(nóng)業(yè)科學(xué)院引進(jìn)了一批兼具黃淮海種質(zhì)的豐產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)、抗病廣適能力與美系堅(jiān)稈種質(zhì)的抗倒伏倒折能力的優(yōu)良基礎(chǔ)種質(zhì)材料，利用與漯河市農(nóng)業(yè)科學(xué)院進(jìn)行技術(shù)交流獲得的一年三季自交系純合技術(shù)（專利“一種黃淮海地區(qū)玉米自交材料純合育種方法”，專利申請(qǐng)?zhí)枮?01611191369.0）與自交材料早代配合力測(cè)定技術(shù)（專利“一種玉米自交系選育方法”，專利申請(qǐng)?zhí)枮?01710241871.6），篩選出了 Y98，Y98-281，Y06-389，Y05-3987 等一批優(yōu)良自交系，最終選育出了具備高產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、多抗、適應(yīng)性廣的玉米新品種陽(yáng)光98（Y98×Y98-281）與陽(yáng)光 99（Y06-389×Y05-3987）。陽(yáng)光98于2009年通過(guò)河南省品種審定委員會(huì)審定，審定編號(hào)：豫審玉2009026[15]；陽(yáng)光99于2011年通過(guò)河南省品種審定委員會(huì)審定，審定編號(hào)：豫審玉2011024。漯河市農(nóng)業(yè)科學(xué)院與獨(dú)立育種人陳振華合作育成了豫豐3358，于2008年通過(guò)河南省審定，審定編號(hào)為2008008。

2.2.2 培育出的玉米新品種高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)，品質(zhì)優(yōu)良，抗逆性強(qiáng)，適應(yīng)性廣，推廣面積大

2.2.2.1 豐產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)性好 由表3可知，陽(yáng)光98于2007—2008年參加河南省玉米區(qū)試，2 a 19點(diǎn)次的試驗(yàn)結(jié)果，平均產(chǎn)量 9 117.0 kg/hm2，比鄭單 958（CK）增產(chǎn)4.6%，豐產(chǎn)性好，增產(chǎn)點(diǎn)數(shù)∶減產(chǎn)點(diǎn)數(shù)為16∶3，增產(chǎn)點(diǎn)比率為84.2%，穩(wěn)產(chǎn)性突出。2008年參加河南省玉米生產(chǎn)試驗(yàn)（67 500株/hm2組），陽(yáng)光98平均產(chǎn)量9 903.0 kg/hm2，比鄭單958（CK）增產(chǎn)9.5%，居試驗(yàn)第1位，生產(chǎn)試驗(yàn)8點(diǎn)匯總，全部增產(chǎn)。

表3 陽(yáng)光98、陽(yáng)光99和豫豐3358試驗(yàn)產(chǎn)量結(jié)果

陽(yáng)光99于2009—2010年參加河南省玉米區(qū)試，2 a區(qū)試結(jié)果平均產(chǎn)量8 812.5 kg/hm2，比對(duì)照鄭單958增產(chǎn)5.1%，增產(chǎn)點(diǎn)率為87.0%，豐產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)性突出。2010年河南省玉米生產(chǎn)試驗(yàn)（6.75萬(wàn)株/hm2組）11點(diǎn)匯總，10點(diǎn)增產(chǎn)1點(diǎn)減產(chǎn)，平均產(chǎn)量為8 475.0 kg/hm2，比對(duì)照鄭單958增產(chǎn)7.3%，居8個(gè)參試品種第6位。

豫豐3358于2006—2007年參加河南省玉米區(qū)試，2 a區(qū)試結(jié)果平均產(chǎn)量為8 305.5 kg/hm2，比鄭單958增產(chǎn)4.8%。2007年參加河南省生產(chǎn)試驗(yàn)（6萬(wàn)株/hm2組），平均產(chǎn)量為8 446.5 kg/hm2，比對(duì)照鄭單958增產(chǎn)7.3%。

2.2.2.2 品質(zhì)優(yōu)良 從表1可以看出，陽(yáng)光98籽粒品質(zhì)達(dá)到普通玉米1等級(jí)國(guó)標(biāo)；飼料用玉米2等級(jí)國(guó)標(biāo)；高淀粉玉米3等級(jí)部標(biāo)。陽(yáng)光99籽粒品質(zhì)達(dá)到普通玉米1等級(jí)國(guó)標(biāo)；飼料用玉米1等級(jí)國(guó)標(biāo)；淀粉發(fā)酵工業(yè)用玉米1等級(jí)國(guó)標(biāo)；高淀粉玉米2等級(jí)部標(biāo)。豫豐3358籽粒品質(zhì)達(dá)到普通玉米1等級(jí)部標(biāo)，飼料用玉米2等級(jí)部標(biāo)，高淀粉玉米2等級(jí)部標(biāo)。

