精播機(jī)收型玉米新品種青卓918 的選育及應(yīng)用研究

徐青松 徐勁松 駢躍斌 趙 明

（1 山西省農(nóng)業(yè)科學(xué)院食用菌研究所，太原 030031；2 山西省農(nóng)業(yè)科學(xué)院玉米研究所，忻州 034000；3 山西省農(nóng)業(yè)科學(xué)院現(xiàn)代農(nóng)業(yè)研究中心，太原 030031）

玉米是目前世界上種植最廣泛的禾谷科作物之一，玉米種子因其獨(dú)特的商品價(jià)值造就了一批世界聞名暇爾的種子公司，從玉米種子營(yíng)業(yè)額和玉米品種的知名度來(lái)分依次是：杜邦－美國(guó)先鋒國(guó)際良種公司、瑞士諾華集團(tuán)玉米種子公司、法國(guó)利瑪格蘭種業(yè)集團(tuán)、美國(guó)孟山都玉米種子公司、德國(guó)KWS 種業(yè)集團(tuán)等。我國(guó)是僅次于美國(guó)的第二大玉米生產(chǎn)國(guó)，20 世紀(jì)80 年代，上述跨國(guó)公司就開(kāi)始在我國(guó)設(shè)立辦事機(jī)構(gòu)，聘用技術(shù)人員，布置品種試驗(yàn)，努力實(shí)現(xiàn)植根本土化，其中最成功的為美國(guó)杜邦－先鋒國(guó)際良種公司先玉335、先玉32D22、先玉696、先玉508、先玉218、先玉420 等6 個(gè)國(guó)審品種，以及省審的先玉688、先玉820 等一大批先鋒玉米品種；德國(guó)最成功的特早熟玉米品種德美亞1 號(hào)、德美亞2 號(hào)，以及KWS3685 耐密抗倒伏玉米新品種，為我國(guó)玉米技術(shù)創(chuàng)新實(shí)現(xiàn)玉米跨越式發(fā)展奠定了良好的種質(zhì)基礎(chǔ)，先鋒玉米和德美亞玉米代表了當(dāng)代世界上玉米先進(jìn)水平，這些玉米材料的品質(zhì)特征，對(duì)于我國(guó)玉米育種水平及在國(guó)際市場(chǎng)上的競(jìng)爭(zhēng)力是值得借鑒的[1]。

2011 年國(guó)內(nèi)玉米知名學(xué)者赴美國(guó)對(duì)美國(guó)玉米生產(chǎn)進(jìn)行了全面考察，從品種篩選到栽培的先進(jìn)技術(shù)讓大家耳目一新，美國(guó)玉米全部為機(jī)械化作業(yè)，一戶（4～6 人）可種植13500kg/hm2以上的玉米。5 月初耕、施肥、單粒播種、噴施除草劑一次性完成，不間苗、不定苗、不除草、不施肥，直到機(jī)械收獲，脫粒烘干，包裝入庫(kù)，所需勞動(dòng)力很少，降低了生產(chǎn)成本，其中的一條重要技術(shù)是——品種為這種簡(jiǎn)單的栽培方式服務(wù)，尤其是今天的中國(guó)，大量農(nóng)民工密集到城市，勞動(dòng)力嚴(yán)重短缺，為節(jié)約勞動(dòng)力及成本，這也是可以借鑒的。隨著我國(guó)城鎮(zhèn)化進(jìn)一步發(fā)展，玉米大面積集中生產(chǎn)，也是今后發(fā)展的必然趨勢(shì)，同樣也贏得了我國(guó)與外國(guó)商品玉米市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的機(jī)遇。

