初探宜機(jī)收玉米種質(zhì)資源的創(chuàng)新與利用

張潤生 白永新 李鵬 魏振飛 賈新宇 張建華

摘要：德國KWS公司以及美國先鋒玉米材料具有較強(qiáng)的耐密抗倒伏、早熟與脫水快等優(yōu)點(diǎn)，將這些特點(diǎn)作為培育宜機(jī)收種質(zhì)的重點(diǎn)，并合理地運(yùn)用生物技術(shù)與常規(guī)技術(shù)有機(jī)融合的育種方法，不僅能為國家提供更多宜機(jī)收優(yōu)良玉米種質(zhì)資源，還能促進(jìn)國內(nèi)玉米育種業(yè)飛速發(fā)展。本文探究了創(chuàng)新和利用宜機(jī)收玉米種質(zhì)資源的方法，僅供參考。

關(guān)鍵詞：宜機(jī)收;玉米種;資源創(chuàng)新;資源利用

中圖分類號：S513文獻(xiàn)標(biāo)識碼：ADOI：10.19754/j.nyyjs.20200815012

收稿日期：2020-07-01

作者簡介：張潤生（1975-），男，本科，副研究員。研究方向：玉米育種。

玉米在世界上種植分布非常廣泛，且總產(chǎn)量以及推廣面積都極其大。在國家加快城鎮(zhèn)化發(fā)展腳步的過程中，農(nóng)村勞動力發(fā)生了大量轉(zhuǎn)移，在此形勢下，種植業(yè)的勞動力成本越來越高，多種形式的土地發(fā)生流轉(zhuǎn)，在一定程度上促進(jìn)玉米生產(chǎn)向著規(guī)?；?、機(jī)械化方向發(fā)展。傳統(tǒng)的玉米品種因?yàn)槊撍^慢以及生育期較晚等，收獲以后堆放會出現(xiàn)豐產(chǎn)不增收的局面，使玉米生產(chǎn)無法達(dá)到全程機(jī)械化。直收玉米籽?；蛘呤斋@后快速脫粒曬干是種植合作社以及種植大戶的主要需求。新型農(nóng)業(yè)發(fā)展過程中，具有抗倒伏、脫水快、耐密以及早熟等優(yōu)點(diǎn)的玉米品種備受經(jīng)營主體喜歡，同時(shí)也是未來玉米育種業(yè)主要的發(fā)展方向。

1國內(nèi)外研究玉米品種機(jī)收的情況以及具體研究進(jìn)展1.1國內(nèi)對玉米品種機(jī)收的研究

中國目前眾多糧食作物當(dāng)中，玉米機(jī)械化發(fā)展相比水稻以及小麥機(jī)械化發(fā)展較緩慢，導(dǎo)致玉米生產(chǎn)效率無法得到很好提升。對其原因進(jìn)行探究，主要包括以下2種因素：傳統(tǒng)種植習(xí)慣、地塊分散以及農(nóng)機(jī)具等;現(xiàn)在擁有的玉米品種無法使用機(jī)械進(jìn)行生產(chǎn)[1]。想要實(shí)現(xiàn)機(jī)械化收獲籽粒，玉米品種必須具備抗倒伏、耐密、脫水快以及早熟等特點(diǎn)。

現(xiàn)在人們使用的玉米品種存在下述幾種問題：耐密植、桿高、成熟期比較長、穗大等，雖然鄭單系列的玉米品種耐密性有所提升，但生育期較長，通過改良，其變回原來的不耐密、稀植以及穗大等情況。此外，其還存在眾多缺點(diǎn)，如易倒伏、后期生長過程中秸稈快速回性、不耐密、成熟較晚等;收獲后晾曬過程中不能快速脫水，短時(shí)間之內(nèi)不適合使用晾曬機(jī)進(jìn)行脫粒處理。如，鄭單系列的玉米品種脫水速度非常慢，部分種糧大戶不具備充足的晾曬場地，這樣就會因?yàn)榱罆癫患皶r(shí)出現(xiàn)酶變情況，給種植戶造成嚴(yán)重的損失;目前很多玉米品種生長后期容易發(fā)生倒伏以及倒折的情況，不宜使用機(jī)械進(jìn)行收獲。未來培育的玉米品種應(yīng)該具有生長后期秸稈堅(jiān)硬、早熟、穗部高度整齊、抗倒伏、苞葉疏松、耐密以及籽粒脫水快等特點(diǎn)[2]。實(shí)際生產(chǎn)過程當(dāng)中，推廣使用的玉米品種還存在眾多缺點(diǎn)，如穗部整齊度比較差、苞葉非常緊、成熟以后倒伏情況十分嚴(yán)重等。針對上述問題，亟需創(chuàng)新以及利用宜機(jī)收的新玉米種質(zhì)資源，選擇使用高產(chǎn)量、耐密、早熟與脫水快的玉米新品種。