2.2.2.3 綜合抗逆性強(qiáng) 陽(yáng)光98抗性鑒定：根據(jù)2007年河北省農(nóng)業(yè)科學(xué)院植保所對(duì)陽(yáng)光98人工接種鑒定表明，中抗彎孢菌葉斑病，高抗瘤黑粉病，中抗莖腐病，高抗矮花葉病，中抗南方銹病，感玉米螟。

陽(yáng)光99抗性鑒定：河南農(nóng)業(yè)大學(xué)植物保護(hù)學(xué)院人工接種鑒定表明，2010年高抗彎孢菌葉斑?。?級(jí)），抗莖腐?。?級(jí)）、矮花葉?。?級(jí)），中抗大斑病（5級(jí)）、小斑?。?級(jí)），感瘤黑粉?。?級(jí)），抗玉米螟（3級(jí)）。

豫豐3358抗性鑒定：2006年經(jīng)河北省農(nóng)業(yè)科學(xué)院植保所人工接種鑒定表明，抗瘤黑粉?。ú≈曷?.2%）、矮花葉?。ú≈曷?3.0%）；中抗小斑?。?級(jí)）、莖腐?。ú≈曷?3.6%）、玉米螟（5.2級(jí)）；感大斑?。?級(jí)）；高感彎孢菌葉斑?。?級(jí)）。

2.2.2.4 適應(yīng)性廣，推廣面積大 玉米新品種陽(yáng)光98與陽(yáng)光99目前在河南省累計(jì)推廣89.5萬(wàn)hm2，增產(chǎn)玉米32.3萬(wàn)t，總增產(chǎn)值約6.13億元，預(yù)計(jì)在未來(lái)5 a，隨著推廣面積的不斷擴(kuò)大，將產(chǎn)生更加顯著的社會(huì)和經(jīng)濟(jì)效益，推廣應(yīng)用前景廣闊。

豫豐3358根據(jù)2008，2009年2 a大田表現(xiàn)，一般產(chǎn)量為9 750～11 250 kg/hm2，高產(chǎn)攻關(guān)田有16 980 kg/hm2以上的增產(chǎn)潛力。東北春播區(qū)一般產(chǎn)量12 750 kg/hm2，高產(chǎn)地塊可達(dá)16 500 kg/hm2以上。該品種適宜在黃淮海夏玉米區(qū)及黑龍江、吉林、遼寧、陜西、內(nèi)蒙古春玉米區(qū)有效積溫2 730～2 780℃區(qū)域種植。

3 黃淮海南部夏玉米新品種選育技術(shù)探討

3.1 以本土優(yōu)勢(shì)種質(zhì)為核心進(jìn)行改良創(chuàng)新

本土優(yōu)勢(shì)種質(zhì)是品種取得抗逆穩(wěn)產(chǎn)的保證，更是種質(zhì)創(chuàng)新與利用的核心[16]。在黃淮海南部夏玉米區(qū)，隨著鄭單 958、浚單 20、魯單 981、漯玉 336、陽(yáng)光98、陽(yáng)光99、豫豐3358等玉米雜交種的育成以及推廣應(yīng)用，它們的親本自交系鄭58，9058，R2005，浚 248，昌 7-2，浚 92-6，浚 92-8，齊 319，lx9801 逐漸被育種家們所重視，成為現(xiàn)階段黃淮海南部地區(qū)玉米育種的核心種質(zhì)。這些材料主要屬于塘四平頭系統(tǒng)、瑞德系統(tǒng)和P群，雜優(yōu)模式為Reid×塘四平頭和P群×塘四平頭。

塘四平頭種質(zhì)是黃淮海夏播玉米區(qū)最優(yōu)良的種質(zhì)[17-20]，它的優(yōu)點(diǎn)是一般配合力高、株型緊湊、花粉量大、灌漿速度快、早熟、結(jié)實(shí)性好、適應(yīng)性廣，缺點(diǎn)是抗倒能力差，葉片持綠性差、籽粒外觀商品性差，因此，改良的重點(diǎn)是提高其抗病抗倒能力，改良籽粒色澤，力爭(zhēng)配合力進(jìn)一步提高。

瑞德系統(tǒng)核心自交系在生產(chǎn)上的突出缺點(diǎn)是抗病蟲能力低，今后改良的重點(diǎn)是提高其抗病蟲能力和抗逆性。P群種質(zhì)的缺點(diǎn)是對(duì)光溫反應(yīng)較敏感，自身產(chǎn)量較低，對(duì)其改良的重點(diǎn)是保持其較高的配合力，降低其對(duì)光溫的敏感性，提高自身產(chǎn)量。