單粒播種技術(shù)是一種節(jié)約增效的新技術(shù)，它能使株距、群體營(yíng)養(yǎng)一致、通風(fēng)透光條件好，提高了成穗率、千粒質(zhì)量，使單位面積產(chǎn)量達(dá)到最高水平。1 穴1 粒，保證出苗，對(duì)種子的活力、健康度、純度、凈度、發(fā)芽率、水分、儲(chǔ)存及運(yùn)輸條件要求極高。近幾年田間試驗(yàn)表明，單粒播種出籽率均在95%以上，其性狀表現(xiàn)為齊、壯、旺；具備豐產(chǎn)的基本條件，這是整個(gè)栽培流程的關(guān)鍵技術(shù)，我國(guó)鄭單958 等技術(shù)雖然能單粒點(diǎn)播，但與先鋒、德美亞系列單粒播種技術(shù)水平還有較大差距，需加大這方面的投入，培育自己?jiǎn)瘟２シN新種質(zhì)、新品種[2]。

機(jī)收玉米具備以下特點(diǎn)：第一，抗倒方面?？沟狗跈C(jī)械收獲中特別重要，不抗倒伏材料會(huì)造成嚴(yán)重減產(chǎn)，而且無(wú)法機(jī)械收獲，抗倒伏品種具有植株低、穗位低、雄花少、莖稈堅(jiān)韌、次生根發(fā)達(dá)、穗下部節(jié)間粗壯的特點(diǎn)。第二，果穗方面。適于機(jī)械收獲型玉米品種，果穗的果皮薄而少，成熟時(shí)果皮自動(dòng)松開(kāi)；果穗長(zhǎng)度偏短，成熟時(shí)不易下披。第三，穗位方面。機(jī)收型玉米不但要求玉米植株高度要整齊一致，而且穗位高度要求更為嚴(yán)格，整齊度差時(shí)，容易漏收玉米穗。第四，果穗脫水技術(shù)。成熟時(shí)，果穗脫水快的品種，不但籽粒不易破碎，而且烘干時(shí)省電，節(jié)約成本，這對(duì)我國(guó)今后集中、大面積生產(chǎn)商品玉米是重要的途徑[3]。

1 育種目標(biāo)、思路和方法

1.1 研究?jī)?nèi)容 發(fā)達(dá)國(guó)家的經(jīng)驗(yàn)證明，在過(guò)去的100 年間，玉米產(chǎn)量提高的60%源于種子科技的進(jìn)步，而種子科技的進(jìn)步主要來(lái)自于玉米種質(zhì)資源的創(chuàng)新。因此，玉米種質(zhì)競(jìng)爭(zhēng)的核心就是創(chuàng)新的競(jìng)爭(zhēng)，有了突破性的玉米種質(zhì)資源就能創(chuàng)造培育出突破性的良種。青卓918 就是利用美國(guó)先鋒集團(tuán)的“超級(jí)雜交種”以及德國(guó)德美亞玉米高起點(diǎn)種質(zhì)創(chuàng)新，獲得的適應(yīng)我國(guó)本土化的玉米品種[4]。

為此，需要解決2 個(gè)重大問(wèn)題：一是美國(guó)先鋒玉米材料在我國(guó)生產(chǎn)實(shí)踐過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)其植株相對(duì)較高不抗倒伏、不抗玉米大斑病和玉米矮花葉病，因此，需對(duì)低稈型美國(guó)蘭卡斯特玉米和中稈抗病瑞德玉米改良創(chuàng)新，以創(chuàng)造出具有先鋒玉米特征又具有自主特點(diǎn)的中稈耐密型玉米品種，這是種子創(chuàng)新的重點(diǎn)，也是超美國(guó)玉米的核心關(guān)鍵。二是德國(guó)玉米有2 個(gè)類型，一個(gè)是特早熟的德美亞玉米，具有特早熟、耐密高產(chǎn)等特點(diǎn)，與山西省極早單2 號(hào)相似；另一類型為中晚熟KWS 玉米，具有耐密、抗倒、高產(chǎn)等特點(diǎn)。這2 個(gè)品種的缺點(diǎn)是特別不抗玉米斑病，我們創(chuàng)新的重點(diǎn)是改良大、小斑病[5]。