1.2國外對玉米品種機(jī)收的研究

歐美國家較為重視玉米生產(chǎn)業(yè)，而且其玉米生產(chǎn)居世界首位。其中美國培育的玉米品種具有早熟和脫水的特點(diǎn)，玉米品種能夠快速脫水，這一點(diǎn)比國內(nèi)明顯，并且已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了機(jī)械化籽粒收獲發(fā)展目標(biāo)。美國自從20世紀(jì)80年代開始，一直到21世紀(jì)初，在這20a多的時(shí)間之內(nèi)，培育的玉米品種熟期約減少10d，通過增加密度的方式，單位面積上的玉米產(chǎn)量不斷增加。由此表明，可選擇培育耐密以及早熟的玉米品種，進(jìn)而達(dá)到增產(chǎn)增收的效果。

2宜機(jī)收玉米品種必須具備的特性

抗倒伏特性。宜收機(jī)玉米品種的倒折率以及倒伏率必須低于8%，當(dāng)玉米成熟以后10d之內(nèi)的倒伏率應(yīng)該低于10%;脫水特性。玉米成熟以后實(shí)際含水量應(yīng)該低于25%;早熟特性。夏播玉米品種的成熟期約為95d;耐密特性。宜機(jī)收的玉米品種規(guī)定種植密度為5000株·667m-2，在此條件下不會發(fā)生倒伏以及禿尖等問題[3]。通過研究顯示，玉米耐密性這個特點(diǎn)具有較為復(fù)雜的綜合特性。

3創(chuàng)新和利用宜機(jī)收玉米種質(zhì)資源的方法

隨著生產(chǎn)水平的不斷發(fā)展，對玉米育種提出了越來越高的要求，玉米的抗旱、抗病、抗寒、抗倒等抗逆性資源嚴(yán)重缺乏，適合不同加工用途和機(jī)械化作業(yè)的資源明顯不足。這也表明育種越向高級發(fā)展，種質(zhì)創(chuàng)新的重要性就愈加顯得突出。對此，筆者提出宜機(jī)收玉米種質(zhì)資源的創(chuàng)新與利用方法，具體包括以下幾種。

3.1搜集與育種目標(biāo)相符合的前沿資料

我國從2010年開始對與育種目標(biāo)相符合的前沿資料進(jìn)行搜集。如，從國內(nèi)眾多育種單位當(dāng)中引進(jìn)了利馬格蘭、先鋒公等眾多成型品種進(jìn)行利用;從國內(nèi)農(nóng)業(yè)科學(xué)院引進(jìn)了美國自交系;從國內(nèi)以及省區(qū)開展的預(yù)試驗(yàn)當(dāng)中，選系以及改良利用了與育種目標(biāo)相符合的玉米品種。

3.2根據(jù)育種目標(biāo)改良玉米種質(zhì)材料

3.2.1對耐密以及抗倒伏的母本群進(jìn)行組建

從區(qū)域內(nèi)獲取2份核心種質(zhì)，分別為“PH6WC”和“鄭58”;2份孟山都脫水比較快的種質(zhì)，分別為“迪卡517”的母體，“迪卡516”的母體;1份利馬蘭格品質(zhì)比較好的粒深種質(zhì);2份美國堅(jiān)桿耐密性較強(qiáng)的種質(zhì)，分別為6017和6001;1份品質(zhì)良好的利馬格蘭種質(zhì)。自從2014年開始，國家農(nóng)科院做了以下實(shí)驗(yàn)，3代以內(nèi)實(shí)施復(fù)合雜交，在3代以后共混粉2次，到2018年完成了復(fù)合雜交，開始自交選系環(huán)節(jié)[4]。在組配的過程中，想要使改良速度加快，在中間環(huán)節(jié)若發(fā)現(xiàn)優(yōu)異的材料，隨時(shí)可以實(shí)施自交選系實(shí)驗(yàn)。

3.2.2對脫水較快以及早熟的父本群進(jìn)行組建

父本群的主要來源是區(qū)域當(dāng)中的2份核心種質(zhì)，“PH4CV”和“昌7-2”;T12（熱帶血緣）的父本系，“德美亞1號”、“德美亞3號”父本系和“迪卡517”父本系等共6份。自從2014年開始，同樣對3代以內(nèi)復(fù)合雜交的方法進(jìn)行了運(yùn)用，并在3代以后開始混粉2次，之后再實(shí)施選系環(huán)節(jié)。運(yùn)用熱源材料的主要目的是對父本系抗倒伏性以及抗病性等較差的缺點(diǎn)進(jìn)行改良。