3.2 加強(qiáng)外來(lái)玉米種質(zhì)改良利用，加快宜機(jī)收新品種選育

美國(guó)先鋒公司和孟山都公司整合世界優(yōu)良的玉米資源以先進(jìn)的育種理念創(chuàng)建的種質(zhì)與我國(guó)種質(zhì)有明顯的差異，具有莖稈堅(jiān)韌抗倒伏、株型通透耐密植、籽粒品質(zhì)好、脫水快等優(yōu)點(diǎn)。此外，一些歐洲種質(zhì)如KWS系列種質(zhì)，也可以作為改良利用的重點(diǎn)。

黃淮海區(qū)適宜機(jī)械粒收的品種，至少要有以下特點(diǎn)：（1）達(dá)到生理成熟時(shí)籽粒含水量比較低，適收期籽粒含水量一般要求低于28%。（2）生育后期籽粒脫水速率快；（3）適當(dāng)早熟；（4）耐密植，產(chǎn)量高；（5）抗倒伏，耐莖腐病，特別是生理成熟后抗倒伏性要好。

漯河市農(nóng)業(yè)科學(xué)院早在2015年就設(shè)立了院優(yōu)秀青年創(chuàng)新基金項(xiàng)目——“美國(guó)優(yōu)良玉米種質(zhì)在黃淮海區(qū)的改良與利用及育種技術(shù)平臺(tái)研究”，極大地拓寬了豫中南地區(qū)玉米遺傳育種的種質(zhì)基礎(chǔ)，加速了宜機(jī)收籽粒玉米新品種的選育進(jìn)程，推動(dòng)該地區(qū)早日實(shí)現(xiàn)玉米生產(chǎn)的全程機(jī)械化。

3.3 利用先進(jìn)的育種技術(shù)，提高育種效率

生物技術(shù)可大大提高育種效率，實(shí)現(xiàn)從“經(jīng)驗(yàn)育種”到“精準(zhǔn)育種”的飛躍。當(dāng)前，單倍體育種技術(shù)、分子標(biāo)記輔助選擇育種技術(shù)在創(chuàng)造玉米種質(zhì)資源方面發(fā)揮了重要作用，正在改變著以常規(guī)育種為主的我國(guó)玉米育種方式。

3.4 加強(qiáng)抗逆育種研究

針對(duì)黃淮海南部夏玉米生長(zhǎng)季節(jié)環(huán)境變化多樣，極端天氣頻發(fā)，必須把耐陰雨寡照、抗倒伏、耐高溫作為育種目標(biāo)，依靠自然和人工模擬逆境條件，積極從現(xiàn)有種質(zhì)和外來(lái)種質(zhì)中挖掘耐陰雨寡照、抗倒伏、耐高溫的種質(zhì)，并加以改良利用。

針對(duì)近年來(lái)黃淮海南部區(qū)域玉米南方銹病和莖腐病發(fā)生比較重，導(dǎo)致玉米嚴(yán)重減產(chǎn)，亟需加強(qiáng)玉米南方銹病和莖腐病抗病性的研究和抗性品種的選育。同時(shí)在關(guān)鍵時(shí)期做好病害監(jiān)測(cè)預(yù)警，定期開展田間取樣調(diào)查；通過(guò)優(yōu)化栽培管理等措施，有效控制病害的流行勢(shì)頭，減輕損失，保障玉米生產(chǎn)安全。

在抗逆育種方面，漯河市農(nóng)業(yè)科學(xué)院也進(jìn)行了積極探索。從2009年開始，便結(jié)合豫中南特殊的氣候特征，開展了玉米耐陰性育種，篩選出了一批耐陰性強(qiáng)的種質(zhì)資源，探索了玉米耐陰性的遺傳規(guī)律，掌握了玉米耐陰性改良方法，加快了黃淮海區(qū)玉米耐陰育種的進(jìn)程。

3.5 科企合作，資源共享，聯(lián)合攻關(guān)

科企合作是國(guó)家鼓勵(lì)的新型科技創(chuàng)新模式。通過(guò)合作，可以實(shí)現(xiàn)資源共享、聯(lián)合鑒定篩選和育種平臺(tái)建設(shè)，加速育種進(jìn)程。2014年農(nóng)業(yè)部會(huì)同科技部實(shí)行玉米良種重大科研聯(lián)合攻關(guān)，培育篩選出一批突破性玉米的新品種，特別是適宜機(jī)收籽粒的玉米新品種，鑒定發(fā)掘出一批優(yōu)異的種質(zhì)資源，有效拓寬了玉米種質(zhì)基礎(chǔ)。

漯河市農(nóng)業(yè)科學(xué)院與河南豐碩種業(yè)、獨(dú)立育種人陳振華構(gòu)建科企聯(lián)合體的成功實(shí)踐也證明，以市場(chǎng)需求為導(dǎo)向，以有實(shí)力的育繁推一體化種子企業(yè)和科研單位組成的攻關(guān)聯(lián)合體為依托的協(xié)同創(chuàng)新格局，將極大的加速培育與推廣適宜黃淮海南部種植的玉米新品種進(jìn)程。

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