1.2 研究方法 對(duì)先鋒系列、德美亞等玉米自交系的植物學(xué)特征、生物學(xué)特性進(jìn)行鑒定，重點(diǎn)對(duì)植株高度、穗位高、葉片寬窄、禿尖大小、穗軸粗細(xì)、籽粒品質(zhì)、莖稈韌性、次生根及抗病性進(jìn)行鑒定。對(duì)蘭卡斯特×蘭卡斯特自交系進(jìn)行雜交創(chuàng)新的研究；對(duì)瑞德玉米×瑞德玉米自交系進(jìn)行雜交創(chuàng)新的研究；對(duì)德美亞母本之間的雜交進(jìn)行特早熟種質(zhì)創(chuàng)新的研究；對(duì)德美亞父本之間的雜交進(jìn)行特早熟父本種質(zhì)創(chuàng)新的研究；對(duì)組配蘭卡斯特、瑞德玉米群體之間的改良創(chuàng)新研究。

1.3 研究目標(biāo) 通過(guò)改良使株高比先玉335 母本低30～50cm、穗位高低20～30cm，葉片直立上沖，雄穗分枝數(shù)1～4 個(gè)，花藥充足，花粉質(zhì)量好，雄穗吐絲舒暢，穗軸顏色為白色或紅色，穗行數(shù)16～18 行，禿尖小或無(wú)禿尖，抗倒伏能力強(qiáng)，抗玉米葉斑病、玉米絲黑穗病，成熟時(shí)籽粒脫水快。

自交系株高160～200cm，穗位高70～80cm，植株葉片半上沖，穗上部葉片直立，穗下部葉片下披，穗上部節(jié)間長(zhǎng)，葉片分為寬短和窄短2 種，雄花分枝數(shù)4～5 個(gè)，一般分枝長(zhǎng)，而且散粉能力強(qiáng)，穗軸顏色紅色，籽粒長(zhǎng)，穗軸細(xì)而品質(zhì)好。

生育期在山西省大同、苛嵐等高寒山區(qū)原種植莜麥、馬鈴薯地區(qū)栽培，在黑龍江一般為第四積溫帶。培育自交系株高在200cm 左右，穗位高80cm左右，白軸或紅軸，穗行數(shù)14～16 行，籽粒硬粒型，品質(zhì)好，成熟時(shí)脫水快，葉片直，極耐密的品種。

生育期比德美亞母本少3～5d，株高150cm 左右，穗位高50～60cm，軸為白色，穗行數(shù)16 行左右，籽粒硬粒型，穗長(zhǎng)軸細(xì)，禿尖小。

2 親本來(lái)源與品種選育

2.1 親本來(lái)源 父本X3508 是2008 年以美系血緣（PH4CV×PH5AD）為基礎(chǔ)材料連續(xù)自交6 代選育而成，于2011 年育成高配合力中早熟自交系。山西春播生育期126d 左右，需有效積溫2700℃左右。幼苗葉鞘紫色，葉片綠色，葉緣紫色，苗勢(shì)強(qiáng)。株型緊湊，株高185cm，穗位高75cm，花絲紫色，雄穗分枝數(shù)5～7個(gè)，花藥黃色，穎殼綠色。果穗長(zhǎng)筒型，穗長(zhǎng)16.3cm，穗行數(shù)18～22 行，穗軸紅色，籽粒黃色、偏硬粒型，百粒重31g。該自交系早熟，花粉量大，穗位低，莖稈粗壯、韌性好，抗倒伏，抗病強(qiáng)，脫水快。