3.2.3對小群體的選系以及骨干系回交改良

根據(jù)新育種目標(biāo)對原有優(yōu)系進(jìn)行定向改良;科學(xué)運(yùn)用前沿材料以及原骨干系等，根據(jù)育種目標(biāo)構(gòu)建一些小群體，通常為3～5個系，合理利用。

通常情況下，組建大群體需要的時(shí)間非常長，需要10代以上才可以達(dá)到穩(wěn)定出圃的階段。小群體以及回交改良這2種方法不但穩(wěn)定而且改良速度非?？?，目前國家已經(jīng)擁有成功出圃的自交系，而且還培育出眾多苗頭品種。

3.3對新組合配合力進(jìn)行測定

3.3.1對低代系的測驗(yàn)種進(jìn)行測配

母本選用“PH4CV”以及父本“DK517”測，父本系選用“PH6WC”，自選測為“W25”測。按照測配組合的實(shí)際產(chǎn)量，選取最佳的10%進(jìn)行再次選系[5]。

3.3.2對高代系新組合進(jìn)行組配

5代以內(nèi)，可以使用生產(chǎn)上的10～20個自有骨干系，10～12個親本系配置組合雙列雜交選系，然后對新配組合開展田間產(chǎn)比檢定，運(yùn)用田間調(diào)查以及室內(nèi)考種等方法，綜合比較其經(jīng)濟(jì)性狀和農(nóng)藝性狀，選擇優(yōu)良組合留下，并將劣質(zhì)組合淘汰，選擇配合力非常高的組合，留用下年度的產(chǎn)比檢定。

3.3.3積極開展異地測試

本試驗(yàn)共安排了6個測試點(diǎn)，對新組合的適應(yīng)性、豐產(chǎn)性以及穩(wěn)定性等進(jìn)行檢測。同時(shí)，還對母本自交系制種生產(chǎn)力進(jìn)行了安排和測試。

3.3.4對早熟性以及脫水性進(jìn)行測試

具體安排了調(diào)查苗頭熟期情況、測試玉米品種中后期的抗倒伏情況、檢測玉米收獲時(shí)期的具體含水量等。根據(jù)玉米收獲機(jī)械的質(zhì)量評價(jià)規(guī)定，落粒損失不能超出2%，籽粒破碎率不能超出1%;收獲機(jī)具有剝皮的作用，玉米苞葉的實(shí)際剝凈率應(yīng)該大于85%。實(shí)際測試方法應(yīng)根據(jù)玉米收獲機(jī)的實(shí)際實(shí)驗(yàn)方法進(jìn)行測試。

4結(jié)束語

綜上所述，國內(nèi)外對于宜機(jī)收玉米種質(zhì)資源的性狀進(jìn)行了深入研究，國內(nèi)對此產(chǎn)生許多爭議，認(rèn)為玉米種質(zhì)應(yīng)具有抗倒伏、脫水快、早熟以及耐密等特點(diǎn)，但早熟則會影響產(chǎn)量。有些學(xué)者提出可以通過增加密度的方式對此進(jìn)行彌補(bǔ)，但玉米結(jié)實(shí)性以及抗倒伏能力又會受到影響，使得玉米種質(zhì)性狀變成改良過程中較難處理的問題。因此，在育種的時(shí)候必須重點(diǎn)考慮以上幾個性狀，培育出宜機(jī)收以及廣大種植戶都認(rèn)可的玉米品種。

參考文獻(xiàn)

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[2]王健，于青松，郝茹雪，等.冀東地區(qū)玉米宜機(jī)收品種的增密增產(chǎn)效應(yīng)研究[J].種子，2020，39（03）：140-147.

[3]徐亮，李開祥，趙志，等.高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)適宜機(jī)收春油菜新品種青雜15號的選育[J].種子，2020，39（01）：115-116.

[4]姜龍，陳殿元，王方明，等.高產(chǎn)、耐密、宜機(jī)收玉米新品種鴻基536的選育[J].種子，2019，38（11）：123-125.

[5]袁衛(wèi)紅，張萍，鄒樂萍，等.適宜機(jī)收的早熟生態(tài)型兩系雜交油菜高產(chǎn)制種技術(shù)研究[J].天津農(nóng)業(yè)科學(xué)，2019，25（12）：75-77.

（責(zé)任編輯常陽陽）