母 本X4835 是2008 年 以（PH6WC× 早48）為基礎(chǔ)材料連續(xù)自交6 代選育而成，于2011 年育成高配合力中熟自交系。山西春播生育期129d，需有效積溫2750℃。幼苗葉鞘紫色，葉片綠色，葉緣紫色，苗勢(shì)強(qiáng)。株型上沖，株高241cm，穗位高99cm，花絲紫色，雄穗分枝數(shù)1～2 個(gè)，花藥、穎殼紫色。果穗長(zhǎng)筒型，穗長(zhǎng)16.8cm，穗行數(shù)16～18 行，穗軸白色，籽粒黃色、硬粒型，百粒重32g。該自交系根系發(fā)達(dá)，莖稈堅(jiān)韌，抗莖腐病，抗倒伏，活稈成熟，穗位中低，耐密性好，品質(zhì)優(yōu)，脫水快，制種產(chǎn)量高。2.2 選育經(jīng)過(guò) 2011 年以自選系X4835 為母本、自選系X3508 為父本組配而成的雜交種，命名為ZX6918（圖1）。2012 年本所進(jìn)行田間觀察及產(chǎn)量比較試驗(yàn)；2013 年進(jìn)行多點(diǎn)異地鑒定試驗(yàn)；2014 年參加山西省春播早熟組預(yù)備試驗(yàn)；2015-2016 年參加山西省春播早熟組區(qū)域試驗(yàn)；2017 年參加山西省春播早熟組生產(chǎn)試驗(yàn)。2018 年通過(guò)山西省農(nóng)作物品種審定委員會(huì)審定，定名為青卓918。

圖1 世代系譜圖

3 特征特性

青卓918 山西春播早熟玉米區(qū)生育期128.8d，比對(duì)照大豐30 早2d。幼苗第1 葉葉鞘紫色，葉尖端尖到圓形，葉緣綠色。株型緊湊，總?cè)~片數(shù)19～20片，株高301cm，穗位高104cm，雄穗主軸與分枝角度中到大，側(cè)枝姿態(tài)弱到中，一級(jí)分枝數(shù)3～5 個(gè)，最高位側(cè)枝以上的主軸長(zhǎng)30cm，花藥黃色，穎殼黃綠色，花絲紫色。果穗長(zhǎng)筒型，穗軸紅色，穗長(zhǎng)20.7cm，穗行數(shù)17.5 行，行粒數(shù)40.1 粒，籽粒黃色、馬齒型，籽粒頂端淡黃色，百粒重36.9g，出籽率85.3%。

2016-2017 年山西農(nóng)業(yè)大學(xué)抗病性接種鑒定綜合結(jié)果，感絲黑穗病，抗大斑病、穗腐病，中抗莖腐病、矮花葉病。

4 產(chǎn)量表現(xiàn)

4.1 預(yù)備試驗(yàn) 2014 年參加山西省春播早熟組試驗(yàn)，4 點(diǎn)全部增產(chǎn)，每hm2平均產(chǎn)量12706.5kg，比對(duì)照大豐30 增產(chǎn)14.0%，排第2 名。

4.2 區(qū)域試驗(yàn) 2015 年參加山西省春播早熟區(qū)區(qū)域試驗(yàn)，8 點(diǎn)全部增產(chǎn)，每hm2平均產(chǎn)量12490.5kg，比對(duì)照大豐30 增產(chǎn)13.5%，排第2 名；2016 年參加山西省春播早熟區(qū)區(qū)域試驗(yàn)，8 點(diǎn)全部增產(chǎn)，平均產(chǎn)量13576.5kg，比對(duì)照大豐30 增產(chǎn)11.3%，排第1 名；2 年平均產(chǎn)量13033.5kg，比對(duì)照大豐30 增產(chǎn)12.4%。

2017 年參加山西省春播早熟區(qū)區(qū)域試驗(yàn)，不同區(qū)域7 點(diǎn)全部增產(chǎn)，每hm2平均產(chǎn)量13576.5kg，比對(duì)照大豐30 增產(chǎn)11.3%，排第1 名。

4.3 生產(chǎn)試驗(yàn) 2017 年參加山西省生產(chǎn)試驗(yàn)，每hm2平均產(chǎn)量13473kg，比對(duì)照大豐30 增產(chǎn)11.6%。

5 栽培技術(shù)要點(diǎn)

5.1 深耕整地，澆足底墑水 深耕便于蓄水保墑，抗旱防澇，同時(shí)可熟化土壤提高土壤有效養(yǎng)分，減少田間雜草和病蟲(chóng)害發(fā)生。冬灌可避免春澆降低地溫，不能適時(shí)播種，可有效凍死土壤中的害蟲(chóng)。

5.2 蹲苗促壯，中耕培土 有利于玉米根系的發(fā)展延伸，提高抗旱和抗倒伏能力。增加土壤透氣性，植壯玉米根系，有利于玉米吸收土壤中的微生物和有效養(yǎng)分。

5.3 適時(shí)追肥，澆水 氮磷鉀合理配置，不同時(shí)期，不同施肥。除底肥可用農(nóng)家肥外，還可每hm2施用三元復(fù)合肥750～900kg；施肥最多的是拔節(jié)期到抽穗期，一般可分為攻稈肥、攻穗肥和攻粒肥；苗肥每hm2用尿素135～165kg，重施穗肥，在全葉展開(kāi)時(shí)用尿素150～300kg 作穗肥。玉米苗期一般不易澆水，或可造成土壤板結(jié)。拔節(jié)結(jié)合施肥同時(shí)進(jìn)行。玉米灌漿期澆足水，這樣可避免果穗禿尖、缺?，F(xiàn)象。

5.4 合理密植，及時(shí)除草 青卓918 屬機(jī)收型密植品種，一般最佳密度為60000～67500 株/hm2，成熟時(shí)莖稈硬，穗位高度整齊一致，果穗自動(dòng)松開(kāi)，完全適合機(jī)收。避免玉米與各種作物爭(zhēng)水分、養(yǎng)分的矛盾，合理利用除草劑。

5.5 防治病蟲(chóng)害 苗期防治地老虎，大喇叭口期可采用藥劑拌沙灌心防治玉米螟，抽雄、開(kāi)花期注意防治玉米螟、蚜蟲(chóng)的為害[6-8]。

6 制種技術(shù)要點(diǎn)

6.1 保持種性 原種生產(chǎn)要求嚴(yán)格的隔離區(qū)，在苗期、花期和收獲期嚴(yán)格去雜去劣，每次對(duì)母本進(jìn)行提純復(fù)壯，父本嚴(yán)格選株套袋自交，保持原原種的種性和純度；原種生產(chǎn)要求一般的隔離區(qū)，在苗期、花期和收獲期嚴(yán)格去雜去劣。大田制種時(shí)，按標(biāo)準(zhǔn)隔離，按程序操作，確保種子質(zhì)量。

6.2 種子生產(chǎn) 選制種地，要求空間隔離500m 以上，或時(shí)間隔離20d 以上。父母本植株，按父∶母=1∶5 的比例，父本密度為60000～75000 株/hm2，母本密度為90000～105000 株/hm2。由于父本比母本生育期早，因此父本要比母本晚8～10d 播種。母本去雄徹底，嚴(yán)格去雜去劣。加強(qiáng)肥水管理，及時(shí)防治病蟲(chóng)害。

7 小結(jié)

青卓918 DNA 檢測(cè)在多個(gè)位點(diǎn)以上，是一個(gè)新的種質(zhì)，通過(guò)改良遺傳了外來(lái)種質(zhì)先進(jìn)的特點(diǎn)，又克服了它們的缺點(diǎn)，組配的材料都有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)。根據(jù)實(shí)踐試驗(yàn)玉米新種質(zhì)創(chuàng)新材料分為2 類：一是玉米核心創(chuàng)新種質(zhì)知識(shí)產(chǎn)權(quán)保護(hù)，即通過(guò)測(cè)交在不同地區(qū)進(jìn)行鑒定。二是創(chuàng)新新種質(zhì)、新品種的保護(hù)，即僅次于核心種質(zhì)的保護(hù)。主要包括蘭卡斯特、瑞德XP1XP2 良種群體隨機(jī)交配，以及還沒(méi)來(lái)得及測(cè)交的品種，進(jìn)行異地鑒定優(yōu)良種質(zhì)；在植物新品種保護(hù)上，主要根據(jù)《中華人民共和國(guó)植物新品種保護(hù)條例》進(jìn)行辦理，育成新種質(zhì)分有償使用或無(wú)償使用。有償使用主要是核心種質(zhì)，無(wú)償使用主要是XP1XP2 群體以及部分普通種質(zhì)，申請(qǐng)植物新品種保護(hù)由有償使用者申請(qǐng)保護(hù)。

2012 年在吉林省曾發(fā)生過(guò)幾千萬(wàn)畝先玉335 全部倒伏的情況，其他國(guó)外品種也存在同樣的問(wèn)題，預(yù)期創(chuàng)新成果不僅要解決這個(gè)問(wèn)題，而且要在此基礎(chǔ)上改良創(chuàng)新，留優(yōu)去弊，這將使山西省乃至我國(guó)玉米有一個(gè)突破性提高；德國(guó)特早熟玉米主要解決的問(wèn)題是植株偏高，制種產(chǎn)量低，通過(guò)玉米姊妹交，獲得制種產(chǎn)量上的提高。預(yù)期創(chuàng)新美國(guó)先鋒玉米、德國(guó)特早熟玉米新種質(zhì)，將為我國(guó)玉米“第三次革命”奠定堅(jiān)實(shí)的物質(zhì)基礎(chǔ)。

目前美國(guó)推廣的商業(yè)玉米平均株高為260cm，穗位高105cm，中晚熟品種生育期與先玉335、32D22 等玉米系列品種相同，為129d；早熟品種以先玉38P05 為代表約120d，這些品種葉片多為半上沖型（緊湊型），穗上部節(jié)間長(zhǎng)，下部節(jié)間粗而短，穗上葉片稀而直立，下部葉片下披，果穗為中穗或中小穗，種植密度大田生產(chǎn)一般留苗60000 株/hm2為多，試驗(yàn)田最高密度留苗為225000 株/hm2。青卓918與先玉335 等玉米系列自交系相比，植株高度降低了30～50cm，抗玉米大斑病、玉米矮花葉病，適于精量點(diǎn)播和機(jī)械化收獲。新種質(zhì)蘭卡斯特×新瑞德種質(zhì)配成玉米新雜交種，努力達(dá)到美國(guó)目前生產(chǎn)上推廣雜交種的水平。

明確目標(biāo)之后，通過(guò)購(gòu)買(mǎi)專利、合作研發(fā)等手段，集中力量培育獨(dú)特價(jià)值的小作物新品種和大作物專用品種，同時(shí)也給育種者帶來(lái)了新的機(jī)遇，隨著市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)不斷完善，品牌是競(jìng)爭(zhēng)力，并正在成為新的生產(chǎn)力，所以塑造企業(yè)品牌形象尤為重要。玉米種質(zhì)創(chuàng)新成為玉米種子產(chǎn)業(yè)化的競(jìng)爭(zhēng)核心力量，也是為品牌塑造有力的基石。

一粒種子可以帶動(dòng)一個(gè)種子產(chǎn)業(yè)，在當(dāng)今的種子市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中，誰(shuí)擁有優(yōu)良種質(zhì)，誰(shuí)就掌握了優(yōu)良品種主動(dòng)權(quán)和市場(chǎng)的主動(dòng)權(quán)，成為當(dāng)今種業(yè)的領(lǐng)跑者。春播一粒種，秋收萬(wàn)石糧。單粒播種如同玉米生產(chǎn)現(xiàn)代的一把鑰匙，引發(fā)玉米種植方式、栽培方式、栽培技術(shù)、種子加工及育種方向一系列產(chǎn)業(yè)技術(shù)革新，終將為實(shí)現(xiàn)玉米全程機(jī)械化鋪墊道路。當(dāng)前農(nóng)村正在進(jìn)行一場(chǎng)新變革，土地自然性、引導(dǎo)性的流傳集中，要倡導(dǎo)和扶持土地適度規(guī)模經(jīng)營(yíng)，在一定范圍內(nèi)，統(tǒng)一品種、播期、行距、行向、施肥，盡可能實(shí)現(xiàn)全程機(jī)械化作業(yè)，通用化、標(biāo)準(zhǔn)化作業(yè)為玉米精量或單粒播種和機(jī)械化作業(yè)創(chuàng)造了條件。